7第七章-單層廠房抗震設(shè)計

第七章:單層廠房抗震設(shè)計

同濟大學土木工程學院建筑工程系

第七章:單層廠房抗震設(shè)計

7.1震害分析7.2抗震設(shè)計7.3抗震構(gòu)造措施和連接的計算要求7.4計算實例

7.1震害分析

單層廠房的震害總體較輕主要是維護構(gòu)造的破壞維護墻:起承受和傳遞水平地震力的作用剛度和質(zhì)量分布對廠房的動力反響很大影響其布置不合理是造成廠房危害的重要緣由

7.1震害分析

墻體和柱拉結(jié)不良而在地震時發(fā)生墻面大片倒塌的現(xiàn)象營口中板廠

7.1震害分析

天窗震害

型天窗是廠房抗震的薄弱部位，在6度區(qū)就有震害的實例主要表現(xiàn):支撐桿件失穩(wěn)彎曲支撐與天窗立柱連接節(jié)點被拉脫天窗立柱根部開裂或折斷等由于型天窗位于廠房最高的部位

7.1震害分析

廠房受縱向水平地震作用時的破壞程度重于受橫向地震作用時的破壞程度主要破壞形式:天窗兩側(cè)豎向支撐斜桿拉斷，節(jié)點破壞，天窗架沿廠房縱向傾斜，

甚至倒下砸塌屋蓋屋面板與屋架的連接焊縫剪斷，屋面板從屋架上滑脫墜地。

屋蓋的縱向地震力是通過屋面板焊縫從屋架中部向屋架的兩端傳遞的，屋架兩端的剪力最大。因此，屋架的震害主要是端頭混凝土酥裂掉角、支撐大型屋面板的支墩折斷、端節(jié)間上弦剪斷等

7.1震害分析

在設(shè)有柱間支撐的跨間，由于其剛度大，屋架端頭與屋面板邊肋連接點處的剪力最為集中，往往首先被剪壞；這使得縱向地震力的傳遞轉(zhuǎn)移到內(nèi)肋，導(dǎo)致屋架上弦受到過大的縱向地震力而破壞。當縱向地震力主要由支撐傳遞時，假設(shè)支撐數(shù)量缺乏或布置不當，會造成支撐的失穩(wěn)，引起屋面的破壞或屋蓋的倒塌。另外，柱根處也會發(fā)生沿廠房縱向的水平斷裂縱向圍護磚墻消失斜裂縫主要破壞形式:

7.1震害分析

柱的震害:從整體上看7度區(qū)一般無震害8度和9度區(qū)消失裂縫10度區(qū)少數(shù)的倒塌由于其在設(shè)計中考慮了水平力的作用

7.1震害分析

柱的局部震害:上柱柱身變截面處酥裂或折斷

7.1震害分析

柱的局部震害:柱頂與屋面梁的連接處由于受力簡單易發(fā)生剪裂、壓酥、拉裂或錨筋拔出、鋼筋彎折等震害由于高振型的影響，凹凸跨兩個屋蓋產(chǎn)生相反方向的運動，使中柱柱肩產(chǎn)生豎向拉裂

7.1震害分析

柱的局部震害:下柱下部消失橫向裂縫或折斷，后者會造成倒塌等嚴峻后果柱間支撐產(chǎn)生壓屈

7.1震害分析

位于8度區(qū)的營口中板廠軋鋼車間,其柱子主要是雙肢管柱,局部為工字形鋼筋混凝土柱。地震后,位于標高9米圈梁以上的縱墻幾乎通長倒塌,吊車梁四周管柱有破壞,個別柱的柱根有細裂縫。

營口中板廠

7.1震害分析

磚柱廠房:抗震性能遠不如鋼筋混凝土廠房屋蓋的震害現(xiàn)象有：重屋蓋的天窗兩側(cè)豎向支撐或結(jié)點拉脫，或鋼桿件被壓屈屋面的瓦下滑和掉落；冷攤瓦屋面的木屋架沿廠房縱向向一側(cè)傾斜；木屋架及其氣樓間的豎向穿插支撐或結(jié)點拉脫，或木桿件被拉斷；

7.1震害分析

磚柱廠房:磚柱的震害現(xiàn)象有：內(nèi)部獨立磚柱在底部發(fā)生水平裂縫；柱頂混凝土墊塊底面消失水平裂縫，少數(shù)發(fā)生錯位；凹凸跨磚柱上柱水平折斷，或是支承低跨屋架的柱肩產(chǎn)生豎向裂縫

7.1震害分析

磚柱廠房:墻體的震害主要有：山墻外傾，檁條由墻頂拔出，嚴峻時山墻尖向外傾倒，端開間屋面局部塌落；外縱墻在窗臺高度處消失微小水平裂縫，較嚴峻時水平折斷，并常伴有壁柱磚塊局部壓碎崩落，更嚴峻時整個廠房橫向傾倒7.2.1設(shè)計原則構(gòu)造的布置和選型：平面布置和抗側(cè)力構(gòu)造形勢支撐的布置圍護墻的布置天窗架和屋架的選型柱的選型平面布置和抗側(cè)力構(gòu)造形式：構(gòu)造布置應(yīng)合理平面對稱避開顯著扭轉(zhuǎn)震驚單廠平面布置7.2.1設(shè)計原則平面布置和抗側(cè)力構(gòu)造形式：構(gòu)造布置應(yīng)合理平面對稱避開顯著扭轉(zhuǎn)震驚(平面簡單〕否則設(shè)防震縫廠房縱橫跨交接處，對大柱網(wǎng)廠房等可不設(shè)柱間支撐的廠房縫寬承受100～150mm其他狀況縫寬承受50～90mm豎向：削減剛度突變各跨的高度應(yīng)盡可能一樣兩個主廠房之間的過渡跨至少應(yīng)有一側(cè)承受防震縫與主廠房脫開7.2.1設(shè)計原則平面布置和抗側(cè)力構(gòu)造形式：天窗減弱屋蓋的整體剛度薄弱環(huán)節(jié)天窗在縱向的起始部位應(yīng)盡可能遠離伸縮縫區(qū)段〔廠房單元〕的端部8度和9度時宜從廠房單元端部第三柱間開頭設(shè)置7.2.1設(shè)計原則平面布置和抗側(cè)力構(gòu)造形式：廠房的橫向抗側(cè)力體系常為屋蓋橫梁〔屋架〕與柱鉸接的排架形式鋼柱廠房也可承受屋蓋橫梁與柱頂剛接的框架形式門式剛架等構(gòu)造體系7.2.1設(shè)計原則平面布置和抗側(cè)力構(gòu)造形式：廠房的縱向抗側(cè)力體系縱向柱列排架柱間支撐縱墻形成鋼柱廠房宜承受柱間支撐條件限制時也可承受剛架構(gòu)造7.2.1設(shè)計原則平面布置和抗側(cè)力構(gòu)造形式：單層磚柱廠房磚墻〔帶或不帶壁柱〕磚柱承重構(gòu)件：單跨或多跨跨度：5～15m，個別達18m屋蓋構(gòu)造重屋蓋輕屋蓋鋼筋混凝土實腹梁或屋架上覆鋼筋混凝土槽形板或大型屋面板木屋蓋和輕鋼屋架、瓦楞鐵、石棉瓦屋面的屋蓋磚柱廠房造價低廉和施工便利抗震性能不如鋼筋混凝土需細心合理設(shè)計7.2.1設(shè)計原則支撐布置：7.2.1設(shè)計原則圍護墻的布置：均勻、對稱廠房的一端設(shè)縫而不能布置橫墻時，另一端宜承受輕質(zhì)掛板山墻多跨廠房的砌體圍護墻外貼式嵌砌式宜不宜邊柱列〔嵌砌有墻〕中柱列〔一般只有柱間支撐〕差懸殊剛度相邊跨屋蓋因扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大而發(fā)生震害導(dǎo)致廠房內(nèi)部有砌體隔墻嵌砌于柱間不宜與柱脫開或與柱構(gòu)造處理柔性連接的方法適用避開局部剛度過大或形成短柱而引起震害7.2.1設(shè)計原則圍護墻的布置：鋼構(gòu)造廠房的圍護墻7、8度輕質(zhì)墻板或與柱柔性連接的鋼筋混凝土墻板嵌砌砌體墻不宜宜8度應(yīng)實行措施使墻體不阻礙廠房柱列沿縱向的水平位移9度時宜承受輕質(zhì)墻板7.2.1設(shè)計原則圍護墻的布置：單層鋼筋混凝土柱廠房的圍護墻輕質(zhì)墻板或鋼筋混凝土大型墻板外側(cè)柱距為12m不等高廠房的高跨封墻和縱橫向廠房交接處的懸墻輕質(zhì)墻板8、9度宜應(yīng)宜應(yīng)7.2.1設(shè)計原則天窗架和屋架的選型：天窗架突出屋面較小的避風型天窗架抗震性能好的構(gòu)造宜承受應(yīng)優(yōu)先選用宜承受鋼構(gòu)造6～8度桿件截面為矩形的鋼筋混凝土天窗架可承受有條件時或9度區(qū)最好不要承受突出屋面的形天窗，而宜承受重心低的下沉式天窗天窗的側(cè)板、端壁板與屋面板輕質(zhì)板材大型屋面板不宜承受宜承受突出屋面天窗架鋼筋混凝土剛構(gòu)造下沉式天窗7.2.1設(shè)計原則天窗架和屋架的選型：屋架預(yù)應(yīng)力混凝土鋼筋混凝土屋架宜承受鋼屋架6～8度地震區(qū)可承受8度區(qū)III、IV類場地9度區(qū)屋架跨度大于24m時宜承受跨度不大于15m鋼筋混凝土屋面梁可承受7.2.1設(shè)計原則天窗架和屋架的選型：柱距為12m預(yù)應(yīng)力混凝土托架〔梁〕當承受鋼屋架時亦可承受鋼托架〔梁〕有突出屋面天窗架的屋蓋預(yù)應(yīng)力混凝土或鋼筋混凝土空腹屋架磚柱廠房的天窗不應(yīng)通至廠房單元的端開間，且天窗不應(yīng)承受端磚壁承重預(yù)應(yīng)力混凝土屋架可承受不宜承受7.2.1設(shè)計原則柱的選型：在8、9度

地震區(qū)矩形工字形斜腹桿雙肢柱管柱平腹桿雙肢柱矩形工字形斜腹桿雙肢柱薄壁工字形柱腹板開孔柱預(yù)制腹板的工字形柱平腹桿雙肢柱管柱不宜承受宜承受柱底至室內(nèi)地坪以上500mm范圍內(nèi)階形柱的上柱矩形截面宜承受增加這些部位的抗剪力量7.2.1設(shè)計原則柱的選型：磚柱廠房6度和7度時十字形截面的無筋磚柱8度和9度時組合磚柱中柱在8度III、IV類場地和9度時宜承受鋼筋混凝土柱7.2.1設(shè)計原則抗震設(shè)計的一般原則：依據(jù)屋蓋高差和吊車設(shè)置狀況選擇單質(zhì)點雙質(zhì)點模型計算地震作用多質(zhì)點有吊車的廠房，當按平面框〔排〕架進展抗震計算時，對設(shè)置一層吊車的廠房每跨可取兩臺吊車，多跨時不多于四臺按空間框架進展抗震計算時吊車取實際臺數(shù)7.2.1設(shè)計原則抗震設(shè)計的一般原則：輕質(zhì)墻板或與柱柔性連接的預(yù)制鋼筋混凝土墻板墻體全部自重剛度不應(yīng)計入應(yīng)計入與柱貼砌且與柱拉結(jié)的砌體圍護墻應(yīng)計入在平行于墻體方向計算時可計入等效剛度其等效剛度系數(shù)可依據(jù)柱列側(cè)移的大小取0.2～0.67.2.1設(shè)計原則抗震設(shè)計的一般原則：單層廠房需要進展水平地震作用下的橫向抗側(cè)力構(gòu)件縱向抗側(cè)力構(gòu)件強度驗算由柱、屋架〔屋面梁〕組成的排架和剛性橫墻是由柱、柱間支撐、吊車梁、連系梁組成的柱列和剛性縱墻在8度和9度地震區(qū)，對跨度大于24m的屋架，尚需考慮豎向地震作用8度III、IV類場地和9度時，對高大的單層鋼筋混凝土柱廠房的橫向排架應(yīng)進展彈塑性變形驗算7.2.1設(shè)計原則抗震設(shè)計的一般原則：當按抗震標準的規(guī)定實行抗震構(gòu)造措施時可不進展橫向及縱向的截面抗震驗算7度I、II類場地，柱頂標高不超過4.5m，且構(gòu)造單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨磚柱廠房7度I、II類場地，柱頂標高不超過6.6m，兩側(cè)設(shè)有厚度不小于240mm且開洞截面面積不超過50%的外縱墻、構(gòu)造單元兩端均有山墻的單跨廠房7度I、II類場地，柱高不超過10m且構(gòu)造單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨廠房〔鋸齒形廠房除外〕7.2.1設(shè)計原則單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：分布的質(zhì)量有限自由

度模型質(zhì)量集中到樓蓋或屋蓋處不同處的質(zhì)量折算入總質(zhì)量時需乘的系數(shù)就是該處質(zhì)量的質(zhì)量集中系數(shù)簡潔地把質(zhì)量“就近”向樓蓋〔屋蓋〕處堆較大的誤差引起自由度數(shù)目較少7.2.1設(shè)計原則單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：質(zhì)量集中系數(shù)確定原則：計算構(gòu)造的動力特性“周期等效”原則計算構(gòu)造的地震作用排架柱“彎矩相等”原則剛性剪力墻墻底“剪力相等”原則7.2.1設(shè)計原則單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：下面以柱和吊車梁為例說明質(zhì)量集中系數(shù)確實定方法：單跨對稱廠

房排架柱多質(zhì)點體系單質(zhì)點體系7.2.1設(shè)計原則單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：多質(zhì)點體系：取柱和外貼墻沿高度的均布質(zhì)量～3000〕kg/m屋蓋集中質(zhì)量M=〔0～2〕計算模型

的高度m1=m2=m3=m4=m5

=排架柱的側(cè)移剛度只考慮柱截面的彎曲變形剛度EI的影響設(shè)單質(zhì)點系的等效集中質(zhì)量為分布質(zhì)量集中系數(shù)按周期等效，記

=

T按地震內(nèi)力等效，記

=

M7.2.1設(shè)計原則單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：設(shè)單質(zhì)點體系的等效集中質(zhì)量為分布質(zhì)量集中系數(shù)按周期等效，記

=

T按地震內(nèi)力等效，記

=

M7.2.1設(shè)計原則單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：設(shè)單質(zhì)點體系的等效集中質(zhì)量為分布質(zhì)量集中系數(shù)按周期等效，記

=

T使多質(zhì)點系與相應(yīng)的單質(zhì)點系的根本自振周期相等，即可求得T如下表所示01.02.0(kg/m)10000.2520.2470.24630000.2500.2470.246沿柱高的均布質(zhì)量按周期等效時的分布質(zhì)量集中系數(shù)

T實際上，沿柱高的分布質(zhì)量是非均勻分布的。按此實際狀況計算，T的變化也較小。故近似取T=0.257.2.1設(shè)計原則單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：設(shè)單質(zhì)點體系的等效集中質(zhì)量為分布質(zhì)量集中系數(shù)按周期等效，記

=

T按地震內(nèi)力等效記

=

M按柱底彎矩等效

M=0.45～0.5按柱底剪力等效

V=0.65～0.95計算結(jié)果說明：對于排架柱，抗彎強度計算是主要的，因此在計算地震內(nèi)力時，取沿柱高分布質(zhì)量的集中系數(shù)

=

M=0.57.2.1設(shè)計原則單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：柱身某處的集中質(zhì)量m〔例如吊車梁〕移至柱頂質(zhì)量為

m換算上柱截面與下柱截面抗彎剛度之比EI1/EI2=0.5～1.0時當?shù)踯嚵焊叨认禂?shù)〔吊車梁高度與柱頂高度之比〕=0.75～0.80屋蓋集中質(zhì)量M與吊車梁質(zhì)量m之比M/m=0～4周期等效

T=0.42～0.51柱底彎矩等效

M=0.77～0.817.2.1設(shè)計原則因此，近似取

T=0.5；取M=0.75單層廠房的質(zhì)量集中系數(shù)：單層排架廠房墻、柱、吊車梁等質(zhì)量集中于屋架下弦處時的質(zhì)量集中系數(shù)匯總于下表構(gòu)件類型計算階段彎曲型墻和柱剪切型墻柱上吊車梁計算自振周期時0.250.350.50計算地震作用效應(yīng)時0.500.700.75單層排架廠房的質(zhì)量集中系數(shù)凹凸跨交接柱上高跨一側(cè)的吊車梁靠近低跨屋蓋而將其質(zhì)量集中于低跨屋蓋時質(zhì)量集中系數(shù)取1.07.2.1設(shè)計原則

7.2.2橫向抗震演算

1.計算簡圖單層廠房空間構(gòu)造平面排架等高排架不等高排架單自由度體系多自由度體系廠房的橫向抗震計算應(yīng)考慮屋蓋平面內(nèi)的變形，按以下圖所示的多質(zhì)點空間構(gòu)造計算：1.計算簡圖--空間構(gòu)造

7.2.2橫向抗震演算

等高排架可簡化為單自由度體系:1.計算簡圖--平面排架計算自振周期時的質(zhì)量集中：

G=1.0G屋蓋

+0.5G吊車梁

+0.25G柱

+0.25G縱墻計算地震作用時的質(zhì)量集中:G=1.0G屋蓋

+0.75G吊車梁

+0.5G柱

+0.5G縱墻

7.2.2橫向抗震演算

1.計算簡圖--平面排架不等高排架，可按不同高度處屋蓋的數(shù)量和屋蓋之間的連接方式，

簡化成多自由度體系:二質(zhì)點體系屋蓋位于兩個

不同高度處簡化

7.2.2橫向抗震演算

1.計算簡圖--平面排架不等高排架，可按不同高度處屋蓋的數(shù)量和屋蓋之間的連接方式，

簡化成多自由度體系:三質(zhì)點體系〔當H1＝H2時，仍為三質(zhì)點體系〕三個高度處有屋蓋簡化

7.2.2橫向抗震演算

計算自振周期時的質(zhì)量集中：G1=1.0G低跨屋蓋+0.5G低跨吊車梁+0.25G低跨邊柱+0.25G低跨縱墻+1.0G高跨吊車梁〔中柱〕+0.25G中柱下柱+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 G2=1.0G高跨屋蓋+0.5G高跨吊車梁〔邊跨〕+0.25G高跨邊柱+0.25G高跨外縱墻+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻計算地震作用時的質(zhì)量集中：G1=1.0G低跨屋蓋+0.75G低跨吊車梁+0.5G低跨邊柱+0.5G低跨縱墻+1.0G高跨吊車梁〔中柱〕+0.5G中柱下柱+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 G2=1.0G高跨屋蓋+0.75G高跨吊車梁〔邊跨〕+0.5G高跨邊柱+0.5G高跨外縱墻+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻1.計算簡圖--平面排架二質(zhì)點體系

7.2.2橫向抗震演算

1.計算簡圖確定廠房的地震作用時，對設(shè)有橋式吊車的廠房，還應(yīng)考慮吊車

橋架的重力荷載一般是把某跨吊車橋架的重力荷載集中于該跨任一柱吊車梁的頂面標高處。如兩跨不等高廠房均設(shè)有吊車，則在確定廠房地震作用時可按四個集中質(zhì)點考慮〔以下圖〕吊車橋架處理為質(zhì)點：僅在計算地震作用時才能承受

7.2.2橫向抗震演算

對單自由度體系，自振周期T的計算公式為：

2.自振周期的計算質(zhì)量對多自由度體系，可用能量法計算根本自振周期T1，公式為：剛度第i質(zhì)點的質(zhì)量第i質(zhì)點的重量全部Gi(i=1,...,n)沿水平方向的作用下第i質(zhì)點的側(cè)移自由度數(shù)

7.2.2橫向抗震演算

2.自振周期的計算抗震標準規(guī)定，按平面排架計算廠房的橫向地震作用時，排架的根本自振周期應(yīng)考慮縱墻及屋架與柱連接的固結(jié)作用。按上述公式算出的自振周期還應(yīng)進展如下調(diào)整：由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架有縱墻無縱墻80%周期計算值90%周期計算值

7.2.2橫向抗震演算

3.排架地震作用的計算--底部剪力法：質(zhì)點i的水平地震作用標準值為：體系的自由度數(shù)目相應(yīng)于根本周期T1的地震影響系數(shù)等效重力荷

載代表值第i質(zhì)點的重力荷載代表值第i質(zhì)點至柱底的距離單質(zhì)點體系全部重力荷載代表值多質(zhì)點體系全部重力荷載代表值的85%〔二質(zhì)點體系〕〔也可取全部重力荷載代表值的95%〕求出各質(zhì)點的水平地震作用后，就可用構(gòu)造力學方法求出相應(yīng)的排架內(nèi)力缺點：很難反映高振型的影響

7.2.2橫向抗震演算

3.排架地震作用的計算對較為簡單的廠房(例如凹凸跨高度相差較大的廠房)底部剪力法不能反映高振型的影響，

誤差較大凹凸跨相交處柱牛腿的水平拉力振型分解法底部剪力法無法實現(xiàn)此拉力的計算引起計算簡圖一樣振型分解法：各振型各質(zhì)點處的水平地震作用各振型的地震內(nèi)力總的地震內(nèi)力

7.2.2橫向抗震演算

3.排架地震作用的計算--振型分解法：1〕計算平面排架各振型的自振周期、振型幅值和振型參與系數(shù)對二質(zhì)點的凹凸跨排架，用柔度法計算較便利，相應(yīng)的振型分解法的計算步驟如下：

x1、x2：二質(zhì)點水平位移坐標m1、m2：二質(zhì)點質(zhì)量，

1、

2：第一、二振型的圓頻率取

1<2，則第一、二自振周期分別為：記第i振型第j質(zhì)點的幅值

為(i,j=1,2)，則有第一、二振型參與系數(shù)

7.2.2橫向抗震演算

3.排架地震作用的計算--振型分解法：2〕計算各振型的地震作用和地震內(nèi)力

記第i振型第j質(zhì)點的地震作用為，則有，i,j=1,2

即，然后按構(gòu)造力學方法求出各振型的地震內(nèi)力。

7.2.2橫向抗震演算

3.排架地震作用的計算--振型分解法：3〕計算最終的地震內(nèi)力某一內(nèi)力S在第一振型的地震作用下的值某一內(nèi)力S在其次振型的地震作用下的值為S2該地震內(nèi)力

的最終值

7.2.2橫向抗震演算

4.考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響的內(nèi)力調(diào)整7度和8度；廠房單元屋蓋長度與總跨度之比小于8或廠房總跨度大于12m(其中屋蓋長度指山墻到山墻的間距，僅一端有山墻時，應(yīng)取所考慮排架至山墻的距離；凹凸跨相差較大的不等高廠房，總跨度可不包括低跨)；山墻的厚度不小于240mm，開洞所占的水平截面積不超過總面積的50%，并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接；柱頂高度不大于15m。4〕當符合以下要求時，可考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響：

7.2.2橫向抗震演算

為考慮空間作用和扭轉(zhuǎn)影響，排架柱的彎矩和剪力應(yīng)分別乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)(凹凸跨交接處的上柱除外)，調(diào)整系數(shù)的值可按下表承受：屋

蓋山墻屋蓋長度(m)

303642485460667278849096鋼筋混凝土無檁屋蓋兩端山墻等高廠房0.750.750.750.80.80.80.850.850.850.9不等高廠房0.850.850.850.90.90.90.950.950.951.0一端山墻1.051.151.21.251.31.31.31.31.351.351.351.35鋼筋混凝土無檁屋蓋兩端山墻等高廠房0.80.850.90.950.951.01.01.051.051.1不等高廠房0.850.90.951.01.01.051.051.11.11.15一端山墻1.01.051.11.11.151.151.151.21.21.21.251.254.考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響的內(nèi)力調(diào)整

7.2.2橫向抗震演算

當排架按其次主振型振動時，高跨橫梁和低跨橫梁的運動方向相反，使凹凸跨交接處上柱的兩端之間產(chǎn)生了較大的相對位移〔如圖〕5.凹凸跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整上柱的長度一般較短，側(cè)移剛度較大，故此處產(chǎn)生的地震內(nèi)力也較大

7.2.2橫向抗震演算

凹凸跨交接處的鋼筋混凝土柱的支承低跨屋蓋牛腿以上各截面，按底部剪力法求得的地震彎矩和剪力應(yīng)乘以增大系數(shù)，其值可按下式承受：5.凹凸跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整按底部剪力法計算時，由于主要反映了第一主振型的狀況，算得的凹凸跨交接處上柱的地震內(nèi)力偏小較多不等高廠房凹凸跨交接處的空間工作影響系數(shù)，可按下表承受高跨的

跨數(shù)計算跨數(shù)集中于交接處一側(cè)各低跨屋蓋

標高處的總重力荷載代表值集中于高跨柱頂標高處

的總重力荷載代表值僅一側(cè)有低跨兩側(cè)均有低跨總跨數(shù)總跨數(shù)與高跨跨數(shù)之和

7.2.2橫向抗震演算

屋蓋山墻屋蓋長度(m)

3642485460667278849096鋼筋混凝土無檁屋蓋兩端山墻0.70.760.820.880.941.01.061.061.061.06一端山墻1.25鋼筋混凝土有檁屋蓋兩端山墻0.91.01.051.11.11.151.151.151.21.2一端山墻1.05凹凸跨交接處鋼筋混凝土上柱空間工作影響系數(shù)5.凹凸跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整

7.2.2橫向抗震演算

計算步驟：

〔2〕計算該吊車重力荷載對一根柱子產(chǎn)生的水平地震作用。此時有兩種計算方法：〔1〕計算一臺吊車對一根柱子產(chǎn)生的最大重力荷載Gc。1〕當橋架不作為一個質(zhì)點時，該水平地震作用可近似按下式計算：2〕當橋架作為一個質(zhì)點時，該處的水平地震作用可直接由底部剪力法求出。6.吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù)吊車橋架是一個較大的移動質(zhì)量，在地震時往往引起廠房的猛烈局部振動。因此，應(yīng)考慮吊車橋架自重引起的地震作用效應(yīng)，并乘以效應(yīng)增大系數(shù)吊車橋架引起的并作用于一根柱吊車梁頂面處的水平地震作用相應(yīng)于排架根本周期T1的地震影響系數(shù)吊車梁頂面高度吊車梁所在柱的高度

7.2.2橫向抗震演算

〔3〕按構(gòu)造力學求地震作用效應(yīng)〔內(nèi)力〕。〔4〕將地震作用效應(yīng)乘以下表所示的增大系數(shù)屋蓋類型山墻邊柱高低跨柱其他中柱鋼筋混凝土無檁屋蓋兩端山墻2.02.53.0一端山墻1.52.02.5鋼筋混凝土有檁屋蓋兩端山墻1.52.02.5一端山墻1.52.02.06.吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù)

7.2.2橫向抗震演算

7.排架內(nèi)力組合和構(gòu)件強度驗算1〕內(nèi)力組合地震作用效應(yīng)組合是指與地震作用同時存在的其他重力荷載代表值

引起的荷載效應(yīng)的不利組合不考慮風荷載效應(yīng)吊車橫向水平制動力引起的內(nèi)力豎向地震作用S=

GCGGE+

EhCEhEhk重力荷載代表值的

分項系數(shù)水平地震作用的

分項系數(shù)重力荷載代表值

效應(yīng)系數(shù)水平地震作用的

效應(yīng)系數(shù)重力荷載

代表值水平地震作用當重力荷載效應(yīng)對構(gòu)件的承載力量有利時(例如，柱為大偏心受壓時，軸力N可提高構(gòu)件的承載力)，其分項系數(shù)G應(yīng)取1.0

7.2.2橫向抗震演算

2〕柱的截面抗震驗算截面的作

用效應(yīng)相應(yīng)的承載

力設(shè)計值承載力抗震調(diào)整系數(shù)可按下表取用7.排架內(nèi)力組合和構(gòu)件強度驗算材料結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力狀態(tài)鋼梁、柱支撐節(jié)點板件、連接螺栓連接焊縫0.750.800.850.90砌體兩端均有構(gòu)造柱、芯柱的抗震墻其他抗震墻受剪受剪0.91.0鋼筋混凝土梁軸壓比小于0.15的柱軸壓比不小于0.15的柱抗震墻各類構(gòu)件受彎偏壓偏壓偏壓受剪、偏拉0.750.750.800.850.85排架柱一般按偏心受壓構(gòu)件驗算其截面承載力。驗算的一般表達式為

7.2.2橫向抗震演算

2〕柱的截面抗震驗算7.排架內(nèi)力組合和構(gòu)件強度驗算柱的截面抗震驗算可按前述框架柱的方法進展，且應(yīng)符合第7.3節(jié)的構(gòu)造要求。兩個主軸方向柱距均不小于12m、無橋式吊車且無柱間支撐的大柱網(wǎng)廠房，柱截面驗算時應(yīng)同時考慮兩個主軸方向的水平地震作用，并應(yīng)考慮位移引起的附加彎矩。8度和9度時，高大山墻的抗風柱應(yīng)進展平面外的截面抗震算。

7.2.2橫向抗震演算

應(yīng)按下式確定牛腿的水平受拉鋼筋截面面積：7.排架內(nèi)力組合和構(gòu)件強度驗算3〕支承低跨屋蓋牛腿的水平受拉鋼筋抗震驗算柱牛腿面上重力荷載代表值產(chǎn)生的壓力設(shè)計值牛腿面上重力作用點至下柱近側(cè)邊緣的距離，當小于0.3h0時承受0.3h0牛腿根部截面(最大豎向截面)的有效高度柱牛腿面上地震組合的水平拉力設(shè)計值承載力抗震調(diào)整系數(shù)，其值可承受1.0

7.2.2橫向抗震演算

當工作平臺和剛性內(nèi)隔墻與廠房主體構(gòu)造連接時，應(yīng)承受與廠房實際受力相適應(yīng)的計算簡圖，以考慮工作平臺和剛性內(nèi)隔墻對廠房的附加地震作用影響。7.排架內(nèi)力組合和構(gòu)件強度驗算〔4〕其他部位的抗震驗算當抗風柱與屋架下弦相連接時，連接點應(yīng)設(shè)在下弦橫向支撐的節(jié)點處，并且應(yīng)對下弦橫向支撐桿件的截面和連接節(jié)點進展抗震承載力驗算。

7.2.2橫向抗震演算

天窗架所受的地震作用F天窗為:8.突出屋面的天窗架的橫向抗震計算(作用在G屋蓋上的地震作用為F屋蓋)實際震害說明，突出屋面的鋼筋混凝土天窗架，其橫向的損壞并不明顯計算分析說明，常用的鋼筋混凝土帶斜撐桿的三鉸拱式天窗架的橫向剛度很大，其位移與屋蓋根本一樣，故可把天窗架和屋蓋作為一個質(zhì)點〔其重力為G屋蓋，其中包括天窗架質(zhì)點的重量G天窗〕按底部剪力法計算

7.2.2橫向抗震演算

8.突出屋面的天窗架的橫向抗震計算對其他狀況下的天窗架，可承受振型分解反響譜法計算其橫向水平地震作用。當9度時或天窗架跨度大于9m時，天窗架局部的慣性力將有所增大。這時假設(shè)仍把天窗架和屋蓋作為一個質(zhì)點按底部剪力法計算，則天窗架的橫向地震作用效應(yīng)宜乘以增大系數(shù)1.5，以考慮高振型的影響。對鋼天窗架的橫向抗震計算也可承受底部剪力法。

7.2.2橫向抗震演算

9.單層磚柱廠房的橫向抗震計算磚柱廠房可按平面排架計算計算構(gòu)造的剛度〔除柱應(yīng)承受砌體的彈性模量之外〕質(zhì)量集中的方法與前述一樣計算構(gòu)造的根本自振周期〔通常按單自由度體系計算〕計算出的根本自振周期，需考慮縱墻及屋架與柱連接的固結(jié)作用加以調(diào)整，承受的調(diào)整系數(shù)與前述不同。

7.2.2橫向抗震演算

9.單層磚柱廠房的橫向抗震計算〔1〕由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與磚柱組成的排架，取周期計算值的90%?！?〕由木屋架、鋼木屋架或輕鋼屋架與磚柱組成的排架，取周期計算值標準規(guī)定，按理論公式算出的磚柱廠房的自振周期還應(yīng)進展如下調(diào)整：排架集中質(zhì)點處〔柱頂〕的水平地震作用FEK可按下式計算FEK＝

1

7.2.2橫向抗震演算

9.單層磚柱廠房的橫向抗震計算

〔1〕承受鋼筋混凝土屋蓋或密鋪望板的瓦木屋蓋；〔2〕根本自振周期是按上述方法確定；〔3〕7度或8度；〔4〕兩端均有承重山墻；〔5〕山墻或承重〔抗震〕橫墻的厚度不小于240mm，開洞所占的水平截面積不超過總面積的50%，并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接；〔6〕山墻或承重〔抗震〕橫墻的長度不宜小于其高度；當符合以下要求時，可考慮空間工作，對按平面排架計算的排架柱的地震剪力和彎矩加以調(diào)整：

7.2.2橫向抗震演算

9.單層磚柱廠房的橫向抗震計算

當符合以下要求時，可考慮空間工作，對按平面排架計算的排架柱的地震剪力和彎矩加以調(diào)整：〔7〕單元屋蓋長度〔山墻到山墻或承重〔抗震〕橫墻的間距〕與總跨度之比小于8或廠房總跨度大于12m。調(diào)整的方法是對排架柱的剪力和彎矩分別乘以下表所列的調(diào)整系數(shù)。屋蓋類型山墻或承重（抗震）橫墻間距（m）

1218243036424854606672鋼筋混凝土無檁屋蓋0.600.650.700.750.800.850.850.900.950.951.00鋼筋混凝土有檁屋蓋或密鋪望板瓦木屋蓋0.650.700.750.800.900.950.951.001.051.051.10

7.2.2橫向抗震演算

9.單層磚柱廠房的橫向抗震計算

〔1〕無筋磚柱由地震作用標準值和重力荷載代表值所產(chǎn)生的總偏心距，不宜超過0.9倍截面形心到軸向力所在方向截面邊緣的距離；承載力抗震調(diào)整系數(shù)可承受0.9?！?〕組合磚柱的配筋應(yīng)按計算確定，承載力抗震調(diào)整系數(shù)可承受0.85偏心受壓磚柱的抗震驗算，應(yīng)符合以下要求：

7.2.2橫向抗震演算

確定廠房縱向的動力特性和地震作用，驗算廠房縱向抗側(cè)力構(gòu)件如柱間支撐、天窗架縱向支撐等在縱向水平地震力作用下的承載力量。對單層廠房的縱向進展抗震計算單層廠房受縱向地震力作用時的震害是較嚴峻的必需縱向抗震計算的目的在于：

縱向抗震演算

〔1〕一般狀況下，宜考慮屋蓋的縱向彈性變形、圍護墻與隔墻的有效剛度以及扭轉(zhuǎn)的影響，按多質(zhì)點進展空間構(gòu)造分析；〔2〕柱頂標高不大于15m且平均跨度不大于30m的單跨或等高多跨的鋼筋混凝土柱廠房，宜承受修正剛度法計算?！?〕縱向質(zhì)量和剛度根本對稱的鋼筋混凝土屋蓋等高廠房，可不考慮扭轉(zhuǎn)的影響，承受振型分解反響譜法計算。抗震標準規(guī)定，鋼筋混凝土無檁和有檁屋蓋及有較完整支撐系統(tǒng)的輕型屋蓋廠房，其縱向抗震驗算可承受以下方法：

縱向抗震演算

縱向抗震演算

縱墻對稱布置的單跨廠房和輕型屋蓋的多跨廠房，可按柱列分片獨立計算。〔1〕承受鋼筋混凝土無檁屋蓋時，可按柱列剛度比例安排；〔2〕承受輕型屋蓋時，可按柱列承受的重力荷載代表值的比例安排；〔3〕承受鋼筋混凝土有檁屋蓋時，可取上述兩種安排結(jié)果的平均值對于鋼柱廠房，當承受輕質(zhì)墻板或與柱柔性連接的大型墻板時，其縱向可按單質(zhì)點計算。此時，各柱列的地震作用應(yīng)按以下原則安排：空間分析法--適用于任何類型的廠房屋蓋模型有限剛度的水平剪切梁各質(zhì)量質(zhì)點化為堆聚成一般需用計算機進展數(shù)值計算

縱向抗震演算

“并聯(lián)多質(zhì)點體系”簡化的空間構(gòu)造計算模型：1.空間分析法一般的空間構(gòu)造模型，其構(gòu)造特性由質(zhì)量矩陣[M]、代表各自由度處位移的位移向量{X}和相應(yīng)的剛度矩陣[K]完全表示?？捎们懊嬷v過的振型分解法求解其地震作用。

縱向抗震演算

1.空間分析法下面對簡化的空間構(gòu)造計算模型，給出其用振型分解法求解的步驟：(1)柱列的側(cè)移剛度和屋蓋的剪切剛度可得柱列的側(cè)移剛度為:第i柱列的柱頂縱向側(cè)移剛度第i柱列第j柱的

縱向側(cè)移剛度第i柱列第j片柱間

支撐的側(cè)移剛度第i柱列第j柱間縱墻

的縱向側(cè)移剛度第i柱列中柱的數(shù)目第i柱列柱間縱墻的數(shù)目第i柱列柱間縱墻的數(shù)目貼砌磚墻的剛度降低系數(shù),地震烈度為7度、8度、和9度，

k的值可分別取0.6、0.4和0.2。

縱向抗震演算

1.空間分析法1〕柱的側(cè)移剛度等截面柱的側(cè)移剛度Kc為柱混凝土的

彈性模量柱在所考慮方向的截面慣性矩柱的高度屋蓋、吊車梁等縱向構(gòu)件對柱側(cè)移剛

度的影響系數(shù)無吊車梁有吊車梁

＝1.1

＝1.5

縱向抗震演算

1.空間分析法2〕縱墻的側(cè)移剛度同時考慮彎曲和剪切變形：

彈性模量厚度＝H/B墻的高度為H墻的寬度為B

縱向抗震演算

1.空間分析法

對無窗洞的層可只考慮剪切變形圖示的受兩個水平力作用的開洞磚墻計算其剛度矩陣。洞口把磚墻分為側(cè)移剛度不同的假設(shè)干層。

縱向抗震演算

1.空間分析法對有窗洞的層第i層第j段窗間墻的側(cè)移剛度:

第i層墻的剛度為:

該層在單位水平力作用下的相對側(cè)移為:墻體在單位水平力作用下的側(cè)移等于有關(guān)各層磚墻的側(cè)移之和:對此柔度矩陣求逆，可得相應(yīng)的剛度矩陣

縱向抗震演算

1.空間分析法

3〕柱間支撐的側(cè)移剛度柱間支撐桁架系統(tǒng)是由型鋼斜桿和鋼筋混凝土柱和吊車梁等組成，是超靜定構(gòu)造。簡化計算假定各桿相交處均為鉸接略去截面應(yīng)力較小的豎桿和水平桿的變形，只考慮型鋼斜桿的軸向變形靜定鉸接桁架在同一高度的兩根穿插斜桿一根受拉，另一根受壓受壓斜桿與受拉斜桿的應(yīng)力比值因斜桿的長細比不同而不同

＞200時壓桿將較早地受壓失穩(wěn)而退出工作，所以此時可僅考慮拉桿的作用壓桿與拉桿的應(yīng)力比值將是

的函數(shù)

＜200時越小，壓桿參與工作的程度就越大

縱向抗震演算

1.空間分析法

3〕柱間支撐的側(cè)移剛度

＞150不計壓桿的作用40

150壓桿的作用是使拉桿的面積增大為原來的〔1＋〕倍

＜40此時壓桿與拉桿的應(yīng)力一樣計算上可認為：半剛性支撐柔性支撐剛性支撐

縱向抗震演算

1.空間分析法

3〕柱間支撐的側(cè)移剛度考慮柱間支撐有n層,〔圖示出了三層的狀況〕，設(shè)柱間支撐所在柱間的凈距為L，從上面數(shù)起第i層的斜桿長度為Li，斜桿面積為Ai，斜桿的彈性模量為E，斜壓桿的穩(wěn)定系數(shù)為i

縱向抗震演算

1.空間分析法

3〕柱間支撐的側(cè)移剛度柔性支撐的柔度和剛度〔＞150〕此時斜壓桿不起作用。相應(yīng)于力F1和F2作用處的坐標〔F1和F2分別作用在頂層和其次層的頂面〕，第i層拉桿的力為Pil＝Li/L，從而可得支撐系統(tǒng)的柔度矩陣的各元素為：相應(yīng)的剛度矩陣可由此柔度矩陣求逆而得。

縱向抗震演算

1.空間分析法

3〕柱間支撐的側(cè)移剛度半剛性支撐〔40150〕此時斜拉桿等效面積為〔1＋i〕Ai倍，除此之外，表觀上不再計算斜壓桿的影響。在頂部單位水平力作用下，明顯有

縱向抗震演算

1.空間分析法

3〕柱間支撐的側(cè)移剛度剛性支撐〔＜40〕此時有＝1。故一個柱間支撐系統(tǒng)的柔度矩陣的元素為：

縱向抗震演算

1.空間分析法

4〕屋蓋的縱向水平剪切剛度第i跨屋蓋的縱向

水平剪切剛度單位面積〔1m2〕屋蓋沿廠房縱向的水公平效剪切剛度根本值當無牢靠數(shù)據(jù)時廠房第i跨局部的縱向長度或防震縫區(qū)段長度第i跨屋蓋的跨度鋼筋混凝土

無檁屋蓋鋼筋混凝土

有檁屋蓋2

104kN/m6

103kN/m

縱向抗震演算

1.空間分析法

(2)構(gòu)造的自振周期和振型構(gòu)造按某一振型振動時，其振動方程為或?qū)懗梢韵滦问剑簕X}={X1，X2，...，Xn}為質(zhì)點縱向相對位移幅值列向量，n為質(zhì)點數(shù)[m]=diag[m1,m2,...,mn]為質(zhì)量矩陣自由振動圓頻率剛度矩陣=1/

2為矩陣[K]-1[m]的特征值；

縱向抗震演算

1.空間分析法

(2)構(gòu)造的自振周期和振型剛度矩陣[K]可表示為:Ki為第i柱列(與第i質(zhì)點相應(yīng)的)全部柱的縱向側(cè)移剛度之和由柱列側(cè)移剛度Ki

組成的剛度矩陣由屋蓋縱向水平剪切剛度ki組成的剛度矩陣

縱向抗震演算

1.空間分析法

(2)構(gòu)造的自振周期和振型求解式即可得自振周期向量{T}和振型矩陣[X]:{T}=2

{}

縱向抗震演算

1.空間分析法

(3)各階振型的質(zhì)點水平地震作用各階振型的質(zhì)點水平地震作用可用一個矩陣[F]表示：[F]=g[m][X][

][

]重力加速度[

]=diag[

1,

2,...,

s]，

i為相應(yīng)于自振周期Ti的地震影響系數(shù)s為需要組合的振型數(shù)[]=diag[1,2,...,s]，j為各振型的振型參與系數(shù)[X]的表達式為:第i個列向量為第i振型各質(zhì)點的水平地震作用，i=1,2,...,s。

縱向抗震演算

1.空間分析法

(4)各階振型的質(zhì)點側(cè)移各階振型的質(zhì)點側(cè)移明顯可表示為：[

]=[K]-1[F]第i個列向量為第i振型各質(zhì)點的水平側(cè)移，i=1,2,...,s。

縱向抗震演算

1.空間分析法

(5)柱列脫離體上各階振型的柱頂?shù)卣鹆Ω麟A振型的質(zhì)點側(cè)移求出后，由各構(gòu)件或各局部構(gòu)件的剛度，就可求出該構(gòu)件或該局部構(gòu)件所受的地震力。例如，各柱列中由柱所承受的地震力為的第i行第j列的元素為第j振型第i質(zhì)點柱列中全部柱承受的水平地震作用

縱向抗震演算

1.空間分析法

(6)各柱列柱頂處的水平地震力把所考慮的各振型的地震力進展組合(用平方和開方的方法)，即得最終所求的柱列柱頂處的縱向水平地震力。對于常見的兩跨或三跨對稱廠房，可以利用構(gòu)造的對稱性把自由度的數(shù)目減至為2(如下圖)，從而可用手算進展縱向抗震分析其他基于振型分解法的方法，與上述根本相像。

縱向抗震演算

2.修正剛度法此法適用于：單跨或等高多跨鋼筋混凝土無檁和有檁屋蓋廠房廠房縱向視為單自由度體系求出總地

震作用按各柱列的修正剛度安排到各柱列

縱向抗震演算

2.修正剛度法(1)廠房縱向的根本自振周期1〕按單質(zhì)點系確定把全部的重力荷載代表值按周期等效原則集中到柱頂?shù)脴?gòu)造的總質(zhì)量。把全部的縱向抗側(cè)力構(gòu)件的剛度加在一起得廠房縱向的總側(cè)向剛度。再考慮屋蓋的變形，引入修正系數(shù)T，計算縱向根本自振周期T1的公式為：柱列序號第i柱列集中到柱頂標高處的等效重力荷載代表值第i柱列的側(cè)移剛度廠房的自振周期修正系數(shù)

縱向抗震演算

2.修正剛度法1〕按單質(zhì)點系確定Gi的表達式為：

Gi=1.0G屋蓋

+0.25(G柱

+G山墻)+0.35G縱墻

+0.5(G吊車梁

+G吊車橋)屋蓋縱向圍護墻無檁屋蓋有檁屋蓋邊跨無天窗邊跨有天窗邊跨無天窗邊跨有天窗磚墻1.451.501.601.65無墻、石棉瓦、掛板1.01.01.01.0鋼筋混凝土屋蓋廠房的縱向周期修正系數(shù)

T

縱向抗震演算

2.修正剛度法2〕按抗震標準方法確定抗震標準規(guī)定，在計算單跨或等高多跨的鋼筋混凝土柱廠房縱向地震作用時，在柱頂標高不大于15m且平均跨度不大于30m時，縱向根本周期T1可按以下公式確定:i)磚圍護墻廠房，可按下式計算：ii)放開、半放開或墻板與柱子柔性連接的廠房，可按下式進展計算并乘以以下圍護墻影響系數(shù)2：屋蓋類型系數(shù)，對大型屋面板鋼筋混凝土屋架可取1.0，對鋼屋架可取0.85廠房跨度(單位為m)，多跨廠房可取各跨的平均值根底頂面到柱頂?shù)母叨?m)2小于1.0時應(yīng)承受1.0

縱向抗震演算

2.修正剛度法(2)柱列地震作用的計算自振周期算出后，即可按底部剪力法求出總地震作用FEK：FEK

＝

1Geq

按各柱列的剛度安排給各柱列對等高多跨鋼筋混凝土屋蓋的廠房，各縱向柱列的柱頂標高處的地震作用標準值為：Kai=

3

4Ki第i柱列柱頂標高處的縱向地震作用標準值相應(yīng)于廠房縱向根本自振周期的水平地震影響系數(shù)廠房單元柱列總等效重力荷載代表值第i柱列柱頂?shù)目倐?cè)移剛度第i柱列柱頂?shù)恼{(diào)整側(cè)移剛度柱列側(cè)移剛度的圍護墻影響系數(shù)柱列側(cè)移剛度的柱間支撐影響系數(shù)

縱向抗震演算

2.修正剛度法(2)柱列地震作用的計算圍護墻類別和烈度柱列和屋蓋類別邊柱列中柱列240磚墻370磚墻無檁屋蓋有檁屋蓋邊跨無天窗邊跨有天窗邊跨無天窗邊跨有天窗7度0.851.71.81.81.97度8度0.851.51.61.61.78度9度0.851.31.41.41.59度0.851.21.31.31.4無墻、石棉瓦或掛板0.901.11.11.21.2柱列側(cè)移剛度的圍護墻影響系數(shù)

3有縱向磚圍護墻的四跨或五跨廠房，由邊柱列數(shù)起的第三柱列可按表內(nèi)相應(yīng)數(shù)值的1.5倍承受

縱向抗震演算

2.修正剛度法(2)柱列地震作用的計算縱向承受磚圍護墻的中柱列柱間支撐影響系數(shù)4廠房單元內(nèi)設(shè)置下柱支撐的柱間數(shù)中柱列下柱支撐斜桿的長細比中柱列無支撐

4041～8081～120121～150＞150一柱間0.90.951.01.11.251.4二柱間0.90.951.0縱向為磚圍護墻時，邊柱列可承受1.0，中柱列可按上表承受

縱向抗震演算

2.修正剛度法(2)柱列地震作用的計算廠房單元柱列總等效重力荷載代表值Geq應(yīng)包括屋蓋的重力荷載代表值、70%縱墻自重、50%橫墻與山墻自重及折算的柱自重〔有吊車時承受10%柱自重，無吊車時承受50%柱自重〕。用公式表示時對無吊車廠房Geq=1.0G屋蓋＋0.5G柱＋0.7G縱墻＋0.5〔G山墻＋G橫墻〕 對有吊車廠房Geq=1.0G屋蓋＋0.1G柱＋0.7G縱墻＋0.5〔G山墻＋G橫墻〕

縱向抗震演算

2.修正剛度法(2)柱列地震作用的計算有吊車的等高多跨鋼筋混凝土屋蓋廠房，依據(jù)地震作用沿廠房高度呈倒三角分布的假定，柱列各吊車梁頂標高處的縱向地震作用標準值，可按下式確定：第i柱列吊車梁頂標高處的縱向地震作用標準值集中于第i柱列吊車梁頂標高處的等效重力荷載代表值，其計算式為Gci=0.4G柱＋1.0〔G吊車梁＋G吊車橋〕第i柱列吊車梁頂高度第i柱列柱頂高度

縱向抗震演算

2.修正剛度法(3)構(gòu)件地震作用的計算柱列的地震作用算出后，就可將此地震作用按剛度比例安排給柱列中的各個構(gòu)件。1〕作用在柱列柱頂高度處水平地震作用的安排按式算出的第i柱列柱頂高度處的水平地震作用Fi，可按剛度安排給該柱列中的各柱、支撐和磚墻。前面已算出柱列i的總剛度為Ki，則可得如下公式:在第i柱列中，剛度為Kcij的柱j所受的地震力Fcij為：剛度為Kbij的第j柱間支撐所受的地震力Fbij為：剛度為Kwij的第j縱墻所受的地震力Fwij為：

縱向抗震演算

2.修正剛度法(3)構(gòu)件地震作用的計算2〕柱列吊車梁頂標高處的縱向水平地震作用的安排第i柱列作用于吊車梁頂標高處的縱向水平地震作用Fci，因偏離磚墻較遠，故不計磚墻的奉獻，并認為主要由柱間支撐擔當。為簡化計算，對中小型廠房，可近似取相應(yīng)的柱剛度之和等于0.1倍柱間支撐剛度之和。由此可得如下公式。對于第i柱列，一根柱子所分擔的吊車梁頂標高處的縱向水平地震作用Fci1為〔n為柱子的根數(shù)，并且認為各柱所分得的值一樣〕：剛度為Kbj的一片柱間支撐所分擔的吊車梁頂標高處的縱向水平地震作用Fbi1為：

縱向抗震演算

3.柱列法對縱墻對稱布置的單跨廠房和承受輕型屋蓋的多跨廠房，可用柱列法計算。此法以跨度中線劃界，取各柱列獨立進展分析，使計算得到簡化。第i柱列沿廠房縱向的根本自振周期為：T為考慮廠房空間作用的周期修正系數(shù)，對單跨廠房，取T＝1.0，對多跨廠房按下表承受：圍護墻天窗或支撐邊柱列中柱列石棉瓦、掛板或無墻有支撐邊跨無天窗1.30.9邊跨有天窗1.40.9無柱間支撐1.150.85磚墻有支撐邊跨無天窗1.600.9邊跨有天窗1.650.9無柱間支撐20.85Gi和Ki的定義與前述一樣

縱向抗震演算

3.柱列法作用于第i柱列柱頂?shù)目v向水平地震作用標準值Fi，可按底部剪力法計算：

1為相應(yīng)于Ti1的地震影響系數(shù)；為按內(nèi)力等效原則而集中于第i柱列柱頂?shù)闹亓奢d代表值，其計算式為=1.0G屋蓋

+0.5(G柱

+G山墻)+0.7G縱墻

+0.75(G吊車梁

+G吊車橋)Fi算出后，即可按該柱列各抗側(cè)力構(gòu)件的剛度比例，把Fi安排到各構(gòu)件，相應(yīng)的計算方法參見第(3)節(jié)。

縱向抗震演算

3.擬能量法此法適用于不等高的鋼筋混凝土彈性屋蓋廠房1〕根本自振周期的計算可按能量法計算根本自振周期。以一個抗震縫區(qū)段作為計算單元。各個不同的柱頂高度處作為質(zhì)量的集中點，對有較大噸位的廠房，還應(yīng)在支承吊車梁頂面標高處增設(shè)一個質(zhì)點。以各跨的中心線作為劃分質(zhì)量的分界限，墻柱等支承構(gòu)造的重量換算集中到各柱列的柱頂高度處。根本周期T1的計算公式為：周期折減系數(shù)，可按前面的方法取值第i質(zhì)點的等效重力荷載〔N〕在全部Gai的縱向水平作用下〔i=1,...,n〕質(zhì)點i的縱向水平位移〔m〕

縱向抗震演算

3.擬能量法1〕根本自振周期的計算計算Gai時，應(yīng)按以下方法進展調(diào)整。對于靠邊跨的第一中柱列柱頂高度處的質(zhì)點，應(yīng)取Ga1=

iG1f

靠邊跨第一中柱列質(zhì)量調(diào)整系數(shù)，按下表取值相應(yīng)的調(diào)整前的等效重力荷載。對于邊柱列柱頂高度處質(zhì)點，應(yīng)取Gai=G1+(1－

i)G1f

G1為該處調(diào)整前的等效重力荷載。240磚墻370磚墻鋼筋混凝土無檁屋蓋鋼筋混凝土有檁屋蓋邊跨無天窗邊跨有天窗邊跨無天窗邊跨有天窗7度0.550.600.650.707度8度0.650.700.750.808度9度0.700.750.800.859度0.750.800.850.90無墻、石棉瓦、瓦楞鐵或掛板0.900.901.001.00

縱向抗震演算

3.擬能量法1〕根本自振周期的計算各質(zhì)點的調(diào)整前的等效重力荷載，可按如下方法計算。(1)集中于柱列柱頂高度處的質(zhì)點1)邊柱列無吊車或有較小噸位吊車時：G1=1.0G屋蓋

+0.5G柱

+0.5G橫墻

+0.7G縱墻

+0.75(G吊車梁

+G吊車橋)有較大噸位吊車時：G1=1.0G屋蓋

+0.1G柱

+0.5G橫墻

+0.7G縱墻

縱向抗震演算

3.擬能量法1〕根本自振周期的計算(1)集中于柱列柱頂高度處的質(zhì)點中柱列(a)無吊車或有較小噸位吊車時：高跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.5G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻+0.9(G吊車梁+G吊車橋)高跨 +0.7(G吊車梁+G吊車橋)低跨+0.5G懸墻凹凸跨交接處的低跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.75(G吊車梁+G吊車橋)低跨+0.5G懸墻非凹凸跨交接處的低跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.5G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻+0.75(G吊車梁+G吊車橋)低跨

縱向抗震演算

3.擬能量法1〕根本自振周期的計算(1)集中于柱列柱頂高度處的質(zhì)點中柱列(b)有較大噸位吊車時：高跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.1G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻+0.5G懸墻凹凸跨交接處的低跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.5G懸墻非凹凸跨交接處的低跨柱頂處：Gai=1.0G屋蓋+0.1G柱+0.5G橫墻+0.7G縱墻(2)集中于吊車梁頂面處的質(zhì)點Gci=0.4G柱+1.0(G吊車梁+G吊車橋)

縱向抗震演算

3.擬能量法2〕柱列地震作用(1)作用于第i柱列(脫離體)柱頂標高處的縱向水平地震作用

凹凸跨交界處柱列：(a)高跨質(zhì)點處：(b)低跨質(zhì)點處：

縱向抗震演算

(2)作用于吊車梁頂面標高處的縱向水平地震作用當有較大噸位吊車時，作用于吊車梁頂面標高處的縱向水平地震作用可按式計算。求出柱列的地震作用后，可按前述方法把柱列地震作用安排至各個構(gòu)件。一般柱列：Fi=

1Gai

5.柱間支撐的抗震驗算及設(shè)計柱間支撐的截面驗算是單層廠房縱向抗震計算的主要目的。斜桿長細比不大于200柱間支撐在單位側(cè)向力作用下的水平位移，可按下式確定：單位側(cè)向力作用

點的側(cè)向位移第i節(jié)間斜桿的軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)(按現(xiàn)行國家標準《鋼構(gòu)造設(shè)計標準》承受)在單位側(cè)向力作用下第i節(jié)間僅考慮拉桿受力的相對位移

縱向抗震演算

5.柱間支撐的抗震驗算及設(shè)計對于長細比小于200的斜桿截面，可僅按抗拉要求驗算，但應(yīng)考慮壓桿的卸載影響。驗算公式為:Nbi

Aif/

RE

第i節(jié)間支撐斜桿抗拉驗算時的軸向拉力設(shè)計值第i節(jié)間斜桿的全長壓桿卸載系數(shù)(壓桿長細比為60、100和200時，可分別承受0.7、0.6和0.5)支撐所在柱間的凈距第i節(jié)間支撐承受的地震剪力設(shè)計值

縱向抗震演算

5.柱間支撐的抗震驗算及設(shè)計無貼砌墻的縱向柱列，上柱支撐與同列下柱支撐宜等強設(shè)計柱間支撐端節(jié)點預(yù)埋板的錨件宜承受角鋼加端板(以下圖)。其截面抗震承載力宜按以下公式驗算：預(yù)埋板的斜向拉力承載力抗震調(diào)整系數(shù)，可承受1.0斜向拉力與其水平投影的夾角角鋼根數(shù)角鋼肢寬與剪力方向垂直的角鋼最小截面模量一根角鋼的截面面積角鋼抗拉強度設(shè)計值

縱向抗震演算

5.柱間支撐的抗震驗算及設(shè)計柱間支撐端節(jié)點預(yù)埋板的錨件也可承受錨筋。其截面抗震承載力宜按以下公式驗算：錨筋總截面面積為斜向拉力對錨筋合力作用線的偏心距偏心影響系數(shù)外排錨筋之間的距離(mm)預(yù)埋板彎曲變形影響系數(shù)預(yù)埋板厚度(mm)錨筋直徑(mm)驗算方向錨筋排數(shù)的影響系數(shù)錨筋的受剪影響系數(shù)

縱向抗震演算

6.突出屋面天窗架的縱向抗震計算突出屋面的天窗架的縱向抗震計算，一般狀況下可承受空間構(gòu)造分析法，并考慮屋蓋平面彈性變形和縱墻的有效剛度。對柱高不超過15m的單跨和等高多跨鋼筋混凝土無檁屋蓋廠房的突出屋面的天窗架，可承受底部剪力法計算其地震作用，但此地震作用效應(yīng)應(yīng)乘以效應(yīng)增大系數(shù)效應(yīng)增大系數(shù)

的取值為：對單跨、邊跨屋蓋或有縱向內(nèi)隔墻的中跨屋蓋，取對其他中跨屋蓋，取廠房跨數(shù)超過四跨時取四跨

縱向抗震演算

7.單層磚柱廠房的縱向抗震驗算1〕空間分析法承受鋼筋混凝土屋蓋的廠房，其縱向柱列受到屋蓋的牽制而形成空間構(gòu)造，故一般可承受空間構(gòu)造力學模型進展縱向抗震分析。計算方法與鋼筋混凝土柱廠房的縱向空間分析法根本一樣。

縱向抗震演算

7.單層磚柱廠房的縱向抗震驗算

縱向抗震演算

2〕修正剛度法修正剛度法適用于鋼筋混凝土屋蓋〔無檁或有檁〕等高多跨單層磚柱廠房的縱向抗震驗算?？v向根本自振周期可按下式計算：Gi算法與前述一樣，其表達式為周期修正系數(shù)第i柱列的側(cè)移剛度第i柱列的按周期相等的原則換算到柱頂或墻頂處集中重力荷載代表值

7.單層磚柱廠房的縱向抗震驗算

縱向抗震演算

2〕修正剛度法屋蓋類型鋼筋混凝土無檁屋蓋鋼筋混凝土有檁屋蓋邊跨無天窗邊跨有天窗邊跨無天窗邊跨有天窗周期修正系數(shù)1.31.351.41.45磚柱廠房縱向根本自振周期修正系數(shù)T

7.單層磚柱廠房的縱向抗震驗算

縱向抗震演算

2〕修正剛度法第i柱列側(cè)移剛度Ki的算法與式根本一樣，但有以下幾點不同：〔1〕由于磚柱廠房的縱墻完全起抗側(cè)力作用〔非貼砌〕，故須取磚墻的剛度降低系數(shù)k＝1?！?〕只有獨立磚柱才能作為柱計算其抗側(cè)剛度。帶壁柱墻中的壁柱不能作為柱計算其剛度。帶壁柱墻作為整體應(yīng)按墻計算其抗側(cè)剛度，此時，可近似地按截面相等原則將其換算成矩形截面?！?〕明顯，在計算磚柱的側(cè)移剛度時，應(yīng)承受相應(yīng)砌體的彈性模量。并且可取式中的影響系數(shù)＝1。

7.單層磚柱廠房的縱向抗震驗算

縱向抗震演算

2〕修正剛度法單層磚柱廠房縱向總水平地震作用標準值可按下式計算：其計算式為相應(yīng)于縱向根本自振周期T1的地震影響系數(shù)依據(jù)柱列底部剪力相等的原則，第i柱列換算集中到墻頂處的重力荷載代表值

7.單層磚柱廠房的縱向抗震驗算

縱向抗震演算

2〕修正剛度法沿廠房縱向第i柱列上端的水平地震作用Fi可按下式計算：i為反映屋蓋水平變形影響的柱列剛度調(diào)整系數(shù)，依據(jù)屋蓋類型和各柱列的縱墻設(shè)置狀況，按下表承受?？v墻設(shè)置情況屋蓋類型鋼筋混凝土無檁屋蓋鋼筋混凝土有檁屋蓋邊柱列中柱列邊柱列中柱列磚柱敞棚0.951.10.91.6各柱列均為帶壁柱磚墻0.951.10.91.2邊柱列為帶壁柱磚墻中柱列的縱墻不少于4開間0.71.40.751.5中柱列的縱墻少于4開間0.61.80.651.9

7.單層磚柱廠房的縱向抗震驗算

縱向抗震演算

2〕柱列法當磚柱廠房為縱墻對稱布置的單跨廠房或具有輕型屋蓋的多跨廠房時，各柱列或具有一樣的位移，或相互間聯(lián)系較弱。這時，可把廠房沿每跨的縱向中線切開，對每個柱列分別進展抗震分析，這種分析方法就稱為柱列法。第i柱列的縱向自振周期按下式計算：第i柱列柱頂?shù)乃降卣鹱饔肍i可按底部剪力法計算如下：鋼筋混凝土廠房1.屋蓋壓型鋼板應(yīng)與檁條牢靠連接，瓦楞鐵、石棉瓦等應(yīng)與檁條拉結(jié)有檁屋蓋構(gòu)件的連接應(yīng)符合以下要求：檁條應(yīng)與混凝土屋架〔屋面梁〕焊牢，并應(yīng)有足夠的支承長度；雙脊檁應(yīng)在跨度1/3處相互拉結(jié)；1.屋蓋無檁屋蓋構(gòu)件的連接應(yīng)符合以下要求：大型屋面板應(yīng)與混凝土屋架〔屋面梁〕焊牢，靠柱列的屋面板與屋架〔屋面梁〕的連接焊縫長度不宜小于80mm，焊縫厚度不宜小于6mm；6度和7度時，有天窗廠房單元的端開間，或8度和9度時各開間，宜將垂直屋架方向兩側(cè)相鄰的大型屋面板的頂面彼此焊牢鋼筋混凝土廠房非標準屋面板宜承受裝配整體式接頭，或?qū)逅慕乔械艉笈c混凝土屋架〔屋面梁〕焊牢屋架〔屋面梁〕端部頂面預(yù)埋件的錨筋，8度時不宜小于410，9度時不宜少于4128度和9度時，大型屋面板端頭底面的預(yù)埋件宜承受帶槽口的角鋼并與主筋焊牢鋼筋混凝土廠房屋蓋支撐還應(yīng)符合以下要求：1.屋蓋天窗開洞范圍內(nèi)，在屋架脊點處應(yīng)設(shè)上弦通長水平壓桿。屋架跨中豎向支撐在跨度方向的間距，6～8度時不大于15m，9度時不大于12m；當僅在跨中設(shè)一道時，應(yīng)設(shè)在跨中屋架屋脊處；當設(shè)二道時，應(yīng)在跨度方向均勻布置。屋架上、下弦通長水平系桿與豎向支撐宜協(xié)作設(shè)置。柱距不小于12m且屋架間距6m的廠房，托架〔梁〕區(qū)段及其相鄰開間應(yīng)設(shè)下弦縱向水平支撐。屋蓋支撐桿件宜用型鋼。鋼筋混凝土廠房1.屋蓋屋蓋支撐桁架的腹桿與弦桿連接的承載力，不宜小于腹桿的承載力。屋架豎向支撐桁架應(yīng)能傳遞和承受屋蓋的水平地震作用突出屋面的鋼筋混凝土天窗架，其兩側(cè)墻板與天窗立柱宜承受螺栓連接。承受焊接等剛性連接方式時，由于缺乏延性，會造成應(yīng)力集中而加重震害。鋼筋混凝土廠房2.柱廠房柱子的箍筋，應(yīng)符合以下要求：以下范圍內(nèi)柱的箍筋應(yīng)加密：柱頭，到柱頂以下500mm并不小于柱截面長邊尺寸；上柱，取階形柱自牛腿面至吊車梁頂面以上300mm高度范圍內(nèi)；牛腿〔柱肩〕，取全高；柱根，取下柱柱底至室內(nèi)地坪以上500mm；柱間支撐與柱連接節(jié)點，到節(jié)點上、下各300mm鋼筋混凝土廠房1.柱廠房柱子的箍筋，應(yīng)符合以下要求：加密區(qū)箍筋間距不應(yīng)大于100mm，箍筋肢距和最小直徑應(yīng)符合下表規(guī)定烈度和場地類別6度和7度I、II類場地7度III、IV類場地和8度I、II類場地8度III、IV類場地和9度箍筋最大肢距（mm）300250200箍筋的最

小直徑一般柱頭和柱根

6

8

8(

10)角柱柱頭

8

10

10上柱、牛腿和有支撐的柱根

8

8

10有支撐的柱頭和柱變位受約束的部位

8

10

10鋼筋混凝土廠房2.柱山墻抗風柱的配筋，應(yīng)符合以下要求：抗風柱柱頂以下300mm和牛腿〔柱肩〕面以上300mm范圍內(nèi)的箍筋，直徑不宜小于6mm，間距不應(yīng)大于100mm，肢距不宜大于250mm?？癸L柱的變截面牛腿〔柱肩〕處，宜設(shè)置縱向受拉鋼筋。鋼筋混凝土廠房2.柱大柱網(wǎng)廠房柱的截面和配筋構(gòu)造，應(yīng)符合以下要求：柱截面宜承受正方形或接近正方形的矩形，邊長不宜小于柱全高的1/18～1/16。重屋蓋廠房考慮地震組合的柱軸壓比，6、7度時不宜大于0.8，8度時不宜大于0.7，9度時不宜大于0.6?？v向鋼筋宜沿柱截面周邊對稱配置，間距不宜大于200mm，角部宜配置直徑較大的鋼筋。柱頭和柱根的箍筋應(yīng)加密，并應(yīng)符合以下要求：加密范圍，柱根取根底頂面至室內(nèi)地坪以上1m，且不小于柱全高的1/6；柱頭取柱頂以下500mm，且不小于柱截面長邊尺寸。箍筋末端應(yīng)設(shè)135°彎鉤，且平直段的長度不應(yīng)小于箍筋直徑的10倍。鋼筋混凝土廠房2.柱當鉸接排架側(cè)向受約束，且約束點至柱頂?shù)拈L度l不大于柱截面在該方向邊長的兩倍〔排架平面：l2h；垂直排架平面：l2b〕時柱頂預(yù)埋鋼板和柱頂箍筋加密區(qū)的構(gòu)造尚應(yīng)符合以下要求：柱頂預(yù)埋鋼板沿排架平面方向的長度，宜取柱頂?shù)慕孛娓叨萮，但在任何狀況下不得小于h/2及300mm柱頂軸向力在排架平面內(nèi)的偏心距e0在h/6～h/4范圍內(nèi)時，柱頂箍筋加密區(qū)的箍筋體積配筋率不宜小于以下規(guī)定：一級抗震等級為1.2%；二級抗震等級為1.0%；三、四級抗震等級為0.8%。鋼筋混凝土廠房3.柱間支撐廠房柱間支撐的構(gòu)造，應(yīng)符合以下要求：柱間支撐應(yīng)承受型鋼，支撐形式宜承受穿插式，其斜桿與水平面的交角不宜大于55°支撐桿件的長細比，不宜超過下表的規(guī)定位置烈度6度和7度I、II類場地7度III、IV類場地和8度I、II類場地8度III、IV類場地和9度I、II類場地9度III、IV類場地上柱支撐250250200150下柱支撐200200150150穿插支撐斜桿的最大長細比鋼筋混凝土廠房3.柱間支撐廠房柱間支撐的構(gòu)造，應(yīng)符合以下要求：下柱支撐的下節(jié)點位置和構(gòu)造措施，應(yīng)保證將地震作用直接傳給根底；當6度和7度不能直接傳給根底時，應(yīng)考慮支撐對柱和根底的不利影響支撐下節(jié)點設(shè)在根底頂系梁上穿插支撐在穿插點應(yīng)設(shè)置節(jié)點板，其厚度不應(yīng)小于10mm，斜桿與穿插節(jié)點板應(yīng)焊接，與端節(jié)點板宜焊接鋼筋混凝土廠房4.連接節(jié)點屋架〔屋面梁〕與柱頂?shù)倪B接焊接連接螺栓連接鋼板鉸連接接近剛性，變形力量差8度時宜承受9度可承受9度時宜承受焊接連接螺栓連接鋼板鉸連接鋼筋混凝土廠房4.連接節(jié)點柱頂預(yù)埋件的錨筋8度不宜少于4

149度時不宜少于4

16有柱間支撐的柱子，柱頂預(yù)埋件尚應(yīng)增設(shè)抗剪鋼板鋼筋混凝土廠房2.連接節(jié)點山墻抗風柱的柱頂連接部位應(yīng)在上弦橫向支撐與屋架的連接點處使柱頂與端屋架上弦〔屋面梁上翼緣〕牢靠連接預(yù)埋板設(shè)置不符合在支撐中增設(shè)次腹桿或設(shè)置型鋼橫梁，將水平地震作用傳

至節(jié)點部位鋼筋混凝土廠房4.連接節(jié)點支承低跨屋蓋的中柱牛腿〔柱肩〕的構(gòu)造應(yīng)符合以下要求：牛腿頂面的預(yù)埋件，應(yīng)與牛腿〔柱肩〕中按計算承受水平拉力局部的縱向鋼筋焊