单层厂房抗震设计.ppt
单层厂房纵向抗震设计
） ＝７－Ｋ ｘ ５ ｌｌ ］ ．Ｏ Ｎ １３ ｘｍ
２． ．２纵墙侧移计算 ３
取各 高度分段侧移的总和 ： ＝ ＋ ∑ ） ４ 其 中： 一 分段墙 的高度 Ｈ ｂ ｌ ——分段墙窗间墙的宽度 Ｅ＿ 砖墙弹性模量 （ ２０ ５ １６Ｎ ｍ） ｗ 一 Ｅ ． ｘ ０Ｋ ／ ｚ ５ Ａ ＿ 分段墙的载厩积 从上往下将纵 墙分为七段 （ 见图 １ 分别求 ） 其 侧 移 ： ２７ （＋ ． ２ ２） ．５ ｘ Ｏｘ ．７ ｕ ｌ ． ３ ２ ４／ ｚ２ ５ ｌ Ｏ３ Ｘ ＝ ４ ７ ７ ／０
关键 词 ： 念 设 计 ； 向 抗震 ； 间 支撑 ； 移 刚度 ； 细 比 概 纵 柱 侧 长
地震是一种复杂 的 自然现 象 ， 由于地 下 是 岩层破裂 ， 塌陷等引起的地面颠簸 和摇晃 震 地 给人类带来 的巨大灾害 ，足以引起人 们对抗 震 丁作 的高度重视。总结历次大地震灾害的经 验 教训 ， 以证明 ， 可 抗震防灾Ｔ作 是减轻地震 灾害 最有效 的，最根本的措施。一 个合理 的抗 震设 计， 需要建筑师和结构工程师的密切配合 ， 不能 仅仅依赖于 “ 计算设 计” 而往往在很 大程度 ｔ ， － ＿ 取决于 良好 的“ 概念设计 ” 。下面就从这两个 方 面分别 阐述单层厂房在地震作 用下抗震设计 问 题 。旧抗震规范对厂房的纵向抗震计算 没有 做 出具体规定 ， 新抗震规范填补了这 一空 白， 以 所 将着重说明单层厂房的纵向抗 震计算 。 ｌ基 本 要 求 概念 设计 的总思想 是 ，不 避免结 构 的损 坏，而竭力 以各方面互相配合提高其整体变 形 能力 。按照抗震设计的基本 目标一 多遇地震 时 不必修理 ， 设防烈度地震 时损坏可修 ， 罕遇地震 时不倒 。即“ 小震不坏，中震可修 ， 大震不倒 ” 对单层厂房的基本要求可 归纳如下 ： １１平面力求简单 ，多跨厂房少做不等高 ． 厂房 。 ｌ ＿ ２避免纵横跨相交 的布局 ，少采用仪 端有 山墙的厂房 ，不采用一侧贴砌另一侧嵌砌 的围护墙 ， 天窗宜从 端部第 三柱 间开始起设置。 １ ． ３局部的平台， 生活问等要与排架脱开 ， 避免形成短柱 或局部增大刚度 。 １ ． ４平面必须复杂时 ，要用防震缝分成规 则 的单元 ， 防震缝两侧要求设排架柱。 １ ． ５贴建在 厂房侧边的毗屋 ，不宜布置任 厂房角部 ，因为厂房角部是两个主轴方向地震 作用力的交点 ， 和变形鄙 比较复杂。 受力
05单层厂房抗震构造措施
确定重要部位和关键工序
01
在施工过程中，应对重要部位和关键工序进行识别和确定。
制定旁站监理计划
02
根据重要部位和关键工序的特点，制定详细的旁站监理计划。
实施旁站监理
03
按照旁站监理计划，对重要部位和关键工序进行旁站监理，确
保施工质量。
对进场的材料和设备进行严格检查
1 2
建立材料和设备检查制度
在施工过部位和薄弱环节进行加强处理 ，如增加箍筋、设置拉结筋等，以提 高结构的强度和延性。
增强构件间的连接构造
加强构件间的连接构造，如焊接、螺 栓连接等，确保构件之间的可靠连接 。
VS
对连接部位进行局部加强处理，如增 加连接板、设置加劲肋等，以提高连 接部位的抗震能力。
04
抗震构造措施的施工要求
保证构件的连接质量
提高结构的延性
延性设计
通过优化结构设计，提高结构在地震作用下的延性，从而吸收更多的地震能量。
塑性变形
允许结构在地震作用下发生一定程度的塑性变形，以耗散地震能量。
增强结构的刚度
刚度分布
合理分布结构的刚度，使其在地震作 用下能够均匀受力，避免局部应力集 中。
刚度加强
通过增加支撑、梁柱等措施，提高结 构的整体刚度，增强其抗震能力。
01
02
03
焊接连接
确保焊缝质量，采用合适 的焊接工艺和材料，并进 行无损检测。
螺栓连接
选用高强度螺栓，并按照 规范要求进行紧固和防松 处理。
铆钉连接
采用符合规范的铆钉，确 保铆接质量，提高构件的 抗震性能。
注意构件的施工顺序
合理安排施工顺序
先进行基础施工，再安装柱、梁、板等构件，确保施工质量和安全。
建筑结构抗震设计ppt课件
b. 9度地区，可采用下沉式天窗；
c. 突出屋面的钢筋砼天窗，侧板与柱宜采用螺栓连接。
(5) 支撑系统
(6) 柱 单层砖柱房屋：
6、7度地区可采用十字形无筋砖柱； 8度地区Ⅰ、Ⅱ类场地采用竖向配筋组合砖柱； 8度地区(Ⅲ、Ⅳ类场地)和9度地区的中柱采用钢 筋砼柱。 单层钢筋砼柱厂房：
厂房中的各种柱采用钢筋砼柱。 a. 截面形式和尺寸：矩形、工字形、双肢形、管柱形等。
排架的侧向柔度d11按下式计算：
11
F
a 11
11
F
(1
-
x1
)
a 11
11
F=1
x1
11
11
F=1
x1
11
x2
11
a11
F=1
⑵ 两跨不等高厂房
采用能量法计算并考虑KT影响，计算自振周期：
T1 2kT
Gi ui2
K i ui2
式中
u1、u2－将结构简图转动900，将G1、G2视为垂直于 杆件的荷载，在G1、G2处产生的水
e. 在满足有关抗震构造措施时，规范规定下列建筑 可不进行抗震计算：
(a) . 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过4.5m且 两端均有
均有 2.
(b). 7度地区Ⅰ、Ⅱ类场地内的柱高不超过10m且两端
山墙的单跨及等高多跨钢筋砼柱厂房。 设计计算内容 自振周期的计算； 内力计算； 强度计算。
3. 厂房质量集中系数的确定
平位u移1 。 11G1 12G2 u2 21G1 22G2
⑶ 三跨不对称带升高中跨的厂房结构：
T1 2KT
G1u12 G2u22 G3u32 G1u1 G2u2 G3u3
抗震结构设计第七章单层工业厂房的抗震设计
第三节 单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计
一、地震作用分析
单层厂房地震作用分析应考虑平面内的弹性变形和山墙可 能引起的扭转，所以规范给出的地震作用分析都是以空间分 析为基础的简化方法。
(1)厂房的横向抗震分析以平面排架为主，但要考虑屋盖 平面内的变形和砌体山墙在地震中开裂后的内力重分布，尤 其要考虑仅在一端有山墙时带来的扭转效应。
架与柱顶采用刚性焊接、柱顶范围箍筋配置少以及连接节点处 于弯矩、水平剪力和竖向轴力的共同作用等。
此外，在纵向地震作用下，个别厂房吊车梁与柱连接破坏， 使吊车梁纵向发生位移，甚至掉落。山墙柱上端与屋架的连接 处，震后也有不同程度的破损现象。
(5)支撑系统
➢ 震害现象：
地震时普遍发生杆件压屈、部分节点扭折、焊缝撕开、 锚件拉脱、锚筋拉断等现象，也有个别杆件拉断的。使支 撑系统部分失效或完全失效，造成主体结构错位或倾倒。 以天窗架垂直支撑最为严重，其次是屋盖垂直支撑和柱间 支撑。
柱子高度很大时，交叉支撑要有多节。
2.结构体系
(5)围护结构
①砌体围护墙的破坏比轻质墙板或大型钢筋混凝土墙板要 严重的多，有条件的情况下应采用轻质墙板或大型钢筋混 凝土墙板； ②高大的山墙，要用到顶的抗风柱和墙顶沿屋面的卧梁来 改善其抗震性能； ③砌体内隔墙要与柱脱开，以减少对柱子的不利影响，可 利用压顶梁和钢筋混凝土构造柱来增加其稳定性，提高抗 震性能； ④除单跨厂房外，围护砌体墙均应采用外贴式，以减轻墙 体给排架柱带来的不利影响，但应加强砌体墙与厂房柱之 间的锚拉。山墙更应增强其顶部与厂房屋盖构件和抗风柱 的锚拉。
(1)屋盖体系 ➢ 震害现象：
7度区基本完好；8度区发生屋面板错动、位移、震落，造 成屋盖局部倒塌；9度区发生屋架倾斜、位移、屋盖部分塌落， 屋面板大量开裂、错位；9度以上地区则发生屋盖大面积倒塌。
单层厂房抗震设计
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第二节抗震构造措施
• 一、钢筋混凝土柱厂房
• 1.厂房的结构布置 • 厂房的平面、立面布置，应力求简单、规整、平直，使整个厂房结
构的质量与刚度分布均匀、对称，尽可能使质量中心与刚度中心重合。 具体应注意以下几点: • (1)多跨厂房宜等高和等长，厂房的贴建房屋和构筑物，不宜布置 在厂房角部和紧邻防震缝处。厂房体形复杂或有贴建的房屋和构筑物 时，宜设置防震缝;在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支 撑的厂房，防震缝宽度可采用100-150 mm，其他情况可采用50-90 mm。
• 在水平地震作用下，连接节点受到弯矩、水平剪力和竖向轴力等的 共同作用。由于柱顶混凝土承受不了上述外力的作用，轻则柱顶开裂 压酥;重则混凝土剥落、埋件拔出、锚筋拉断、屋架端头破裂，甚至 将上柱拆断。位于厂房单元中部的柱，由于变形大，上述震害更明显。
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第一节震害特征
• 此外，在纵向地震作用下，个别厂房吊车梁与柱连接破坏，使吊车梁 纵向位移，甚至掉落。山墙柱上端与屋架的连接处，震后也常见有不 同程度的破损现象。
• (2)无凛屋盖构件的连接及支撑布置，应符合下列要求:大型屋面板应
与屋架(屋面梁)焊牢，靠柱列的屋面板与屋架(屋面梁)的连接焊缝长 度不宜小于80 mm。 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。非标准屋面板宜采用装配整体式接头，或将板四角切掉后与 屋架(屋面梁)焊牢。屋架(屋面梁)端部顶面预埋件的锚筋，8度时不宜 少于4-10，9度时不宜少于4必12。 • (3)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;突出屋面的天窗宜采用钢天窗;6-8度时，可采用矩形截面杆 件的钢筋混凝土天窗架。
单层砖柱厂房的抗震设计
单层砖柱厂房的抗震设计在工业建筑领域，单层砖柱厂房因其建造简单、成本相对较低等优点，曾被广泛应用。
然而，由于砖柱的抗震性能相对较弱，这类厂房在地震作用下容易遭受破坏。
因此，进行科学合理的抗震设计对于保障单层砖柱厂房的安全至关重要。
首先，我们需要了解单层砖柱厂房的结构特点。
这类厂房通常由砖柱、屋架（或屋面梁）、屋面板等主要构件组成。
砖柱作为主要的竖向承重构件，其承载能力和稳定性直接影响厂房的整体抗震性能。
屋架（或屋面梁）则将屋面荷载传递给砖柱，屋面板则起到覆盖和防水的作用。
在抗震设计中，场地选择是一个重要的前提。
应尽量避免在地震活动频繁、地质条件不良的区域建设单层砖柱厂房。
如果无法避开，就需要采取更加严格的抗震措施。
同时，场地的地形地貌也会对地震作用产生影响，例如，在山谷、山坡等地形复杂的区域，地震波的传播和放大效应可能更加明显。
确定合理的结构布置是抗震设计的关键之一。
砖柱的布置应均匀、对称，避免出现局部薄弱环节。
厂房的长高比应适当控制，过长或过高的厂房在地震作用下容易产生较大的变形和破坏。
此外，纵横墙的连接应牢固可靠，以增强厂房的整体性。
对于砖柱本身，其截面尺寸和材料强度应满足抗震要求。
一般来说，砖柱的截面尺寸不宜过小，以保证其有足够的承载能力和稳定性。
同时，选用的砖和砂浆应具有良好的质量和强度，确保砖柱的整体性和抗震性能。
在砖柱的构造方面，应设置足够的圈梁和构造柱。
圈梁可以增强砖柱之间的连接，提高厂房的整体性；构造柱则可以增加砖柱的延性，改善其抗震性能。
屋架（或屋面梁）与砖柱的连接节点也是抗震设计的重点。
连接节点应具有足够的强度和变形能力，能够有效地传递地震作用。
常见的连接方式有焊接、螺栓连接等，在设计时应根据实际情况选择合适的连接方式，并确保连接节点的施工质量。
在计算地震作用时，应根据厂房所在地区的地震设防烈度、场地类别等因素，采用合适的地震反应谱或时程分析方法。
同时，要考虑地震作用的扭转效应和竖向地震作用，以全面评估厂房在地震中的受力情况。
抗震课件第七章
抗震课件第七章第7章单层厂房抗震设计7.1 震害分析和其他结构相比较, 单层厂房的震害总的来说较轻, 且主要是围护结构的破坏。
围护墙实际上起到了承受和传递水平地震力的作用，其刚度和质量分布对厂房的动力反应有很大影响。
震害调查表明，围护墙布置不合理是造成厂房震害的重要原因之一，且大型墙板的震害明显轻于砌体墙。
例如海城纺织机械厂和营口中板厂都因墙体和柱拉结不良而在地震时发生墙面大片倒塌的现象（图7-1）。
厂房的山墙也易倒塌。
如果山墙上直接铺有屋面板, 山墙的倒塌也引起有关屋面板的坠落。
∏型天窗是厂房抗震的薄弱部位，在6度区就有震害的实例。
震害主要表现为支撑杆件失稳弯曲，支撑与天窗立柱连接节点被拉脱，天窗立柱根部开裂或折断等。
这是因为∏型天窗位于厂房最高部位，地震效应大。
在大型屋面板屋盖中，如屋面板与屋架或屋面梁焊接不牢，地震时往往造成屋面板错动滑落，甚至引起屋架的失稳倒塌。
历次地震的震害调查表明，厂房受纵向水平地震作用时的破坏程度重于受横图7-1 中板厂震害向地震作用时的破坏程度。
主要的破坏形式有：(1) 天窗两侧竖向支撑斜杆拉断，节点破坏，天窗架沿厂房纵向倾斜，甚至倒下砸塌屋盖。
(2) 屋面板与屋架的连接焊缝剪断，屋面板从屋架上滑脱坠地。
屋盖的纵向地震力是通过屋面板焊缝从屋架中部向屋架的两端传递的，屋架两端的剪力最大。
因此，屋架的震害主要是端头混凝土酥裂掉角、支撑大型屋面板的支墩折断、端节间上弦剪断等。
(3) 在设有柱间支撑的跨间，由于其刚度大，屋架端头与屋面板边肋连接点处的剪力最为集中，往往首先被剪坏；这使得纵向地震力的传递转移到内肋，导致屋架上弦受到过大的纵向地震力而破坏。
当纵向地震力主要由支撑传递时，若支撑数量不足或布置不当，会造成支撑的失稳，引起屋面的破坏或屋盖的倒塌。
另外，柱根处也会发生沿厂房纵向的水平断裂。
(4) 纵向围护砖墙出现斜裂缝。
作为主要受力构件的柱，由于其在设计中考虑了水平力的作用，故从整体上看，在7度区一般无震害，在8度和9度区出现裂缝，仅在烈度为10度的区域才有少数的倒塌。
单层厂房抗震的设计
单层厂房抗震的设计引言地震是一种自然灾害，对建筑物和结构物的破坏性很大。
在工业厂房中，由于有大量机械设备和重要的生产资料，抗震设计尤为重要。
本文将介绍单层厂房抗震的设计原则和方法，以帮助工程师们提高厂房的抗震能力。
抗震设计的原则在进行单层厂房的抗震设计时，需要遵循以下原则：1. 合理选址在选址时，需要考虑地震活动性、地质条件以及土地利用规划等因素。
选择地质条件稳定、位于地震烈度较低区域的场地，可以减小地震对厂房的影响。
2. 结构合理布局厂房的结构布局应遵循均匀分布、刚性布置和连续性布置的原则。
通过合理的结构布局可以提高厂房的整体抗震性能。
3. 材料选择在厂房的结构设计中，选择适合地震区的材料，如高强度、抗震性能良好的钢材和混凝土等。
同时，需要严格控制材料的质量，确保其符合设计要求。
4. 结构设计在进行结构设计时，需要考虑不同地震工况下的荷载作用，采用适当的结构形式和合理的杆件尺寸。
在结构的选取和设计上，应遵循抗震设计规范的要求，确保结构的稳定性和抗震性能。
5. 施工质量控制在厂房的施工过程中，需要严格按照设计要求进行施工，并对施工质量进行严格的控制。
确保厂房的施工质量符合设计要求，提高其抗震性能。
抗震设计方法为了提高单层厂房的抗震性能，可以采用以下抗震设计方法：1. 弹性设计弹性设计是指在地震荷载下，结构处于弹性状态，能够保证结构的安全和完整性。
通过弹性设计的方法，可以在设计过程中考虑地震效应，并计算结构所承受的地震荷载。
2. 强度设计强度设计是指在地震荷载下，结构发生塑性变形，但仍能保持稳定和安全。
通过强度设计的方法，可以考虑结构的抗震性能，并采取相应的措施提高其抗震能力。
3. 隔震设计隔震设计是指通过隔震系统将结构与地面隔开，减少地震对结构的影响。
隔震设计可以采用弹簧隔震装置、摩擦隔震装置等，将地震能量吸收和分散，提高结构的抗震性能。
4. 减震设计减震设计是指通过减震装置将地震的能量吸收和消散，减小结构的反应，提高其抗震性能。
7单层钢筋混凝土厂房抗震设计解析
单层厂房的平面布置应体型简单、规则，各部分结构刚度、质量匀
称。避免体型曲折复杂、凹凸变化，对多跨厂房宜等高等长以减小扭 转效应，当生产工艺要求采用较复条的平面布局时，应采用抗震缝将 其分成若干个体形简单的独立单元。
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，以保证将地震作用直接传给基础。在6度和7 度时，若不能将地震作用直接传给基础，则应考虑支撑作用力对柱子与 基础的不利影响；在8度和9度时必须采取措施将作用力直接传给基础。
第七章 单层钢筋混凝土厂房抗震设计
单层钢筋混凝土厂房通常是由钢筋混凝土柱、钢筋混凝土屋架 或钢屋架以及有檩或无檩的钢筋混凝土屋盖组成的装配式结构。这 种结构的屋盖较重，整体性较差。由于用途的不同，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较复杂。大量震害调查及试验研究表明，钢 筋混凝土单层厂房经过抗震设防后，具有良好的抗震性能。本章主 要介绍钢筋混凝土单层厂房的震害特点、抗震计算以及抗震措施。
2、柱肩竖向拉裂 在高低跨厂房的中柱，常用柱肩或牛腿支承低跨屋架，地震时由于高 振型影响，高低跨两层屋盖产生相反方向的运动。柱肩或牛腿所受的 水平地震作用将增大很多，如果没有配置足够数量的水平钢筋，柱肩 或牛腿就会被拉裂，产生竖向裂缝。
3、 上柱柱身变截面处开裂或折断 上柱截面较弱，在屋盖及吊车的横向水平地震作用下受到较大的剪力， 故柱处于压弯剪复合受力状态，在柱的变截面处因刚度突变而产 生应力集中，一般在吊车梁顶面附近易产生拉裂甚至折断。 4、下柱震害 最常见的是水平裂缝，位于地坪以上窗台以下一段，多发生在厂房的 中柱，主要原因是柱截面的抗弯承载力不足。在9度以上的高烈度区， 曾有柱根折断而使厂房整片倒塌的例子。
单层砖柱工业厂房的抗震设计
建 筑 科 学
单层砖柱工业厂房 的抗震设 计
钟 斌
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
（ 广 东和安建设工程有 限公 司， 广东 梅 州 ５ １ ４ ０ ０ ０ ）
摘 要： 在 我 国规 模 不 大的 工 业厂 房 中单 层砖 墙 因其 具备 的结 构 简单 、 施 工方便 、 成 本低 廉 的特 点 得 到 广泛 的推 广 。砖 墙 厂 房 的 砖 墙 是主 要 的承 载 重 力和侧 重 力的部 分 ， 因为材 料 的脆 性特 点 ， 所 以其 抗 震性 不 如钢 筋 混凝 土 厂房 的 好 ： 因为砖 墙 厂 房 里 面是 空 旷 的没 有 其他 的 墙作 为承 载 重 量的 支撑 ， 所 以在 地 震 时 ， 其抗 震 性 不如 民用砌 体 的 建 筑 ， 所 以依 据砖 墙 厂 房抗 震 性 差 的 原 因 ， 找
出抗震差的薄弱结构 ， 制定相应的抗震 方法 ， 提 升其抗震能力是很有必要的。
关键 词 ： 结构 设 计 ； 砖柱 ； 厂 房
１地震 震 害及 其特 点 合 的柱 墙或 者 没 有 钢 筋 的砖 柱 、中 间 的砖 柱 是 钢 筋 混 凝 土 的材 料 地 震 震 害表 明 ： ６ 、 ７度 区单层 砖 柱 厂 房 破 坏 较轻 ，少 数砖 柱 出 时， 可以使用上面是铰接 、 下面是固定连接的徘架结构 ； ②如果建筑 现 弯 曲水 平 裂缝 ： ８度 区 出现 倒 塌 或局 部 倒 塌 ， 主 体 结构 产 生 破 坏 ； 的厂房 厂 肩 中柱 是钢 筋 混凝 土 的 材料 ，边柱 是 没 有钢 筋 的 砖柱 ， 在 ９ 度 区 厂房 出 现较 为严 重 的破 坏 ， 倒 塌率 较 大 。 明确 了解 厂房 自振 时间 基础 上 ，砖 柱 下 端
单层厂房建筑结构抗震
对7度以上地震作用抵抗力不足。弱点：纵 向抗震能力差、构件连接单薄、支撑体系弱等。 1、屋盖体系
7度区，柱间支撑处屋面板支座酥裂。 8度区，屋面板错动、震落、倒塌。 9度区，屋面大面积倒塌。
易破坏区
2、 天窗架
突出屋面旳π 形天窗架在8度以上会造成大面积旳 倾倒，是厂房旳单薄部分。
因为高振型旳影响，将使这部分截面 旳内力不小于用底部剪力法求出旳内力。这 些截面旳内力乘以系数修正。 ⑴ 高跨一侧有低跨时
2 (1 1.7
nh nh
nl
Gl Gh
)
⑵ 高跨两侧有低跨时
2 (1 1.7
n
)
2 ——空间影响系数
nh .nl——高下跨跨数 载G代Gh表.Glc 值— —l 。— —高 高下 跨跨两屋侧盖低旳跨重屋力盖荷总载旳代重表 力值 荷
6、 围护墙 开裂、外闪、脱落、倒塌。
§2 厂房构造旳抗震措施
一、体型与防震缝
平面宜规则。 单层砖柱厂房：屋盖较轻时（轻型钢 屋架等）可不设防震缝， 屋盖较重时（钢 筋砼）与贴建旳建筑之间，设50~70mm旳 防震缝。 单层砼柱厂房：多跨宜为等高，体型 复杂时，宜设缝。纵横跨交接处旳100~150mm， 其他为50~90mm。
§5 纵向抗震计算
厂房旳纵向抗震计算较为复杂，针对 不同情况提出了不同旳简化计算措施。对 于轻型柔性屋盖，采用“柱列法”即各个 柱列分片进行计算，对刚度较大旳钢筋砼 屋盖构造，厂房旳纵向自振周期和地震作 用可采用“修正刚度法”。对于两跨不等 高厂房，采用“拟能量法”旳原则拟定厂 房旳基本周期及相应旳纵向地震作用。
虑平动与扭转同步作用时，N=（n+1)*h. • 2.运动方程及地震作用计算 • 用振型分解法计算多自由度振动方程.
单层砖柱厂房的抗震设计
单层砖柱厂房的抗震设计在工业建筑中，单层砖柱厂房因其建造简便、成本相对较低等特点，曾被广泛应用。
然而，由于砖柱的抗震性能相对较弱，这类厂房在地震作用下容易遭受破坏。
因此，做好单层砖柱厂房的抗震设计至关重要。
首先，我们需要了解地震对单层砖柱厂房的破坏形式。
地震作用下，砖柱可能会出现开裂、折断，墙体也可能会倒塌。
屋盖系统可能会与柱体脱离，导致整个结构的坍塌。
此外，由于厂房内可能存在大型设备，其在地震中的晃动也会对结构产生不利影响。
为了有效抵抗地震作用，在进行抗震设计时，场地的选择是首要考虑的因素。
应尽量选择地势平坦、地质条件良好的场地，避免在软弱地基、易液化土、陡坡等不利地段建造。
如果无法避开，就需要采取相应的地基处理措施，提高地基的承载能力和稳定性。
结构布置对于单层砖柱厂房的抗震性能有着重要影响。
厂房的平面和立面应尽量规则、对称，避免出现凹凸不平、高低错落过大的情况。
柱网布置应均匀，尽量使柱子的受力均匀。
在纵向，应设置足够的支撑系统，以增强厂房的纵向刚度。
砖柱作为主要的承重构件，其设计至关重要。
砖柱的截面尺寸应根据厂房的跨度、高度、荷载等因素合理确定，同时要满足抗震规范的要求。
在材料选择上，应选用质量合格的砖和砂浆，并确保砌筑质量。
为了提高砖柱的抗震性能，可以采用配筋砌体，即在砖柱中配置适量的钢筋。
墙体的设计也不能忽视。
墙体应具有足够的强度和稳定性，同时要与柱体有可靠的连接。
在墙体内设置圈梁和构造柱，可以有效地增强墙体的整体性。
屋盖系统的选择和设计对于抗震也非常关键。
优先采用轻质、高强的屋盖材料，如轻型钢屋架、压型钢板屋面板等。
屋盖与柱体的连接节点应具有足够的强度和变形能力，以保证在地震作用下不发生破坏。
此外，还需要合理确定厂房的抗震设防烈度和设计地震分组。
根据当地的地震历史和地质条件，选择合适的参数进行设计。
同时，要进行详细的地震作用计算，包括水平地震作用和竖向地震作用。
在计算方法上，可以采用底部剪力法、振型分解反应谱法等。
单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计
■ 了解：单层钢筋混凝土柱厂房结构的震害特点
建筑结构抗震设计
1
８ .１
概述
分类 １.按生产规模分：大型、中型、小型。 ２.按主要承重构件的材料分：单层钢筋混凝土柱厂房、单层砖柱 厂房和单层钢结构厂房等。 承重构件的选择主要取决于厂房的跨度、高度和吊车起重量等 因素。 单层钢筋混凝土厂房通常是由钢筋混凝土柱、钢筋混凝土屋架 或钢屋架以及有檩或无檩的钢筋混凝土屋盖组成的装配式结构。 ８.１.１ 横向地震作用下厂房主体结构的震害 横向地震作用主要由横向排架抵抗。 震害： １.柱头及其与屋架联结的破坏 ２.柱肩竖向拉裂
建筑结构抗震设计
12
８.３
单层厂房的横向抗震计算
８.３.４排架地震作用的计算 单层厂房平面排架的横向水平地震作用可采用底部剪力法进行 计算。 １.排架结构底部总剪力 ２.第 i 屋盖高度处的 横向水平地震作用
３.吊车重产生的横向水平地震作用 对于柱距为 12m 或 12m 以下的厂房，单跨时应区一台，多跨 时不超过两台。集中的吊车重量为跨内一台最大吊车重，软钩时不 包括吊重，硬钩时要考虑吊重的 30 ％。
建筑结构抗震设计
5
８.２
结构布置的一般原则
８.２.２屋盖体系 总的来说，应尽可能选用轻屋盖。 ８.２.３天窗架 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，故在天窗的选型上最好采用钢天窗和轻型屋面板材。 ８.２.４柱 对于一般单层厂房或较高大的厂房均可以采用钢筋混凝土柱。 确定柱子截面时，要选取合适的刚度，过大的抗侧刚度对厂房 抗震并不一定有利，相反回引起厂房横向周期的缩短而导致地震荷 载的增大。 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 面。 ８.２.５围护墙体： 常用砖墙或大型墙板方案。
工程结构抗震设计 课件
3.纵向墙体的刚度。将纵向墙体的所有柔度相加可得到 墙体的柔度，取倒数后即为纵向墙体的侧移刚度。 4.柱列的柔度和刚度 仅在柱顶设置水平连杆时，第i柱列顶标高的侧移
刚度等于各抗侧力构件在同一标高的侧移 刚度之和。
k i kc k b k w
式中： —分别为一根柱、一片支撑和 一片墙体的顶点侧移刚度； 考虑到持续地震作用下，砖墙会裂开， 导致刚度降低，对于贴强的砖围护墙，根 据地震烈度的大小，取不同的刚度折减系 数，
Fic Kc Fi K i
一片支撑分配到的纵向地震作用标准值
Fib Kb Fi K i
一片墙分配到的纵向地震作用标准值
Fiw Kw Fi K i
式中:
K i
—考虑砖墙开裂后柱列的侧移刚度，
—贴砌的砖围护墙侧移刚度折减系数，7、 8、9度时分别为0.6、0.4、0.2。 K i K c K b k K w
3.纵向砖墙的柔度和刚度
1.纵向墙体底部为固定端的悬臂无洞单墙肢
H3 H 4 3 3 3EL A G Et
式中：H.B.t —分别为墙肢的高度、宽度和厚度； —墙肢的高宽比； E—墙肢的弹性模量； 2.纵向墙体上下段镶嵌且无洞的单肢墙
H3 H 3 3 12 EL A G Et
屋盖 钢筋混凝土无檩 屋盖 钢筋混凝土有檩 屋盖 山墙 两端山墙 边柱 2.0 高低跨柱 2.5 其它中柱 3.0
一端山墙
两端山墙 一端山墙
1.5
1.5 1.5
2.0
2.0 2.0
2.5
2.5 2.0
• 排架内力组合
内力组合是指水平地震作用效应与厂房重力 荷载效应，根据可能出现的最不利荷载情况组合。 荷载效应组合的一般表达式为
9 单层工业厂房抗震设计
单层工业厂房抗震设计9.1 单层钢筋混凝土柱厂房(I)一般规定9.1.1厂房的结构布置，应符合下列要求：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角部和紧邻防震缝处。
3 厂房体型复杂或有贴建的房屋和构筑物时宜设防震缝；在厂房纵横跨交接处、大柱网厂房或不设柱间支撑的厂房，防震缝宽度可采用100～150mm，其他情况可采用50～90mm。
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；多跨厂房各跨上吊车的铁梯不宜设置在同一横向轴线附近。
6 工作平台宜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 厂房各柱列的侧移刚度宜均匀。
9.1.2厂房天窗架的设置应符合，下列要求：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。
9.1.3厂房屋架的设置，应符合下列要求：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面梁。
3 跨度大于24m，或8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，应优先采用钢屋架。
4 柱距为12m时，可采用预应力混凝土托架(梁)：当采用钢屋架时，亦可采用钢托架(梁)。
5 有突出屋面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。
9.1.4厂房柱的设置，应符合下列要求：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。
9.1.5 厂房围护墙、女儿墙的布置和抗震构造措施，应符合本规范第13.3节对非结构构件的有关规定。
单层砖柱厂房的抗震设计
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ６ １ ２ ． Ｄｅ ． ｏ ６ ｃ２ ０
单层砖柱厂房 的抗震设计
杨 庭 发
（ 贵州省大地建筑工程有限责任公 闭。 州 凯里 ５ ６ ｏ ） 贵 ５ｏ０
【 摘
要】根据 国家标准《 建筑抗震设 计规 范》 编制 的原 则， 通过对单层砖柱厂房震 害分析 ， 出相应的抗震设计方法 提
从震 害特点 看 ， 柱是 厂房的薄弱环 节 ， 纵墙 的砖 砖 外
柱 在 窗 台高 度 或 厂 房 底 部 产 生 水 平 裂 缝 ， 纵墙 的砖 柱 在 内 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 ，
６ ９度时跨度不大于 １ ｍ， ６ ２ｍ且柱顶标高不大于 ４５ｍ ， ．
２２ 厂 房 的平 立 面 应 简单 规 则 ．
旷、 横墙 间距大 ， 地震 时的抗倒 塌能力不如砌 体结构 的民
用 建 筑 ． 此 根 据 砖 柱 厂 房 的 震 害特 点 ， 出抗 震 的 薄 弱 因 找 环 节 ， 出相 应 的抗 震 措 施 ， 高 其 抗 震 能 力 是 必 要 的 ． 提 提
地 震 震 害 表 明 ， ７度 区 单 层 砖 柱 厂 房 破 坏 较 轻 ， ６， 少
数砖柱 出现 弯曲水平 裂缝 ； 度 区 出现倒塌或 局部倒 塌 ， ８
主体结 构产生破 坏 ； 区 厂房出现 较为严重 的破坏 ， ９度 倒 塌率较大．
当厂 房 体 型 复杂 或 有 贴 建 的房 屋（ 构 筑 物） ， 设 置 或 时 应
Ｏ 引盲
轻． 不等 高厂房 由于 高震 型 的影 响 ， 变截面柱 的上 柱震 害
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7.1 震害及其分析
1. 屋盖体系 屋盖体系在7度区基本完好，仅在个别柱间支撑处由于地震剪力的累积效应而出现屋
面板支座酥裂；8度区发生屋面板错动、移位、震落，造成屋盖局部倒塌；9度区发生屋 盖倾斜、位移，屋盖有部分塌落，屋面板大量开裂、错位；9度以上地震区则发生屋盖 大面积倒塌。
(1) 屋面板。由于屋面板端部预埋件小，且预应力屋面板的预埋件又未与板肋内主钢 筋 焊接，加之施工中有的屋面板搁置长度不足、屋顶板与屋架的焊点数不足、焊接质 量差 、板间没有灌缝或灌缝质量很差等连接不牢的原因，造成地震时屋面板焊缝拉开， 屋面板滑脱，以致部分或全部屋面板倒塌。
3. 屋架支座联结处的局部破坏 单层砖结构厂房中，由于屋架与砖柱(墙)没有可靠的锚固措施，地震时锚固
螺栓被拔出，使屋架移动造成屋架与砖柱(墙)联结处的局1.2 单层钢筋混凝土柱厂房
装配式单层钢筋混凝土柱厂房的震害一般表现是：6度、7度地震区主体结构完 好，少数围护砖墙开裂外闪，个别围护砖墙倒塌，突出屋面的∏形天窗架局部损坏； 在8度区，随着场地类别的不同，主体结构有不同程度破坏，与柱和屋盖拉结不好的 围护墙大面积倒塌，∏形天窗架大量倾倒，有的重屋盖厂房屋盖塌落；在9度区(特别 是第Ⅲ、Ⅳ类场地)主体结构破坏严重。砌体围护结构大量倒塌，∏形天窗架普遍倾 倒，不少长房屋盖塌落；在10度、11度地区，许多厂房倾倒毁坏。
图7.1 山墙裂缝
7.1 震害及其分析
2. 山墙水平裂缝、外闪和倒塌，纵墙斜裂缝或交叉裂缝 对于单层砖结构厂房，当地震作用垂直于山墙时，它的震害主要表现为：
山墙出现水平裂缝和外闪，山墙尖部乃至整片山墙倒塌，以及纵墙产生斜裂缝 或交叉裂缝。造成这种震害的主要原因是，山墙与屋盖缺少必要的锚固措施， 山墙处于悬臂状态，在纵向地震作用下产生很大的出水平变位，致使山墙顶部 砌体失去抗震能力而倒塌。在9度区，山墙承受强烈的地震作用，产生上述震 害不仅是由于顶部锚固不足，而且也是由于山墙砌体包括壁柱强度不足而引起 破坏的。纵墙的斜裂缝或交叉裂缝，多发生在强震区，这是由于强烈的地震作 用，纵墙在薄弱截面内的地震剪力超过砌体的抗剪承载能力而引起的。
虽然单层砖结构厂房和单层钢筋混凝土柱厂房的震害表现有所不
同，但由于两者的抗震设计方法有共同之处，故本章将这两种类型的 厂房一起叙述。
本章内容
●7.1 震害及其分析 ●7.2 抗震设计的一般规定 ●7.3 单层厂房抗震计算 ●7.4 构 造 要 求 ●7.5 计 算 实 例 ●7.6 习 题
7.1 震害及其分析
单层砖结构厂房纵墙产生水平裂缝、砖垛折断是一种普遍的震害现象。 纵墙在窗台和勒脚附近产生水平裂缝，随着地震烈度的增高，此裂缝会加 宽外，还会逐渐向两端山墙延伸而加长，甚至使纵墙折断，房屋倒塌。例 如，在7度区，这种水平裂缝、砖垛破损仅限于房屋的中间部分；而在8度 区则延伸至离山墙将近两个开间(8 m～10 m)；在9度区，水平裂缝可能一 直延伸到山墙处，且裂缝的数量增加、宽度加大，直到纵墙折断。设有吊 车梁的单层砖柱厂房，因受到吊车尺寸的限制，一般采用变截面柱，上阶 柱截面较小，下阶柱截面较大。这时，砖柱的上阶柱内侧因弯曲受压破坏 是一种较普遍的现象。9 度区不少有吊车的厂房因上柱根部被压坏，导致 上柱折断，屋盖塌落。在强震区，采用钢筋混凝土屋盖，且山墙间距不很 大时，山墙将出现较严重的斜裂缝和交叉裂缝，如图7.1所示。
(2) 天窗架。天窗架主要有∏式天窗和井式(下沉式)天窗架二种。井式天窗由于降低 了厂房的高度，在7度、8度区一般无震害。目前大量采用的∏式天窗架，地震时震害普 遍。7度区出现天窗架立柱与侧板连接处及立柱与天窗架垂直支撑连接处混凝土开裂的 现象；8度区上述裂缝贯穿全截面。天窗架立柱底部折断倒塌；9度、l0度区∏式天窗架 大面积倾倒。∏式天窗架的震害如此严重，主要原因是：门形天窗架突出在屋面上，受 到经过主体建筑放大后的地震加速度而强化、激励产生显著的鞭梢效应，随着突出得越 高，地震作用也越大。特别是天窗架上的屋面板与屋架上的屋面板不在同一标高，在厂 房纵向振动时产生高振型的影响，一旦支撑失效，地震作用全部由天窗架承受，而天窗 架在本身平面外的刚度差，强度低联结弱而引起天窗架破坏。此外天窗架垂直支撑布置 不合理或不足，也是主要原因。
不少震害资料还表明，震害的轻重与场地类别密切相关。当结构自振周期与场 地卓越周期相接近时，建筑物与地基土产生类似共振现象，震害加重。单层钢筋混凝 土厂房纵向抗震能力较差。此外还存在一些构件间联结构造单薄、支撑系统较弱、构 件强度不足等薄弱环节，当发生地震时首先破坏。钢筋混凝土单层厂房其主要震害表 现如下。
7.1 震害及其分析
上述震害特点基本上反映了在横向地震作用下单层砖结构厂房的受力性质 。由于这类房屋缺少横墙拉结，特别是山墙或横墙间距较大的有檩体系屋盖房 屋，屋盖整体性较差，横向地震作用主要由组成排架的纵墙承受，所以纵墙震 害较重。而在强震区，当采用钢筋混凝土屋盖，且山墙或横墙的间距不大时， 屋盖的整体性较强，厂房的空间作用比较显著；这时，山墙将承受由屋盖传来 较强的横向地震作用。当传至山墙或横墙上的横向地震作用超过山(横)墙的抗 剪承载力时，墙体就会产生斜裂缝。由于地震的往复作用，墙体上产生的裂缝 往往是交叉型的。 。
7.1.1 单层砖结构厂房
震害调查表明，7度区未经抗震设防的单层砖结构厂房多数只有轻微 的破坏或基本完好，少数为中等破坏；8度区的厂房多数受到不同程度的 破坏，部分受到中等破坏，个别倒塌；9度区的厂房大多数有严重破坏和 倒塌，只有个别能在震后保留下来。其震害主要表现如下。 1. 纵墙水平裂缝、砖垛折断、山墙斜裂缝或交叉裂缝
第7章
单层厂房抗震设计
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教学提示：单层厂房在我国工业企业中被广泛应用，其地震作用分析应 考虑屋盖平面内的弹性变形和山墙可能引起的扭转。本章介绍以空间分析 为基础的简化计算方法。
教学要求：本章要求学生了解单层厂房震害特点、抗震规定、抗震计算 要点及构造措施。
单层厂房包括单层砖结构厂房、单层钢筋混凝土柱厂房和单层钢 结构厂房等结构类型，本章介绍前两种。单层砖结构厂房是指以砖柱 (墙)承重的中小型厂房。单层钢筋混凝土柱厂房指工业建筑中采用比 较普遍的装配式单层钢筋混凝土柱厂房，且厂房内多设置桥式吊车。