哈尔滨工业大学：《建筑结构抗震设计》课程教学资源（PPT讲稿）第五章 单层钢筋混凝土柱厂房

第5章单层钢筋混凝土柱厂房 ◆一、课程内容: ◆§5-1震害及其分析 ◆§5-2抗震设计一般规定 ◆§5-3单层单跨厂房抗震计算 ◆§5-4抗震构造措施 ◆§5-5单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计 ◆二、重点和难点:1、§5-1震害及其分析(破坏机理) 2、§5-3单层单跨厂房抗震计算 ◆三、基本要求:§5-5单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 第5章 单层钢筋混凝土柱厂房 一、课程内容： §5-1 震害及其分析 §5-2 抗震设计一般规定 §5-3 单层单跨厂房抗震计算 §5-4 抗震构造措施 §5-5单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计 二、重点和难点：1、§5-1 震害及其分析(破坏机理) 2、§5-3 单层单跨厂房抗震计算 三、基本要求：§5-5单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计

§5-1震害及其分析 装配式单层钢筋混凝土柱厂房,是工业建筑中采 用得比较普遍的一种建筑类型。从震害分析来看,存 在着屋盖重、连接差、支撑弱、构件强度不足等薄弱 环节。 ◆一、屋盖系统 ◆二、柱 ◆三、墙体 ◆四、支撑 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 §5-1震害及其分析 装配式单层钢筋混凝土柱厂房，是工业建筑中采 用得比较普遍的一种建筑类型。从震害分析来看，存 在着屋盖重、连接差、支撑弱、构件强度不足等薄弱 环节。 一、屋盖系统 二、柱 三、墙体 四、支撑

、屋盖系统 ◆主要震害表现为: 屋面板震落(主要原因是由于屋面板与屋架(梁) 的焊点数量不足或焊接不牢,板间没有灌缝或灌缝质 量很差)、屋面板错动以及屋架(梁)与柱连接处破坏 (因为构件支承长度不足,施焊不符合要求,或埋件 锚固强度不足所致)。 天窗架刚度远小于下部主体结构,且处于厂房最 高部位,由于“鞭端效应”的影响,地震作用较大, 而其与屋架的连接构造又过于薄弱,支撑强度稳定性 不足,尤其是当纵向焊接质量较差时,极易发生倾斜, 严重的甚至倒塌。 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 一、屋盖系统 主要震害表现为： 屋面板震落（主要原因是由于屋面板与屋架(梁) 的焊点数量不足或焊接不牢，板间没有灌缝或灌缝质 量很差）、屋面板错动以及屋架(梁)与柱连接处破坏 （因为构件支承长度不足，施焊不符合要求，或埋件 锚固强度不足所致）。 天窗架刚度远小于下部主体结构，且处于厂房最 高部位，由于“鞭端效应”的影响，地震作用较大， 而其与屋架的连接构造又过于薄弱，支撑强度稳定性 不足，尤其是当纵向焊接质量较差时，极易发生倾斜， 严重的甚至倒塌

二、柱 ◆钢筋混凝土柱常见的震害有 (1)上柱在牛腿附近因弯曲受拉出现水平裂缝、酥 裂或折断; (2)上柱柱头由于与屋架连接不牢、连接件被拔出 或松动引起劈裂或酥碎; ◆(3)下柱由于内力过大,承载力不足,在柱根附近 产生水平裂缝或环裂;震害严重时可发生酥碎、错位, 乃至折断; (4)设有柱间支撑的厂房,在柱间支撑与柱的连接 部位,由于支撑应力集中,多有水平裂缝出现。 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 二、柱 钢筋混凝土柱常见的震害有 (1)上柱在牛腿附近因弯曲受拉出现水平裂缝、酥 裂或折断； (2)上柱柱头由于与屋架连接不牢、连接件被拔出 或松动引起劈裂或酥碎； (3)下柱由于内力过大，承载力不足，在柱根附近 产生水平裂缝或环裂；震害严重时可发生酥碎、错位， 乃至折断； (4)设有柱间支撑的厂房，在柱间支撑与柱的连接 部位，由于支撑应力集中，多有水平裂缝出现

、墙体(和)四、支撑 ◆三、墙体 单层钢筋混凝土柱厂房外围护砖墙、高低跨处的 高跨封墙和纵、横向厂房交接处的悬墙,过去都仅视 作围护结构,大都未经设防,这些墙较高,与柱及屋 盖连接较差,地震时最容易外闪,连同圈梁大面积倒 塌;特别是髙跨封墙倒塌,更易砸坏低跨屋盖,砸坏 厂房设备,造成严重的次生灾害。 ◆四、支撑 在一般情况下,屋盖支撑和柱间支撑多系按构造 设置,而且有的工程支撑数量不足,形式不够合理、 刚度偏弱,强度偏低等,地震时极易失稳。当节点板 构造单薄,在地震作用下容易扭折,或焊缝被撕开, 或拉脱锚件、拉断锚筋,致使支撑失效,造成主体结 构错位或倾倒。 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 三、墙体（和）四、支撑 三、墙体 单层钢筋混凝土柱厂房外围护砖墙、高低跨处的 高跨封墙和纵、横向厂房交接处的悬墙，过去都仅视 作围护结构，大都未经设防，这些墙较高，与柱及屋 盖连接较差，地震时最容易外闪，连同圈梁大面积倒 塌；特别是高跨封墙倒塌，更易砸坏低跨屋盖，砸坏 厂房设备，造成严重的次生灾害。 四、支撑 在一般情况下，屋盖支撑和柱间支撑多系按构造 设置，而且有的工程支撑数量不足，形式不够合理、 刚度偏弱，强度偏低等，地震时极易失稳。当节点板 构造单薄，在地震作用下容易扭折，或焊缝被撕开， 或拉脱锚件、拉断锚筋，致使支撑失效，造成主体结 构错位或倾倒

§5-2抗震设计一般规定 ◆规范对钢筋混凝土柱厂房的抗震设计在以下几方面有 具体规定: 厂房结构布置 ◆二、厂房天窗架的设置 厂房屋架的设置 ◆四、厂房柱的设置 ◆五、厂房围护墙和女儿墙的布置 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 §5-2抗震设计一般规定 规范对钢筋混凝土柱厂房的抗震设计在以下几方面有 具体规定： 一、厂房结构布置 二、厂房天窗架的设置 三、厂房屋架的设置 四、厂房柱的设置 五、厂房围护墙和女儿墙的布置

、厂房结构布置 (1 )多跨厂房宜等高和等长。 (2)厂房的贴建房屋和构筑物,不宜布置在厂房的角部和紧 邻沉降缝处。 (3)厂房体形复杂或有贴建房屋和构筑物时,宜设防震缝 (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。 (5)厂房内上吊车的铁梯不应靠近防震缝设置;多跨厂房上 吊车的铁梯不宜设置在同一横向轴线附近。 (6)厂房平台应与厂房主体结构脱开。 (刀)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。 (8)厂房各柱列侧移刚度应均匀。 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 一、厂房结构布置 (1)多跨厂房宜等高和等长。 (2)厂房的贴建房屋和构筑物，不宜布置在厂房的角部和紧 邻沉降缝处。 (3)厂房体形复杂或有贴建房屋和构筑物时，宜设防震缝。 (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。 (5)厂房内上吊车的铁梯不应靠近防震缝设置；多跨厂房上 吊车的铁梯不宜设置在同一横向轴线附近。 (6)厂房平台应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。 (8)厂房各柱列侧移刚度应均匀

二、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 9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;6-8度时,可采 用矩形截面杆件的钢筋混凝土天窗架。 ◆(3)8度和9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。 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 二、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 9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；6-8度时，可采 用矩形截面杆件的钢筋混凝土天窗架。 (3)8度和9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

、厂房屋架的设置 ◆(1)厂房宜釆用钢屋架或重心较低的预应力混凝土、钢 筋混凝土屋架。 ◆(2)跨度不大于15m时可采用钢筋混凝土屋架。 ◆(3)跨度大于24m,或8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,宜 优先采用钢屋架。 ◆(4)跨度为12m时,可采用预应力混凝土托架(梁);当 采用钢屋架时,也可采用钢托架(梁)。 ◆(5)有突出屋面的天窗架的屋盖,不宜采用预应力混凝 土或钢筋混凝土空腹屋架。 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 三、厂房屋架的设置 (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。 (2)跨度不大于15m时可采用钢筋混凝土屋架。 (3)跨度大于24m，或8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，宜 优先采用钢屋架。 (4)跨度为12m时，可采用预应力混凝土托架(梁)；当 采用钢屋架时，也可采用钢托架(梁)。 (5)有突出屋面的天窗架的屋盖，不宜采用预应力混凝 土或钢筋混凝土空腹屋架

四、厂房柱的设置 ◆(1)8度和9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柱。 ◆(2)柱底至室内地坪以上500mm范围内和阶形柱的上 柱宜采用矩形截面。 2021/220 结构抗震设计

2021/2/20 结构抗震设计 四、厂房柱的设置 (1)8度和9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柱。 (2)柱底至室内地坪以上500mm范围内和阶形柱的上 柱宜采用矩形截面