尸移城辐建设◆李静／Ｌｉｊｉｎｇ［摘要］单层厂房结构是目前工业建筑中应用此较广泛的一种结构形式，其震害反应比较复杂，本文总结了单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计的要点，以资借鉴。［关键词］单层厂房；钢筋混凝土柱；抗震设计［文章编号］１６７２—７０４５（２００９）０５—００８５一０３［中图分类号］ＴＵ３５２．１＋１［文献标识码］ＡＡｂｓｔｒａｃｔ：Ｓｉｎｇｌｅ—ｓｔｏｒｅｙｗｏｒｋｓｈｏｐｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｐｒｅｓｅｎｔｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｂｕｉｌｄｉｎｇｓ．Ｉｔｓｒｅａｃｔｉｏｎｔｏｅａｄｈｑｕａｋｅｉｓｖｅｒｙｃｏｍｐｌｅｘ．Ｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎｅｓｓｅｎｔｉａｌｓｏｆｓｉｎｇｌｅ－ｓｔｏｒｅｙｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．ｗｏｒｋｓｈｏｐａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｉｎｔｈｅｐａｐｅｒａｎｄｃａｎｂｅｕｓｅｄｆｏｒＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｉｎｇｌｅ－ｓｔｏｒｅｙｗｏｒｋｓｈｏｐ；ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｎｃｒｅｔｅｃｏｌｕｍｎ；ｓｅｉｓｍｉｃｄｅｓｉｇｎ近年来，国内外抗震设防目标的发展总趋势是要求建筑物在使用期间，对不同频率和强度的地震，应具有不同的抵抗能力，即“小震不坏，中震可修，大震不倒”。房屋抗震结构设计时，在建筑方案图、结构初步设计阶段就应及时引入抗震的“概念设计”，依据“概念设计”的基本思想，结构良好的抗震性能，首先取决于良好的结构体系及合理的结构布置。单层厂房结构是目前工业建筑中应用比较广泛的一种结构形式，由于其用途的不同，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比较复杂。总体而言，做好以下几方面设计，可使单层厂房的结构布置合理科学。沿纵向宜均匀对称布置。砌体隔墙与柱宜脱开或采用柔性连接，并应采取措施保证墙体稳定，隔墙顶部应设置现浇钢筋混凝土压顶梁。１．２屋盖选用轻屋盖可减小地震作用。一般情况下，可采用预应力钢筋混凝土屋架或屋面梁。跨度大于２４ｍ，或８度ＩＩＩ、ＩＶ类场地和９度时可采用钢屋架；柱距为１２ｍ时，可采用预应力混凝土托架。１．３天窗突出屋面的门形天窗架，地震时位移反应较大，为了保证天窗和整个厂房的安全，必须减轻天窗屋盖的重量及地震反应，在１符合一般规定的要求１．１体型单层厂房的平面、竖向布置应注意体型简单、规则，各部分结构刚度、质量均匀对称，避免体型曲折复杂、凹凸变化，尽可能选用长方形平面体型。在厂房两端不宜采用无端屋架的山墙承重方案。厂房的同一结构单元内，不应采用不同的结构型式，不应采用横墙和排架混合承重。柱列的侧移刚度宜均匀，厂房的围护墙万方数据尸移城壤建设天窗的选型卜最好采用钢天窗架和轻型屋面板材。有条件的地区尽量推广横向天窗、井式天窗和采光罩。１．４围护墙体相关震害资料显示，厂房的外围砖墙在地震后普遍开裂外闪，有的连同圈梁大面积倒塌，而大型墙板厂房则震害较轻，或震后基本完好。因此，有条件的情况下，围护墙应优先选用大型墙板或其他轻质板材。３．１无檩屋盖构件的连接与支撑布置大型屋面板应与屋架焊牢，靠柱列的屋面板与屋架的连接焊缝长度不宜小于８０ｍｍ。６度和７度时，有天窗厂房单元的端开间，或８度和９度时各开间，宜将垂直屋架方向两侧相邻的大型屋面板的顶面彼此焊牢。８度和９度时，大型屋面板端头底面的预埋件宜采用角钢并与主筋焊牢。屋架端３构造措施３．２有檩屋盖构件的连接与支撑布置檩条应与屋架焊牢，并有足够的支撑长度；双脊檩应在跨度ａ／３处相护拉结；槽瓦、瓦楞铁、石棉瓦等应与檩条拉结。有檩屋盖的支撑布置宜符合表２。３．３屋架屋架上弦第一节间和梯形屋架端竖杆的配筋，６度和７度时不宜少于４①１２，８度和９度时不宜少于４①１４。梯形屋架的端竖杆截面宽度宜与上弦宽度相同。屋架上弦端部支撑屋面板的小立柱的截面不宜小于２００ｒａｍ２计算重点柱是主要承重构件，即使个别柱失效，也可能导致结构全面倒塌；同时，柱为偏压构件，其截面变形能力远不如以弯曲作用为主的梁。设计柱时，要提高其延性，使其在进入弹塑性工作阶段后仍能具有足够的变形能力和承载力。部顶面预埋件的锚筋，８度时不宜少于４（Ｐ１０，９度时不宜少于４①１２。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连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。屋盖支撑布置宜符合表１的要求。表１无檩屋盖的支撑布置烈度２００ｒａｍ，高度不宜大于５００ｒａｍ，主筋宜采用门形，６度和７度时不宜少于４①１２，８度和９度时不宜少于４（Ｐ１４，箍筋可采用①６，间距宜为ｌＯＯｍｍ。钢筋混凝土组合屋架的上弦宜为矩形截面，下弦应采用型钢。３．４柱为了增加钢筋混凝土柱的延支撑名称６、７度８度９度上弦横向支撑屋架跨度小于１８ｍ时同非抗厂房单元端开间及柱问支撑开间各设一道，天窗开洞范围的两端震设计，跨度不小于１８ｍ时在各增设局部支撑一道Ｊ‘房单元端开间各设一道沿屋架跨度不大于１５ｍ设＋·道，但沿尾架跨度不大于１２ｍ设一装配整体式屋面可不设；围护墙在道，但装配整体式屋面可不设；屋架上弦高度有现浇圈梁时，其端围护墙在屋架卜弦高度有现浇部处可不另设圈梁时，其端部处可不另设同非抗震设计同非抗震设计同上弦横向支撑厂房单元端开间及每隔４８ｍ各设一道上弦通长水平系杆屋架支撑下弦横向支撑跨中竖向支撑两端竖向屋架端部高度小于９００ｍｍ屋架端部高度大于９００ｒａｍ厂房单元端开间各设一道厂房单元端开间各设—道支撑厂房单元端开间及柱间支撑开间厂房单元端开间，柱间支撑开各设一道间及每隔３０ｍ各设一道天窗架支天窗两侧竖向支撵上弦横向支撑厂房单元天窗端开间及每隔厂房单元天窗端开间及每隔２４ｍ厂房单元天窗端开间及每隔３０ｍ各设一道各设一道１８ｍ各设一道同非抗震设计天窗跨度大于９ｍ时，厂房单元天窗厂房单元天窗端开问及柱间支端开间和柱问支撑开间各设一道撑』Ｆ间各设一道撑／万方数据尸移旗貔建设、表２有檩屋盖支撑布置烈度支撑名称６、７度厂房单元端开间各设一道８度９度上弦横向支撑屋架支撑下弦横向支撑跨中竖向支撑端部竖向支撑上弦横向支撑厂房单元端开间及厂房单元长度大于厂房单元端开间及厂房单元６６ｍ的柱间支撑开间各设一道；天窗开长度大于４２ｍ的柱间支撑开间洞范围的两端各增设局部支撑一道各设一道；天窗开洞范围的两端各增设局部上弦横向支撑同非抗震设计一道屋架端部高大于９００ｒａｍ时，厂房单元端开间及柱间支撑开间各设一道厂房单元天窗端开间各设一道厂房单元天窗端开间及每隔３０ｍ各设厂房单元天窗端开间及每隔厂房单元天窗端开间及每隔一道１８ｍ各设一道３６ｍ各设一道天窗架支撑两侧竖向支撑性，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５００ｒａｍ并不小于柱截面长边尺寸；（２）上柱上３００ｒａｍ高度范围内；（３）牛腿或肩梁取全高；（４）柱根取下柱柱底至室内地坪以上５００ｒａｍ；（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，取上下各３００ｒａｍ。３．５柱间支撑柱间支撑是保证厂房纵向刚度和抵抗地震作用的重要抗侧力构件。一般情况下，应在厂房单元中部设置上下柱间支撑；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柱支撑。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。柱间支撑的杆件应采用型钢，支撑形式宜采用交叉式，其斜杆与水平面的交角不宜大于５５。，对柱间支撑的长细比应有所控制。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。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。３．６连接节点用螺栓，９度时宜采用钢板铰或螺栓，屋架下必须垫支承垫板，厚度厂房竖向按上密西稀的原则，每隔４ｍ左右，在窗顶标高增设现浇圈梁一道；当采用钢筋混凝土大型墙板时，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。取阶形柱自牛腿面至吊车梁面以８度时，屋架与柱的连接宜采不宜小于１６ｒａｍ，柱顶预埋件与柱４结语头应加强锚固，锚筋宜采用４①１４（８度）和４①１６（９度）。对有柱问支撑的柱子，柱顶预埋件还应增设抗地震剪力的抗剪钢板。３．７围护墙体为了避免地震时砖围护墙的外闪和倒塌，增加墙体平面外的稳定，砖围护墙应沿全高与柱子牢固拉结，转角处应沿两个主轴方向与柱拉结，柱顶以上的墙体与屋架端部拉结，围护墙顶部与屋面板、天沟板拉结。当采用预制墙梁时，要求每层墙顶面必须与其上面的墙梁底面，用连接钢筋或钢板互相拉结。闭合圈梁能增加厂房的整体性，减轻砖墙震害，其设置要求总之，在工程设计一开始时，就应把握好能量输入、房屋体形、结构体系、刚度分布、构件延性等几个主要方面，从根本上消除建筑中的抗震薄弱环节，再辅以必要的计算，使房屋建筑具有良好的抗震陛能和足够的抗震可靠度。参考文献【１】ＧＢ５００１７－－２００３，钢结构设计规范【ｓ】．ｆ２］ＧＢ５００１０－－－－２００２，混凝土结构设计规范［ｓ】．【３】张耀春．钢结构设计原能理【Ｍ】．高等教育出版社，２００４．为：圈梁沿平面必须闭合；在屋架位嚯｝》ｆ；》●痧端头上弦处、柱顶标高处，各设一道；当屋架端头高度不大于９００ｍｍ时，可仅在柱顶或屋架端头上弦标高各设一道；８度、９度区，应沿李静，现任职于梧州市建嚣ｉ乎｛＋咛收稿日期：２００９—０３—１９万方数据浅析单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计要点
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
李静， Li jing梧州市建筑设计院
广西城镇建设
CITIES AND TOWNS CONSTRUCTION IN GUANGXI2009，\"\"(5)0次
1.GB 50017-2003.钢结构设计规范2.GB 50010-2002.混凝土结构设计规范3.张耀春 钢结构设计原能理 2004
1.期刊论文 赵传智.杨伟军.杨春侠.Zhao Chuanzhi.Yang Weijun.Yang Chunxia 钢筋混凝土单层厂房柱的动态可靠度分析 -工业建筑1999,\"\"(4)
在现行JCSS方法及有关研究资料的基础上[1],提出了一种对钢筋混凝土单层厂房柱及其他柱的动态可靠度分析方法,编制了实用分析程序,分析了大量工程实例,得出了一些有益的结论,可供设计、基建管理和研究人员参考.
2.期刊论文 马令勇.姜伟.Ma Lingyong.Jiang Wei 用模糊神经网络方法预测单层钢筋混凝土柱厂房震害 -东北林业大学学报2008,36(12)
对单层钢筋混凝土柱厂房抗震性能进行了数值试验,提出了基于二次综合评判的模糊神经网络预测方法,并以试验资料进行训练和预测.结果表明,该方法对单层钢筋混凝土柱厂房抗震性能预测效果较好,适宜于该类结构方案选择时应用.
3.学位论文 李晓平 武钢现有单层钢筋混凝土柱厂房抗震鉴定及抗震防灾技术对策研究 1998
该文对武钢厂区现有单层厂房中的钢筋混凝土柱厂房,进行抗震鉴定和抗震防灾技术对策的研究.该文吸取现有单层钢筋混凝土柱工业厂房的抗震研究成果,总结武钢厂区设防烈度下单层工业厂房的主要震害及抗震防灾技术对策,并提出了武钢厂区抗震鉴定的方法和步骤.结合工程实际对武钢厂区已有的典型单层工业厂房采用该文提出的方法进行抗震鉴定,指出抗震承载能力和构造方面的主要问题,并提出抗震加固的建议.在综合分析成果的基础上,对武钢厂区现有的单层厂房的抗震性能的现状进行了总结.通过以上诸方面的研究,期望能对武钢现有单层厂房的抗震鉴定工作有一定的指导作用,并为有关部门的领导和专家决策时提供参考,而且对其它类似的单层工业厂房的抗震鉴定工作也有一定参考价值.
4.会议论文 张重阳.康信江.王恒华 钢梁屋盖单层厂房经济性评价 2003
本文对三个工程实例的两种设计方案——钢筋混凝土柱+钢梁屋盖方案和门式刚架方案——进行了对比,并对单层厂房的结构形式选择提出了初步建议.
5.期刊论文 李春海.李云霄.朴艳君.王洪升 便于分期施工的单层厂房结构设计 -工业建筑1998,28(9)
1引言
单层钢筋混凝土柱工业厂房,一般为排架结构,既有柱间支撑,又有屋架(屋面梁)支撑.由于建设资金不足等方面的原因,廊坊市某机械厂下料车间需要分期施工.并且,先期工程作为一个独立的单元需满足规范[1]要求,先、后期工程作为一个整体,也要满足规范要求,这就给工程设计带来了一定的难度,笔者通过工程实例,较好地解决了该问题.
该车间计划设计为两跨七开间钢筋混凝土排架结构单层工业厂房,其墙、柱平面如图1所示.
6.期刊论文 王进.Wang Jin 单层钢筋混凝土厂房的快速设计方法 -天然气与石油1999,17(2)
通过对某单层厂房设计步骤的介绍,分析探讨了利用厂房标准图集来设计钢筋混凝土柱单层厂房的一种快速简便设计方法.
7.期刊论文 谢健中.张磊.Xie Jianzhong.Zhang Lei 钢-混凝土排架体系与轻钢门式刚架的比较 -工业建筑2006,36(6)
在工业厂房中,常用的结构体系有排架体系和刚架体系.因此对中小型单层厂房中实腹式钢柱加实腹式钢板梁排架体系,实腹式钢柱加空腹钢管桁架排架体系以及钢筋混凝土柱加空腹钢管桁架排架体系与轻钢门式刚架进行了综合比较.
8.学位论文 李辉煌 钢管混凝土柱框架节点试验研究 2005
钢管混凝土结构应用于土木建筑工程已有近百年历史，我国从1959年开始研究钢管混凝土的基本性能和应用，1963年成功地应用于北京地铁车站工程，70年代又相继在冶金、造船、电力等部门的单层厂房和重型构架中得到成功的应用。近年建造的北京地铁西单站及天安门东站也采用了钢管混凝土柱，在这些地铁工程中，钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁板的框架节点多采用焊接连接的方案。
广州地铁公园前车站结构设计中，在两层的标准段采用钢筋混凝土柱，车站三层节点及联络线区段，因受建筑等其它专业限制，立柱断面尺寸不能加大，其轴压比无法满足规范要求，因此采用钢管混凝土柱。而且根据工程周围的施工环境，三层结构地段采用盖挖逆筑法施工。由于钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁板的材料不同，钢管混凝土柱和钢筋混凝土梁板的框架节点比较复杂和困难。因此，设计中采用了磨擦型高强螺栓将梁板连接件与钢管柱连接的框架节点方案。
车站地下三层结构中，地下二层为地铁一号线列车运行层，承受着静载和列车运行产生的动载，因此，框架节点的受力情况及其动荷载对节点的影响，关系到结构和今后地铁运营的安全，是工程成败的关键，需要对这种新型的框架节点方案进行试验研究。
本研究采用相似节点模型试验的方法，研究广州地铁公园前车站钢管混凝土柱—钢筋混凝土梁、板框架节点，在静力、动力和疲劳荷载作用下的抗剪性能，并通过三维有限元分析节点的应力和变形，得出节点的抗剪特性，通过两种方法的对比，对地铁车站中采用磨擦型高强螺栓将梁板连接件与钢管柱连接的框架节点方案的安全可靠性进行评价。
试验研究得出：在地铁车站中采用磨擦型高强螺栓将梁板连接件与钢管柱连接的框架节点方案是安全可靠的，而且列车运行产生的循环荷载对框架节点抗剪性能影响很小，并提出框架节点的抗剪能力计算式：
Nu=A1fx(1+√θ+θ)ββ=√Ac/A1θ=Aafa/Acfc式中A1—局部受压面积Aa、fa—分别为钢管的横截面面积和钢管的抗拉强度设计值Ac、fc—分别为
钢管内核心混凝土面积和混凝土的抗压强度设计值
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