7单层钢筋混凝土厂房抗震设计解析.pptx

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,第七章 单层钢筋混凝土厂房抗震设计,7.1,、震害及分析,单层钢筋混凝土厂房通常是由钢筋混凝土柱、钢筋混凝土屋架或钢屋架以及有檩或无檩的钢筋混凝土屋盖组成的装配式结构。这种结构的屋盖较重，整体性较差。由于用途的不同，在厂房的跨度、跨数、柱距以及轨顶标高等方面的变化都较大，结构复杂多变，因此单层厂房的震害反应较复杂。大量震害调查及试验研究表明，钢筋混凝土单层厂房经过抗震设防后，具有良好的抗震性能。本章主要介绍钢筋混凝土单层厂房的震害特点、抗震计算以及抗震措施。,1,、柱头及屋架连接的破坏,厂房的重量主要集中于屋盖，屋盖地震作用首先通过柱头节点向下传递，因此柱与屋架的连接节点是个重要部位。柱头在地震作用、竖向重力荷载及竖向地震的共同作用下，易于发生连接处焊缝切断，或者因锚固筋锚固强度不足而被拔出。当节点连接强度足够时，柱头在反复水平地震作用下处于剪压复合受力状态，加上屋架与柱顶之间由于角变变形引起柱头混凝土受挤压，在剪压作用下出现斜裂缝，压区混凝土压酥。,2,、柱肩竖向拉裂,在高低跨厂房的中柱，常用柱肩或牛腿支承低跨屋架，地震时由于高振型影响，高低跨两层屋盖产生相反方向的运动。柱肩或牛腿所受的水平地震作用将增大很多，如果没有配置足够数量的水平钢筋，柱肩或牛腿就会被拉裂，产生竖向裂缝。,3,、上柱柱身变截面处开裂或折断,上柱截面较弱，在屋盖及吊车的横向水平地震作用下受到较大的剪力，故柱处于压弯剪复合受力状态，在柱的变截面处因刚度突变而产,生应力集中，一般在吊车梁顶面附近易产生拉裂甚至折断。,4,、下柱震害,最常见的是水平裂缝，位于地坪以上窗台以下一段，多发生在厂房的中柱，主要原因是柱截面的抗弯承载力不足。在,9,度以上的高烈度区，曾有柱根折断而使厂房整片倒塌的例子。,当下柱的抗剪承载力不足时则产生斜裂缝，其中以薄壁工字形截面柱以及工字型空腹柱震害最为严重。,5,、,形天窗架的破坏,形天窗架突出屋面，天窗屋盖重量大，重心高，刚度突变，地震时受高振型影响，地震作用明显增大，造成天窗架立柱折断，或使天窗架与屋架的连接节点破坏，表现为联系焊缝或螺栓被切断，天窗架倒塌。由于屋面板与天窗架之间连接破坏，纵向支撑杆件的压曲失稳或支撑与天窗架之间连接失效会引起天窗架的倾倒。,6,、围护墙开裂外闪、局部或大面积倒塌。其中高悬墙、女儿墙受鞭稍效应的影响，破坏最为严重。,7,、屋面板错动坠落,由于屋面板与屋架或天窗架焊接不牢，或者屋面板大肋上预埋件锚固强度不足，都会引起屋面板与屋架的拉脱、错动以致坠落。,8,、屋架破坏,屋架两端的剪力最大，而屋架端节间的支墱、上弦杆经常是零杆，设计的截面较弱，在受到较大的纵向地震作用时，因承载力不足而破坏，引起屋架的破坏。另外当屋盖支撑较弱时，一旦压曲易造成屋架倾斜。,9,、支撑震害,厂房的纵向刚度主要取决于支撑系统，在纵向地震作用下支撑内力较,大，而支撑一般仅按构造设置，刚度偏弱，承载力偏低，节点构造单薄，地震时普遍发生杆件压曲、部分节点板扭折、焊缝撕开、锚件拉脱、锚筋拉断等现象，造成主体结构倾倒。在整个支撑系统中，以天窗垂直支撑的震害最重，其次是屋盖支撑及柱间支撑。有时因柱间支撑刚度较强，使纵向地震作用过度集中于设置柱间支撑的柱子，致使杆身切断。,7.2,厂房结构布置及抗震构造措施,单层厂房在地震作用下，由于构件承载力不足、节点或连接承载力不足，支撑薄弱而造成大量震害之外，还有不少是由于结构布置、构件选型以及构造上的不合理引起的。因此对结构的抗震设防，除了进行必要的抗震承载力验算外，还必须依据概念设计的基本思想，在结构总体布置和抗震构造措施等方面采取有效措施，以提高厂房的抗震性能。,“抗震规范”较全面地规定了建筑物的抗震设计原则和需采取的抗震构造措施,1,、体型与抗震缝,单层厂房的平面布置应体型简单、规则，各部分结构刚度、质量匀称。避免体型曲折复杂、凹凸变化，对多跨厂房宜等高等长以减小扭转效应，当生产工艺要求采用较复条的平面布局时，应采用抗震缝将其分成若干个体形简单的独立单元。,在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用,100150mm,，其他情况可采用,5090mm,。,厂房内上吊车的扶梯不应靠近防震缝设置，多跨厂房各跨上吊车的铁梯不宜设在同一横向轴线附近，当多台吊车同时停放在同一横向柱间时，增大了该排架侧移刚度，加大地震反应，导致震害加剧。厂房内的工作平台宜与主体结构脱开。,厂房的竖向布置，体型应简单，各柱列的侧移刚度宜均匀，尽可能避免局部突出和设置高低跨。当高低跨的高差不大时,(,例如钢筋混凝土多跨厂房高差小于,2m),，宜做成等高，否则应考虑高振型的影响。另外，在厂房的同一结构单元内，不应采用不同的结构型式，厂房端部应设屋架，不应采用山墙承重，厂房单元内不应采用横墙和排架混合承重。,2,、屋盖体系,尽可能选用轻屋盖，减轻屋盖重量，降低屋盖重心，以减小地震作用，减轻支撑体系、连接构造以及承重构件在地震时遭受的破坏。,跨度不大于,15m,时，可采用钢筋混凝土或整体式预应力混凝土屋架或屋面梁，且应采取必要的抗震构造措施。跨度大于,24m,，或,8,度三、四类场地和,9,度时优先采用钢屋架；柱距,12m,时，可采用预应力混凝土托架；当采用钢屋架时，亦可采用钢托架。不宜采用拼块式预应力混凝土和钢筋混凝土屋架、屋面梁、空腹衍架及组合屋架。,条件允许时可采用石棉瓦、瓦楞铁、冷轧轻钢檩条、,v,形折板等轻屋盖结构，但应注意有檀屋盖的檩条必须与屋架,(,屋面梁,),焊牢，并应有足够的支承长度，檩条上的瓦必须与檩条拉结。当采用无檩屋盖时，屋面构件应连成整体，大型屋面板与屋架,(,屋面梁,),之间至少要有三个角与屋架有可靠焊接，也可采用四个角都能与屋架焊接的切角构造，在屋面板吊装就位后，用短钢筋沿垂直屋架方向将相邻屋面板上的吊钩焊联；或者采用装配整体式屋面板接头等。此外，“抗震现范”对大型屋面板构件、连接焊缝做法等还给出了一些具体要求，设计中应注意遵守。,3,、天窗架,为减轻天窗屋盖的重量及地震反应，选择天窗时最好采用钢天窗架和轻型板材；在,6,8,度地区可以采用钢筋混凝土天窗架；,9,度时可采用重心低的下沉式天窗，因为此类天窗抗震性能较好。在有条件的地区尽量推广使用横向天窗、井式天窗和采光罩。,为了减小天窗侧板刚度对天窗变形的影响，天窗架两侧的侧板或下档与天窗立柱的连接宜采用螺栓连接。另外，,8,度和,9,度时，天窗架宜从厂房两端第三柱间开始设置，以增强屋面纵向水平刚度，天窗屋盖和端壁板及天窗侧板宜采用轻质板材。,4,、柱,一般单层厂房都可以采用钢筋混凝土柱，按抗震要求设计的钢筋混凝柱具有足够的抗震能力，但需要指出的是，设计时要提高其延件，使其在进入弹塑性工作阶段后仍具有足够的变形能力和承载力。确定柱子截面时，要选取合适的刚度，过大的抗侧刚度对厂房抗震并不一定有利，相反会引起厂房横向周期的缩短而导致地震荷载的增大。在,8,9,度区，宜采用矩形、工字形截面或斜腹杆双肢柱，不宜采用薄壁开孔或预制腹板的工字形柱及平腹杆双肢柱，因为这些形式的柱子抗剪能力较差，震害较大。,为了增加钢筋混凝土柱的延性，应对柱采取适当的构造措施，一般在下列范围内柱的箍筋应加密：,（,1,）柱头，取柱顶以下,500mm,并不小于柱截面长边尺寸；,（,2,）上柱，取阶形柱自牛腿面至吊车梁面以上,300mm,高度范围内；,（,3,）牛腿取全高；,（,4,）柱根，取下柱柱底至室内地坪以上,500mm,；,（,5,）柱间支撑与柱连接节点和柱变位受平台、嵌砌内隔墙等约束的部位，取节点上下各,300mm,。,加密区的箍筋间距不应大于,100mm,，箍筋肢距和最小直径应符合要求。,不等高厂房支承低跨屋盖中柱牛腿,(,柱肩,),，应按计算增设抵抗水平地震作用的抗拉钢筋，,6,、,7,度时不少于,2,12,，,8,度时不少于,2,14,，,9,度时不少于,2,16,。抗拉钢筋应与牛腿面的预埋钢板焊牢。另外，柱根部至室内地坪以上,500mm,高度范围及牛腿箍筋加密区范围内应采用矩形截面，以提高柱截面的抗剪承载力。此外，对山墙抗风柱的配筋、大柱网厂房柱的截面配筋和构造，“抗震规范”尚有若干规定，设计中应参照执行。,在单层钢筋混凝土厂房的抗震措施中，,屋架,(,屋面梁,),与柱顶的连接节点,的做法十分重要，“抗震现范”也作了较详细的规定。,8,度时，屋架,(,屋面梁,),与柱的连接宜采用螺栓，,9,度时宜采用钢板铰，或采用螺栓，屋架,(,屋面梁,),下必须垫支承垫板，厚度不宜小于,16mm,，柱顶预埋件与柱头应加强锚固，锚筋宜采用,4,14(8,度,),和,4,16(9,度,),。对有柱间支撑的柱子，柱顶预埋件还应增设抗地震剪力的抗剪钢板。,5,、支撑系统,屋盖支撑是保证屋盖结构整体刚度的重要条件，虽然其刚度与大型屋面板相比，所占比重很小，但是当屋面板与屋架的焊接不能满足抗震强度而发生破坏时，屋盖支撑将是提供屋盖刚度保证的第二道防线，它能有效地保证屋盖的整体性，即使屋面板局部塌落，也不会导致整体屋盖的倒塌。,单层钢筋混凝土厂房的屋盖，有有檩体系与无檩体系两大类。有檩屋盖的支撑布置参见,P226,表,7.1,，并应注意檩条与屋架,(,梁,),需焊接牢靠，满足搁置长度要求。采用双脊檩时，每对檩条应采用两个螺栓在其跨度的,1,3,处相互拉结。檩条上的压型钢板、瓦楞铁、石棉瓦等应与檩条拉牢。,“抗震规范”对无檩屋盖支撑的布置要求见,P227,表,7.2,、,7.3,。,柱间支撑是保证厂房纵向刚度和抵抗纵向地震作用的重要抗侧力构件。不设支撑或支撑过弱，地震时会导致柱列纵向变位过大，柱子开裂，使整个厂房纵向震害加重，甚至倒塌；如支撑设置不当或支撑刚度过大，则可能引起柱身和柱顶连接的破坏。所以柱间支撑的设置是必不可少的。,柱间支撑按厂房单元布置，一般情况下，应在厂房单元中部配套设置上、下柱间支撑；对于有吊车或处在,8,度和,9,度区的厂房，还应在厂房单元两端增设上栓支撑。这样可以较好地将屋盖传来的纵向地震作用分散到三道上柱支撑并传到下柱支撑上，避免应力集中造成上柱支撑连接节点及屋架与柱顶的连接破坏。当厂房单元较长或,8,度三、四类场地和,9,度时，也可采取在单元中部,l,3,区段内设置两道上、下柱间支撑。,为了使强烈地震时支撑传递的水平地震作用不致在柱内引起过大的弯矩和剪力，下柱支撑的下节点应设置在靠近基础顶面处，并使力的作用线汇交于基础顶面，以保证将地震作用直接传给基础。在,6,度和,7,度时，若不能将地震作用直接传给基础，则应考虑支撑作用力对柱子与基础的不利影响；在,8,度和,9,度时必须采取措施将作用力直接传给基础。,柱间支撑的杆件应采用型钢。为避免柱间支撑杆件因截面过小、刚度不足而失稳，对柱间支撑的长细比应有所控制，交叉支撑斜杆的最大长细比见下表：,为了有利于厂房纵向地震作用的传递，,8,度时厂房跨度不小于,18m,的多跨厂房的中柱和,9,度时多跨厂房的各柱，柱顶宜设置通长水平压杆。因为厂房的纵向地震作用最终都集中到刚度最大的柱间文撑开间柱上，所以在柱间支撑开间的柱子往往出现较重的开裂和节点连接处混凝土压酥等破坏现象。同时纵向地震作用在通过屋面板边肋、屋架端点的传递过程中，柱间支撑所在开间邻近的柱子顶部受到较大水平作用力，容易引起屋架与柱连接节点的破坏。,柱间支撑与柱连接的节点焊缝及柱内锚件应与支撑杆件等强，以避免节点过早破坏。一般可取杆件全截面屈服强度的,1.2,倍进行计算。,6,、围护墙和隔墙,砌体围护墙宜采用外贴式。砖围护墙应沿全高与柱牢固拉结，转角处的砖墙应沿两个主轴方向与厂房柱拉结，柱顶以上的墙体应与屋架,(,屋顶梁,),端部拉结，围护墙顶部还应与屋面板、天沟板拉结。不等高厂房的高跨封墙以及纵横跨交接处的悬墙，由于位置较高，倒塌后常砸坏低跨屋盖，后果十分严重，因此优先采用轻质墙板或钢筋混凝土挂板。为了增加厂房的整体性，除应设置足够的圈梁外，还应将山墙与抗风柱拉结，山墙沿屋面应设钢筋混凝土卧梁，并与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。,闭合圈梁能增加厂房的整体性，限制墙体的开裂破坏，减轻砖墙震害。,半截隔墙以及高低跨厂房中的低跨横隔墙，应贴靠柱边砌筑，与柱柔性连接，不宜采用柱间嵌砌。当采用钢筋混凝土大型墙板时，墙板的连接件应具有足够的延性和适应转动的能力，墙板与厂房柱或屋架间宜采用柔性连接，,6,7,度区可采用型钢互焊的刚性连接。,7.3,单层厂房的横向抗震计算,单层厂房的抗震计算，可以分别取横向和纵向两个方向进行。“抗震规范”规定，当属于设防烈度,7,度，,I,、,II,类场地，柱高不超过,10m,且两端有山墙的单跨及等高多跨厂房,(,锯齿形厂房除外,),，可不进行抗震验算，但应采取抗震构造措施。,厂房在横向地震作用下的分析，宜考虑屋盖平面的弹性变形，按多质点空间结构分析，考虑厂房在地震作用下的空间工作。目前国内许多设计院已拥有按空间结构分析厂房内力的电算程序。另一种是下文介绍的按平面铰接排架计算的方法，这是一种简化计算法，取单榀排架作为计算单元，便于手算，但要调整计算结果。,横向自振周期计算,在按简化法确定厂房横向地震作用时，首先应采取适当的简化假定确定计算简图进行计算，再结合厂房实际情况按规范对理论计算的周期进行调整。,1,确定自振周期时的计算简图及重力荷载集中,进行动力分析，需要确定厂房的自振周期。此时可根据厂房类型和质量分布的不同，取质量集中在不同标高处、下端固定于基础顶面的竖直弹性杆作为计算简图。,质点重力荷载代表值：,（,1,）单跨或多跨等高厂房,G,1,1.0G,屋盖,+0.5G,雪,+0.5G,积灰,+0.5G,吊车梁,+0.25G,柱,+0.25G,纵墙,+1.0G,檐墙,（,2,）两跨不等高厂房,G,1,1.0G,低跨屋盖,+0.5G,低跨雪,+0.5G,低跨积灰,+0.5G,低跨吊车梁,+0.25G,低跨边柱,+0.25G,低跨外纵墙,+1.0G,低跨檐墙,+1.0G,中柱高跨吊车梁,+0.25G,中柱下柱,+0.5G,中柱上柱,+0.5G,高跨封墙,G,2,1.0G,高跨屋盖,+0.5G,高跨雪,+0.5G,高跨积灰,+0.5G,高跨边柱吊车梁,+0.25G,高跨边柱,+0.25G,高跨外纵墙,+1.0G,高跨封墙檐墙,+0.25G,中柱上柱,+0.5G,高跨封墙,高低跨交接处的,高跨吊车梁的重力荷载可就近集中到高、低跨屋盖处。,根据实测资料分析和理论计算的比较可知，在同,个厂房横向计算单元内，当有吊车桥架时，桥梁对横向排架起支撑作用，横向刚度增大，自振周期变短，而桥架的重量却使自振周期增长，两者的综合影响，使有吊车桥架的单元横向周期等于或略小于无吊车桥架单元的自振周期。计算厂房的横向自振周期，若考虑桥架的重量，则必须同时考虑其撑杆作用。一般可不考虑吊车重量的影响。,2,、横向自振周期,（,1,）单跨或多跨等高厂房,（,2,）两跨及以上不等高厂房,其中,U,i,采用能量法根据结构力学方法求得。,3,、横向自振周期的调整,上述的计算方法是假定屋架与柱顶是铰接的，实际上，两者之间有一定刚接作用，厂房纵墙对增大排架横向刚度也有明显的影响。所以,抗震规范,规定，按平面铰接排架计算的横向自振周期，应按下列规定加以调整：,(1),由钢筋混凝上屋架与钢筋混凝土柱或钢柱组成的排架，有纵墙时取周期计算值的,80,，无纵墙时取,90,；,(2),由钢筋混凝土屋架,(,或组合屋架）与砖柱组成的排架，取周期计算值的,90,；,(3),由木屋架、钢木屋架或轻钢屋架与砖柱组成的排架，取周期计算值。,横向排架地震作用计算,1,、计算简图,单层厂房平面排架的横向水平地震作用可以采用底部剪力法计算。厂房结构的恒载、屋盖积雪、积灰荷载分别就近集中于屋盖高度；对桥式吊车的厂房还要考虑吊车桥架引起的地震作用，把该跨跨内最大一台吊车重集中于吊车梁顶面高度，如系硬钩吊车尚应考虑最大吊重的,30,。,2,、质量集中,（,1,）单跨或多跨等高厂房,G,1,1.0G,屋盖,+0.5G,雪,+0.5G,积灰,+0.75G,吊车梁,+0.5G,柱,+0.5G,纵墙,+1.0G,檐墙,（,2,）两跨不等高厂房,G,1,1.0G,低跨屋盖,+0.5G,低跨雪,+0.5G,低跨积灰,+0.5G,低跨吊车梁,+0.5G,低跨边柱,+0.5G,低跨外纵墙,+1.0G,低跨檐墙,+1.0G,中柱高跨吊车梁,+0.5G,中柱下柱,+0.5G,中柱上柱,+0.5G,高跨封墙,G,2,1.0G,高跨屋盖,+0.5G,高跨雪,+0.5G,高跨积灰,+0.5G,高跨边柱吊车梁,+0.5G,高跨边柱,+0.5G,高跨外纵墙,+1.0G,高跨檐墙,+1.0G,高跨封墙檐墙,+0.5G,中柱上柱,+0.5G,高跨封墙,3,、作用于排架底部的总地震剪力标准值,F,EK,a,1,G,eq,4,、作用于排架第,i,屋盖高度处的横向水平地震作用标准值,5,、排架横向水平地震作用效应的调整,按结构力学方法可以计算上述水平力下排架内力，该内力尚需结合具体情况进行调整。,（,1,）考虑空间作用和扭转影响的调整,实际屋盖在其平面内并非刚性，而伴随有弯曲、剪切变形。由于变形协调，水平地震作用由排架和山墙共同承担，即形成空间作用效应，其结果是减小排架的作用效应（扭转时可能增大）。空间效应主要与山墙间距有关。在下列条件下，平面排架的计算内力应乘以调整系数（,P223,表,7.5,）,设防烈度为,7,度或,8,度；屋盖长度与总跨度比小于,8,或总跨度大于,12m,；山墙厚度不小于,240mm,，洞口面积不超过总面积的,50,，且与屋盖系统有可靠连接；柱顶高度不大于,15m,。,（,3,）有吊车厂房地震作用效应的调整,吊车梁顶标高处的上柱截面的地震作用效应应乘以增大系数。可以将桥架作为一个质点由底部剪力法计算一台吊车对一根柱子产生的水平地震作用，此时增大系数见,P235,表,7.7,。当桥架不作为一个质点时，可以按下式近似计算：,高低跨交接处空间工作影响系数（,P234,表,7.6,）,n,h,高跨跨数,n,o,计算跨数，仅一侧有低跨时取总跨数；两侧均有低跨时取总跨数与高跨跨数之和,G,EL,集中于交接处一侧各低跨屋盖标高处的总重力荷载代表值,G,Eh,集中于高跨柱顶标高处的总重力荷载代表值,（,2,）高低跨交接处上柱地震作用效应的调整,支承低跨屋盖牛腿以上各截面的弯距、剪力应乘以调整系数：,F,e,吊车桥架引起的作用于一根柱吊车梁顶面处的水平地震作用,a,1,相应于排架基本周期的地震影响系数,H,e,吊车梁顶面高度,H,吊车梁所在柱高度,（,4,）突出屋面天窗架地震作用效应,突出屋面的钢筋混凝土天窗架，在纵向地震作用下震害普遍严重。在横向，由于天窗架的横向刚度远比厂房排架的刚度大，在横向水平地震作用下，可认为基本上是随排架平移，其自身变形小。分析表明，按底部剪力法计算时，地震作用按倒三角形分布时比按振型分解法结果大,15,27,，故,抗震规范,规定，对突出屋面的且带有斜撑的三铰拱式钢筋混凝土和钢天窗架的横向抗震计算可采用底部剪力法；跨度大于,9m,或,9,度时，天窗架的地震作用效应应乘以增大系数,1.5,，以考虑高振型的影响。,6,、,排架内力组合,地震作用引起的内力和与其相应的竖向荷载,(,即结构自重、雪荷载和积灰荷载，有吊车时还应考虑吊车的竖向荷载,),引起的内力，根据可能出现的最不利荷载组合情况，进行组合。,进行单层厂房排架的地震作用效应和相应的其他荷载效应组合时，一般可不考虑风荷载效应不考虑吊车横向水平制动力引起的内力，也不考虑竖向地震作用，一般表达式为：,S=,g,G,S,GE,+,g,Eh,S,Ehk,g,G,重力荷载分项系数，一般取,1.2,S,GE,重力荷载代表值，有吊车时，尚应包括悬吊物重力标准值效应,g,Eh,水平地震作用分项系数，可取,1.3,S,Ehk,水平地震作用标准值的效应（调整后）,7,、,截面抗震验算,排架柱截面应满足,S,R/,g,RE,g,RE,为,承载力抗震调整系数，对钢筋混凝土偏小受压柱，当轴压比小于,0.15,时，取,0.75,；当轴压比大于,0.15,时取,0.8,。,不等高厂房支承低跨屋盖柱牛腿的纵向水平受拉钢筋截面,A,s,应按下式确定：,N,G,柱牛腿面上承受的重力荷载代表值产生的压力设计值,N,E,柱牛腿面上地震组合的水平拉力设计值,a,合力作用点至下柱近侧边缘的距离（不小于,0.3h,0,),h,0,牛腿最大竖向截面的有效高度,f,y,钢筋的抗拉强度设计值,g,RE,承载力抗震调整系数，取,1.0,7.4,单层厂房纵向地震作用计算,单层厂房的纵向振动十分复杂，对于质量和刚度分布均匀的等高厂房，可以认为其上部结构仅产生纵向平移，扭转作用可略去不计；而对于质心、刚心不重合的不等高厂房，将产生平移振动和扭转振动的耦连作用，而且屋盖还产生纵、横向平面内的弯、剪变形，纵向围护墙参与工作都使纵向各柱列的破坏程度不等，空间作用显著。所以，应选择合理的力学模式和计算简图进行抗震分析。,目前一般认为，对于采用轻质屋面材料的各种柔性屋盖厂房，屋盖协调各柱列变形的能力较弱，在厂房的纵向振动中，各柱列独自振动的成分很大，因而可按柱列分片独立计算；对于钢筋混凝土无檩和有檩屋盖及有较完整支撑系统的轻型屋盖厂房，应考虑屋盖平面弹性变形、围护墙与隔墙的有效刚度以及扭转的影响，按空间结构进行分析。根据具体情况也可采用简化计算方法。,1,、修正刚度法,适用范围：,等高钢筋混凝土无檩和有檩屋盖或有较完整支撑系统的轻型屋盖厂房，柱顶标高不大于,15,、平均跨度不大于,30m,的单跨或多跨钢筋混凝土柱厂房。,计算过程：,取整个抗震缝区段为纵向计算单元，假定整个屋盖为刚体，把所有柱列的纵向刚度加在一起，按“单质点体系”计算厂房的纵向自振周期和地震作用。由于空间作用显著，应考虑屋盖变形修正自振周期，考虑围护墙及柱间支撑对厂房空间作用的影响修正柱列的纵向侧移刚度，按修正后的柱列刚度分配地震作用。,纵向基本周期计算,假定屋盖为理想刚性，按动能等效原则将柱列重力荷载代表值集中到屋盖标高，与屋盖重力荷载代表值合并；叠加各柱列侧移刚度，形成单质点体系。考虑屋盖变形的修正后厂房自振周期为：,第,i,柱列等效重力荷载代表值,G,i,1.0G,屋盖,+0.5G,雪,+0.5G,积灰,+0.5G,吊车梁,+0.25G,柱,+0.35G,纵墙,+0.25G,横墙,Ki,为第,i,柱列侧移刚度,包括柱、柱间支撑、围护墙的刚度。,T,为自振周期修正系数,钢筋混凝土厂房自振周期修正系数,T,纵向围护墙,无檩屋盖,有檩屋盖,边跨无天窗,边跨有天窗,边跨无天窗,边跨有天窗,砖墙,1.45,1.5,1.6,1.65,无墙、石棉瓦、挂板,1.0,1.0,1.0,1.0,自振周期也可按“规范”建议的方法确定，对砖围护墙厂房：,1,为屋盖类型系数，大型屋面板钢筋混凝土屋架取,1.0,、钢屋架取,0.85,；,L,为厂房跨度（,m),多跨厂房可取平均值；,H,为基础顶面到柱顶的高度（,m,）。,对敞开、半敞开或墙板与柱柔性连接的厂房，在上式基础上乘以考虑围护墙影响的系数,2,，,2,不小于,1.0,。,柱列地震作用计算,各柱列柱顶标高处地震作用标准值：,F,i,为,i,柱列柱顶标高处的纵向地震作用标准值；,a,1,为相应于基本周期的水平地震作用影响系数；,G,eq,为厂房单元总等效重力荷载代表值,对无吊车厂房,G,eq,1.0G,屋盖,+0.5G,雪,+0.5G,积灰,+0.5G,柱,+0.7G,纵墙,+0.5G,横墙,对有吊车厂房,G,eq,1.0G,屋盖,+0.5G,雪,+0.5G,积灰,+0.1G,柱,+0.7G,纵墙,+0.5G,横墙,i,柱列总侧移刚度应包括该列柱、上下柱间支撑的侧移刚度以及纵墙的折减侧移刚度，贴砌的砖围护墙侧移刚度的折减系数可根据柱列侧移值大小，采用,0.2,0.6,。,3,、,4,分别为围护墙、柱间支撑影响系数，可按,P238,表,7.9,、,7.10,取用。,吊车梁顶标高处纵向地震作用标准值计算,等高多跨钢筋混凝土屋盖厂房吊车梁顶标高处的地震标准值：,G,ci,是集中于,i,柱列吊车梁顶标高处的等效重力荷载代表值，应包括吊车梁、吊车桥架和,40,柱自重：,G,ci,0.4G,柱,+1.0G,吊车梁,+1.0G,吊车桥架,H,ci,为吊车梁顶标高，,H,i,为柱顶标高。,突出屋面天窗架的纵向地震作用,一般应采用空间分析法。对柱高不超过,15m,的单跨和等高多跨混凝土无檩屋盖厂房，可采用底部剪力法，但应乘以放大系数。,单跨、边跨屋盖和有纵向内隔墙的中跨屋盖：,=1+0.5n,；其它中跨屋盖：,=0.5n,，,n,为跨数（不大于,4,）。,2,、纵向构件刚度计算,柱侧移刚度,等截面柱侧移刚度：,是考虑屋盖、吊车梁等对柱抗侧刚度的影响系数，无吊车取,1.1,，有吊车取,1.5,。,变截面柱抗侧刚度的计算可参考有关设计手册。,纵墙的侧移刚度,对上下端嵌固的无洞单肢墙，可用单位力法、考虑弯曲剪切变形，求得柔度系数，进而得到侧移刚度：,墙肢高宽比,h/b,，,h,、,b,、,t,分别为墙肢的高度、宽度和厚度；,E,为砖墙弹性模量。,对多层多肢贴砌砖墙，根据洞口位置将墙体分为几个部分，单位力作用下，按墙体位移等于各层之和原则求得柔度系数，进而求得抗侧刚度。无洞口墙体可只考虑剪切变形，窗间墙可视为两端嵌固墙，同时考虑剪切变形和弯曲变形。,柱间支撑的侧移刚度,柱间支撑一般由钢筋混凝土柱、吊车梁和型钢杆件共同组成，属于超静定抗侧结构。简化计算时，可假定各杆件铰接连接，按静定桁架计算，只考虑型钢桁架的轴向变形。根据受压型钢长细比分三种情况分别计算：柔性支撑（,150,）、半刚性支撑（,40,150,）,、,刚性支撑（,40,）。,3,、构件地震作用分配,纵向构件抗侧刚度确定后，可将地震作用按刚度比分配给柱列中的各构件。,i,列,j,柱柱顶地震作用：,F,cij,=(K,cij,/K,i,),F,i,i,列,j,片柱间支撑顶部地震作用：,F,bij,=(K,bij,/K,i,),F,i,i,列,j,片纵墙顶部地震作用：,F,wij,=,k,(K,wij,/K,i,),F,i,k,为贴砌砖墙的刚度降低系数，地震烈度,7,、,8,、,9,度分别取,0.6,、,0.4,、,0.2,。,4,、纵向构件抗震承载力验算,排架柱：纵向地震作用内力较小，一般不必验算。,柱间支撑,柱间支撑抗震承载力验算是纵向地震地震计算的主要方面。,斜杆长细比不大于,200,的柱间支撑在单位侧向力作用下的水平位移：,u,是单位侧向力作用点的位移；,i,为,i,节间斜杆轴心受压稳定系数；,u,ti,为单位侧向力作用下,i,节间仅考虑拉杆受力的相对位移。,斜杆截面可仅按受拉计算，其拉力为：,N,t,为支撑斜杆轴向拉力设计值；,l,i,为斜杆长度；为压杆卸载系数，压杆长细比为,60,、,100,、,200,时分别取,0.7,、,0.6,、,0.5,；,V,bi,为,i,节间支撑的地震剪力设计值；,S,c,为支撑所在节间净距。,柱间支撑的验算还包括支撑与柱连接节点预埋件的设计。,抗风柱,抗风柱是厂房纵向抗震设计应考虑的重要构件，应按规范进行设置和验算。,作业：,P262,：,7.2,、,7.4,