单层砖柱工业厂房的抗震设计?

作者&投稿:窦翠 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
~ 单层砖柱工业厂房因成本低廉、构造简单和施工方便等优点,在中小型工业厂房中得到了广泛的应用。然而,由于砖材料的脆性特性,其抗震性能相较于钢筋混凝土柱厂房要差;此外,砖柱厂房内部空间开阔、横墙间距较大,地震时的抗倒塌能力不如砌体结构的民用建筑。因此,根据砖柱厂房的震害特点,识别并纠正相关错误,提出相应的抗震措施,提高其抗震能力是十分必要的。
关键词:结构设计、砖柱、厂房、抗震设计
1. 地震震害及其特点:地震震害实例显示,在6、7度区,单层砖柱厂房的破坏相对较轻,砖柱出现弯曲水平裂缝;在8度区,厂房出现倒塌或局部倒塌,主体结构遭受破坏;在9度区,厂房的破坏更为严重,倒塌率较高。从震害特点来看,砖柱是厂房的薄弱环节,外纵墙的砖柱在窗台高度或厂房底部产生水平裂缝,内纵墙的砖柱在底部产生水平裂缝,砖柱的破坏是厂房倒塌的主要原因。山墙在地震时产生以水平裂缝为代表的平面外弯曲破坏,山墙外倾、檩条拔出,严重时山墙倒塌,屋顶落。屋盖形式对厂房抗震性能有一定的影响,重屋盖厂房的震害普遍重于轻屋盖厂房,屋盖的纵向水平刚度和空间作用较差,地震时屋盖易产生倾斜。
2. 适用范围及结构布置:单跨和等高多跨的单层砖柱厂房,当无吊车且跨度和柱顶标高均不大时,地震破坏较轻。不等高厂房由于高振型的影响,变截面柱的配模李上柱震害严重又不易修复,容易造成屋架塌落。因此规定砖柱厂房的适用范围为单跨或等高多跨且无桥式吊车的中小型厂房,6-8度时厂房的跨度不大于15m且柱顶标高下大于6.6m,9度时跨度不大于12m且柱顶标高不大于4.5m。厂房的平立面应简单规则。平面宜为矩形,当平面为L、T形时,厂房阴角部位易产生震害,特别是平面刚度不对称,将产生应力集中。对于立面复杂的厂房,当屋面高低错落时,由于振动的不协调而发主碰撞,震害更为严重。当厂房体型复杂或有贴建的房屋(或构筑物)时,应设置防震缝将厂房与附属建筑分割成各自独立、体型简单的抗震单元,以避免地震时产主破坏。针对中小型厂房的特点,钢筋混凝上无檀屋盖的砖柱厂房应设置防震缝,而轻型屋盖的砖柱厂房可不设防震缝。防震缝处宜设置双柱或双墙,以保证结构的整体稳定性和刚度,防震缝的宽度应根据地震时最大弹塑性变形计算确定。一般可采用50~70mm。
3. 结构体系:地震时厂房破坏程度与屋盖类型有关,一般来说重型屋盖厂房震害重,轻型屋盖厂房震害轻,在高烈度区影响更为明显。因此要求6-8度时宜采用轻型屋盖,9度时应采用轻型屋盖。之人地震震害调查表明:6、7度时的单跨和等高多跨砖柱厂房基本完好或轻微破坏,8、9度时排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)规定:6、7度时可采用十字形截面的无筋砖柱,8度1、2类场地应采用组合砖柱,8度3、4类场地及9度时边柱宣采用组合砖柱,中柱直采用钢筋混凝土柱。经过地震震害分析发现:非抗震设计的单层砖柱厂房经过8度地震也有相当数量的厂房基本完好,所倒塌的厂肩大部份在设计和施工上也存在先天不足,因此正常设计正常施工和正常使用的无筋砖柱单层厂后,在8度区仍然具有一定的抗震能力。可见对8度区的单层砖柱厂房都配筋的要求是偏严的,在抗震规范的修订稿中将8度1、2类场地“应”采用组合砖柱改为“宜”采用组合砖柱,允许设计人员根据不同情况对是否配筋有所选择。一般来说,当单层砖柱厂房符合砌体结构刚性方案条件,经抗震验算承载力满足要求时,可以采用无筋砖柱。对于单层砖柱厂房的纵向仍然要求具有足够的强度和刚度,单靠砖柱做为抗侧力构件是不够的:如果象钢筋混凝土柱厂房那样设置柱间支撑,会吸引相当大的地震剪力。使砖柱剪坏。为了增强厂房的纵向抗震承载力,在柱间砌筑与柱整体连接的纵向砖墙,以代替柱间支撑的作用,这是经济有效的方法。当厂房两端为非承重山墙时,山墙顶部与檩条或屋面板难以连接,只能依靠屋架上弦与防风柱上端连接做为山墙顶部的支点,这不仅降低了房屋整体空间作用,对防止山墙的出平面破坏也不利,因此厂房两端均应设置承重山墙。厂房的纵横向内隔墙宜做成抗震墙,其目的充分利用培体的功能,避免主体结构的破坏。当内隔墙不能做成抗震墙时,最好采用轻质隔墙,以避免墙体对柱及柱与屋架连接节点产生不利影响,如果采用非轻质隔墙,则应考虑隔墙对柱及其与屋架节点产生的附加剪力。无窗架不应通至厂房单元的端开间,以免过份削弱屋盖的刚度。天窗架采用砖壁承重时,将产生严重的震害甚至倒塌,地震区应避免使用。
4. 抗震承载力计算:横向抗震计算单层砖柱厂房横向抗震计算的计算简图,可按下列规定选取:(1)当厂房柱为无筋砖柱或边柱为组合砖柱、中柱为钢筋混凝土柱时,可采用下端为固接、上端为铰接的排架结构模型;(2)当厂肩边柱为无筋砖柱、中柱为钢筋混凝士柱,在确定厂房自振周期时,砖柱下端按固接考虑,在计算水平地震作用时,砖柱下端按铰接考虑。这主要是考虑到在地震作用下,随着变形的不断增加,无筋砖柱下端开裂并退出工作,因此全部横向地震作用由中部的钢筋混凝土柱承担。轻型屋盖单层砖柱厂房的横向抗震计算,可以忽略空间工作影响,采用平面排架进行计算。对于钢筋混凝上屋盖和密铺望板的瓦木屋盖厂肩,其空间作用不能忽略,应按空间分析的方法进行计算:但为了简化,对于一定条件下的厂房可以按平面排架进行计算,考虑到其空间工作影响,对计算的地震作用效应要进行调整。纵向抗震计算对于钢筋混凝土屋盖的等高多跨砖柱厂房,当考虑屋盖为刚性时,纵向地震作用在各柱列之间的分配与柱列的侧移刚度成正比:当考虑屋盖的弹性进行空间分析时,侧移刚度较大柱列分配的地震作用比按刚性屋盖分配的地震作用小,而侧移刚度较小柱列分配的地震作用比按刚性屋盖分配的地震作用大。设计中为了利用刚性屋盖假定时纵向地震作用分配形式简单的优点,可以针对不同屋盖形式对柱列的侧移刚度乘以修正系数,做为纵向地震分配时的柱列刚度,并对所计算的厂房自振周期进行修正,以考虑屋盖的弹性影响。对于纵墙对称布置的单跨厂房,在厂房纵向沿跨中切开,取一个柱列单独进行纵向计算与对厂房进行整体分析结果是相同的。对于轻型屋盖的多跨厂房虽然屋盖仍具有一定的水平刚度,考虑到屋盖与砖墙的弹性极限变形值相差较大,为了计算简便,仍可假定各纵向往列在地震时独立振动,按柱列法进行计算。
5. 抗震构造措施:单层砖柱厂房采用钢筋混凝上屋盖时的抗震构造措施可参照钢筋混凝土柱厂房的有关规定。采用瓦木屋盖时,设有满铺望板的抗震能力比无望板强得多,望板能起到阻止屋架倾斜的作用。地震震害表明,未设上弦及下弦水平支撑的楞摊瓦屋盖,屋架产生倾斜甚至倒塌的震害较多,因此要有足够的屋盖支撑系统,保证屋盖沿纵向有足够的刚度和稳定,以满足抗震的要求。圈梁对增强厂房的整体性起到了重要作用,但预制圈梁抗震性能差,地震时在连接外容易拉断,因此要求圈梁应现浇且在厂房柱顶标高处沿房屋外墙及承重内墙闭合。对于8、9度区还应沿墙高每隔3-4m增设一道圈梁

单层砖柱厂房纵向抗震计算?
答:设计中为了利用刚性屋盖假定时纵向地震作用分配形式简单的优点,可以针对不同屋盖形式对柱列的侧移刚度乘以修正系数,做为纵向地震分配时的柱列刚度,并对所计算的厂房自振周期进行修正,以考虑屋盖的弹性影响。对于纵墙对称布置的单跨厂房,在厂房纵向沿跨中切开,取一个柱列单独进行纵向计算与对厂房进行...

单层砖柱厂房横向抗震计算?
答:这主要是考宅到在地震作用下,随着变形的不断增加,无筋砖柱下端开裂并退出工作,囚而全部横向地震作用由中部的钢筋混凝土柱承担。轻型屋盖单层砖柱厂房的横向抗震计算,可以忽略空间工作影响采用平面排架进、厅计算。对于钢筋混凝上屋盖和密铺望板的瓦木屋盖厂肩,其空间作用不能忽略,应按空间分析的方法...

单层工业厂房课程设计【单层工业厂房抗震性能的设计与加固】
答:外包式一般用于单层厂房、低层框架或高层的裙房,可以按铰接或刚接设计。高层的柱底为刚接,抗震构造要求较高,超过l2层的高层钢结构宜采用埋入式柱脚,6度,7度时也可采用外包式柱脚。 2.3.2 钢柱脚的埋入深度 (1)埋入式柱脚:对轻型工字形柱,不得小于钢柱截面高度的2倍;对大截面H形钢柱和箱形截面柱不得小于...

在( )烈度区域,单层砖柱厂房应采用轻型屋盖。
答:【答案】:D 根据《建筑抗震设计规范》(GB50011一2000)第9.3.4条,厂房的结构体系在9度时,应采用轻型屋盖。

单层厂房柱时应着重考虑哪些问题
答: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。对于单层砖柱厂房厂房柱应符合以下抗震构造措施: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9度时还应沿墙高每隔3~4m增设一道圈梁,圈梁的截面高度不应小于180mm,配筋不应少于4φ12;当地基为软弱粘性土、液化...

单层钢结构厂房的抗震的构造措施?
答:1.屋盖的构造措施单层钢结构厂房屋盖的抗震构造措施与钢筋混凝土柱厂房的基本相同。2.柱、梁的构造措施为了防止地震时柱子失稳,柱的长细比不应大于为了控制柱、梁截面不出现局部失稳,单层框架柱、梁截面板的宽厚比限值,应符合现行《钢结构设计规范》GB50017对钢结构弹性阶段设计的有关规定。构件腹板宽...

单层钢结构厂房横向和纵向抗震计算有何不同
答:你好,单层钢结构厂房横向抗震计算可采用方法:1 一般情况下,宜计入屋盖变形进行空间分析。2 采用轻型屋盖时,可按平面排架或框架计算。单层钢结构厂房纵向抗震计算可采用方法:1 采用轻质墙板或与柱柔性连接的大型墙板的厂房,可按单质点计算,各柱列的地震作用应按以下原则分配:1)钢筋混凝土无檩屋盖可...

抗震设计时,单层钢筋混凝土柱厂房的柱间支撑设置,下列所述正确的是...
答:【答案】:D 根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)(2016年版)第9.1.23条规定,一般情况下,应在厂房中部设置上、下柱间支撑,柱间支撑应用型钢制作,厂房单元较长或8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,可在厂房单元中部1/3区段内设置两道柱间支撑。

砖木结构抗震性能?
答:设有钢筋混凝土构造柱和圈梁的单层砖木结构房屋模型整体刚度较大,抗震能力较强,可以经受9度大震而不倒,满足8度基本设防烈度的验证了所提房屋构造方案抵抗高烈度地震的能力,为抗震安居房屋的推广提供了参考依据[3]。2 汶川地震中木结构民居主要震害及原因据相关资料[2]显示,在汶川地震区的木结构民房主要...

砖混结构抗震等级 房屋抗震知识是一根救命稻草
答:大家可能都比较关心的是 砖混结构抗震等级 是多少? 砖混结构抗震等级 怎么划分?下面就让我来为大家一一揭晓答案。 什么是砖混结构 砖混结构一般指把砖砌体用作内外承重墙或隔墙,楼盖、屋盖、梁、柱(也可是砖柱)是钢筋混凝土作用在墙柱上的荷载,主要是由梁板传来的屋盖、楼盖上的 活、恒荷载,它通过墙柱基础传到...