1.1第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.1第第7 7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计 返回总目录返回总目录返回总目录返回总目录 1.2第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.2教学提示：单层厂房在我国工业企业中被广泛应用，其地震作用分析应教学提示：单层厂房在我国工业企业中被广泛应用，其地震作用分析应考虑屋盖平面内的弹性变形和山墙可能引起的扭转。本章介绍以空间分析考虑屋盖平面内的弹性变形和山墙可能引起的扭转。本章介绍以空间分析为基础的简化计算方法。为基础的简化计算方法。教学要求：本章要求学生了解单层厂房震害特点、抗震规定、抗震计算教学要求：本章要求学生了解单层厂房震害特点、抗震规定、抗震计算要点及构造措施。要点及构造措施。1.3第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.3 单层厂房包括单层砖结构厂房、单层钢筋混凝土柱厂房和单层钢单层厂房包括单层砖结构厂房、单层钢筋混凝土柱厂房和单层钢结构厂房等结构类型，本章介绍前两种。单层砖结构厂房是指以砖柱结构厂房等结构类型，本章介绍前两种。单层砖结构厂房是指以砖柱(墙墙)承重的中小型厂房。单层钢筋混凝土柱厂房指工业建筑中采用比承重的中小型厂房。单层钢筋混凝土柱厂房指工业建筑中采用比较普遍的装配式单层钢筋混凝土柱厂房，且厂房内多设置桥式吊车。较普遍的装配式单层钢筋混凝土柱厂房，且厂房内多设置桥式吊车。 虽然单层砖结构厂房和单层钢筋混凝土柱厂房的震害表现有所不虽然单层砖结构厂房和单层钢筋混凝土柱厂房的震害表现有所不同，但由于两者的抗震设计方法有共同之处，故本章将这两种类型的同，但由于两者的抗震设计方法有共同之处，故本章将这两种类型的厂房一起叙述。厂房一起叙述。1.4第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.47.1 7.1 震害及其分析震害及其分析7.2 7.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定7.3 7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算7.4 7.4 构构 造造 要要 求求7.5 7.5 计计 算算 实实 例例7.6 7.6 习习 题题本章内容本章内容1.5第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.57.1 震害及其分析震害及其分析 7.1.1 7.1.1 单层砖结构厂房单层砖结构厂房 震害调查表明，震害调查表明，7 7度区未经抗震设防的单层砖结构厂房多数只有轻微的度区未经抗震设防的单层砖结构厂房多数只有轻微的破坏或基本完好，少数为中等破坏；破坏或基本完好，少数为中等破坏；8 8度区的厂房多数受到不同程度的破度区的厂房多数受到不同程度的破坏，部分受到中等破坏，个别倒塌；坏，部分受到中等破坏，个别倒塌；9 9度区的厂房大多数有严重破坏和倒度区的厂房大多数有严重破坏和倒塌，只有个别能在震后保留下来。其震害主要表现如下。塌，只有个别能在震后保留下来。其震害主要表现如下。 1 1. . 纵墙水平裂缝、砖垛折断、山墙斜裂缝或交叉裂缝纵墙水平裂缝、砖垛折断、山墙斜裂缝或交叉裂缝 单层砖结构厂房纵墙产生水平裂缝、砖垛折断是一种普遍的震害现象。单层砖结构厂房纵墙产生水平裂缝、砖垛折断是一种普遍的震害现象。纵墙在窗台和勒脚附近产生水平裂缝，随着地震烈度的增高，此裂缝会加纵墙在窗台和勒脚附近产生水平裂缝，随着地震烈度的增高，此裂缝会加宽外，还会逐渐向两端山墙延伸而加长，甚至使纵墙折断，房屋倒塌。例宽外，还会逐渐向两端山墙延伸而加长，甚至使纵墙折断，房屋倒塌。例如，在如，在7 7度区，这种水平裂缝、砖垛破损仅限于房屋的中间部分；而在度区，这种水平裂缝、砖垛破损仅限于房屋的中间部分；而在8 8度度区则延伸至离山墙将近两个开间区则延伸至离山墙将近两个开间(8 m(8 m10 m)10 m)；在；在9 9度区，水平裂缝可能一度区，水平裂缝可能一直延伸到山墙处，且裂缝的数量增加、宽度加大，直到纵墙折断。设有吊直延伸到山墙处，且裂缝的数量增加、宽度加大，直到纵墙折断。设有吊车梁的单层砖柱厂房，因受到吊车尺寸的限制，一般采用变截面柱，上阶车梁的单层砖柱厂房，因受到吊车尺寸的限制，一般采用变截面柱，上阶柱截面较小，下阶柱截面较大。这时，砖柱的上阶柱内侧因弯曲受压破坏柱截面较小，下阶柱截面较大。这时，砖柱的上阶柱内侧因弯曲受压破坏是一种较普遍的现象。是一种较普遍的现象。9 9 度区不少有吊车的厂房因上柱根部被压坏，导致度区不少有吊车的厂房因上柱根部被压坏，导致上柱折断，屋盖塌落。在强震区，采用钢筋混凝土屋盖，且山墙间距不很上柱折断，屋盖塌落。在强震区，采用钢筋混凝土屋盖，且山墙间距不很大时，山墙将出现较严重的斜裂缝和交叉裂缝，如图大时，山墙将出现较严重的斜裂缝和交叉裂缝，如图7.17.1所示。所示。1.6第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.6 上述震害特点基本上反映了在横向地震作用下单层砖结构厂房的受力性质。上述震害特点基本上反映了在横向地震作用下单层砖结构厂房的受力性质。由于这类房屋缺少横墙拉结，特别是山墙或横墙间距较大的有檩体系屋盖房屋，由于这类房屋缺少横墙拉结，特别是山墙或横墙间距较大的有檩体系屋盖房屋，屋盖整体性较差，横向地震作用主要由组成排架的纵墙承受，所以纵墙震害较屋盖整体性较差，横向地震作用主要由组成排架的纵墙承受，所以纵墙震害较重。而在强震区，当采用钢筋混凝土屋盖，且山墙或横墙的间距不大时，屋盖重。而在强震区，当采用钢筋混凝土屋盖，且山墙或横墙的间距不大时，屋盖的整体性较强，厂房的空间作用比较显著；这时，山墙将承受由屋盖传来较强的整体性较强，厂房的空间作用比较显著；这时，山墙将承受由屋盖传来较强的横向地震作用。当传至山墙或横墙上的横向地震作用超过山的横向地震作用。当传至山墙或横墙上的横向地震作用超过山(横横)墙的抗剪承墙的抗剪承载力时，墙体就会产生斜裂缝。由于地震的往复作用，墙体上产生的裂缝往往载力时，墙体就会产生斜裂缝。由于地震的往复作用，墙体上产生的裂缝往往是交叉型的。是交叉型的。 图图7.1 山墙裂缝山墙裂缝7.1 震害及其分析震害及其分析1.7第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.77.1 震害及其分析震害及其分析2. 山墙水平裂缝、外闪和倒塌，纵墙斜裂缝或交叉裂缝山墙水平裂缝、外闪和倒塌，纵墙斜裂缝或交叉裂缝 对于单层砖结构厂房，当地震作用垂直于山墙时，它的震害主要表现为：对于单层砖结构厂房，当地震作用垂直于山墙时，它的震害主要表现为：山墙出现水平裂缝和外闪，山墙尖部乃至整片山墙倒塌，以及纵墙产生斜裂缝山墙出现水平裂缝和外闪，山墙尖部乃至整片山墙倒塌，以及纵墙产生斜裂缝或交叉裂缝。造成这种震害的主要原因是，山墙与屋盖缺少必要的锚固措施，或交叉裂缝。造成这种震害的主要原因是，山墙与屋盖缺少必要的锚固措施，山墙处于悬臂状态，在纵向地震作用下产生很大的出水平变位，致使山墙顶部山墙处于悬臂状态，在纵向地震作用下产生很大的出水平变位，致使山墙顶部砌体失去抗震能力而倒塌。在砌体失去抗震能力而倒塌。在9度区，山墙承受强烈的地震作用，产生上述震度区，山墙承受强烈的地震作用，产生上述震害不仅是由于顶部锚固不足，而且也是由于山墙砌体包括壁柱强度不足而引起害不仅是由于顶部锚固不足，而且也是由于山墙砌体包括壁柱强度不足而引起破坏的。纵墙的斜裂缝或交叉裂缝，多发生在强震区，这是由于强烈的地震作破坏的。纵墙的斜裂缝或交叉裂缝，多发生在强震区，这是由于强烈的地震作用，纵墙在薄弱截面内的地震剪力超过砌体的抗剪承载能力而引起的。用，纵墙在薄弱截面内的地震剪力超过砌体的抗剪承载能力而引起的。 3. 屋架支座联结处的局部破坏屋架支座联结处的局部破坏 单层砖结构厂房中，由于屋架与砖柱单层砖结构厂房中，由于屋架与砖柱(墙墙)没有可靠的锚固措施，地震时锚固没有可靠的锚固措施，地震时锚固螺栓被拔出，使屋架移动造成屋架与砖柱螺栓被拔出，使屋架移动造成屋架与砖柱(墙墙)联结处的局部破坏。联结处的局部破坏。1.8第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.8 装配式单层钢筋混凝土柱厂房的震害一般表现是：装配式单层钢筋混凝土柱厂房的震害一般表现是：6 6度、度、7 7度地震区主体结构完度地震区主体结构完好，少数围护砖墙开裂外闪，个别围护砖墙倒塌，突出屋面的好，少数围护砖墙开裂外闪，个别围护砖墙倒塌，突出屋面的形天窗架局部损坏；形天窗架局部损坏；在在8 8度区，随着场地类别的不同，主体结构有不同程度破坏，与柱和屋盖拉结不好的度区，随着场地类别的不同，主体结构有不同程度破坏，与柱和屋盖拉结不好的围护墙大面积倒塌，围护墙大面积倒塌，形天窗架大量倾倒，有的重屋盖厂房屋盖塌落；在形天窗架大量倾倒，有的重屋盖厂房屋盖塌落；在9 9度区度区( (特别特别是第是第、类场地类场地) )主体结构破坏严重。砌体围护结构大量倒塌，主体结构破坏严重。砌体围护结构大量倒塌，形天窗架普遍倾形天窗架普遍倾倒，不少长房屋盖塌落；在倒，不少长房屋盖塌落；在1010度、度、1111度地区，许多厂房倾倒毁坏。度地区，许多厂房倾倒毁坏。 不少震害资料还表明，震害的轻重与场地类别密切相关。当结构自振周期与场不少震害资料还表明，震害的轻重与场地类别密切相关。当结构自振周期与场地卓越周期相接近时，建筑物与地基土产生类似共振现象，震害加重。单层钢筋混凝地卓越周期相接近时，建筑物与地基土产生类似共振现象，震害加重。单层钢筋混凝土厂房纵向抗震能力较差。此外还存在一些构件间联结构造单薄、支撑系统较弱、构土厂房纵向抗震能力较差。此外还存在一些构件间联结构造单薄、支撑系统较弱、构件强度不足等薄弱环节，当发生地震时首先破坏。钢筋混凝土单层厂房其主要震害表件强度不足等薄弱环节，当发生地震时首先破坏。钢筋混凝土单层厂房其主要震害表现如下。现如下。7.1.2 7.1.2 单层钢筋混凝土柱厂房单层钢筋混凝土柱厂房7.1 震害及其分析震害及其分析1.9第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.91. 屋盖体系屋盖体系 屋盖体系在屋盖体系在7度区基本完好，仅在个别柱间支撑处由于地震剪力的累积效应而出现屋度区基本完好，仅在个别柱间支撑处由于地震剪力的累积效应而出现屋面板支座酥裂；面板支座酥裂；8度区发生屋面板错动、移位、震落，造成屋盖局部倒塌；度区发生屋面板错动、移位、震落，造成屋盖局部倒塌；9度区发生屋度区发生屋盖倾斜、位移，屋盖有部分塌落，屋面板大量开裂、错位；盖倾斜、位移，屋盖有部分塌落，屋面板大量开裂、错位；9度以上地震区则发生屋盖大度以上地震区则发生屋盖大面积倒塌。面积倒塌。 (1) 屋面板。由于屋面板端部预埋件小，且预应力屋面板的预埋件又未与板肋内主钢屋面板。由于屋面板端部预埋件小，且预应力屋面板的预埋件又未与板肋内主钢筋筋 焊接，加之施工中有的屋面板搁置长度不足、屋顶板与屋架的焊点数不足、焊接质焊接，加之施工中有的屋面板搁置长度不足、屋顶板与屋架的焊点数不足、焊接质量差量差 、板间没有灌缝或灌缝质量很差等连接不牢的原因，造成地震时屋面板焊缝拉开，、板间没有灌缝或灌缝质量很差等连接不牢的原因，造成地震时屋面板焊缝拉开，屋面板滑脱，以致部分或全部屋面板倒塌。屋面板滑脱，以致部分或全部屋面板倒塌。 (2) 天窗架。天窗架主要有天窗架。天窗架主要有式天窗和井式式天窗和井式(下沉式下沉式)天窗架二种。井式天窗由于降低天窗架二种。井式天窗由于降低了厂房的高度，在了厂房的高度，在7度、度、8度区一般无震害。目前大量采用的度区一般无震害。目前大量采用的式天窗架，地震时震害普式天窗架，地震时震害普遍。遍。7度区出现天窗架立柱与侧板连接处及立柱与天窗架垂直支撑连接处混凝土开裂的现度区出现天窗架立柱与侧板连接处及立柱与天窗架垂直支撑连接处混凝土开裂的现象；象；8度区上述裂缝贯穿全截面。天窗架立柱底部折断倒塌；度区上述裂缝贯穿全截面。天窗架立柱底部折断倒塌；9度、度、l0度区度区式天窗架大面式天窗架大面积倾倒。积倾倒。式天窗架的震害如此严重，主要原因是：门形天窗架突出在屋面上，受到经式天窗架的震害如此严重，主要原因是：门形天窗架突出在屋面上，受到经过主体建筑放大后的地震加速度而强化、激励产生显著的鞭梢效应，随着突出得越高，过主体建筑放大后的地震加速度而强化、激励产生显著的鞭梢效应，随着突出得越高，地震作用也越大。特别是天窗架上的屋面板与屋架上的屋面板不在同一标高，在厂房纵地震作用也越大。特别是天窗架上的屋面板与屋架上的屋面板不在同一标高，在厂房纵向振动时产生高振型的影响，一旦支撑失效，地震作用全部由天窗架承受，而天窗架在向振动时产生高振型的影响，一旦支撑失效，地震作用全部由天窗架承受，而天窗架在本身平面外的刚度差，强度低联结弱而引起天窗架破坏。此外天窗架垂直支撑布置不合本身平面外的刚度差，强度低联结弱而引起天窗架破坏。此外天窗架垂直支撑布置不合理或不足，也是主要原因。理或不足，也是主要原因。7.1 震害及其分析震害及其分析1.10第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.10 7.1 震害及其分析震害及其分析(3) 屋架。主要震害发生在屋架与柱的连接部位、屋架与屋面板的焊屋架。主要震害发生在屋架与柱的连接部位、屋架与屋面板的焊接处出现混凝土开裂，预埋件拔出等；而当屋架与柱的连接破坏时，有接处出现混凝土开裂，预埋件拔出等；而当屋架与柱的连接破坏时，有可能导致屋架从柱顶塌落。设计中加强连接，保证埋件的锚固长度是十可能导致屋架从柱顶塌落。设计中加强连接，保证埋件的锚固长度是十分重要的。分重要的。当屋架高度较大，而两端又未设垂直支撑，或砖墙未能起到支撑作用时，当屋架高度较大，而两端又未设垂直支撑，或砖墙未能起到支撑作用时，屋架有可能发生倾倒。屋架有可能发生倾倒。 (4) 支撑。在厂房支撑系统中，主要震害是支撑失稳弯曲，进而造成支撑。在厂房支撑系统中，主要震害是支撑失稳弯曲，进而造成屋面的破坏或屋面倒塌。在支撑系统震害中，尤以天窗架垂直支撑最为屋面的破坏或屋面倒塌。在支撑系统震害中，尤以天窗架垂直支撑最为严重，其次是屋盖垂直支撑和柱间支撑。在一般情况下，设计时只按构严重，其次是屋盖垂直支撑和柱间支撑。在一般情况下，设计时只按构造设置支撑，可能出现间距过大、支撑数量不足、形式不尽合理、杆件造设置支撑，可能出现间距过大、支撑数量不足、形式不尽合理、杆件刚度偏弱、承效力偏低、节点构造单薄等情况。地震时普遍发生杆件压刚度偏弱、承效力偏低、节点构造单薄等情况。地震时普遍发生杆件压曲、焊缝撕开、锚件拉脱、钢筋拉断、杆件拉断等现象。致使支撑部分曲、焊缝撕开、锚件拉脱、钢筋拉断、杆件拉断等现象。致使支撑部分失效或完全失效，从而造成主体结构错位或倾倒。有时因支撑间距过大失效或完全失效，从而造成主体结构错位或倾倒。有时因支撑间距过大而造成撑杆对厂房主体结构的应力集中，也可能导致主体结构的破坏。而造成撑杆对厂房主体结构的应力集中，也可能导致主体结构的破坏。1.11第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.11 2. 钢筋混凝土柱钢筋混凝土柱一般情况下，钢筋混凝土柱具有一定的抗震能力，但它的局部震害是普遍的，有时甚至是严重的。钢筋混一般情况下，钢筋混凝土柱具有一定的抗震能力，但它的局部震害是普遍的，有时甚至是严重的。钢筋混凝土柱在凝土柱在7度区基本完好；在度区基本完好；在8度、度、9度区一般破坏较轻，个别发现有上柱根部折断震害；在度区一般破坏较轻，个别发现有上柱根部折断震害；在10度、度、11度区度区有部分厂房发生倾倒。有部分厂房发生倾倒。钢筋混凝土柱的破坏主要发生在上柱与下柱的变截面处，出于截面刚度突然变化。产生应力集中而出现水钢筋混凝土柱的破坏主要发生在上柱与下柱的变截面处，出于截面刚度突然变化。产生应力集中而出现水平裂缝、酥裂或折断。平裂缝、酥裂或折断。没有柱间支撑的厂房，在没有柱间支撑的厂房，在8度以上地区，柱间支撑有可能被压屈，甚至在柱的根部将柱剪断，钢筋折弯错位。度以上地区，柱间支撑有可能被压屈，甚至在柱的根部将柱剪断，钢筋折弯错位。高低跨厂房在支承高低跨屋架的中柱，由于高振型的影响受二侧屋盖相反的地震作用的冲击，发生弯曲或高低跨厂房在支承高低跨屋架的中柱，由于高振型的影响受二侧屋盖相反的地震作用的冲击，发生弯曲或剪切裂缝，如图剪切裂缝，如图7.2所示。低跨承受屋架的牛腿，有时被拉裂出现劈裂裂缝，如图所示。低跨承受屋架的牛腿，有时被拉裂出现劈裂裂缝，如图7.3所示。所示。有的厂房在柱间下部有矮墙，在纵向地震有的厂房在柱间下部有矮墙，在纵向地震力作用下，柱受剪切破坏，出现水平断裂。力作用下，柱受剪切破坏，出现水平断裂。平腹杆双肢柱由于刚度较小和腹杆的构造平腹杆双肢柱由于刚度较小和腹杆的构造单薄，在平腹杆两端多出现环形裂缝。开单薄，在平腹杆两端多出现环形裂缝。开孔的预制腹板工字形柱，在腹板孔间有时孔的预制腹板工字形柱，在腹板孔间有时产生交叉裂缝。产生交叉裂缝。图图7.2 混凝土柱混凝土柱剪切裂缝剪切裂缝 图图7.3 混混凝凝土土柱柱劈裂裂缝劈裂裂缝7.1 震害及其分析震害及其分析1.12第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.12 3. 围护墙围护墙凡排架柱与砖砌体围护墙有良好拉结时，如柱内伸出足量的钢筋伸入凡排架柱与砖砌体围护墙有良好拉结时，如柱内伸出足量的钢筋伸入墙内，则围护墙的震害一般较轻；嵌砌在柱间的砖墙其震害较贴砌在墙内，则围护墙的震害一般较轻；嵌砌在柱间的砖墙其震害较贴砌在柱边的震害轻。柱边的震害轻。在在7度区其围护墙基本完好或者轻微破坏，少量开裂、外闪；度区其围护墙基本完好或者轻微破坏，少量开裂、外闪；8度区破度区破坏十分普遍；坏十分普遍；9度区破坏严重，部分倒塌或大量倒塌。纵、横墙的破度区破坏严重，部分倒塌或大量倒塌。纵、横墙的破坏，一般从檐口、山尖处脱离主体结构开始，进一步使整个墙体或上坏，一般从檐口、山尖处脱离主体结构开始，进一步使整个墙体或上下两层圈梁间的墙体外闪或产生水平裂缝。严重时，局部脱落，甚至下两层圈梁间的墙体外闪或产生水平裂缝。严重时，局部脱落，甚至于大面积的倒塌。于大面积的倒塌。此外，伸缩缝两侧砖墙由于缝宽较小而往往发生相互撞击，造成局部此外，伸缩缝两侧砖墙由于缝宽较小而往往发生相互撞击，造成局部破坏。破坏。7.1 震害及其分析震害及其分析1.13第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.134. 山墙和封檐墙的破坏山墙和封檐墙的破坏地震区山墙破坏的情况很多，一种是高大山墙，由于扶墙梁柱未通到墙顶，地震区山墙破坏的情况很多，一种是高大山墙，由于扶墙梁柱未通到墙顶，在扶墙垛中断处，墙体出现断裂；另一种是山墙开门窗洞口较大，山墙削弱在扶墙垛中断处，墙体出现断裂；另一种是山墙开门窗洞口较大，山墙削弱过多，特别是开洞面积超过全面积的一半以上时，山墙上裂缝较多。地震中过多，特别是开洞面积超过全面积的一半以上时，山墙上裂缝较多。地震中许多砖砌山墙整片或山尖部分倒塌，无端屋架时，连同第一跨的屋面板一起许多砖砌山墙整片或山尖部分倒塌，无端屋架时，连同第一跨的屋面板一起倒塌；有端屋架时，山墙倒塌，但屋盖完好。倒塌；有端屋架时，山墙倒塌，但屋盖完好。屋盖与山墙的连接处，有的由于搁置长度较短而使山墙外倾。在有端屋架的屋盖与山墙的连接处，有的由于搁置长度较短而使山墙外倾。在有端屋架的单层厂房中，山墙与屋面板的连接更差，因此亦常常在此处遭到破坏。单层厂房中，山墙与屋面板的连接更差，因此亦常常在此处遭到破坏。在锯齿形屋盖的单层厂房中，破坏常常发生在锯齿形山墙的下边，由于屋面在锯齿形屋盖的单层厂房中，破坏常常发生在锯齿形山墙的下边，由于屋面与山墙在地震中的振动频率不同，斜角山墙下部受弯破坏明显，有的山墙在与山墙在地震中的振动频率不同，斜角山墙下部受弯破坏明显，有的山墙在此处倒塌。此处倒塌。地震区封檐墙破坏的例子更多，主要在高低跨相接处的封檐墙、厂房檐口的地震区封檐墙破坏的例子更多，主要在高低跨相接处的封檐墙、厂房檐口的封檐墙及女儿墙等。封檐墙由于突出于屋面，墙体有时较高，与下部无锚固，封檐墙及女儿墙等。封檐墙由于突出于屋面，墙体有时较高，与下部无锚固，在地震时动力放大效应明显，因此，往往首先遭到破坏。倒塌的封檐墙常常在地震时动力放大效应明显，因此，往往首先遭到破坏。倒塌的封檐墙常常把副跨屋面结构砸坏，造成严重的次生灾害。把副跨屋面结构砸坏，造成严重的次生灾害。7.1 震害及其分析震害及其分析1.14第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.145. 5. 厂房与生活间相接处的破坏厂房与生活间相接处的破坏 钢筋混凝土柱单层厂房为较柔的结构体系，而车间的钢筋混凝土柱单层厂房为较柔的结构体系，而车间的生活间生活间( (如办公室、附属用房等如办公室、附属用房等) )常常是刚性砖混结构，二者常常是刚性砖混结构，二者刚度相差悬殊，自振频率和变形极不一致。在设计生活间时，刚度相差悬殊，自振频率和变形极不一致。在设计生活间时，往往利用厂房的山墙或纵墙作为生活间墙体的一边，有的承往往利用厂房的山墙或纵墙作为生活间墙体的一边，有的承重构件就直接伸入该墙。因此地震时该处普遍遭破坏。破坏重构件就直接伸入该墙。因此地震时该处普遍遭破坏。破坏现象主要表现为山墙与生活间脱开或互撞，生活间的承重构现象主要表现为山墙与生活间脱开或互撞，生活间的承重构件拔出，山墙上有通长或局部的水平裂缝等。件拔出，山墙上有通长或局部的水平裂缝等。7.1 震害及其分析震害及其分析1.15第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.15 7.2.1 单层砖结构厂房单层砖结构厂房1. 厂房的结构平面布置厂房的结构平面布置(1) 多跨厂房宜等高和等长。多跨厂房宜等高和等长。(2) 厂房的贴建房屋和构筑物，不宜布置在厂房角部和紧邻防震缝处。厂房的贴建房屋和构筑物，不宜布置在厂房角部和紧邻防震缝处。(3) 厂房体型复杂或有贴建房屋和构筑物时，宜设防震缝；在厂房纵横跨交接处、厂房体型复杂或有贴建房屋和构筑物时，宜设防震缝；在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用50 mm70 mm。(4) 两个主厂房之间的过渡跨至少应有一侧采用防震缝与主厂房脱开。两个主厂房之间的过渡跨至少应有一侧采用防震缝与主厂房脱开。(5) 厂房内上吊车的铁梯不应靠近防震缝设置；多跨厂房各跨上吊车的铁梯不宜厂房内上吊车的铁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置在同一横向轴线附近。设置在同一横向轴线附近。(6) 工作平台宜与厂房主体结构脱开。工作平台宜与厂房主体结构脱开。(7) 厂房的同一结构单元内，不应采用不同的结构形式；厂房端部应设屋架，不厂房的同一结构单元内，不应采用不同的结构形式；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。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。(8) 厂房各柱列的侧移刚度宜均匀。厂房各柱列的侧移刚度宜均匀。7.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定1.16第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.167.2.2 单层钢筋混凝土柱厂房单层钢筋混凝土柱厂房1. 厂房的结构平面布置厂房的结构平面布置厂房的平立面布置，与单层砖结构厂房的结构平面布置要求相同，但防震缝的设置，厂房的平立面布置，与单层砖结构厂房的结构平面布置要求相同，但防震缝的设置，应符合下列要求。应符合下列要求。厂房体型复杂或有贴建房屋和构筑物时，宜设防震缝；在厂房纵横跨交接处、大柱厂房体型复杂或有贴建房屋和构筑物时，宜设防震缝；在厂房纵横跨交接处、大柱 网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用100 mm150 mm，其他情况可采，其他情况可采用用 50 mm90 mm。2. 厂房天窗架的设置厂房天窗架的设置(1) 天窗宜采用突出屋面较小的避风型天窗，有条件或天窗宜采用突出屋面较小的避风型天窗，有条件或9度时宜采用下沉式天窗。度时宜采用下沉式天窗。(2) 突出屋面的天窗宜采用钢天窗架；突出屋面的天窗宜采用钢天窗架；6度度8度时，可采用矩形截面杆件的钢筋混凝度时，可采用矩形截面杆件的钢筋混凝土天窗架。土天窗架。(3) 8度和度和9度时，天窗架宜从厂房单元端部第三柱间开始设置。度时，天窗架宜从厂房单元端部第三柱间开始设置。(4) 天窗屋盖、端壁板和侧板，宜采用轻型板材。天窗屋盖、端壁板和侧板，宜采用轻型板材。7.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定1.17第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.177.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定 3 3. . 厂房屋架的设置厂房屋架的设置(1) (1) 厂房宜采用钢屋架或重心较低的预应力混凝土、钢筋混凝土屋架。厂房宜采用钢屋架或重心较低的预应力混凝土、钢筋混凝土屋架。(2) (2) 跨度不大于跨度不大于15 m15 m时，可采用钢筋混凝土屋面梁。时，可采用钢筋混凝土屋面梁。(3) (3) 跨度大于跨度大于24 m24 m时，或时，或8 8度度、类场地和类场地和9 9度时，应优先采用钢屋度时，应优先采用钢屋架。架。(4) (4) 柱距为柱距为12 m12 m时，可采用预应力混凝土托架时，可采用预应力混凝土托架( (梁梁) )；当采用钢屋架时，；当采用钢屋架时，亦可采用钢托架亦可采用钢托架( (梁梁) )。(5) (5) 有突出屋面天窗架的屋盖不宜采用预应力混凝土或钢筋混凝土空有突出屋面天窗架的屋盖不宜采用预应力混凝土或钢筋混凝土空腹屋架。腹屋架。4 4. . 厂房柱的设置厂房柱的设置(1) 8(1) 8度和度和9 9度时，宜采用矩形、工字形截面柱或斜腹杆双肢柱，不度时，宜采用矩形、工字形截面柱或斜腹杆双肢柱，不宜采用薄壁工字形柱、腹板开孔工字形柱、预制腹板的工字形柱和管宜采用薄壁工字形柱、腹板开孔工字形柱、预制腹板的工字形柱和管柱。柱。(2) (2) 柱底至地坪以上柱底至地坪以上500 mm500 mm范围内和阶形柱的上柱宜采用矩形柱截面。范围内和阶形柱的上柱宜采用矩形柱截面。1.18第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.18 5 5. . 厂房围护墙和女儿墙的设置厂房围护墙和女儿墙的设置建筑结构中，设置连接幕墙、围护墙、隔墙、女儿墙、雨篷、商标、广告建筑结构中，设置连接幕墙、围护墙、隔墙、女儿墙、雨篷、商标、广告牌、顶篷支架、大型储物架等建筑非结构构件的预埋件、锚固件的部位，牌、顶篷支架、大型储物架等建筑非结构构件的预埋件、锚固件的部位，应采取加强措施，以承受建筑非结构构件传给主体结构的地震作用。应采取加强措施，以承受建筑非结构构件传给主体结构的地震作用。非承重墙体的材料、选型和布置，应根据烈度、房屋高度、建筑体型、结非承重墙体的材料、选型和布置，应根据烈度、房屋高度、建筑体型、结构层间变形、墙体自身抗侧力性能的利用等因素，经综合分析后确定。构层间变形、墙体自身抗侧力性能的利用等因素，经综合分析后确定。(1) (1) 墙体材料的选用应符合如下要求。墙体材料的选用应符合如下要求。 混凝土结构和钢结构的非承重墙体应优先采用轻质墙体材料。混凝土结构和钢结构的非承重墙体应优先采用轻质墙体材料。 单层钢筋混凝土柱厂房的围护墙宜采用轻质墙板，或钢筋混凝土大型墙单层钢筋混凝土柱厂房的围护墙宜采用轻质墙板，或钢筋混凝土大型墙板外侧柱距为板外侧柱距为12 m12 m时，应采用轻质墙板或钢筋混凝土大型墙板；不等高厂时，应采用轻质墙板或钢筋混凝土大型墙板；不等高厂房的高跨封墙和纵横向厂房交接处的悬墙宜采用轻质墙板，房的高跨封墙和纵横向厂房交接处的悬墙宜采用轻质墙板，8 8度、度、9 9度时应度时应采用轻质墙板。采用轻质墙板。(2) (2) 刚性非承重墙体的布置，应避免使结构形成刚度和强度分布上的突变。刚性非承重墙体的布置，应避免使结构形成刚度和强度分布上的突变。单层钢筋混凝土柱厂房的刚性围护墙沿纵向宜均匀对称布置。单层钢筋混凝土柱厂房的刚性围护墙沿纵向宜均匀对称布置。(3) (3) 墙体与主体结构应有可靠的拉结，应能适应主体结构不同方向的层间墙体与主体结构应有可靠的拉结，应能适应主体结构不同方向的层间位移；位移；8 8度、度、9 9度时应具有满足层间变位的变形能力；与悬挑构件相连接时，度时应具有满足层间变位的变形能力；与悬挑构件相连接时，尚应具有满足节点转动引起的竖向变形的能力。尚应具有满足节点转动引起的竖向变形的能力。 7.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定1.19第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.19 (4) (4) 外墙板的连接件应具有足够的延性和适当的转动能力，宜满足在外墙板的连接件应具有足够的延性和适当的转动能力，宜满足在设防烈度下主体结构层间变形的要求。设防烈度下主体结构层间变形的要求。(5) (5) 砌体墙应采取措施减少对主体结构的不利影响，并应设置拉结筋水平砌体墙应采取措施减少对主体结构的不利影响，并应设置拉结筋水平系梁、圈、梁构造柱等与主体结构可靠拉结。系梁、圈、梁构造柱等与主体结构可靠拉结。 后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔500 mm500 mm配置配置2 2拉结钢筋与承重墙或柱拉拉结钢筋与承重墙或柱拉结，每边伸入墙内不应少于结，每边伸入墙内不应少于500 mm500 mm；8 8度和度和9 9度时，长度大于度时，长度大于5 m5 m的后砌隔的后砌隔墙，墙顶尚应与楼板或梁拉结。墙，墙顶尚应与楼板或梁拉结。 钢筋混凝土结构中的砌体填充墙，宜与柱脱开或采用柔性连接，并应钢筋混凝土结构中的砌体填充墙，宜与柱脱开或采用柔性连接，并应符合下列要求：填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，宜避免形成薄符合下列要求：填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，宜避免形成薄弱层或短柱；砌体的砂浆强度等级不应低于弱层或短柱；砌体的砂浆强度等级不应低于M5M5，墙顶应与梁密切结合；填，墙顶应与梁密切结合；填充墙应沿框架柱全高每隔充墙应沿框架柱全高每隔500 mm500 mm设拉筋，拉筋伸入墙内的长度设拉筋，拉筋伸入墙内的长度6 6度、度、7 7度时度时不应小于墙长的不应小于墙长的1/51/5且不小于且不小于700 mm700 mm，8 8度、度、9 9度时宜沿墙全长贯通；墙长度时宜沿墙全长贯通；墙长大于大于5 m5 m时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过层高时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过层高2 2倍时宜设置钢筋混凝土构倍时宜设置钢筋混凝土构造柱；墙高超过造柱；墙高超过4 m4 m时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋时，墙体半高宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。混凝土水平系梁。7.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定1.20第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.207.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定(6) (6) 单层钢筋混凝土柱厂房的砌体隔墙和围护墙应符合下列要求。单层钢筋混凝土柱厂房的砌体隔墙和围护墙应符合下列要求。 砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接，并应采取措施使墙体稳定，隔墙顶部应砌体隔墙与柱宜脱开或柔性连接，并应采取措施使墙体稳定，隔墙顶部应设现浇钢筋混凝土压顶梁。设现浇钢筋混凝土压顶梁。 厂房的砌体围护墙宜采用外贴式并与柱可靠拉结；不等高厂房的高跨封墙厂房的砌体围护墙宜采用外贴式并与柱可靠拉结；不等高厂房的高跨封墙和纵横向厂房交接处的悬墙采用砌体时，不应直接砌在低跨屋盖上。和纵横向厂房交接处的悬墙采用砌体时，不应直接砌在低跨屋盖上。 砌体围护墙在下列部位应设置现浇钢筋混凝土圈梁：砌体围护墙在下列部位应设置现浇钢筋混凝土圈梁：梯形屋架端部上弦和柱顶的标高处应各设一道，但屋架端部高度不大于梯形屋架端部上弦和柱顶的标高处应各设一道，但屋架端部高度不大于900 mm900 mm时可合并设置。时可合并设置。8 8度和度和9 9度时，应按上密下稀的原则每隔度时，应按上密下稀的原则每隔4 m4 m左右在窗顶增设一道圈梁，不等高左右在窗顶增设一道圈梁，不等高厂房的高低跨封墙和纵墙跨交接处的悬墙，圈梁的竖向间距不应大于厂房的高低跨封墙和纵墙跨交接处的悬墙，圈梁的竖向间距不应大于3 m3 m。山墙沿屋面应设钢筋混凝土卧梁并应与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。山墙沿屋面应设钢筋混凝土卧梁并应与屋架端部上弦标高处的圈梁连接。1.21第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.21 (7) (7) 圈梁的构造应符合下列规定。圈梁的构造应符合下列规定。 圈梁宜闭合，圈梁截面宽度宜与墙厚相同，截面高度不应小于圈梁宜闭合，圈梁截面宽度宜与墙厚相同，截面高度不应小于180 mm180 mm；圈梁的纵筋，圈梁的纵筋，6 6度度8 8度时不应少于，度时不应少于，9 9度时不应少于。度时不应少于。 厂房转角处柱顶圈梁在端开间范围内的纵筋，厂房转角处柱顶圈梁在端开间范围内的纵筋，6 6度度8 8度时不宜少于，度时不宜少于，9 9度度时不宜少于，转角两侧各时不宜少于，转角两侧各1m1m范围内的箍筋直径不宜小于范围内的箍筋直径不宜小于8 8，间距不宜大于，间距不宜大于100 100 mmmm；圈梁转角处应增设不少于；圈梁转角处应增设不少于3 3根且直径与纵筋相同的水平斜筋。根且直径与纵筋相同的水平斜筋。 圈梁应与柱或屋架牢固连接，山墙卧梁应与屋面板拉结；顶部圈梁与柱圈梁应与柱或屋架牢固连接，山墙卧梁应与屋面板拉结；顶部圈梁与柱或屋架连接的锚拉钢筋不宜少于，且锚固长度不宜少于或屋架连接的锚拉钢筋不宜少于，且锚固长度不宜少于35 35 倍钢筋直径，防倍钢筋直径，防震缝处圈梁与柱或屋架的拉结宜加强。震缝处圈梁与柱或屋架的拉结宜加强。 8 8度度、类场地和类场地和9 9度时，砖围护墙下的预制基础梁应采用现浇接头；度时，砖围护墙下的预制基础梁应采用现浇接头；当另设条形基础时，在柱基础顶面标高处应设置连续的现浇钢筋混凝土圈梁，当另设条形基础时，在柱基础顶面标高处应设置连续的现浇钢筋混凝土圈梁，其配筋不应少于。其配筋不应少于。 墙梁宜采用现浇，当采用预制墙梁时，梁底应与砖墙顶面牢固拉结并应墙梁宜采用现浇，当采用预制墙梁时，梁底应与砖墙顶面牢固拉结并应与柱锚拉；厂房转角处相邻的墙梁，应相互可靠连接。与柱锚拉；厂房转角处相邻的墙梁，应相互可靠连接。7.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定1.22第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.22 (8) (8) 砌体女儿墙在人流出入口应与主体结构锚固；防震缝处应留有足够的宽度，缝砌体女儿墙在人流出入口应与主体结构锚固；防震缝处应留有足够的宽度，缝两侧的自由端应予以加强。两侧的自由端应予以加强。(9) (9) 各类顶棚的构件与楼板的连接件，应能承受顶棚、悬挂重物和有关机电设施的自各类顶棚的构件与楼板的连接件，应能承受顶棚、悬挂重物和有关机电设施的自重和地震附加作用；其锚固的承载力应大于连接件的承载力。重和地震附加作用；其锚固的承载力应大于连接件的承载力。(10) (10) 悬挑雨篷或一端由柱支承的雨篷，应与主体结构可靠连接。悬挑雨篷或一端由柱支承的雨篷，应与主体结构可靠连接。(11) (11) 玻璃幕墙、预制墙板、附属于楼屋面的悬臂构件和大型储物架的抗震构造，应玻璃幕墙、预制墙板、附属于楼屋面的悬臂构件和大型储物架的抗震构造，应符合相关专门标准的规定。符合相关专门标准的规定。7.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定1.23第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.23 单层钢筋混凝土柱厂房计算包括横向和纵向两个方向的计算。单层钢筋混凝土柱厂房计算包括横向和纵向两个方向的计算。GB GB 500115001120012001建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范规定，混凝土无檩和有檩屋盖厂房一规定，混凝土无檩和有檩屋盖厂房一般情况下，宜计及屋盖的横向弹性变形，按多质点空间结构分析；当符合般情况下，宜计及屋盖的横向弹性变形，按多质点空间结构分析；当符合一定的条件时，可按平面排架计算。一定的条件时，可按平面排架计算。 本节仅介绍横、纵向抗震计算简化方法。本节仅介绍横、纵向抗震计算简化方法。 大量震害调查表明，在大量震害调查表明，在7 7度度、类场地，柱高不超过类场地，柱高不超过10m10m且结构单且结构单元两端均有山墙的单跨及等高多跨厂房元两端均有山墙的单跨及等高多跨厂房( (锯齿形厂房除外锯齿形厂房除外) )，当按，当按建筑抗建筑抗震设计规范震设计规范规定采取抗震构造措施时，主体结构无明显震害，故可不进规定采取抗震构造措施时，主体结构无明显震害，故可不进行横向及纵向的截面抗震验算。行横向及纵向的截面抗震验算。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.24第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.24 7.3.1 7.3.1 横向计算横向计算1. 1. 计算简图及质点等效重力荷载标准值计算简图及质点等效重力荷载标准值 进行单层厂房横向计算时，取一榀排架作为计算单元，它进行单层厂房横向计算时，取一榀排架作为计算单元，它的动力分析计算简图，可根据厂房类型的不同，取为质量集中在的动力分析计算简图，可根据厂房类型的不同，取为质量集中在不同标高屋盖处的下端固定于基础顶面的弹性竖直杆。这样，对不同标高屋盖处的下端固定于基础顶面的弹性竖直杆。这样，对于单跨和多跨等高厂房，可简化为单质点体系，如图于单跨和多跨等高厂房，可简化为单质点体系，如图7.4(a)7.4(a)所示；所示；两跨不等高厂房，可简化为二质点体系，如图两跨不等高厂房，可简化为二质点体系，如图7.4(b)7.4(b)所示；三跨所示；三跨不对称升高中跨厂房，可简化为三质点体系，如图不对称升高中跨厂房，可简化为三质点体系，如图7.4(c)7.4(c)所示。所示。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.25第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.25 (1) 计算厂房自振周期时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准值，可按下式计算：计算厂房自振周期时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准值，可按下式计算：单跨和多跨等高厂房，如图单跨和多跨等高厂房，如图7.4(a)所示。所示。 多跨不等高厂房，如图多跨不等高厂房，如图7.4(b)所示。所示。 (7-2b)上面各式中，等均为重力荷载代表值上面各式中，等均为重力荷载代表值(屋盖的重力荷载代表值包括作用于屋盖处的恒载和檐墙的重力屋盖的重力荷载代表值包括作用于屋盖处的恒载和檐墙的重力荷载代表值荷载代表值)。上面还假定高低跨交接柱上柱的各一半分别集中于低跨和高跨屋盖处。上面还假定高低跨交接柱上柱的各一半分别集中于低跨和高跨屋盖处。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.26第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.267.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算(a) 单跨和多跨等高厂房排架单跨和多跨等高厂房排架计算简图计算简图(b) 两跨不等高厂房两跨不等高厂房排架计算简图排架计算简图(c) 三跨不对称升高中跨三跨不对称升高中跨厂房排架计算简图厂房排架计算简图图图7.4 排架计算简图排架计算简图1.27第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.27当确定厂房自振周期考虑吊车桥架的影响时，则桥架对厂房横向排架起撑杆作用，当确定厂房自振周期考虑吊车桥架的影响时，则桥架对厂房横向排架起撑杆作用，使排架的横向刚度增大；而桥架重量又使周期等效重量增大。上述两种影响相互使排架的横向刚度增大；而桥架重量又使周期等效重量增大。上述两种影响相互抵消，则考虑吊车桥架时的厂房横向基本周期小于或等于无吊车桥架时的基本周抵消，则考虑吊车桥架时的厂房横向基本周期小于或等于无吊车桥架时的基本周期，两者的变化幅度不大。为简化计算，确定厂房自振周期时，一般可不考虑吊期，两者的变化幅度不大。为简化计算，确定厂房自振周期时，一般可不考虑吊车桥架刚度和重量的影响。车桥架刚度和重量的影响。(2) 计算地震作用时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准值，可按下式计计算地震作用时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准值，可按下式计算。算。单跨和多跨等高厂房，如图单跨和多跨等高厂房，如图7.4(a)所示。所示。 7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算 多跨不等高厂房，如图多跨不等高厂房，如图7.4(b)所示。所示。1.28第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.28应应当当指指出出，房房屋屋的的质质量量是是连连续续分分布布的的。当当采采用用上上述述有有限限自自由由度度的的模模型型时时，将将不不同同处处的的质质量量折折算算入入总总质质量量时时需需乘乘以以该该处处的的质质量量折折算算系系数数。质质量量折折算算系系数数应应根根据据一一定定的的原原则则制制定定。如如计计算算上上述述结结构构动动力力特特性性时时，根根据据的的是是“周周期期等等效效”原原则则；计计算算上上述述结结构构地地震震作作用用时时，根根据据的的是是排排架架柱柱底底“弯弯矩矩相相等等”原原则则。计计算算结结果果表表明明，这这样样处处理理，计计算算误误差差不大，并不影响抗震计算所要求的精确度。不大，并不影响抗震计算所要求的精确度。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.29第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.29为了方便应用，将质量折算系数汇总于表为了方便应用，将质量折算系数汇总于表7-17-1，供参阅。，供参阅。表7-1 质量折算系数7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算折算到柱顶的各部分结构折算到柱顶的各部分结构基本周期基本周期地震作用地震作用(1) (1) 位于柱顶以上的结构位于柱顶以上的结构v v1.01.01.01.0(2) (2) 柱及与柱等高的纵墙墙体柱及与柱等高的纵墙墙体0.250.250.50.5(3) (3) 单跨与等高多跨的吊车梁以及不等高厂房边柱吊车梁单跨与等高多跨的吊车梁以及不等高厂房边柱吊车梁0.50.50.750.75(4) (4) 不等高厂房高低跨交接处的中柱不等高厂房高低跨交接处的中柱0.250.250.50.5 中柱的下柱，集中到低跨柱顶中柱的下柱，集中到低跨柱顶 中柱的上柱，分别集中到高跨和低跨柱顶中柱的上柱，分别集中到高跨和低跨柱顶0.50.50.50.5(5) (5) 不等高厂房高低跨交接处中柱的吊车梁不等高厂房高低跨交接处中柱的吊车梁1.01.01.01.0 靠近低跨屋盖，集中到低跨柱顶靠近低跨屋盖，集中到低跨柱顶 位于高跨及低跨柱顶之间，分别集中到高跨和低跨柱顶位于高跨及低跨柱顶之间，分别集中到高跨和低跨柱顶0.50.50.750.75(6) (6) 不等高厂房高低跨交接处位于高跨及低跨之间的封墙，分不等高厂房高低跨交接处位于高跨及低跨之间的封墙，分别集中到高跨和低跨别集中到高跨和低跨0.50.50.50.51.30第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.307.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算(1) 单跨和等高多跨厂房。单跨和等高多跨厂房。如上所述，这类厂房可将其简化为单质点体系。它的横向基本周期可按如上所述，这类厂房可将其简化为单质点体系。它的横向基本周期可按下式下式 (7-5a)计算：计算：式中：式中：集中于屋盖处重力荷载代表值集中于屋盖处重力荷载代表值(kN)；作用于排架顶部的单位水平力在该处引起的位移作用于排架顶部的单位水平力在该处引起的位移(m/kN)，如图如图7.5(a)所示。所示。 (a) 单位水平力在排架单位水平力在排架顶部引起的位移顶部引起的位移 (b) a柱柱顶作用单位柱柱顶作用单位水平力该处引起的位移水平力该处引起的位移 图7.5 单跨排架横梁内力图1.31第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.31由图由图7.5可知：可知： (7-5b)式中：式中：排架横梁的内力排架横梁的内力(kN)；在在a柱柱顶作用单位水平力时，该处引起的位移柱柱顶作用单位水平力时，该处引起的位移(m/kN)，如图，如图7.5(b)所示。所示。(2) 两跨不等高厂房。两跨不等高厂房。计算这类厂房的横向基本周期时，一般可简化为二质点体系，其基本周期可计算这类厂房的横向基本周期时，一般可简化为二质点体系，其基本周期可按下式计算：按下式计算：7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算 (7-6) (7-7)1.32第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.32式中：式中： 分别集中于屋盖分别集中于屋盖1处和处和2处重力荷载代表值处重力荷载代表值(kN)； 作用于屋盖作用于屋盖1处的单位水平力在该处引起的位移；处的单位水平力在该处引起的位移； 分别作用于屋盖分别作用于屋盖1处和处和2处的单位水平力使屋盖处的单位水平力使屋盖1和和2在该处在该处引起的位移；引起的位移； 作用于屋盖作用于屋盖2处的单位水平力在该处引起的位移，如图处的单位水平力在该处引起的位移，如图7.6(a)所所示。示。 (7-8)7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.33第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.33式中：式中： 单位水平力作用于屋盖单位水平力作用于屋盖1处在横梁处在横梁1和和2内引内引起的内力；起的内力； 单位水平力作用于屋盖单位水平力作用于屋盖2处在横梁处在横梁1和和2内引内引起的内力；起的内力； 单位水平力分别作用于单根柱单位水平力分别作用于单根柱a、c柱顶时，柱顶时，在该处引起的位移，如在该处引起的位移，如 图图7.6(b)所示。所示。(a) 单位水平力作用于屋盖单位水平力作用于屋盖 (b) 单位水平力分别作用于单位水平力分别作用于a、c柱顶柱顶图图7.6 两两跨跨不不等等高高排排架架横横梁梁内内力力7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.34第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.34 (3) 三跨不对称带升高中跨厂房。三跨不对称带升高中跨厂房。计算这类厂房的横向基本周期时，一般可简化为三质点体系，如图计算这类厂房的横向基本周期时，一般可简化为三质点体系，如图7.7所所示，其基本周期可按下式计算：示，其基本周期可按下式计算：(7-9) (7-10)7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.35第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.35 (7-11) (a) 单位水平力作用于屋盖单位水平力作用于屋盖7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.36第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.36(b) 单位水平力分别作用于单位水平力分别作用于a、b、c柱顶柱顶图图7.7 三跨不等高排架横梁内力三跨不等高排架横梁内力7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.37第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.37 3 3. . 横向自振周期的修正横向自振周期的修正按平面排架计算厂房的横向地震作用时，排架的基本自振周期应按平面排架计算厂房的横向地震作用时，排架的基本自振周期应考虑纵墙及屋架与柱连接的固结作用，可按下列规定进行调整。考虑纵墙及屋架与柱连接的固结作用，可按下列规定进行调整。(1) (1) 由钢筋混凝土屋架或钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架，有由钢筋混凝土屋架或钢屋架与钢筋混凝土柱组成的排架，有纵墙时取周期计算值的纵墙时取周期计算值的80%80%，无纵墙时取，无纵墙时取90%90%。(2) (2) 由钢筋混凝土屋架或钢屋架与砖柱组成的排架，取周期计算由钢筋混凝土屋架或钢屋架与砖柱组成的排架，取周期计算值的值的90%90%。(3) (3) 由木屋架、钢木屋架或轻钢屋架与砖柱组成排架，取周期计由木屋架、钢木屋架或轻钢屋架与砖柱组成排架，取周期计算值。算值。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.38第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.38 4. 排架地震作用的计算排架地震作用的计算(1)用底部剪力法计算地震作用时，总地震作用的标准值为用底部剪力法计算地震作用时，总地震作用的标准值为 (7-12)式中：式中： 结构总水平地震作用标准值；结构总水平地震作用标准值； 相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值；相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值； 结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的可取总重力荷载代表值的85%。(2) 质点的水平地震作用的标准值为质点的水平地震作用的标准值为 (7-13)式中：式中： 质点质点i的水平地震作用标准值；的水平地震作用标准值； 分别为集中于质点、的重力荷载代表值；分别为集中于质点、的重力荷载代表值； 分别为质点的、计算高度；分别为质点的、计算高度；7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.39第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.39 5. 地震作用的空间作用地震作用的空间作用 单层工业厂房的纵向系统一般包括屋盖、纵向支撑、吊车梁等。纵墙一方面增大横向单层工业厂房的纵向系统一般包括屋盖、纵向支撑、吊车梁等。纵墙一方面增大横向排架的刚度，另一方面也起着纵向联系作用。因此，各横向排架是互相联系和互相制约的，排架的刚度，另一方面也起着纵向联系作用。因此，各横向排架是互相联系和互相制约的，它们与纵向系统一起组成一个复杂的空间体系。我们把这种互相制约的影响叫做厂房的空它们与纵向系统一起组成一个复杂的空间体系。我们把这种互相制约的影响叫做厂房的空间作用。在地震作用下，厂房将产生整体振动。若将钢筋混凝土屋盖视为具有很大水平刚间作用。在地震作用下，厂房将产生整体振动。若将钢筋混凝土屋盖视为具有很大水平刚度、支承在若干弹性支承上的连续梁，在横向水平地震作用，只要各弹性支承度、支承在若干弹性支承上的连续梁，在横向水平地震作用，只要各弹性支承(即排架即排架)的的刚度相同，屋盖沿纵向质量分布也较均匀，各排架亦有同样的柱顶位移，则可认为无空间刚度相同，屋盖沿纵向质量分布也较均匀，各排架亦有同样的柱顶位移，则可认为无空间作用影响。只有当厂房两端无山墙作用影响。只有当厂房两端无山墙(中间亦无横墙中间亦无横墙)时，厂房的整体振动时，厂房的整体振动(第一振型第一振型)才接近才接近单片排架的平面振动，如图单片排架的平面振动，如图7.8(a)所示。当厂房两端有山墙，如图所示。当厂房两端有山墙，如图7.8(b)所示，且山墙在其所示，且山墙在其平面内刚度很大时，作用于屋盖平面内的地震作用将部分地通过屋盖传给山墙，因而排架平面内刚度很大时，作用于屋盖平面内的地震作用将部分地通过屋盖传给山墙，因而排架所受的地震作用将有所减少。山墙的侧移可近似为零，厂房各排架的侧移将不相等，中间所受的地震作用将有所减少。山墙的侧移可近似为零，厂房各排架的侧移将不相等，中间排架处柱顶的侧移最大，即厂房存在空间工作。此时各排架实际承受的地震作用将比按平排架处柱顶的侧移最大，即厂房存在空间工作。此时各排架实际承受的地震作用将比按平面排架计算的小。因此，按平面排架简化求得的排架地震作用必须进行调整。如果厂房仅面排架计算的小。因此，按平面排架简化求得的排架地震作用必须进行调整。如果厂房仅一端有山墙，或虽然两端有山墙，但两山墙的抗侧移刚度相差很大时，厂房的整体振动将一端有山墙，或虽然两端有山墙，但两山墙的抗侧移刚度相差很大时，厂房的整体振动将复杂化，除了有空间作用影响外，还会出现较大的平面扭转效应，使得排架各柱的柱顶侧复杂化，除了有空间作用影响外，还会出现较大的平面扭转效应，使得排架各柱的柱顶侧移均不相同，如图移均不相同，如图7.8(c)所示。在弹性阶段排架承受的地震作用正比于柱顶侧移，既然在空所示。在弹性阶段排架承受的地震作用正比于柱顶侧移，既然在空间作用时排架的柱顶的侧移小于无空间作用时排架柱顶侧移，在有扭转作用时有的排架柱间作用时排架的柱顶的侧移小于无空间作用时排架柱顶侧移，在有扭转作用时有的排架柱顶侧移又大于无空间作用时排架柱顶侧移。因此，按平面排架简图求得的排架地震作用必顶侧移又大于无空间作用时排架柱顶侧移。因此，按平面排架简图求得的排架地震作用必须进行调整。须进行调整。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.40第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.40 GB 500112001建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范考虑厂房空间作用和扭考虑厂房空间作用和扭转影响，是通过对平面排架地震效应转影响，是通过对平面排架地震效应(弯矩、剪力弯矩、剪力)的折减来体现的。的折减来体现的。为了方便应用，将质量折算系数汇总于表为了方便应用，将质量折算系数汇总于表7-2、表、表7-3，供参阅。，供参阅。(a) 两端无山墙时两端无山墙时 (b) 两端有山墙时两端有山墙时 (c) 一端有山一端有山墙时墙时 图图7.8 厂房屋盖的变形图厂房屋盖的变形图7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.41第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.41表表7-2 钢筋混凝土柱钢筋混凝土柱(除高低跨交接处上柱除外除高低跨交接处上柱除外)考虑空间作用和扭转影响的效应调整系数考虑空间作用和扭转影响的效应调整系数屋盖屋盖山墙山墙屋盖长度屋盖长度(m)303642485460667278849096钢筋混钢筋混凝土无凝土无檩楼盖檩楼盖两两端端山山墙墙等高厂等高厂房房0.750.750.750.80.80.80.850.850.850.9不不等高等高厂厂房房0.850.850.850.90.90.90.950.950.951.0一端山墙一端山墙1.051.151.21.251.31.31.31.31.351.351.351.35钢筋混钢筋混凝土有凝土有檩楼盖檩楼盖两两端端山山墙墙等高厂等高厂房房0.80.850.90.950.951.01.01.051.051.1不不等高等高厂厂房房0.850.90.951.01.01.051.051.11.11.15一端山墙一端山墙1.01.051.11.11.151.151.151.21.21.21.251.257.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.42第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.42表表7-3 砖柱考虑空间作用的效应调整系数砖柱考虑空间作用的效应调整系数屋盖类型屋盖类型山墙或承重山墙或承重(抗震抗震)横墙间距横墙间距(m)1218243036424854606672钢筋混凝土无檩楼盖钢筋混凝土无檩楼盖0.600.650.700.750.800.850.850.900.950.951.00钢筋混凝土有檩楼盖或钢筋混凝土有檩楼盖或密铺望板瓦木屋盖密铺望板瓦木屋盖0.650.700.750.800.900.950.951.001.051.051.107.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.43第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.43应当指出，空间作用和扭转影响的效应调整系数，有其一定的适用条件。应当指出，空间作用和扭转影响的效应调整系数，有其一定的适用条件。应用时要符合下列条件的要求。应用时要符合下列条件的要求。(1) 钢筋混凝土屋盖的单层钢筋混凝柱厂房。钢筋混凝土屋盖的单层钢筋混凝柱厂房。 7度和度和8度抗震烈度。度抗震烈度。 厂房单元屋盖长度与总跨度之比小于厂房单元屋盖长度与总跨度之比小于8或厂房总跨度大于或厂房总跨度大于12 m。 山墙的厚度不小于山墙的厚度不小于240 mm，开洞所占的水平截面积不超过总面积，开洞所占的水平截面积不超过总面积50%，并，并与屋盖系统有良好的连接。与屋盖系统有良好的连接。 柱顶高度不大于柱顶高度不大于15 m。屋盖长度指山墙到山墙的间距，仅一端有山墙时，。屋盖长度指山墙到山墙的间距，仅一端有山墙时，应取所考虑排架至山墙的距离；高低跨相差较大的不等高厂房，总跨度可不包应取所考虑排架至山墙的距离；高低跨相差较大的不等高厂房，总跨度可不包括低跨。括低跨。(2) 钢筋混凝土屋盖和密铺望板瓦木屋盖的单层砖柱厂房。钢筋混凝土屋盖和密铺望板瓦木屋盖的单层砖柱厂房。 7度和度和8度抗震烈度。度抗震烈度。 两端均有承重山墙。两端均有承重山墙。 山墙或承重山墙或承重(抗震抗震)横墙的厚度不小于横墙的厚度不小于240 mm，开洞所占的水平截面积不超，开洞所占的水平截面积不超过总面积过总面积50%，并与屋盖系统有良好的连接。，并与屋盖系统有良好的连接。 山墙或承重山墙或承重(抗震抗震)横墙的长度不宜小于其高度。横墙的长度不宜小于其高度。 单元屋盖长度与总跨度之比小于单元屋盖长度与总跨度之比小于8或厂房总跨度大于或厂房总跨度大于12 m。屋盖长度指山墙。屋盖长度指山墙到山墙或承重到山墙或承重(抗震抗震)横墙的间距。横墙的间距。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.44第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.44 6. 排架内力组合排架内力组合在求得地震作用后，便可将作用于排架上的地震作用视为静力荷载，作用于排架相应的位置，在求得地震作用后，便可将作用于排架上的地震作用视为静力荷载，作用于排架相应的位置，然后按结构力学的方法对此平面排架进行内力分析，求出各主控制裁面的地震作用效应。但对然后按结构力学的方法对此平面排架进行内力分析，求出各主控制裁面的地震作用效应。但对某几处截面内力还应作相应修正。某几处截面内力还应作相应修正。(1) 高低跨交接处的钢筋混凝土柱内力调整。高低跨交接处的钢筋混凝土柱内力调整。在排架高低跨交接处的支承低跨屋盖牛腿以上各截面，按底部剪力法求得的地震剪力和弯矩应在排架高低跨交接处的支承低跨屋盖牛腿以上各截面，按底部剪力法求得的地震剪力和弯矩应乘以增大系数，其值可按下式采用：乘以增大系数，其值可按下式采用： (7-14)式中：式中： 地震剪力和弯矩的增大系数地震剪力和弯矩的增大系数 ； 不等高厂房低跨交接处的空间工作影响系数，可按表不等高厂房低跨交接处的空间工作影响系数，可按表7-4采用；采用； 高跨的跨数高跨的跨数； 计算跨数，仅一侧有低跨时应取总跨数，两侧均有低跨时应取总跨数与高跨计算跨数，仅一侧有低跨时应取总跨数，两侧均有低跨时应取总跨数与高跨跨数之和；跨数之和； 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；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； 集中于高跨柱顶标高处的总重力荷载代表值。集中于高跨柱顶标高处的总重力荷载代表值。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.45第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.45表表7-4 高低跨交接处钢筋混凝土上柱空间工作影响系数高低跨交接处钢筋混凝土上柱空间工作影响系数屋屋 盖盖山山 墙墙屋盖长度屋盖长度(m)3642485460667278849096钢筋混凝钢筋混凝土土无檩屋盖无檩屋盖两端山墙两端山墙0.70.760.820.880.941.01.061.061.061.06一端山墙一端山墙1.25钢筋混凝钢筋混凝土土有檩屋盖有檩屋盖两端山墙两端山墙0.91.01.051.11.11.151.151.151.21.2一端山墙一端山墙1.057.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.46第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.46 (2) 吊车桥架引起的地震作用效应的增大系数。吊车桥架引起的地震作用效应的增大系数。钢筋混凝土柱单层厂房的吊车梁顶标高处的上柱截面，由吊车桥架引起的地震剪力钢筋混凝土柱单层厂房的吊车梁顶标高处的上柱截面，由吊车桥架引起的地震剪力和弯矩应乘以增大系数，当按底部剪力法等简化计算方法计算时，其值可按表和弯矩应乘以增大系数，当按底部剪力法等简化计算方法计算时，其值可按表7-5采采用。用。表表7-5 桥架引起的地震剪力和弯矩增大系桥架引起的地震剪力和弯矩增大系数数屋盖类型屋盖类型山山 墙墙边边 柱柱高低跨柱高低跨柱其他中柱其他中柱钢筋混凝土钢筋混凝土无檩屋盖无檩屋盖两端山墙两端山墙2.02.53.0一端山墙一端山墙1.52.02.5钢筋混凝土钢筋混凝土有檩屋盖有檩屋盖两端山墙两端山墙1.52.02.5一端山墙一端山墙1.52.02.07.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.47第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.47 7. 内力组合内力组合 内力组合是指地震作用引起的内力内力组合是指地震作用引起的内力(考虑到地震作用是往复作用，故内力符号可正可负考虑到地震作用是往复作用，故内力符号可正可负)和与其相和与其相应的竖向荷载应的竖向荷载(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竖向荷载)引起的内力，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。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与其相应的其他荷载效应组合时，一般可不考虑风荷载效应，不进行单层厂房排架的地震作用效应和与其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和屋面活载中的施工荷载。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和屋面活载中的施工荷载。8. 天窗架的计算天窗架的计算(1) 有斜撑杆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；跨度大于有斜撑杆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或或9度时，天窗架的地震作用效应应乘以增大系数，增大系数可采用度时，天窗架的地震作用效应应乘以增大系数，增大系数可采用1.5。(2) 其他情况下天窗架的横向水平地震作用可采用振型分解反应谱法。其他情况下天窗架的横向水平地震作用可采用振型分解反应谱法。7.3.2 纵向计算纵向计算单层厂房从震害情况看，纵向震害是比较严重的，有时甚至要比横向震害严重，设计者应引起重视。单层厂房从震害情况看，纵向震害是比较严重的，有时甚至要比横向震害严重，设计者应引起重视。 地震时厂房的纵向振动比较复杂，对于质量和刚度分布比较均匀的等高厂房，在地震作用下，其地震时厂房的纵向振动比较复杂，对于质量和刚度分布比较均匀的等高厂房，在地震作用下，其上部结构仅产生纵向平移振动。其扭转作用可略去不计；而对质量中心与刚度中心不重合的不上部结构仅产生纵向平移振动。其扭转作用可略去不计；而对质量中心与刚度中心不重合的不等高厂房，在纵向地震作用下，厂房将同时产生平移振动与扭转振动。大量震害表明：地震时，等高厂房，在纵向地震作用下，厂房将同时产生平移振动与扭转振动。大量震害表明：地震时，厂房产生平移、扭转振动的同时，屋盖还产生了水平面内纵、横向的弯剪变形。由于纵向围护厂房产生平移、扭转振动的同时，屋盖还产生了水平面内纵、横向的弯剪变形。由于纵向围护墙参与工作，致使纵向各柱列的破坏程度不等，空间作用显著。墙参与工作，致使纵向各柱列的破坏程度不等，空间作用显著。 因此，必须建立合理的力学模型进行厂房纵向的空间分析。限于篇幅，本文只介绍纵向抗震计因此，必须建立合理的力学模型进行厂房纵向的空间分析。限于篇幅，本文只介绍纵向抗震计算的简化方法。算的简化方法。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.48第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.481. 单层砖柱厂房纵向抗震计算的修正刚度法单层砖柱厂房纵向抗震计算的修正刚度法单层砖柱厂房的纵向基本自振周期可按下式计算：单层砖柱厂房的纵向基本自振周期可按下式计算：式中：式中： 周期修正系数，按表周期修正系数，按表7-6采用；采用； 第第s柱列的集中重力荷载，包括柱列左右各半跨的屋盖和山墙柱列的集中重力荷载，包括柱列左右各半跨的屋盖和山墙重力荷载，及重力荷载，及按动能等效原则换算集中到柱顶或墙、顶处的墙按动能等效原则换算集中到柱顶或墙、顶处的墙柱重力荷载；柱重力荷载； 第第s柱列的侧移刚度。柱列的侧移刚度。表表7-6 厂房的纵向基本自振周期修正系数厂房的纵向基本自振周期修正系数屋盖类型屋盖类型钢筋混凝土无檩楼盖钢筋混凝土无檩楼盖钢筋混凝土有檩楼盖钢筋混凝土有檩楼盖边跨无天窗边跨无天窗边跨有天窗边跨有天窗边跨无天窗边跨无天窗边跨有天窗边跨有天窗周期修正周期修正系数系数1.31.351.41.457.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.49第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.49单层砖柱厂房纵向总水平地震作用标准值可按下式计算：单层砖柱厂房纵向总水平地震作用标准值可按下式计算： 式中：式中： 相应于单层砖柱厂房纵向基本自振周期相应于单层砖柱厂房纵向基本自振周期T1的地的地震影响系数；震影响系数；按照柱列底部剪力相等原则，第按照柱列底部剪力相等原则，第s柱列换算集中到墙顶处柱列换算集中到墙顶处的重力荷载代表值。的重力荷载代表值。沿厂房纵向第沿厂房纵向第s柱列上端的水平地震作用可按下式计算：柱列上端的水平地震作用可按下式计算： 式中：式中： 反映屋盖水平变形影响的柱列刚度调整系数，根据屋盖反映屋盖水平变形影响的柱列刚度调整系数，根据屋盖类型和各柱列的纵类型和各柱列的纵墙设置情况，按表墙设置情况，按表7-7采用。采用。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.50第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.50表表7-7 柱列刚度调整系数柱列刚度调整系数纵墙设置情况纵墙设置情况屋盖类型屋盖类型钢筋混凝土无檩楼盖钢筋混凝土无檩楼盖钢筋混凝土有檩楼盖钢筋混凝土有檩楼盖边柱列边柱列中柱列中柱列边柱列边柱列中柱列中柱列砖柱敞棚砖柱敞棚0.951.10.91.6各柱列均为带壁柱砖墙各柱列均为带壁柱砖墙0.951.10.91.2边柱列均为带边柱列均为带壁柱砖墙壁柱砖墙中柱列的纵墙不少于中柱列的纵墙不少于4开间开间0.71.40.751.5中柱列的纵墙少于中柱列的纵墙少于4开间开间0.61.80.651.97.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.51第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.512. 单层钢筋混凝土柱厂房纵向抗震计算的柱列法和修正刚度法单层钢筋混凝土柱厂房纵向抗震计算的柱列法和修正刚度法1) 柱列法柱列法(1)纵向结构的刚度多跨等高厂房纵向结构的刚度可分解为如图纵向结构的刚度多跨等高厂房纵向结构的刚度可分解为如图7.9所示三部分。所示三部分。 图图7.9 柱列刚度组成柱列刚度组成 为纵向柱列各柱刚度的总和；为纵向柱列各柱刚度的总和； 为纵向柱列各柱间支撑刚度的总和为纵向柱列各柱间支撑刚度的总和； 为纵向墙体的刚度总和。为纵向墙体的刚度总和。纵向结构的刚度是以纵向构件的柔度和刚度计算为基础的。下面先讨论单层厂房中常见的一些纵向结构的刚度是以纵向构件的柔度和刚度计算为基础的。下面先讨论单层厂房中常见的一些纵向结构构件的柔度和刚度的计算。纵向结构构件的柔度和刚度的计算。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.52第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.52 纵向柱列的柔度。纵向柱列的柔度。侧移柔度：侧移柔度： (7-15a)侧移刚度：侧移刚度： (7-15b)式中：式中： 柱的高度；柱的高度； 下柱截面在纵向排架平面内的抗弯刚度；下柱截面在纵向排架平面内的抗弯刚度； 变截面柱系数；变截面柱系数； 屋盖、吊车梁等纵向构件对柱抗弯刚度的影响系数。无吊车屋盖、吊车梁等纵向构件对柱抗弯刚度的影响系数。无吊车梁时梁时 ， 由由吊车梁时。吊车梁时。 柱间支撑。柱间支撑。图图7.10表示两节点间的柱间支撑，根据构造要求，支撑杆件的长细比一表示两节点间的柱间支撑，根据构造要求，支撑杆件的长细比一般取般取 =40200，这种支撑称为半刚性支撑，确定其柔度时，不计柱和，这种支撑称为半刚性支撑，确定其柔度时，不计柱和水平杆的轴向变形。水平杆的轴向变形。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.53第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.53图图7.10 柱间支撑计算简图柱间支撑计算简图7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.54第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.54在如上假定下，半刚性支撑在单位水平力作用下，斜杆在如上假定下，半刚性支撑在单位水平力作用下，斜杆26和斜杆和斜杆51的拉力可以分别的拉力可以分别按下式计算：按下式计算： (7-16)侧移柔度为：侧移柔度为： (7-17a)侧移刚度为：侧移刚度为： (7-17b)式中：式中： 支撑第支撑第节间斜杆长度和截面面积；节间斜杆长度和截面面积； 支撑第支撑第节间斜杆长度和截面面积；节间斜杆长度和截面面积； 钢材的弹性模量；钢材的弹性模量； 柱间支撑的宽度；柱间支撑的宽度； 斜杆受压时稳定系数。斜杆受压时稳定系数。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.55第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.55 砖墙。砖墙。关于纵墙的侧向柔度和刚度的计算参见第关于纵墙的侧向柔度和刚度的计算参见第6章。章。 纵向柱列结构的总刚度的计算。纵向柱列结构的总刚度的计算。如图如图7.10所示第柱列结构总刚度的计算模型，第柱列的侧移总刚度按式所示第柱列结构总刚度的计算模型，第柱列的侧移总刚度按式(7-18)计算：计算： (7-18)(2) 等效重力荷载代表值的计算。等效重力荷载代表值的计算。计算厂房自振周期时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准值，可按式计算厂房自振周期时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准值，可按式(7-19)计算：计算： (7-19)计算柱列地震作用时，无吊车梁时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准计算柱列地震作用时，无吊车梁时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准值，可按式值，可按式(7-20a)计算：计算： (7-20a)计算柱列地震作用时，有吊车梁时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准计算柱列地震作用时，有吊车梁时，集中于屋盖标高处质点等效重力荷载标准值，可按下式值，可按下式(7-20b)计算：计算： (7-20b) (7-20c)7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.56第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.56(3) 柱列自振周期的计算。柱列自振周期的计算。第柱列沿厂房纵向的自振周期，按式第柱列沿厂房纵向的自振周期，按式(7-21)计算：计算： (7-21)式中：式中： 根据空间分析结果确定的周期修正系数。根据空间分析结果确定的周期修正系数。(4) 柱列水平地震作用计算。柱列水平地震作用计算。对于无吊车的厂房，作用于第柱列顶标高处的纵向水平地震作用值为对于无吊车的厂房，作用于第柱列顶标高处的纵向水平地震作用值为 (7-22)式中：式中： 相应于柱列自振周期的水平地震的影响系数；相应于柱列自振周期的水平地震的影响系数； 集中于第柱列质点等效重力荷载代表值，按式集中于第柱列质点等效重力荷载代表值，按式(7-20a)计算。计算。对于有吊车的厂房作用于第柱列顶标高处的纵向水平地震作用值同式对于有吊车的厂房作用于第柱列顶标高处的纵向水平地震作用值同式(7-20a)，只是，只是 应该用式应该用式(7-20c)算得。作用于第柱列吊车梁顶标高处的纵向水平地震作用值为算得。作用于第柱列吊车梁顶标高处的纵向水平地震作用值为 (7-23)式中：式中： 相应于柱列自振周期的水平地震的影响系数；相应于柱列自振周期的水平地震的影响系数； 集中于第柱列质点等效重力荷载代表值，按式集中于第柱列质点等效重力荷载代表值，按式(7-20b)计算；计算； 第柱列吊车梁顶的高度第柱列吊车梁顶的高度(m)；第柱列柱顶的高度第柱列柱顶的高度(m)。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.57第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.57(5) 纵向构件承受的纵向地震作用分配计算简图如图纵向构件承受的纵向地震作用分配计算简图如图7.11所示。所示。 对于无吊车的厂房。对于无吊车的厂房。一根柱分配的地震作用值为一根柱分配的地震作用值为 (7-24a)一片支撑分配的地震作用值为一片支撑分配的地震作用值为 (7-24b)一片墙体分配的地震作用值为一片墙体分配的地震作用值为 (7-24c)7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.58第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.58 对于有吊车的厂房。对于有吊车的厂房。在柱顶标高处：在柱顶标高处：一根柱分配的地震作用值为一根柱分配的地震作用值为 (7-25a)一片支撑分配的地震作用值为一片支撑分配的地震作用值为 (7-25b)一片墙体分配的地震作用值为一片墙体分配的地震作用值为 (7-25c)应注意的是应注意的是 是由式是由式(7-20c)计算得出的。计算得出的。在吊车梁顶标高处：在吊车梁顶标高处： (7-26a)一片支撑分配的地震作用值为一片支撑分配的地震作用值为 (7-26b)一片墙体分配的地震作用值为一片墙体分配的地震作用值为 (7-26c)应注意的是应注意的是 是由式是由式(7-20b)计算得出的。计算得出的。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.59第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.592) 修正刚度法修正刚度法计算单跨或等高多跨的钢筋混凝土柱厂房纵向地震作用时，在柱顶标高不大于计算单跨或等高多跨的钢筋混凝土柱厂房纵向地震作用时，在柱顶标高不大于15m且平均且平均跨度不大于跨度不大于30m时，可按修正刚度法计算。时，可按修正刚度法计算。(1)纵向基本自振周期的计算。纵向基本自振周期的计算。 (7-27)式中：式中： 屋盖类型系数，大型屋面板钢筋混凝土屋架可采用屋盖类型系数，大型屋面板钢筋混凝土屋架可采用1.0，钢屋架采，钢屋架采用用0.85； 厂房跨度厂房跨度(m)，多跨厂房可取各跨的平均值；，多跨厂房可取各跨的平均值； 基础顶面至柱顶的高度基础顶面至柱顶的高度(m)。敞开、半敞开或墙板与柱子柔性连接的厂房，可按上式进行计算并乘以下列围护墙影响系敞开、半敞开或墙板与柱子柔性连接的厂房，可按上式进行计算并乘以下列围护墙影响系数：数： (7-28)式中：式中： 围护墙影响系数，小于围护墙影响系数，小于1.0时应采用时应采用1.0。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.60第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.60 (2) 柱列地震作用的计算。柱列地震作用的计算。等高多跨钢筋混凝土屋盖的厂房，各纵向柱列的柱顶标高处的地震作用标准值，可按下列公式等高多跨钢筋混凝土屋盖的厂房，各纵向柱列的柱顶标高处的地震作用标准值，可按下列公式确定：确定： (7-29) (7-30)式中：式中： 柱列柱顶标高处的纵向地震作用标准值；柱列柱顶标高处的纵向地震作用标准值； 相应于厂房纵向基本自振周期的水平地震影响系数；相应于厂房纵向基本自振周期的水平地震影响系数； 厂房单元柱列总等效重力荷载代表值应包括按屋盖重力荷载代表值、厂房单元柱列总等效重力荷载代表值应包括按屋盖重力荷载代表值、70%纵墙纵墙自重、自重、50%横墙与山墙自重及折算的柱自重横墙与山墙自重及折算的柱自重(有吊车时采用有吊车时采用10%柱自重，无吊车时采用柱自重，无吊车时采用50%柱柱自重自重)； 柱列柱顶的总侧移刚度，应包括柱列内柱子和上、下柱间支撑的侧移刚度及柱列柱顶的总侧移刚度，应包括柱列内柱子和上、下柱间支撑的侧移刚度及纵墙的折减侧移刚度的总和，贴砌的砖围护墙侧移刚度的折减系数，可根据柱列侧移值的大小，纵墙的折减侧移刚度的总和，贴砌的砖围护墙侧移刚度的折减系数，可根据柱列侧移值的大小，采用采用0.20.6； 柱列柱顶的调整侧移刚度；柱列柱顶的调整侧移刚度； 柱列侧移刚度的围护墙影响系数，可按表柱列侧移刚度的围护墙影响系数，可按表7-8采用；有纵向砖围护墙的四跨或五采用；有纵向砖围护墙的四跨或五跨厂房，由边柱列数起的第三柱列，可按表内相应数值的跨厂房，由边柱列数起的第三柱列，可按表内相应数值的1.15倍采用；倍采用；柱列侧移刚度的柱间支撑影响系数，纵向为砖围护墙时，边柱列可采用柱列侧移刚度的柱间支撑影响系数，纵向为砖围护墙时，边柱列可采用1.0，中，中柱列可按表柱列可按表7-9采用。采用。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.61第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.61表表7-8 围护墙影响系数围护墙影响系数围护墙类别和烈度围护墙类别和烈度柱列和屋盖类别柱列和屋盖类别边边 柱柱 列列中中 柱柱 列列无檩屋盖无檩屋盖有檩屋盖有檩屋盖240砖墙砖墙370砖墙砖墙边跨无天窗边跨无天窗边跨有天窗边跨有天窗边跨无天窗边跨无天窗边跨有天窗边跨有天窗7度度0.851.71.81.81.97度度8度度0.851.51.61.61.78度度9度度0.851.31.41.41.59度度0.851.21.31.31.4无墙、石棉瓦或挂板无墙、石棉瓦或挂板1.11.11.21.27.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.62第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.62表表7-9 纵向采用砖围护墙的中柱列柱间支撑影响系数纵向采用砖围护墙的中柱列柱间支撑影响系数厂房单元内厂房单元内设置下柱支设置下柱支撑的柱间数撑的柱间数中柱列下柱支撑斜杆的长细比中柱列下柱支撑斜杆的长细比中中柱列柱列无无支撑支撑40418081120121150150一柱间一柱间0.90.951.01.11.251.4二柱间二柱间0.90.951.0等高多跨钢筋混凝土屋盖厂房，柱列各吊车梁顶标高处的纵向等高多跨钢筋混凝土屋盖厂房，柱列各吊车梁顶标高处的纵向地震作用标准边柱列值，可按式地震作用标准边柱列值，可按式(7-31)确定：确定： (7-31)7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.63第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.63式中：式中： 柱列在吊车梁顶标高处的纵向地震作用标准值；柱列在吊车梁顶标高处的纵向地震作用标准值； 集中于柱列吊车梁顶标高处的等效重力荷载代表值，包括吊车梁与悬集中于柱列吊车梁顶标高处的等效重力荷载代表值，包括吊车梁与悬吊物的重力荷载代表值和吊物的重力荷载代表值和40%柱子自重；柱子自重； 柱列吊车梁顶高度；柱列吊车梁顶高度； 柱列柱顶高度。柱列柱顶高度。其余步骤与柱列法相同。其余步骤与柱列法相同。3) 柱间支撑地震作用验算柱间支撑地震作用验算长细比不大于长细比不大于200的斜杆截面可仅按抗拉验算，但应考虑压杆的卸载影响，其拉力可的斜杆截面可仅按抗拉验算，但应考虑压杆的卸载影响，其拉力可按式按式(7-32)确定：确定： (7-32)式中：式中： 节间支撑斜杆抗拉验算时的轴向拉力设计值；节间支撑斜杆抗拉验算时的轴向拉力设计值；i节间斜杆的全长；节间斜杆的全长；压杆卸载系数压杆长细比为压杆卸载系数压杆长细比为60、100和和200时可分别采用时可分别采用0.7、0.6和和0.5；i节间支撑承受的地震剪力设计值；节间支撑承受的地震剪力设计值；支撑所在柱间的净距。支撑所在柱间的净距。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.64第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.644) 出屋面天窗架的纵向抗震计算出屋面天窗架的纵向抗震计算 天窗架的纵向抗震计算，可采用空间结构分析法，并计及屋盖平天窗架的纵向抗震计算，可采用空间结构分析法，并计及屋盖平面弹性变形和纵墙的有效刚度。面弹性变形和纵墙的有效刚度。柱高不超过柱高不超过15 m的单跨和等高多跨混凝土无檩屋盖厂房的天窗架纵的单跨和等高多跨混凝土无檩屋盖厂房的天窗架纵向地震作用计算，可采用底部剪力法，但天窗架的地震作用效应应乘向地震作用计算，可采用底部剪力法，但天窗架的地震作用效应应乘以效应增大系数，其值可按下列规定采用单跨边跨屋盖或有纵向内隔以效应增大系数，其值可按下列规定采用单跨边跨屋盖或有纵向内隔墙的中跨屋盖：墙的中跨屋盖：=1+0.5n (7-33a)其他中跨屋盖：其他中跨屋盖：=0.5n (7-33b)式中：式中：效应增大系数；效应增大系数； n厂房跨数超过厂房跨数超过4跨时取跨时取4跨。跨。7.3 单层厂房抗震计算单层厂房抗震计算1.65第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.65 7.4 构构 造造 要要 求求 7.4.1 单层砖柱厂房构造要求单层砖柱厂房构造要求(1) 木屋盖的支撑布置，宜符合表木屋盖的支撑布置，宜符合表7-10的要求，钢屋架、瓦楞铁、石棉瓦等屋面的要求，钢屋架、瓦楞铁、石棉瓦等屋面的支撑。可按表中无望板屋盖的规定设置，不应在端开间设置下弦水平系杆与山的支撑。可按表中无望板屋盖的规定设置，不应在端开间设置下弦水平系杆与山墙连接；支撑与屋架或天窗架应采用螺栓连接；木天窗架的边柱，宜采用通长木墙连接；支撑与屋架或天窗架应采用螺栓连接；木天窗架的边柱，宜采用通长木夹板或铁板并通过螺栓加强边柱与屋架上弦的连接。夹板或铁板并通过螺栓加强边柱与屋架上弦的连接。 表表7-10 木屋盖的支撑布置木屋盖的支撑布置支撑名称支撑名称烈烈 度度6度、度、7度度8度度9度度各类屋盖各类屋盖满铺望板满铺望板稀铺望板或无望板稀铺望板或无望板满铺望板满铺望板稀铺望板或无望板稀铺望板或无望板无天窗无天窗有天窗有天窗屋屋架架支支撑撑上弦上弦横向支撑横向支撑同非抗震设计同非抗震设计房屋单元两房屋单元两端天窗开洞端天窗开洞范围内各设范围内各设一道一道屋架跨度大于屋架跨度大于6 m时，时，房屋单元两端第二房屋单元两端第二开间及每隔过开间及每隔过 20 m设一道设一道屋架跨度大于屋架跨度大于6 m时，房屋单元时，房屋单元两端第二开间各两端第二开间各设一道设一道屋架跨度大于屋架跨度大于 6 m时，房屋单元两端时，房屋单元两端第二开间及每隔第二开间及每隔20 m设一道设一道下弦下弦横向支撑横向支撑同非抗震设计同非抗震设计屋架跨度大于屋架跨度大于 6 m时，房屋单元两端时，房屋单元两端第二开间及每隔第二开间及每隔20 m设一道设一道跨中跨中竖向支撑竖向支撑同非抗震设计同非抗震设计隔间设置并加下弦通隔间设置并加下弦通长水平系杆长水平系杆1.66第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.66支撑名称支撑名称烈烈 度度6度、度、7度度8度度9度度各类屋盖各类屋盖满铺望板满铺望板稀铺望板或无望稀铺望板或无望板板满铺望板满铺望板稀铺望板或无望稀铺望板或无望板板无天窗无天窗有天窗有天窗天天窗窗架架支支撑撑天窗两天窗两侧侧竖向支竖向支撑撑天窗两端第一开间各设一道天窗两端第一开间各设一道天窗两端第一开间及每隔天窗两端第一开间及每隔20 m设一道设一道上弦上弦横向支横向支撑撑跨度较大的天窗，参照无天窗屋架的支撑布置跨度较大的天窗，参照无天窗屋架的支撑布置(2) 檩条与山墙卧梁应可靠连接，有条件时可采用檩条伸出山墙的屋面结檩条与山墙卧梁应可靠连接，有条件时可采用檩条伸出山墙的屋面结构。厂房柱顶标高处应沿房屋外墙及承重内墙设置现浇闭合圈梁，构。厂房柱顶标高处应沿房屋外墙及承重内墙设置现浇闭合圈梁，8度和度和9度时还应沿墙高每隔度时还应沿墙高每隔3 m4 m增设一道圈梁，圈梁的截面高度不应小于增设一道圈梁，圈梁的截面高度不应小于180 mm，配筋不应少于；当地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重，配筋不应少于；当地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时，尚应设置基础圈梁。当圈梁兼作门窗过梁或抵抗不均匀沉不均匀土层时，尚应设置基础圈梁。当圈梁兼作门窗过梁或抵抗不均匀沉降影响时，其截面和配筋除满足抗震要求外，尚应根据实际受力计算确定降影响时，其截面和配筋除满足抗震要求外，尚应根据实际受力计算确定。 7.4 构构 造造 要要 求求1.67第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.67 (3) 山墙应沿屋面设置现浇钢筋混凝土卧梁，并应与屋盖构件锚拉；山墙应沿屋面设置现浇钢筋混凝土卧梁，并应与屋盖构件锚拉；山墙壁柱的截面与配筋，不宜小于排架柱壁柱，应通到墙顶并与卧梁山墙壁柱的截面与配筋，不宜小于排架柱壁柱，应通到墙顶并与卧梁或屋盖构件连接。或屋盖构件连接。(4) 屋架屋架(屋面梁屋面梁)与墙顶圈梁或柱顶垫块，应采用螺栓或焊接连接；柱顶与墙顶圈梁或柱顶垫块，应采用螺栓或焊接连接；柱顶垫块应现浇，其厚度不应小于垫块应现浇，其厚度不应小于240 mm，并应配置两层直径不小于，并应配置两层直径不小于8 mm间距不大于间距不大于100 mm的钢筋网：墙顶圈梁应与柱顶垫块整浇，的钢筋网：墙顶圈梁应与柱顶垫块整浇，9度度时，在垫块两侧各时，在垫块两侧各500 mm范围内，圈梁的箍筋间距不应大于范围内，圈梁的箍筋间距不应大于100 mm。(5) 砖柱的构造应符合下列要求。砖柱的构造应符合下列要求。 砖的强度等级不应低于砖的强度等级不应低于MU10，砂浆的强度等级不应低于，砂浆的强度等级不应低于M5；组合砖；组合砖柱中的混凝土强度等级应采用柱中的混凝土强度等级应采用C20。 砖柱的防潮层应采用防水砂浆。砖柱的防潮层应采用防水砂浆。(6) 钢筋混凝土屋盖的砖柱厂房，山墙开洞的水平截面面积不宜超过总截钢筋混凝土屋盖的砖柱厂房，山墙开洞的水平截面面积不宜超过总截面面积的面面积的50%；8度时，应在山、横墙两端设置钢筋混凝土构造柱；度时，应在山、横墙两端设置钢筋混凝土构造柱；9度时，应在山、横墙两端及高大的门洞两侧设置钢筋混凝土构造柱。度时，应在山、横墙两端及高大的门洞两侧设置钢筋混凝土构造柱。钢筋混凝土构造柱的截面尺寸，可采用钢筋混凝土构造柱的截面尺寸，可采用 240 mm240 mm；当为；当为9度且山、横墙的厚度为度且山、横墙的厚度为370 mm时，其截面宽度宜取时，其截面宽度宜取370 mm；构造柱；构造柱的竖向钢筋，的竖向钢筋，8度时不应少于，度时不应少于，9度时不应少于，箍筋可采用，间距宜度时不应少于，箍筋可采用，间距宜为为250 mm300 mm。 7.4 构构 造造 要要 求求1.68第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.68表表7-11 有檩屋盖的支撑布置有檩屋盖的支撑布置支撑名称支撑名称烈烈 度度6度、度、7度度8度度9度度屋屋架架支支撑撑上弦横向支撑上弦横向支撑厂房单元端开间厂房单元端开间各各设一道设一道厂房单元端开间及厂房单元长度厂房单元端开间及厂房单元长度大于大于66 m的柱间支撑开间各设一道；的柱间支撑开间各设一道；天窗开洞范围的两端各增设局部天窗开洞范围的两端各增设局部的支撑一道的支撑一道厂房单元端开间及厂房厂房单元端开间及厂房单元长度大于单元长度大于42 m的柱间支的柱间支撑开间各设一道；撑开间各设一道；天窗开洞范围的两端各天窗开洞范围的两端各增设局部的上弦横向支撑一增设局部的上弦横向支撑一道道下弦横向支撑下弦横向支撑同非抗震设计同非抗震设计跨中竖向支撑跨中竖向支撑端部竖向支撑端部竖向支撑屋架端部高度大于屋架端部高度大于900 mm时，厂房单元端开间及柱间支撑开间各设一道时，厂房单元端开间及柱间支撑开间各设一道天天窗窗架架支支撑撑上弦横向支撑上弦横向支撑厂房单元天窗端开间厂房单元天窗端开间各设一道各设一道厂房单元天窗端开间及每隔厂房单元天窗端开间及每隔 30 m各各设一道设一道厂房单元天窗端开间及每隔厂房单元天窗端开间及每隔18 m各设一道各设一道两侧竖向支撑两侧竖向支撑厂房单元天窗端厂房单元天窗端开间及每隔开间及每隔36 m各各设一道设一道 7.4 构构 造造 要要 求求1.69第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.69表表7-12 无檩屋盖的支撑布置无檩屋盖的支撑布置烈烈 度度支撑名称支撑名称6度、度、7度度8度度上弦横向支撑上弦横向支撑屋架跨度小于屋架跨度小于18 m时同非时同非抗震设计，跨度不小于抗震设计，跨度不小于18 m时在厂房单元端开间各时在厂房单元端开间各设一道设一道厂房单元端开间及柱间支撑厂房单元端开间及柱间支撑开间各设一道，天窗开洞范开间各设一道，天窗开洞范围的两端各增设局部的支撑围的两端各增设局部的支撑一道一道屋屋架架支支撑撑上弦通长水平系杆上弦通长水平系杆同非抗震设计同非抗震设计沿屋架跨度不大于沿屋架跨度不大于15 m设一道，但装配整体式屋面设一道，但装配整体式屋面可不设；可不设；围护墙在屋架上弦高度围护墙在屋架上弦高度有现浇圈梁时，其端部可不有现浇圈梁时，其端部可不另设另设下弦横向支撑下弦横向支撑同非抗震设计同非抗震设计跨中竖向支撑跨中竖向支撑两端竖两端竖向支撑向支撑屋架端部高屋架端部高度度900 mm厂房单元端开间各设一道厂房单元端开间各设一道屋架端部高屋架端部高度度900 mm厂房单元端开间各设一道厂房单元端开间各设一道厂房单元端开间及柱间支撑厂房单元端开间及柱间支撑开间各设一道开间各设一道 7.4 构构 造造 要要 求求1.70第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.70支撑名称支撑名称烈烈 度度6度、度、7度度8度度9度度屋屋架架支支撑撑天窗两侧竖向支天窗两侧竖向支撑撑厂房单元天窗端开间及每厂房单元天窗端开间及每隔隔30 m各设一道各设一道厂房单元天窗端开间及每隔厂房单元天窗端开间及每隔24 m各设一道各设一道厂房单元天窗端开间及每厂房单元天窗端开间及每隔隔18 m各设一道各设一道上弦横向支撑上弦横向支撑同非抗震设计同非抗震设计天窗跨度天窗跨度9 m时，厂房单元天时，厂房单元天窗端开间及及柱间支撑开间各窗端开间及及柱间支撑开间各设一道设一道厂房单元天窗端开间及及厂房单元天窗端开间及及柱间支撑开间各设一道柱间支撑开间各设一道 7.4 构构 造造 要要 求求1.71第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.71表表7-13 中间井式天窗无檩屋盖支撑布置中间井式天窗无檩屋盖支撑布置支撑名称支撑名称6度、度、7度度8度度9度度上弦横向支撑上弦横向支撑下弦横向支撑下弦横向支撑厂房单元端开间厂房单元端开间各设一道各设一道厂房单元端开间、柱间支撑开间各设一道厂房单元端开间、柱间支撑开间各设一道上弦通长水平系杆上弦通长水平系杆天窗范围内屋架跨中上弦节点处布置天窗范围内屋架跨中上弦节点处布置下弦通长水平系杆下弦通长水平系杆天窗两侧及天窗范围内屋架下弦节点处布置天窗两侧及天窗范围内屋架下弦节点处布置跨中竖向支撑跨中竖向支撑用上弦横向支撑开间布置，位置与下弦通长水平系杆向对应用上弦横向支撑开间布置，位置与下弦通长水平系杆向对应两端竖向支撑两端竖向支撑屋架端部高度屋架端部高度900 mm同非抗震设计同非抗震设计有上弦横向支撑开间，且有上弦横向支撑开间，且间距不大于间距不大于48 m屋架端部高度屋架端部高度900 mm厂房单元端开间厂房单元端开间各设一道各设一道有上弦横向支撑开间，且有上弦横向支撑开间，且间距不大于间距不大于48 m有上弦横向支撑开间，且有上弦横向支撑开间，且间距不大于间距不大于30 m 7.4 构构 造造 要要 求求1.72第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.72 6. 厂房柱子的箍筋厂房柱子的箍筋(1) 下列范围内柱的箍筋应加密。下列范围内柱的箍筋应加密。 柱头，取柱顶以下柱头，取柱顶以下500 mm并不小于柱截面长边尺寸。并不小于柱截面长边尺寸。 上柱，取阶形柱自牛腿面至吊车梁顶面以上上柱，取阶形柱自牛腿面至吊车梁顶面以上300 mm高度范围内。高度范围内。 牛腿牛腿(柱肩柱肩)，取全高。，取全高。 柱根，取下柱柱底至室内地坪以上柱根，取下柱柱底至室内地坪以上500 mm。 柱间支撑与柱连接节点和柱变位受平台等约束的部位，取节点上、下各柱间支撑与柱连接节点和柱变位受平台等约束的部位，取节点上、下各300 mm。(2) 加密区箍筋间距不应大于加密区箍筋间距不应大于100 mm，箍筋肢距和最小直径应符合表，箍筋肢距和最小直径应符合表7-14的规定。的规定。 表表7-14 柱加密区箍筋最大肢距和最小箍筋直径柱加密区箍筋最大肢距和最小箍筋直径烈度和场地类别烈度和场地类别6度和度和7度度、类类场地场地7度度、类场地和类场地和8度度、类场地类场地8度度、类场地和类场地和9度度箍筋最大肢距箍筋最大肢距(mm)300 250 200 最最小小箍箍筋筋直直径径一般柱头和柱根一般柱头和柱根角柱柱头角柱柱头上柱牛腿和有支撑的柱根上柱牛腿和有支撑的柱根有支撑的柱头和柱变位受约束的部有支撑的柱头和柱变位受约束的部位位 7.4 构构 造造 要要 求求( )1.73第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.73 7. 山墙抗风柱的配筋山墙抗风柱的配筋 (1) 抗风柱柱顶以下抗风柱柱顶以下300 mm和牛腿和牛腿(柱肩柱肩)面以上面以上300 mm范围内的箍筋，直径不宜小范围内的箍筋，直径不宜小于于6 mm，间距不应大于，间距不应大于100 mm，肢距不宜大于，肢距不宜大于250 mm。 (2) 抗风柱的变截面牛腿抗风柱的变截面牛腿(柱肩柱肩)处，宜设置纵向受拉钢筋。处，宜设置纵向受拉钢筋。 8. 大柱网厂房柱的截面和配筋构造大柱网厂房柱的截面和配筋构造 (1) 柱截面宜采用正方形或接近正方形的矩形，边长不宜小于柱全高的柱截面宜采用正方形或接近正方形的矩形，边长不宜小于柱全高的1/181/16。 (2) 重屋盖厂房地震组合的柱轴压比，重屋盖厂房地震组合的柱轴压比，6度、度、7度时不宜大于度时不宜大于0.8，8度时不宜大于度时不宜大于0.7，9度时不应大于度时不应大于0.6。 (3) 纵向钢筋宜沿柱截面周边对称配置，间距不宜大于纵向钢筋宜沿柱截面周边对称配置，间距不宜大于200 mm，角部宜配置直径较，角部宜配置直径较大的钢筋。大的钢筋。 (4) 柱头和柱根的箍筋应加密，并应符合下列要求。柱头和柱根的箍筋应加密，并应符合下列要求。 加密范围柱根取基础顶面至室内地坪以上加密范围柱根取基础顶面至室内地坪以上1 m，且不小于柱全高的，且不小于柱全高的1/6；柱头取柱；柱头取柱顶下顶下500 mm，且不小于柱截面长边尺寸。，且不小于柱截面长边尺寸。 箍筋直径间距和肢距，应符合表箍筋直径间距和肢距，应符合表7-14的规定。的规定。 9. 厂房柱间支撑的设置和构造厂房柱间支撑的设置和构造 (1) 厂房柱间支撑的布置，应符合下列规定。厂房柱间支撑的布置，应符合下列规定。 一般情况下，应在厂房单元中部设置上、下柱间支撑，且下柱支撑应与上柱支撑一般情况下，应在厂房单元中部设置上、下柱间支撑，且下柱支撑应与上柱支撑配套设置。配套设置。 有吊车或有吊车或8度和度和9度时，宜在厂房单元两端增设上柱支撑。度时，宜在厂房单元两端增设上柱支撑。 7.4 构构 造造 要要 求求1.74第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.74 厂房单元较长或厂房单元较长或8度度、类场地和类场地和9度时可在厂房单元中部度时可在厂房单元中部1/3区段内设置区段内设置两道柱间支撑。两道柱间支撑。(2) 柱间支撑应采用型钢，支撑形式宜采用交叉式，其斜杆与水平面的交角不宜大柱间支撑应采用型钢，支撑形式宜采用交叉式，其斜杆与水平面的交角不宜大于于55。(3) 支撑杆件的长细比，不宜超过表支撑杆件的长细比，不宜超过表7-15的规定。的规定。(4) 下柱支撑的下节点位置和构造措施，应保证将地震作用直接传给基础；当下柱支撑的下节点位置和构造措施，应保证将地震作用直接传给基础；当6度和度和7度不能直接传给基础时，应计及支撑对柱和基础的不利影响。度不能直接传给基础时，应计及支撑对柱和基础的不利影响。(5) 交叉支撑在交叉点应设置节点板，其厚度不应小于交叉支撑在交叉点应设置节点板，其厚度不应小于 10 mm，斜杆与交叉节点板，斜杆与交叉节点板应焊接，与端节点板宜焊接。应焊接，与端节点板宜焊接。表表7-15 交叉支撑斜杆的最大长细比交叉支撑斜杆的最大长细比位位 置置烈烈 度度6度和度和7度度、类场类场地地7度度、类场地和类场地和8度度、类场地类场地8度度、类场地和类场地和9度度、类场地类场地9度度、类场地类场地上柱支撑上柱支撑250250200150下柱支撑下柱支撑200200150150 7.4 构构 造造 要要 求求1.75第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.75 10. 8度时跨度不小于度时跨度不小于18 m的多跨厂房中柱和的多跨厂房中柱和9度时多跨厂房各柱度时多跨厂房各柱柱顶宜设置通长水平压杆，此压杆可与梯形屋架支座处通长水平系杆合并设置，柱顶宜设置通长水平压杆，此压杆可与梯形屋架支座处通长水平系杆合并设置，钢筋混凝土系杆端头与屋架间的空隙应采用混凝土填实。钢筋混凝土系杆端头与屋架间的空隙应采用混凝土填实。11. 厂房结构构件的连接节点厂房结构构件的连接节点(1) 屋架屋架(屋面梁屋面梁)与柱顶的连接，与柱顶的连接，8度时宜采用螺栓，度时宜采用螺栓，9度时宜采用钢板铰，亦可度时宜采用钢板铰，亦可采用螺栓；屋架采用螺栓；屋架(屋面梁屋面梁)端部支承垫板的厚度不宜小于端部支承垫板的厚度不宜小于16 mm。(2) 柱顶预埋件的锚筋，柱顶预埋件的锚筋，8度时不宜少于，度时不宜少于，9度时不宜少于；有柱间支撑的柱子柱度时不宜少于；有柱间支撑的柱子柱顶预埋件尚应增设抗剪钢板。顶预埋件尚应增设抗剪钢板。(3) 山墙抗风柱的柱顶，应设置预埋板，使柱顶与端屋架的上弦山墙抗风柱的柱顶，应设置预埋板，使柱顶与端屋架的上弦(屋面梁上翼缘屋面梁上翼缘)可靠连接。连接部位应位于上弦横向支撑与屋架的连接点处，不符合时可在可靠连接。连接部位应位于上弦横向支撑与屋架的连接点处，不符合时可在支撑中增设次腹杆或设置型钢横梁，将水平地震作用传至节点部位。支撑中增设次腹杆或设置型钢横梁，将水平地震作用传至节点部位。(4) 支承低跨屋盖的中柱牛腿支承低跨屋盖的中柱牛腿(柱肩柱肩)的预埋件，应与牛腿的预埋件，应与牛腿(柱肩柱肩)中按计算承受水中按计算承受水平拉力部分的纵向钢筋焊接，且焊接的钢筋平拉力部分的纵向钢筋焊接，且焊接的钢筋6度和度和7度时不应少于，度时不应少于，8度时不应度时不应少于，少于，9度时不应少于。度时不应少于。(5) 柱间支撑与柱连接节点预埋件的锚件，柱间支撑与柱连接节点预埋件的锚件，8度度、类场地和类场地和9度时，宜采用角度时，宜采用角钢加端板，其他情况可采用钢加端板，其他情况可采用HRB 335级或级或HRB 400级热轧钢筋，但锚固长度级热轧钢筋，但锚固长度不应小于不应小于30倍锚筋直径或增设端板。倍锚筋直径或增设端板。(6) 厂房中的吊车走道板、端屋架与山墙间的填充小屋面板、天沟板、天窗端壁厂房中的吊车走道板、端屋架与山墙间的填充小屋面板、天沟板、天窗端壁板和天窗侧板下的填充砌体等构件应与支承结构有可靠的连接。板和天窗侧板下的填充砌体等构件应与支承结构有可靠的连接。 7.4 构构 造造 要要 求求1.76第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.76【例例7.1】 某地区有一两跨不等高钢筋混凝土柱厂房的剖面图和柱剖面图，如图某地区有一两跨不等高钢筋混凝土柱厂房的剖面图和柱剖面图，如图7.12、图图7.13所示。屋盖采用预应力混凝土槽板檩条和屋架，低跨屋盖结构自重所示。屋盖采用预应力混凝土槽板檩条和屋架，低跨屋盖结构自重1.45 kN/m2，高跨为，高跨为1.6 kN/m2，柱距为，柱距为6 m。雪荷载为。雪荷载为0.30 N/m2。设计烈度为。设计烈度为8度，设度，设计地震分组为第二组，计地震分组为第二组，类场地土，对该厂房在横向水平地震作用下进行验算。类场地土，对该厂房在横向水平地震作用下进行验算。图图7.12 厂房布置图厂房布置图 7.5 计计 算算 实实 例例1.77第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.77 (a) 上柱截面上柱截面 (b) B、C柱下柱截面柱下柱截面 (c) A柱下柱下柱截面柱截面图图7.13 某厂房柱截面图某厂房柱截面图解：解：(1) 质点等效重力荷载取厂房的标准单元进行计算，计算简图如质点等效重力荷载取厂房的标准单元进行计算，计算简图如图图7.14所示，荷载值见表所示，荷载值见表7-16。 7.5 计计 算算 实实 例例1.78第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.78集中于低跨屋盖处集中质点等效重力荷载标准值：集中于低跨屋盖处集中质点等效重力荷载标准值： =1.0(130.5+0.527)+0.5231.6+0.25(10.8+23.8)+0.25191.5+1.068+0.2550.7+0.516.8+0.562.2 =352.3 kN 7.5 计计 算算 实实 例例1.79第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.79集中于高跨屋盖处集中质点等效重力荷载集中于高跨屋盖处集中质点等效重力荷载标准值：标准值： =1.0(230.4+0.543.2)+0.568+0.25(16.8+50.7)+0.516.8+0.25291.5+0.562.2 =415.25 kN(2) 横向自振周期的计算。横向自振周期的计算。 m/N m/N排架的侧移：排架的侧移： 7.5 计计 算算 实实 例例1.80第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.80 =(1-0.84)1.8910-3=3.0210-4 m/N =0.192.2510-3=4.2810-4 m/N =(1-0.55)2.2510-3=10.1310-4 m/N在屋盖质点等效重力荷载值排架顶处侧移的计算：在屋盖质点等效重力荷载值排架顶处侧移的计算： =352.33.0210-4+415.254.2810-4=0.284 m =352.34.2810-4415.2510.1310-4=0.571 m 7.5 计计 算算 实实 例例1.81第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.81表表7-16 荷载计算列表荷载计算列表 荷载类别荷载类别 跨跨 别别低低 跨跨高高 跨跨屋盖重力荷载屋盖重力荷载(kN)屋盖自重屋盖自重130.5230.4雪荷载雪荷载2743.2柱自重柱自重(kN)上柱上柱10.816.8下柱下柱23.850.7吊车梁自重吊车梁自重(一根一根)(kN)31.668吊车桥架自重吊车桥架自重(一台一台)(kN)157440外纵墙自重外纵墙自重(kN)191.5291.5高低跨封墙自重高低跨封墙自重(kN)62.2厂房横向基本计算周期的计厂房横向基本计算周期的计 = =1.394 s基本周期调整系数为基本周期调整系数为0.8，则厂房横向基本计算周期为，则厂房横向基本计算周期为 =1.394 0.8=1.115 s 7.5 计计 算算 实实 例例1.82第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.82 (3) 横向地震作用的计算，计算简图如图横向地震作用的计算，计算简图如图7.15所示。所示。 图图7.15 横向地震作用的计算简图横向地震作用的计算简图 7.5 计计 算算 实实 例例1.83第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.83集中于低跨屋盖处集中质点等效重力荷载标准值集中于低跨屋盖处集中质点等效重力荷载标准值 =1.0(130.5+0.527)+0.75231.6+0.5(10.8+23.8+50.7)+1.068+0.5 191.5+0.562.2 =428. 9 kN多跨不等高厂房，如图多跨不等高厂房，如图7.4(b)所示。所示。 =1.0(230.4+0.543.2)+0.7568+0.5(16.82+50.7)+0.5291.5+0.562.2 =522 kN横向总水平地震作用标准值的计算：横向总水平地震作用标准值的计算： =0.063 6 s 7.5 计计 算算 实实 例例1.84第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.84 = =1.050.063 60.85(428.9+522+278.5+2220) =87.87 kN = = kN=5.13428.99.7010-3=21.38 kN=5.1352213.610-3=35.3 kN=5.1378.57.610-3=3.07 kN=5.1322010.610-3=11.99 kN(4) 排架内力分析。排架内力分析。 屋盖质点水平地震作用下引起的柱内力如图屋盖质点水平地震作用下引起的柱内力如图7.16所示。所示。 7.5 计计 算算 实实 例例1.85第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.85 21.02(-0.84)+35.30.23=-9.54 kN21.02(-0.19)+35.30.55=15.42 kN查表得查表得=1.15，对于上柱截面，对于上柱截面A-A：=1.15=1.95对于上柱截面对于上柱截面A-A：=15.42 4.2 =121.51 kNm 7.5 计计 算算 实实 例例1.86第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.86 吊车桥架地震力作用下引起的柱内力。吊车桥架地震力作用下引起的柱内力。低跨两侧柱一台低跨两侧柱一台Q=5 t吊车桥架自重力和高跨两侧柱一台吊车桥架自重力和高跨两侧柱一台Q=30 t吊车桥架自重力作用吊车桥架自重力作用下，排架下，排架B列柱内力计算结果列于表，在计算上柱底截面内力时不考虑的影响，而列柱内力计算结果列于表，在计算上柱底截面内力时不考虑的影响，而仅考虑的影响。仅考虑的影响。 内力组合。内力组合。结构自重、雪载和吊车重力荷载标准值等各项重力荷载标准值作用下排架分析内力结构自重、雪载和吊车重力荷载标准值等各项重力荷载标准值作用下排架分析内力见表见表7-17(仅对仅对B柱进行组合柱进行组合)。 7.5 计计 算算 实实 例例1.87第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.87表表7-17 B柱内力组合表柱内力组合表截面位置，内力荷载类别，内力组合上 柱 底下 柱 底M(kNm)N(kN)V(kN)M(kNm)N(kN)重力荷载结构自重1-0.5132-0.2409.751.6雪载2-0.4610.82.0817.60.07一台Q=5 t吊车最大轮压作用在A柱30.33016.4148.726.11最大轮压作用在B柱47.9014.6297.446.41一台Q=30 t吊车最大轮压作用在A柱5-40.55042.84335.5814.33最大轮压作用在B柱6-33.66033.15108.127.47 7.5 计计 算算 实实 例例1.88第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.88截面位置，内力荷载类别，内截面位置，内力荷载类别，内力组合力组合上上 柱柱 底底下下 柱柱 底底M(kNm)N(kN)V(kN)M(kNm)N(kN)地地震震作作用用屋盖屋盖7 121.510299.39024.96吊车桥吊车桥一一台台Q=5 t吊吊车车8 6.25024.7703.57一一台台Q=30 t吊吊车车9 34.170124.1608.97内内力力组组合合 和相应和相应N、V(7+8+9)(7+8+9)179.0158.4656.17973.9840.89 和相应和相应N、V(7+8+9)(7+8+9)- -259.93171.36- -640.38738.87- -48.1 和相应和相应M、V(7+8+9)(7+8+9)- -259.93171.36618.931 030.4441.25 和相应和相应M、V(7)- -389.45491.7- -30.531.89第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.89【例例7.2】 某地区单跨钢筋混凝土结构厂房跨度为某地区单跨钢筋混凝土结构厂房跨度为24 m，柱距为，柱距为6 m，混凝土强度为，混凝土强度为C30，设有，设有30/5 t、20/5 t中级工作制吊车各一台，轨顶标高中级工作制吊车各一台，轨顶标高9.000 m，柱顶标高，柱顶标高12.000 m，上柱高度为，上柱高度为4.200 m，下柱高度为，下柱高度为8.50 m，基础为单柱杯口基础。自然风，基础为单柱杯口基础。自然风压压0.35 N/m2，基本雪压，基本雪压0.30 N/m2，已知该厂房长，已知该厂房长120 m，两端为山墙和抗风柱，两端为山墙和抗风柱，60 m处设置一伸缩缝；荷载列入表处设置一伸缩缝；荷载列入表7-18、表、表7-19中，设计烈度为中，设计烈度为8度，地震分组为第二度，地震分组为第二组，组，类场地土，对该厂房在纵向水平地震作用下进行验算。类场地土，对该厂房在纵向水平地震作用下进行验算。 表表7-18 柱截面参数柱截面参数截面尺寸(mm)截面面积(mm2)截面惯性矩(mm4)n (mm)上柱400 5002 1052.67 1091.54 2000.33下柱400 1 000(工形)1.972 1051.78 1098 500柱高：H=12 700 7.5 计计 算算 实实 例例1.90第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.90表表7-19 作用计算单元上的荷载标准值作用计算单元上的荷载标准值屋盖屋盖恒载恒载(kN)屋面雪载屋面雪载(kN)柱自柱自重重(kN)吊车吊车梁梁(kN)桥架桥架(kN)外纵外纵墙墙(kN)山墙山墙(kN)抗风抗风柱柱(kN)593.8845.70143.06100.54420.0534.541 979.20292.13解：解：(1)纵向结构的抗震布置。纵向结构的抗震布置。在抗震设计中，以在抗震设计中，以60 m长的伸缩缝区段为计算单元。支撑布置如图长的伸缩缝区段为计算单元。支撑布置如图7.17所示。所示。 7.5 计计 算算 实实 例例1.91第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.91 各柱间截面尺寸如下。各柱间截面尺寸如下。上柱柱间支撑：上柱柱间支撑：290 90 8， =2 789 mm2， =6 836.3 mm平面内长细比验算：平面内长细比验算： =6 836.3/2=3 418.2 mm， =27.63 mm， = / =123.71200。 7.5 计计 算算 实实 例例1.92第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.92 平面外长细比验算平面外长细比验算： =6 836.3/2=3 418.2 mm， =40.93 mm， = / =167.02200。 下柱柱间支撑：下柱柱间支撑：2125 80 8， =3 197.8 mm2， =9 710.7 mm 平面内长细比验算：平面内长细比验算： =9 710.7/2=4 855.4 mm， =40.1 mm， = / =121.8200 平面外因有缀条与另一柱肢的斜杆相连，故可不作验算。平面外因有缀条与另一柱肢的斜杆相连，故可不作验算。外纵墙及山墙采用外纵墙及山墙采用MU10红机砖、红机砖、M2.5混合砂浆，混合砂浆，240 mm厚。砌在厚。砌在基础梁上。每基础梁上。每6 m柱距布置柱距布置2 100 3 600高窗和高窗和4 800 3 600低低窗窗。 7.5 计计 算算 实实 例例1.93第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.93 (2) 纵向抗震验算时的柱列总刚度。纵向抗震验算时的柱列总刚度。 纵向柱列刚度。纵向柱列刚度。 = mm/N =0.11104 N/mm 柱间支撑刚度。柱间支撑刚度。上柱柱间支撑上柱柱间支撑290 90 8，2 125 80 8，查，查钢结构设计规范钢结构设计规范得，得， 。 = 7.5 计计 算算 实实 例例 mm/N= 0.189x 10 mm/N=5.28104 N/mm1.94第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.94 7.5 计计 算算 实实 例例 外纵墙刚度外纵墙刚度 。外纵墙布置如图外纵墙布置如图7.18，外纵墙各区段柔度计算列表，外纵墙各区段柔度计算列表7-20计算如下。计算如下。图图7.18 外纵墙各区段柔度外纵墙各区段柔度1.95第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.95 7.5 计计 算算 实实 例例表表7-20 外纵墙各区段柔度外纵墙各区段柔度区段名称区段名称H(m)B(m)窗下墙窗下墙11.25600.02111.9910.7窗间墙窗间墙24.82.420.2510.7窗上墙窗上墙33.2600.0534.6810.7窗间墙窗间墙42.12.40.8751.6210.7窗上墙窗上墙52.36600.0399.3510.710.7=3.40104 N/mm1.96第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.96 7.5 计计 算算 实实 例例 边柱列总刚度。边柱列总刚度。 =(0.11+5.28+3.40)104 N/mm=8.79104 N/mm纵向基本周期的计算：纵向基本周期的计算： =0.230.000 25 x24 x =0.50 s边柱纵向水平地震作用的计算：边柱纵向水平地震作用的计算： = =0.101 s = =0.51.0(593.88+0.545.70)10+0.1143.0611+0.5(1 979.20+292.13)+0.7 534.5410 =5 601.60 kN1.97第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.97 7.5 计计 算算 实实 例例位于柱顶标高处的纵向水平地震作用为位于柱顶标高处的纵向水平地震作用为 = =288.86 kN =0.51.0(100.5410+420)+0.4143.0611 =1 027.43 kN位于吊车梁标高处的纵向水平地震作用为位于吊车梁标高处的纵向水平地震作用为 = =78.47 kN柱间支撑验算，柱间支撑受力如图柱间支撑验算，柱间支撑受力如图7.19所示。所示。图图7.19 柱间支撑受力图柱间支撑受力图1.98第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.98 7.5 计计 算算 实实 例例上柱支撑上柱支撑 = =262.31 kN = =28.2 N/mm2215 N/mm2下柱支撑下柱支撑 = =474.88 kN = =66.8 N/mm2215 N/mm2满足要求。满足要求。1.99第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.99 7.5 计计 算算 实实 例例【例例7.3】 如图单层砖柱厂房，屋面恒载为如图单层砖柱厂房，屋面恒载为1.7 kN/m2，雪荷载为，雪荷载为0.3 kN/m2，砖砌体重，砖砌体重19 kN/m3，窗重，窗重0.4 kN/m2，砖砌体强度为，砖砌体强度为MU10，砂，砂浆强度等级为浆强度等级为M5，设计烈度为，设计烈度为7度，设计地震分组为第二组，度，设计地震分组为第二组，类场地类场地土，进行横向抗震验算。土，进行横向抗震验算。 解解：E=1 600f=2.40106 kN/m2 (1) 截面特征和排架柔度。截面特征和排架柔度。 砖柱计算简图如图砖柱计算简图如图7.20所示。所示。1.100第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.100 7.5 计计 算算 实实 例例图图7.20 砖柱计算简图砖柱计算简图1.101第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.101 7.5 计计 算算 实实 例例 截面面积截面面积A。 A=0.250.37+0.243.0+0.130.37=0.816 m2 截面重心至柱外边缘的距离截面重心至柱外边缘的距离y。 y=(0.250.370.125+0.2430.37+0.130.370.555)/0.861=0.35 m 截面惯性矩截面惯性矩I。 I=0.37(0.133+0.253)+30.243+0.250.37(0.35-0.25/2)2+0.243.0(0.37-0.35)2+0.130.37(0.27-0.13/2)2 =11103m4 排架柔度排架柔度 。 = =1.0510-3 m/kN(2) 基本周期的确定。基本周期的确定。 集中到柱顶处重力荷载代表值。集中到柱顶处重力荷载代表值。1.102第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.102 7.5 计计 算算 实实 例例柱重：柱重： =0.8615.5192=180 kN墙重：墙重： =30.24(5.5-3.6)19+33.60.42=61 kN屋盖重：屋盖重： =6(6+0.5)1.72=133 kN雪重：雪重： =6(6+0.5)0.32=23 kN柱顶以上墙自重：柱顶以上墙自重： =60.60.24192=33 kN 集中到柱顶的重力荷载集中到柱顶的重力荷载G。 =0.25+0.25+1.0(+) =238 kN1.103第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.103 7.5 计计 算算 实实 例例 基本周期基本周期T。 T= = =1.0 s由钢筋混凝土屋架或钢屋架与砖柱组成的排架，周期调整系数为由钢筋混凝土屋架或钢屋架与砖柱组成的排架，周期调整系数为0.9。 T=0.90 s(3) 水平地震作用。水平地震作用。 集中到柱顶的重力荷载集中到柱顶的重力荷载G。 =1.0133+1.033+0.561+0.5180+0.523 =298 kN 排架水平地震作用排架水平地震作用F。 = =0.03 s = =0.90.030.8598=8 kN1.104第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.104 7.5 计计 算算 实实 例例【例例7.4】 如图如图7.21所示的单层砖柱厂房，瓦木屋盖屋面恒载为所示的单层砖柱厂房，瓦木屋盖屋面恒载为1 kN/m2，雪荷，雪荷载为载为0.3 kN/m2，砖砌体重，砖砌体重19 kN/m3，窗重，窗重0.4 kN/m2，砖砌体强度为，砖砌体强度为MU10，砂浆强度等级为砂浆强度等级为M5，设计烈度为，设计烈度为7度，设计地震分组为第二组，度，设计地震分组为第二组，类场地土，类场地土，对对B柱列进行纵向抗震验算。柱列进行纵向抗震验算。图图7.21 砖柱计算简图砖柱计算简图1.105第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.105 7.5 计计 算算 实实 例例解解： = m/kN柱重：柱重： =0.490.625.91913=443 kN墙墙 =(155.9+0.5152.7)0.24192=992 kN屋盖重：屋盖重： =154112=720 kN雪重：雪重： =1540.312=216 kN1.106第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.106集中到柱顶的重力荷载集中到柱顶的重力荷载G。 =0.25 +0.25 +1.0( + ) =1 187 kN基本周期基本周期T。 T= = =1.31 s水平地震作用。水平地震作用。集中到柱顶的重力荷载集中到柱顶的重力荷载G。 =1.0720+0.5443+0.5992+0.5216 =1 545.5 kN 7.5 计计 算算 实实 例例1.107第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.107 7.5 计计 算算 实实 例例由木屋架与砖柱组成的排架，周期调整系数为由木屋架与砖柱组成的排架，周期调整系数为1.0。 T=1.31 s = =0.021 =0.002 11 545.5=32.5 kN作用在一根柱的纵向水平地震作用作用在一根柱的纵向水平地震作用 kN1.108第第7章章 单层厂房抗震设计单层厂房抗震设计1.108 7.6 7.6 习习 题题1. 单层厂房在平面布置上有何要求？单层厂房在平面布置上有何要求？2. 如何进行单层厂房的横向抗震计算？如何进行单层厂房的横向抗震计算？3. 如何进行单层厂房的纵向抗震计算？如何进行单层厂房的纵向抗震计算？4. 简述厂房柱间支撑的设置构造要求。简述厂房柱间支撑的设置构造要求。5. 简述厂房系杆的设置构造要求。简述厂房系杆的设置构造要求。