福州大学：《建筑结构抗震设计》课程教学资源（PPT课件）第七章 单层钢筋砼厂房抗震设计

第章 单层钢筋砼厂房抗狼设计

第七章 单层钢筋砼厂房抗震设计

§7-1 震害及其分析analysis&seismic disaster 一、屋盖系统the roof system: 1、屋面板滑动坠落，2、屋梁与柱头联结的破坏， 3、 形天窗架与屋架联结的破坏，4、屋架支撑失稳弯曲. 二、手the columns 1上柱在牛腿附近因弯曲受损出现水平裂缝，酥裂或析断。 2、高振型影响使高低两个屋盖产生相反方向的运动，使厂 房中柱支承低跨屋盖的牛腿增大水平拉力、产生竖裂缝。 3、下柱、在柱根附近产生水平裂缝或秫裂， 4、柱间支撑与柱的连接部位， 由于支撑应力集中，柱上出 现水平裂缝。 垟体the walls: 单层厂房围护垟，高低跨封垟， 如果没有设防，与柱、屋 架连接不强、地震时容易外闪，连同圈梁大面积倒塌。 四、支撑the braces: 支撑布置不合理、数量不足、产生失稳，使主体结构错 位与倾倒

§7-1 震害及其分析analysis & seismic disaster 一 、屋盖系统the roof system: 1、屋面板滑动坠落, 2、屋梁与柱头联结的破坏, 3、 形天窗架与屋架联结的破坏,4、屋架支撑失稳弯曲. 二、柱子the columns 1上柱在牛腿附近因弯曲受损出现水平裂缝，酥裂或析断。 2、高振型影响使高低两个屋盖产生相反方向的运动，使厂 房中柱支承低跨屋盖的牛腿增大水平拉力、产生竖裂缝。 3、下柱、在柱根附近产生水平裂缝或秫裂， 4、柱间支撑与柱的连接部位，由于支撑应力集中，柱上出 现水平裂缝。 三、垟体the walls: 单层厂房围护垟，高低跨封垟，如果没有设防,与柱、屋 架连接不强、地震时容易外闪，连同圈梁大面积倒塌。 四、支撑the braces: 支撑布置不合理、数量不足、产生失稳，使主体结构错 位与倾倒

§7-2 抗震设计一般规定 the common provisions of seismic design: 一、总体布置要求 the demands of collectivity disposal of structure 1、多跨厂房宜采用等高厂房， 2、厂房贴建房屋不宜布置在厂房角落， 3、厂房体型复杂或有贴建房屋时宜设防震缝。 4.围护烊宜采用外贴式，但单跨厂房两侧均采用嵌砌式。 5.砌体隔垟宜与柱脱开或柔性连接； 6.厂房端部宜设屋架，不宜采用山垟承重； 7.天窗架宜从厂房单元端部第三柱间开始设置。 二、结构造型的要求the sculpt demands of structure e1、 突出屋面的天窗 6-8度采用钢砼天窗架 9度宜采用钢天窗架 2、屋架：一般情况下采用钢砼或予应力砼屋架。 跨度>24m,或8度区Ⅲ、V类场地，9度时 采用钢屋架

§7-2 抗震设计一般规定 the common provisions of seismic design： 一 、总体布置要求 the demands of collectivity disposal of structure 1、多跨厂房宜采用等高厂房, 2、厂房贴建房屋不宜布置在厂房角落， 3、厂房体型复杂或有贴建房屋时宜设防震缝。 4.围护垟宜采用外贴式，但单跨厂房两侧均采用嵌砌式。 5.砌体隔垟宜与柱脱开或柔性连接； 6.厂房端部宜设屋架，不宜采用山垟承重； 7.天窗架宜从厂房单元端部第三柱间开始设置。 二、结构造型的要求the sculpt demands of structure 1、突出屋面的天窗 6-8度采用钢砼天窗架 9度宜采用钢天窗架 2、屋架：一般情况下采用钢砼或予应力砼屋架。 跨度>24m，或8度区Ⅲ、Ⅳ类场地，9度时 采用钢屋架

3.厂房柱： 宜采用矩形，I字形、斜腹杆双肢柱。不宜采用薄壁开 孔，子制腹板的H字型柱。 4、围护烊： 宜用轻质烊板一高低跨厂房的高跨封烊，纵横跨交接处的 悬烊，应采用大型铪垟板-外侧柱距为12。 §7-3单层钢筋砼厂房抗震设计 the design of resisting seism for reinforced concrete monolayer workshop 单层铪柱厂房，应分别接横向和纵向两个方向进行抗 震计算，一般用底部剪力法，对结构复杂，质量与刚度 分布很不均匀的厂房宜采用振型分解反应谱法。对建立 在7度I、Ⅱ类场地，柱高〈10m且两端有山垟的单跨或等 高多垮可不进行抗震验算，只需符合构造要求

3.厂房柱： 宜采用矩形，I字形、斜腹杆双肢柱。不宜采用薄壁开 孔，予制腹板的H字型柱。 4、围护垟： 宜用轻质垟板—高低跨厂房的高跨封垟,纵横跨交接处的 悬垟，应采用大型铪垟板-外侧柱距为12m。 §7-3单层钢筋砼厂房抗震设计 the design of resisting seism for reinforced concrete monolayer workshop 单层铪柱厂房，应分别接横向和纵向两个方向进行抗 震计算，一般用底部剪力法，对结构复杂，质量与刚度 分布很不均匀的厂房宜采用振型分解反应谱法。对建立 在7度Ⅰ、Ⅱ类场地，柱高<10m且两端有山垟的单跨或等 高多垮可不进行抗震验算，只需符合构造要求

一、横向计算the transverse calculation: (一)基本假定the essential suppositions: 1.厂房按平面排架计算，但须考虑山烊对厂房空间 工作，屋盖弹性变形与扭转，以及吊车桥架的影响。一 通过不同调整系数对地震作用、地震内力加以调整。 2.厂房按平面排架进行动力计算时，将重力荷载集中 于柱顶和吊车梁标高处（如有必要时）. 3.地震作用沿厂房高度倒三角形分布。 (二)厂房在横向地震作用下的分析方法 the transverse analysis of monolayer workshop on seismic actions ◆ 1.考虑屋盖平面的弹性变形，按多质点空间 结构分析厂房内力一适合于电算。 2.按平面铰接排架计算，适合手算（计算结 构与实际情况有差异，计算结果应进行修正)

一 、横向计算the transverse calculation: （一）基本假定the essential suppositions: 1.厂房按平面排架计算，但须考虑山垟对厂房空间 工作，屋盖弹性变形与扭转，以及吊车桥架的影响。— 通过不同调整系数对地震作用、地震内力加以调整。 2.厂房按平面排架进行动力计算时,将重力荷载集中 于柱顶和吊车梁标高处(如有必要时). 3.地震作用沿厂房高度倒三角形分布。  (二）厂房在横向地震作用下的分析方法  the transverse analysis of monolayer workshop on seismic actions  1.考虑屋盖平面的弹性变形，按多质点空间  结构分析厂房内力—适合于电算。  2.按平面铰接排架计算，适合手算（计算结  构与实际情况有差异，计算结果应进行修正）

三) 结构计算简图及重力荷载代表值计算 the calculating sketches gravity loads 单层厂房的横向抗震计算，与静力计算一样，取单排架 作为计算单元。 根据厂房类型和质量分布不同，取重量集中在不同的标 高处，下端固定于基础顶面的竖直弹性杆作为计算简图 由于在计算周期和计算地震作用时采用的简化假定各不 相同，故其计算简图和重力荷载集中方法要分别考虑。 1、确定自振周期 the determining oneself shaking periods: 屋盖重量占整个排架重量较大部分，故把排架各部分 重量，经折算后集中于屋盖下缘处。 ∴。单跨和等高多跨厂房可作为单质点体系。 两跨不等高厂房可作为二质点体系。 三跨不等高厂房可作为三质点体系

 (三）结构计算简图及重力荷载代表值计算  the calculating sketches & gravity loads  单层厂房的横向抗震计算，与静力计算一样,取单排架 作为计算单元。 根据厂房类型和质量分布不同，取重量集中在不同的标 高处，下端固定于基础顶面的竖直弹性杆作为计算简图。 由于在计算周期和计算地震作用时采用的简化假定各不 相同，故其计算简图和重力荷载集中方法要分别考虑。  1、确定自振周期  the determining oneself shaking periods:  屋盖重量占整个排架重量较大部分，故把排架各部分 重量，经折算后集中于屋盖下缘处。  ∴ 单跨和等高多跨厂房可作为单质点体系。  两跨不等高厂房可作为二质点体系。  三跨不等高厂房可作为三质点体系

。集中于第高跨屋盖处的重力荷载代表值为： G。=1.0G高跨屋盖十0.5G高跨雪+0.5G高跨积灰+0.5G高跨吊车梁（边柱） +0.25G高跨外纵举+0.25G高跨边柱+0.5G中堆上柱 +1.0G痴跨+0.5G高跨封十1.0G高跨封样榜 1 11 集中于第低跨屋盖处重力荷载代表为： G=10G高跨屋盖+0.5G高跨香+0.5G高跨积灰+0.5G高跨吊车梁（边柱） + 0.25G低跨纵垟+1.0G低跨檐垟+1.0G高跨吊车梁 (中)+0.25G中柱下柱+0.5G柱中柱+0.5G高跨封

 ∴ 集中于第i高跨屋盖处的重力荷载代表值为：  +0.25G高跨外纵垟  +1.0G高跨檐垟+ 0.5G高跨封垟 + 1.0G高跨封垟檐垟 0 ( ) G G G G G = + + + 1.0 0.5 0.5 0.5 高跨屋盖 高跨雪 高跨积灰 高跨吊车梁 边柱 +0.25G高跨边柱 + 0.5G中柱上柱 集中于第i低跨屋盖处重力荷载代表为： + 0.25G低跨纵垟+1.0G低跨檐垟 +1.0G高跨吊车梁 （中）+0.25G中柱下柱 +0.5G柱中柱 +0.5G高跨封 0 ( ) G G G G G = + + + 1.0 0.5 0.5 0.5 高跨屋盖 高跨雪 高跨积灰 高跨吊车梁 边柱

说明：1)各项重量均取一个柱间（计算单元) 2)对于不等高厂房，高跨吊车梁也就近 集中于相邻低跨屋盖处： 3)计算厂房自振周期时，一般不考虑吊车 重量及吊车影响，计算结果偏于安全。 2、确定地震作用the determining seismic actions 对于设有桥式吊车的厂房，除了把厂房质量集中于 屋盖标高处外，还要考虑吊车重量对柱子的不利影响， 把某跨吊车的全部重量置于该跨任一柱子的吊车梁顶面 处。 (G4) G3

说明：1）各项重量均取一个柱间（计算单元）  2）对于不等高厂房，高跨吊车梁也就近 集中于相邻低跨屋盖处；  3）计算厂房自振周期时，一般不考虑吊车  重量及吊车影响，计算结果偏于安全。  2、确定地震作用the determining seismic actions  对于设有桥式吊车的厂房，除了把厂房质量集中于 屋盖标高处外，还要考虑吊车重量对柱子的不利影响， 把某跨吊车的全部重量置于该跨任一柱子的吊车梁顶面 处。 x (t) i x (t) i

集中于第屋盖的重力荷载代表值 ◆G,=1.0G屋盖+0.5雪载+0.5积灰+1.0G悬挂 +0.75G吊车梁t0.5G柱+0.5G纵垟+0.5G悬拌 集中于吊车梁顶面处的重量： G:=G吊车梁重量+G吊车桥重梁 (四)横向自振周期计算 the calculation for oneself shaking transverse periods ◆1、单跨和等高多跨厂房一大部分质量集中于屋盖处， 按单质点体系计算。 T=2π， G6≈2Gδ 2、1 两跨不等高厂房 简化为二质点体系。 T1=2 G1△3+G2△2 VG1△1+G2△2 ◆3、三跨不对称带升高中跨厂房 计算这类厂房自振周期，可简化为质点体系用能 量法计算。 G1△？+G2△3+G3△3 Ti= 2 G1△1+G2△2+G3△3 ∑G△

 集中于第i屋盖的重力荷载代表值   +0.75G吊车梁+0.5G柱+0.5G纵垟 +0.5G悬垟 集中于吊车梁顶面处的重量：  (四）横向自振周期计算  the calculation for oneself shaking & transverse periods  1、单跨和等高多跨厂房—大部分质量集中于屋盖处， 按单质点体系计算。   2、两跨不等高厂房——简化为二质点体系。   3、三跨不对称带升高中跨厂房  计算这类厂房i自振周期，可简化为i质点体系用能 量法计算。    G g G T = 2  2 Gi = G吊车梁重量 + G吊车桥重梁 G G G i = + + + 1.0 0.5 0.5 1.0 屋盖 雪载 积灰 悬挂 1 1 2 2 2 2 2 2 1 1 1 2  +   +  = G G G G T i i i i G G G G G G G G T     =  +  +   +  +  = 2 1 1 2 2 3 3 2 3 3 2 2 2 2 1 1 1 2 2

(五) 横向自振周期的修正 the correction for oneself shaking transverse periods 上述横向自振周期的计算是按铰接排架简图进行的 但实际上屋架与柱焊接存在某些刚按作用。纵烊对增大 横向排架刚度也有一定影响，所以实际上自振周期比计 算值小。 所以《规范》规定，按平面铰接排架计算横向自振 周期，应加以调整： (1)由铪屋架与铪柱或钢柱组成排架， 有纵烊时取周期 计算值的80%，无纵垟时取90%。 (2)由铪屋架（或组合屋架）与砖柱组成的排架，取周 期计算值90%。 (3)由木屋架，钢木屋架或轻钢屋架与砖柱组成排架， 取原周期计算值

 （五）横向自振周期的修正  the correction for oneself shaking & transverse periods  上述横向自振周期的计算是按铰接排架简图进行的， 但实际上屋架与柱焊接存在某些刚按作用。纵垟对增大 横向排架刚度也有一定影响，所以实际上自振周期比计 算值小。  所以《规范》规定，按平面铰接排架计算横向自振 周期，应加以调整：  （1）由铪屋架与铪柱或钢柱组成排架，有纵垟时取周期 计算值的80%，无纵垟时取90%。  （2）由铪屋架（或组合屋架）与砖柱组成的排架，取周 期计算值90%。  （3）由木屋架，钢木屋架或轻钢屋架与砖柱组成排架， 取原周期计算值