層廠房抗震設計ppt課件-資料下載頁

　　

【正文】 其中， u為單位側向力作用點的側向位移； ji為第 i節間斜桿的軸心受壓穩定系數 (按現行 國家標準 《 鋼結構設計規范 》 采用 )； uti為在單位側向力作用下第 i節間僅考慮拉桿 受力的相對位移。 5．柱間支撐的抗震驗算及設計 (769) 對于長細比小于 200的斜桿截面，可僅按抗拉要求驗算，但應考慮壓桿的卸載影響。驗算公式為 其中， Nbi為第 i節間支撐斜桿抗拉驗算時的軸向拉力設 計值； li為第 i節間斜桿的全長； ψc為壓桿卸載系數 (壓桿長細比為 60、 100和 200時，可分別采用 、 )； Vbi為第 i節間支撐承受的地震剪力設計值； L為支撐所在柱間的凈距。 (770) (771) 圖 722 支撐與柱的連接 無貼砌墻的縱向柱列，上柱支撐與同列下柱支撐宜等強設計。 柱間支撐端節點預埋板的錨件宜采用角鋼加端板 (圖 722)。此時，其截面抗震承載力宜按下列公式驗算： (772) (773) (774) 其中， N為預埋板的斜向拉力，可采用按全截面屈服 強度計算的支撐斜桿軸向力的 ； γRE為承載力抗震調整系數，可采用 ； θ為斜向拉力與其水平投影的夾角； n為角鋼根數； b為角鋼肢寬； Wmin為與剪力方向垂直的角鋼最小截面模量； As為一根角鋼的截面面積； fa為角鋼抗拉強度設計值。 柱間支撐端節點預埋板的錨件也可采用錨筋。此時，其截面抗震承載力宜按下列公式驗算： (775) (776) (777) (778) 在上幾式中 , As為錨筋總截面面積； eo為斜向拉力對錨筋合力作用線的偏心距，應小于外排錨筋之間距離的 20％ (mm)； ψ為偏心影響系數； s為外排錨筋之間的距離 (mm)； ζm為預埋板彎曲變形影響系數； t為預埋板厚度 (mm)； d為錨筋直徑 (mm)； ζr為驗算方向錨筋排數的影響系數，二、三和四排可分別采用 、 ； ζv為錨筋的受剪影響系數，大于 。 突出屋面的天窗架的縱向抗震計算，一般情況下可采用空間結構分析法，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，可采用底部剪力法計算其地震作用，但此地震作用效應應乘以效應增大系數。效應增大系數 η的取值為： 1)對單跨、邊跨屋蓋或有縱向內隔墻的中跨屋蓋，取 其中 n為廠房跨數，超過四跨時取四跨。 2)對其他中跨屋蓋，取 6．突出屋面天窗架的縱向抗震計算 (779) (780) 7． 3． 3廠房設計實例 某雙跨不等高鋼筋混凝土柱廠房 (橫剖面見圖 723)，求此不等高排架在多遇烈度下的橫向水平地震作用、地震作用效應，并對地震作用效應進行調整。 15000 6000 2700 24000 250 800 600 400 400 400 400 5t 吊車兩臺 30/ 5 t 吊車兩臺 33250 600 400 400 400 8100 4200 13300 A B C 圖 723 雙跨不等高廠房橫剖面 廠房的基本數據如下：廠房柱距 6m，縱向 12個開間，總長 72m； A柱列開洞尺寸為 ， B柱列開洞尺寸為 ， C柱列開洞尺寸為 。在 AB跨內設有 5t中級工作制吊車兩臺，每臺吊車總重為 144KN，吊車輪距為 ， BC跨內設有 30/5t中級工作制吊車兩臺，每臺吊車總重為 350KN，吊車輪距為 。高跨吊車梁梁高為1m，重量為 ，低跨吊車梁梁高為 ，重量為。屋蓋為大型鋼筋混凝土屋面板、鋼筋混凝土折線型屋架，低跨屋蓋自重 ，高跨屋蓋自重；柱子混疑土強度等級為 C30，截面尺寸如圖；圍護墻為 240磚墻，采用 混合砂漿；柱間支撐采用 A3型鋼；設防烈度 7度，設計基本加速度為 ， Ⅱ 類場地，設計地震分組為第一組，結構阻尼比可取為 。 鋼結構單層廠房抗震計算 7． 4． 1 結構計算模型和地震作用計算方法的選擇 這里介紹的單層鋼結構廠房的抗震計算，只適合于鋼柱和鋼屋架承重的單跨或多跨鋼結構廠房。一般而言．這種廠房的抗震計算方法與計算步驟與單層鋼筋混凝土柱廠房基本相同，但在結構計算模型的選取 (排架體系、剛架體系 )、計算模型的基本假定和計算參數等方面與混凝土柱廠房有所不同。 1．結構計算模型 鋼結構廠房屬于空間結構體系，原則上應使用空間結構模型計算地震作用?？臻g結構模型的建立要以構件為計算單元，考慮水平結構、豎向結構及其連接構造的實際情況建立幾何模型和物理模型。一般要借助于規模較大的有限元分析程序。對于有些典型的工程問題，根據以往的經驗，可以采用簡化的結構計算模型進行結構抗震計算。例如： 具體計算時，可沿結構平面主軸方向分別建立結構計算模型，詳細情況見下面的橫向、縱向結構計算簡圖的相關內容 對于不設吊車的單跨或多跨等高排架結構廠房，可使用單質點懸臂柱模型。 對于不設吊車的單跨或多跨等高剛架結構廠房，也可將其簡化為單質點懸臂柱模型，但在計算模型柱側移剛度時，需要考慮柱頂剛接結構對柱頂約束的影響。 對設有吊車的廠房，由于吊車所在位置具有較大重力荷載，地震作用也較大，一般可按雙質點模型計算地震作用。 帶有高低跨的鋼結構廠房，應該使用雙 (多 )質點計算模型。 2．地震作用計算 對不等高廠房，不能采用底部剪力法計算地震作用，只能使用振型分解反應譜法計算地震作用。特別應注意不能在使用平面排架的計算模型進行地震作用和地震作用效應計算之后，使用鋼筋混凝土柱廠房的內力調整方法考慮空間作用。 對輕質墻板或與柱柔性連接的預制混疑土墻板，應考慮墻體的全部自重，但不考慮剛度影響；與柱貼砌且與柱拉結的砌體圍護墻，應計入全部自重，在平行于墻體所在平面方向計算時可計入等效剛度，其剛度折減系數取。 3．圍護墻的自重和剛度 根據結構橫梁或屋架與柱子的連接情況以及屋蓋空間剛度的特點，單層鋼結構廠房的橫向抗震計算 (含地震作用和地震作用效應的計算 )可以采用空間結構模型或鉸接排架 (剛架 )模型，具體可有下列兩種情況： (1)采用輕型屋蓋時，單跨或多跨廠房可按平面排架或平面剛架結構簡圖計算。 (2)除上述情況之外，一般宜計入屋蓋變形，采用空間分析方法。 7． 4． 2 抗震計算要點 1．橫向抗震計算 一般應采用空間結構分析方法，考慮屋蓋的縱向彈性變形、圍護墻和支撐的剛度，建立空間計算模型。但對于下列情況，可根據圍護墻構造和屋蓋結構特點，參照柱列剛度的計算原理選取相應計算方法： (1) 采用輕質墻板或與柱柔性連接的大型墻板廠房，可按單質點模型計算，各柱列地震作用的分配可參照下列原則進行： 2．縱向抗震計算 1)鋼筋混凝土無檁屋蓋可按柱列剛度比例分配，作用于第 i柱列頂點處的水平地震作用為 ???mjjieqiKKGF11?(781) 式中 ?1—— 相應于廠房縱向基本周期 T1的水平地震影響系數，按本書第三章計算； Geq—— 廠房各柱列的等效重力代表值， ， Gi 是按廠房跨度中線劃分的換算集中到第 i柱列柱頂標高處的等效重力荷載：屋蓋自重取 l00％．雪荷載和積灰荷載各取 50％，柱自重取 40％，山墻自重取 50％，縱墻取 70%； m—— 縱向柱列數； Ki—— 第 i柱列的縱向側移剛度，包括柱子和柱間支撐的剛度。 ???mi ieqGG1 2)輕型屋蓋可按柱列承受的重力荷載代表值的比例分配，各柱列地震作用計算公式如下： Fi＝ ?i Gi (782) 式中 ?i—— 相應于第 i柱列縱向基本周期 Ti的水平地震影響系數，按本書第三章計算。 由于按上述方法計算所得中柱列縱向基本周期偏長，應乘以近似修正系數 。 3)鋼筋混凝土有檁屋蓋可取上述兩種分配比例的平均值進行分配。 4)各柱列內柱子、支撐的地震作用效應計算可按該柱列內側移剛度比例確定。 2）縱墻對稱布置的單跨廠房和輕型屋蓋廠房，可按柱列分片獨立計算地震作用及效應。 (2) 采用與柱緊密貼砌的燒結粘土磚圍護墻的廠房，可采用與鋼筋混凝土柱廠房相類似的方法進行抗震計算： 1)對混凝土無檁和有檁及有較完整支撐系統的輕型屋蓋廠房，可選用下列方法： ① 一般情況下，宜計及屋蓋的縱向彈性變形，圍護墻與隔墻的有效剛度，不對稱時尚宜計及扭轉的影響，按多質點進行空間結構分析。 ② 對柱頂標高不大于 15m且平均跨度不大于 30m的單跨或多跨廠房，按修正剛度法計算各柱列側移剛度 (包括柱子、圍護墻和支撐體系的側移剛度 )，進行地震作用和地震作用效應的計算。 關于參與地震作用效應計算和荷載效應組合計算時吊車臺數、吊物重量及組合值等，與前述方法相同。 3．豎向地震作用計算 對于跨度 大于 24m的鋼屋架應計算豎向地震作用。豎向地震作用系數取值詳見第三章。 4．吊車地震作用 梁、柱構件的截面抗震驗算包括截面強度驗算和穩定驗算。根據上述地震效應的計算方法得到的梁、柱構件內力，可參照本書第六章的方法進行截面抗震驗算，此不贅述。 7． 4． 3 構件截面抗震驗算 1．梁、柱構件的截面抗震驗算 2．柱間支撐的抗震驗算 柱間支撐的截面驗算可參照 。 7． 5． 1鋼筋混凝土廠房 單層工業廠房的抗震構造措施 3)壓型鋼板應與檁條可靠連接，瓦楞鐵、石棉瓦等應與檁條拉結。 1．屋蓋 有檁屋蓋構件的連接應符合下列要求： 1)檁條應與混凝土屋架 (屋面梁 )焊牢，并應有足夠的支承長度。 2)雙脊檁應在跨度 1／ 3處相互拉結。 無檁屋蓋構件的連接，應符合下列要求： ?1)大型屋面板應與混凝土屋架 (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； ?2)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相鄰的大型屋面板的頂面彼此焊牢； ?3)8度和 9度時，大型屋面板端頭底面的預埋件宜采用帶槽口的角鋼并與主筋焊牢 (圖 719)； ?4)非標準屋面板宜采用裝配整體式接頭，或將板四角切掉后與混凝土屋架 (屋面梁 )焊牢； 5)屋架 (屋面梁 )端部頂面預埋件的錨筋， 8度時不宜小于 4f 10， 9度時不宜少于4f 12。 無檁屋蓋構件的連接，應符合下列要求： ?1)大型屋面板應與混凝土屋架 (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； ?2)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相鄰的大型屋面板的頂面彼此焊牢； ?3)8度和 9度時，大型屋面板端頭底面的預埋件宜采用帶槽口的角鋼并與主筋焊牢 (圖 728)； ?4)非標準屋面板宜采用裝配整體式接頭，或將板四角切掉后與混凝土屋架 (屋面梁 )焊牢； 5)屋架 (屋面梁 )端部頂面預埋件的錨筋， 8度時不宜小于 4f 10， 9度時不宜少于4f 12。 圖 728 大型屋面板主肋端部構造 ?1)天窗開洞范圍內，在屋架脊點處應設上弦通長水平壓桿。 ?2)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；當僅在跨中設一道時，應設在跨中屋架屋脊處；當設二道時，應在跨度方向均勻布置。 ?3)屋架上、下弦通長水平系桿與豎向支撐宜配合設置。 ?4)柱距不小于 12m且屋架間距 6m的廠房，托架 (梁 )區段及其相鄰開間應設下弦縱向水平支撐。 ?5)屋蓋支撐桿件宜用型鋼。 屋蓋支撐還應符合下列要求： 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，其兩側墻板與天窗立柱宜采用螺栓連接 (圖 729)。采用焊接等剛性連接方式時，由于缺乏延性，會造成應力集中而加重震害。 圖 729 側板與天窗立柱的螺栓柔性連接 鋼筋混凝土屋架的截面和