第8章_單層廠房抗震設(shè)計

1、 教學(xué)目標(biāo)與要求 1. 1.了解單層廠房的震害特征及原因。了解單層廠房的震害特征及原因。 2.深刻理解抗震設(shè)計的基本要求。深刻理解抗震設(shè)計的基本要求。 3.了解單層鋼筋混凝土柱廠房的橫、縱向了解單層鋼筋混凝土柱廠房的橫、縱向 抗震計算方法?？拐鹩嬎惴椒ā?4.熟悉和掌握單層廠房的主要抗震構(gòu)造措熟悉和掌握單層廠房的主要抗震構(gòu)造措 施。施。 第第8 8章章 單層廠房抗震設(shè)計單層廠房抗震設(shè)計 導(dǎo)入案例導(dǎo)入案例 5.12在汶川地震中，東方汽輪機(jī)廠的單層工 業(yè)廠房排架柱一般完好，牛腿到屋頂柱有破壞；鋼 筋混凝土屋架與大型屋面板組成的屋蓋破壞較重； 廠房維護(hù)墻破壞嚴(yán)重；輕鋼屋蓋和輕鋼維護(hù)結(jié)構(gòu)破 壞較輕。單

2、層工業(yè)廠房的震害為什么具有上述特點 呢？單層工業(yè)廠房結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計應(yīng)包括哪些內(nèi)容呢？ 我們可以通過本章的學(xué)習(xí)得到了解。 8.18.1震害特征及其原因 和其他結(jié)構(gòu)相比較，單層廠房的震害總的和其他結(jié)構(gòu)相比較，單層廠房的震害總的 來說較輕，且主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。震害來說較輕，且主要是圍護(hù)結(jié)構(gòu)的破壞。震害 調(diào)查表明，圍護(hù)墻布置不合理是造成廠房震調(diào)查表明，圍護(hù)墻布置不合理是造成廠房震 害的重要原因之一，且大型墻板的震害明顯害的重要原因之一，且大型墻板的震害明顯 輕于砌體墻。輕于砌體墻。 廠房的山墻也易倒塌。如果山墻上直接鋪廠房的山墻也易倒塌。如果山墻上直接鋪 有屋面板，山墻的倒塌也引起有關(guān)屋面板的有屋面

3、板，山墻的倒塌也引起有關(guān)屋面板的 墜落。廠房縱向的震害一般比橫向嚴(yán)重。墜落。廠房縱向的震害一般比橫向嚴(yán)重。 以下分別按廠房以下分別按廠房橫向排架橫向排架和和縱向柱列縱向柱列兩個兩個 方向的震害來進(jìn)行分析。方向的震害來進(jìn)行分析。 811橫向地震作用下廠房主體結(jié)構(gòu)的橫向地震作用下廠房主體結(jié)構(gòu)的 震害震害 廠房的橫向抗側(cè)力體系常為屋蓋橫梁廠房的橫向抗側(cè)力體系常為屋蓋橫梁 (屋架屋架)與柱鉸接的排架形式。在地震作用與柱鉸接的排架形式。在地震作用 下，如果構(gòu)件或節(jié)點承載力不足或變形過下，如果構(gòu)件或節(jié)點承載力不足或變形過 大，將會引起相應(yīng)的破壞。主要震害現(xiàn)象大，將會引起相應(yīng)的破壞。主要震害現(xiàn)象 有：有：

4、1柱的局部震害柱的局部震害 1）上柱柱身變截面處開裂或折斷）上柱柱身變截面處開裂或折斷( 圖圖8-1)。 上柱截面較弱，在屋蓋及吊上柱截面較弱，在屋蓋及吊 車的橫向水平地震作用下承受著車的橫向水平地震作用下承受著 較大的剪力，故柱子處于較大的剪力，故柱子處于壓彎剪壓彎剪 復(fù)合受力狀態(tài)復(fù)合受力狀態(tài)，在柱子的變截面，在柱子的變截面 處因剛度突變而產(chǎn)生處因剛度突變而產(chǎn)生應(yīng)力集中應(yīng)力集中， 一般在一般在吊車梁頂面吊車梁頂面附近易產(chǎn)生拉附近易產(chǎn)生拉 裂甚至折斷裂甚至折斷。 圖圖8-18-1上柱震害上柱震害 2）柱頭及其與屋架聯(lián)結(jié)的破壞。）柱頭及其與屋架聯(lián)結(jié)的破壞。 柱頂與屋面梁的連接處由于受力復(fù)雜易發(fā)生

5、柱頂與屋面梁的連接處由于受力復(fù)雜易發(fā)生剪裂剪裂 、壓酥、拉裂或錨筋拔出、鋼筋彎折、壓酥、拉裂或錨筋拔出、鋼筋彎折等震害。等震害。 3）柱肩豎向拉裂）柱肩豎向拉裂 在高低跨廠房的中柱，常用柱肩或牛腿支承低跨在高低跨廠房的中柱，常用柱肩或牛腿支承低跨 屋架，地震時由于高振型的影響，高低跨兩個屋蓋產(chǎn)屋架，地震時由于高振型的影響，高低跨兩個屋蓋產(chǎn) 生相反方向的運動，柱肩或牛腿所受的水平地震作用生相反方向的運動，柱肩或牛腿所受的水平地震作用 將增大許多，如果沒有配置足夠數(shù)量的水平鋼筋，中將增大許多，如果沒有配置足夠數(shù)量的水平鋼筋，中 柱柱肩或牛腿產(chǎn)生柱柱肩或牛腿產(chǎn)生豎向拉裂豎向拉裂(圖圖8-2)。 圖8

6、-2柱肩豎向裂縫 4）下柱震害）下柱震害 下柱下部出現(xiàn)橫向裂縫或折斷，后者會造成倒塌下柱下部出現(xiàn)橫向裂縫或折斷，后者會造成倒塌 等嚴(yán)重后果。等嚴(yán)重后果。 5)柱間支撐產(chǎn)生壓屈。柱間支撐產(chǎn)生壓屈。 圖圖8 8-3 柱間支撐壓屈柱間支撐壓屈 型天窗是廠房抗震的薄弱部位，在型天窗是廠房抗震的薄弱部位，在6度區(qū)就有震度區(qū)就有震 害的實例。震害主要表現(xiàn)為支撐桿件失穩(wěn)彎曲，支撐害的實例。震害主要表現(xiàn)為支撐桿件失穩(wěn)彎曲，支撐 與天窗立柱連接節(jié)點被拉脫，天窗立柱根部開裂或折與天窗立柱連接節(jié)點被拉脫，天窗立柱根部開裂或折 斷等。這是因為斷等。這是因為型天窗位于廠房最高部位，地震效型天窗位于廠房最高部位，地震效

7、應(yīng)大。應(yīng)大。 圖圖8-4天窗立柱斷裂天窗立柱斷裂 （2）型天窗架與屋架聯(lián)接節(jié)點的破壞型天窗架與屋架聯(lián)接節(jié)點的破壞 （3）圍護(hù)墻開裂外閃、局部或大面積倒倒塌。）圍護(hù)墻開裂外閃、局部或大面積倒倒塌。 其中高懸墻、女兒墻受鞭端效應(yīng)的影響，破壞最為嚴(yán)其中高懸墻、女兒墻受鞭端效應(yīng)的影響，破壞最為嚴(yán) 重。重。 圖圖8-5磚墻大部分倒塌磚墻大部分倒塌 8 81 12 2縱向地震作用下廠房主體結(jié)構(gòu)的震害縱向地震作用下廠房主體結(jié)構(gòu)的震害 （1）屋面板錯動墜落）屋面板錯動墜落 在大型屋面板屋蓋中，如屋面板與屋架或在大型屋面板屋蓋中，如屋面板與屋架或 屋面梁焊接不牢，地震時往往造成屋面板錯動屋面梁焊接不牢，地震時往

8、往造成屋面板錯動 滑落，甚至引起屋架的失穩(wěn)倒塌（圖滑落，甚至引起屋架的失穩(wěn)倒塌（圖8-6）。）。 歷次地震的震害調(diào)查表明，廠房受縱向水歷次地震的震害調(diào)查表明，廠房受縱向水 平地震作用時的破壞程度重于橫向地震作用時平地震作用時的破壞程度重于橫向地震作用時 的破壞程度。主要的破壞形式有：的破壞程度。主要的破壞形式有： 圖8-6局部屋面板掉落 （2） 天窗兩側(cè)天窗兩側(cè)豎向支撐斜桿拉斷，節(jié)點破壞豎向支撐斜桿拉斷，節(jié)點破壞 ，天窗架沿廠房縱向傾斜，甚至倒下砸塌屋蓋。，天窗架沿廠房縱向傾斜，甚至倒下砸塌屋蓋。 （3）屋架破壞）屋架破壞 屋蓋的縱向地震力是通過屋面板焊縫從屋屋蓋的縱向地震力是通過屋面板焊縫從

9、屋 架中部向屋架的兩端傳遞的，屋架兩端的剪力架中部向屋架的兩端傳遞的，屋架兩端的剪力 最大。因此，屋架的震害主要是端頭混凝土酥最大。因此，屋架的震害主要是端頭混凝土酥 裂掉角、支撐大型屋面板的支墩折斷、端節(jié)間裂掉角、支撐大型屋面板的支墩折斷、端節(jié)間 上弦剪斷等。上弦剪斷等。 圖8-7屋架與柱頂連接處嚴(yán)重破壞 （4）支撐震害）支撐震害 在設(shè)有柱間支撐的跨間，由于其剛度大，屋架端頭與在設(shè)有柱間支撐的跨間，由于其剛度大，屋架端頭與 屋面板邊肋連接點處的剪力最為集中，往往首先被剪壞；屋面板邊肋連接點處的剪力最為集中，往往首先被剪壞； 這使得縱向地震力的傳遞轉(zhuǎn)移到內(nèi)肋，導(dǎo)致屋架上弦受到這使得縱向地震力的

10、傳遞轉(zhuǎn)移到內(nèi)肋，導(dǎo)致屋架上弦受到 過大的縱向地震力而破壞。當(dāng)縱向地震力主要由支撐傳遞過大的縱向地震力而破壞。當(dāng)縱向地震力主要由支撐傳遞 時，若支撐數(shù)量不足或布置不當(dāng)，會造成支撐的失穩(wěn)，引時，若支撐數(shù)量不足或布置不當(dāng)，會造成支撐的失穩(wěn)，引 起屋面的破壞或屋蓋的倒塌。另外，柱根處也會發(fā)生沿廠起屋面的破壞或屋蓋的倒塌。另外，柱根處也會發(fā)生沿廠 房縱向的水平斷裂。房縱向的水平斷裂。 （5）縱向地震作用下圍護(hù)結(jié)構(gòu)的震害有山墻、山尖外閃）縱向地震作用下圍護(hù)結(jié)構(gòu)的震害有山墻、山尖外閃 或局部塌落?；蚓植克?。 圖8-8山墻倒塌 磚柱廠房的抗震性能遠(yuǎn)不如鋼筋混凝土廠房。其屋蓋的震磚柱廠房的抗震性能遠(yuǎn)不如鋼筋混

11、凝土廠房。其屋蓋的震 害現(xiàn)象有：害現(xiàn)象有： 屋面瓦下滑和掉落；楞攤瓦屋面的木屋架沿廠房縱向屋面瓦下滑和掉落；楞攤瓦屋面的木屋架沿廠房縱向 向一側(cè)傾斜；木屋架及其氣樓間的豎向交叉支撐或節(jié)點被向一側(cè)傾斜；木屋架及其氣樓間的豎向交叉支撐或節(jié)點被 拉脫，或木桿件被拉斷；重屋蓋的天窗兩側(cè)豎向支撐或節(jié)拉脫，或木桿件被拉斷；重屋蓋的天窗兩側(cè)豎向支撐或節(jié) 點被拉脫，或鋼桿件被壓屈。點被拉脫，或鋼桿件被壓屈。 磚柱的震害現(xiàn)象有：磚柱的震害現(xiàn)象有： 內(nèi)部獨立磚柱在底部發(fā)生水平裂縫，柱頂混凝土墊塊內(nèi)部獨立磚柱在底部發(fā)生水平裂縫，柱頂混凝土墊塊 底面出現(xiàn)水平裂縫，少數(shù)發(fā)生錯位；高低跨磚柱上柱水平底面出現(xiàn)水平裂縫，少數(shù)

12、發(fā)生錯位；高低跨磚柱上柱水平 折斷，或支承低跨屋架的柱肩產(chǎn)生豎向裂縫。折斷，或支承低跨屋架的柱肩產(chǎn)生豎向裂縫。 墻體的震害主要有：墻體的震害主要有： 山墻外傾，檁條由墻頂拔出，嚴(yán)重時山墻尖向外傾倒山墻外傾，檁條由墻頂拔出，嚴(yán)重時山墻尖向外傾倒 ，端開間屋面局部塌落；外縱墻在窗臺高度處出現(xiàn)細(xì)微水，端開間屋面局部塌落；外縱墻在窗臺高度處出現(xiàn)細(xì)微水 平裂縫，較嚴(yán)重時水平折斷，并常伴有壁柱磚塊局部壓碎平裂縫，較嚴(yán)重時水平折斷，并常伴有壁柱磚塊局部壓碎 崩落，更嚴(yán)重時整個廠房橫向傾倒。崩落，更嚴(yán)重時整個廠房橫向傾倒。 8.2 抗震設(shè)計的基本要求 8.2.1結(jié)構(gòu)布置結(jié)構(gòu)布置 單層廠房的平面和豎向布置應(yīng)注意

13、體型簡單、規(guī)則、單層廠房的平面和豎向布置應(yīng)注意體型簡單、規(guī)則、 各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量均勻?qū)ΨQ，盡量避免體型曲折復(fù)雜各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量均勻?qū)ΨQ，盡量避免體型曲折復(fù)雜 、凹凸變化，盡可能選用長方形平面體型，對于多跨廠房、凹凸變化，盡可能選用長方形平面體型，對于多跨廠房 宜等高等長，減輕扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響。宜等高等長，減輕扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的影響。 廠房的貼建房屋應(yīng)沿廠房縱墻或山墻布置，而不宜布廠房的貼建房屋應(yīng)沿廠房縱墻或山墻布置，而不宜布 置在廠房角部和緊鄰防震縫處。置在廠房角部和緊鄰防震縫處。 平面復(fù)雜時，在側(cè)向剛度或高差變化很大的部位，以平面復(fù)雜時，在側(cè)向剛度或高差變化很大的部位，以 及沿廠房側(cè)邊有貼建房

14、屋時，宜設(shè)防震縫。防震縫的兩側(cè)及沿廠房側(cè)邊有貼建房屋時，宜設(shè)防震縫。防震縫的兩側(cè) 應(yīng)布置墻或柱。在廠房縱橫跨交接處，以及對大柱網(wǎng)廠房應(yīng)布置墻或柱。在廠房縱橫跨交接處，以及對大柱網(wǎng)廠房 等可不設(shè)柱間支撐的廠房，防震縫寬度可采用等可不設(shè)柱間支撐的廠房，防震縫寬度可采用100 150mm，其他情況可采用，其他情況可采用 5090mm。在豎向應(yīng)減少剛。在豎向應(yīng)減少剛 度突變，各跨的高度應(yīng)盡可能相同。度突變，各跨的高度應(yīng)盡可能相同。 兩個主廠房之間的過渡跨至少應(yīng)有一側(cè)采用防震縫與兩個主廠房之間的過渡跨至少應(yīng)有一側(cè)采用防震縫與 主廠房脫開。主廠房脫開。 廠房內(nèi)用于進(jìn)入吊車的鐵梯不應(yīng)靠近防震縫設(shè)置；多廠房內(nèi)

15、用于進(jìn)入吊車的鐵梯不應(yīng)靠近防震縫設(shè)置；多 跨廠房各跨上吊車的鐵梯不宜設(shè)置在同一橫向軸線附近?？鐝S房各跨上吊車的鐵梯不宜設(shè)置在同一橫向軸線附近。 工作平臺、剛性工作間宜與廠房主體結(jié)構(gòu)脫開。工作平臺、剛性工作間宜與廠房主體結(jié)構(gòu)脫開。 廠房的同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)不應(yīng)采用不同的結(jié)構(gòu)型式，也廠房的同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)不應(yīng)采用不同的結(jié)構(gòu)型式，也 不應(yīng)采用橫墻和排架混合承重。不應(yīng)采用橫墻和排架混合承重。 廠房各柱列的側(cè)移剛度宜均勻，當(dāng)有抽柱時，應(yīng)采取廠房各柱列的側(cè)移剛度宜均勻，當(dāng)有抽柱時，應(yīng)采取 抗震加強(qiáng)措施?？拐鸺訌?qiáng)措施。 8.2.2 屋蓋體系屋蓋體系 天窗是薄弱環(huán)節(jié)，它削弱屋蓋的整體剛度。從抗震的角度， 廠房天窗架

16、的設(shè)置應(yīng)符合下列要求： 1.天窗宜采用突出屋面較小的避風(fēng)型天窗，有條件或9度 時宜采用下沉式天窗。 2.突出屋面的天窗宜采用鋼天窗架；68度時，可采用矩 形截面桿件的鋼筋混凝土天窗架。 3. 8度和9度時，天窗宜宜從廠房單元端部第三柱間開始 設(shè)置。 4.天窗屋蓋、端壁板和側(cè)板，宜采用輕型板材。 無蓋要有良好的空間整體性和有效的剛度。無蓋要有良好的空間整體性和有效的剛度。 1.天窗架的設(shè)置天窗架的設(shè)置 2屋架的設(shè)置屋架的設(shè)置 廠房宜采用鋼屋架或重心較低的預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝廠房宜采用鋼屋架或重心較低的預(yù)應(yīng)力混凝土、鋼筋混凝 土屋架。土屋架。 1.1.當(dāng)跨度不大于當(dāng)跨度不大于15m15m時，可采

17、用鋼筋混凝土屋面梁。時，可采用鋼筋混凝土屋面梁。 2.2.跨度大于跨度大于24m24m時，或時，或8 8度度、類場地和類場地和9 9度時，應(yīng)優(yōu)度時，應(yīng)優(yōu) 先采用鋼屋架。先采用鋼屋架。 3.3.柱距為柱距為12m時，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土托架時，可采用預(yù)應(yīng)力混凝土托架(梁梁)；當(dāng)采；當(dāng)采 用鋼屋架時，亦可采用鋼托架用鋼屋架時，亦可采用鋼托架(梁梁)。 4. 4.有突出屋面天窗架的屋蓋不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土或有突出屋面天窗架的屋蓋不宜采用預(yù)應(yīng)力混凝土或 鋼筋混凝土空腹屋架。鋼筋混凝土空腹屋架。 5. 85. 8度（度（0.3g0.3g）和）和9 9度時，跨度大于度時，跨度大于2424米的廠房不宜采米的廠

18、房不宜采 用大型屋面板。用大型屋面板。 應(yīng)合理地布置支撐，使廠房形成空間傳力體系。應(yīng)合理地布置支撐，使廠房形成空間傳力體系。 3.屋蓋的支撐屋蓋的支撐 1.單層鋼筋混凝土柱廠房單層鋼筋混凝土柱廠房 柱底至室內(nèi)地坪以上柱底至室內(nèi)地坪以上500mm范圍內(nèi)和階形柱的上范圍內(nèi)和階形柱的上 柱宜采用矩形截面，以增強(qiáng)這些部位的抗剪能力。柱宜采用矩形截面，以增強(qiáng)這些部位的抗剪能力。 1 1、柱間支撐除在廠房縱向的中部設(shè)置外，有吊車時或、柱間支撐除在廠房縱向的中部設(shè)置外，有吊車時或8 度和度和9度時尚宜在廠房單元兩端增設(shè)上柱支撐；廠房單度時尚宜在廠房單元兩端增設(shè)上柱支撐；廠房單 元較長時，或元較長時，或8度度

19、、類場地和類場地和9度時，可在廠房單元度時，可在廠房單元 中部中部13區(qū)段內(nèi)設(shè)置兩道柱間支撐，且下柱支撐應(yīng)與上區(qū)段內(nèi)設(shè)置兩道柱間支撐，且下柱支撐應(yīng)與上 柱支撐配套設(shè)置。柱支撐配套設(shè)置。 2 2、8度且跨度不小于度且跨度不小于18m的多跨廠房中柱和的多跨廠房中柱和9度時多跨度時多跨 廠房的各柱，宜在縱向設(shè)置柱頂通長水平壓桿，此壓廠房的各柱，宜在縱向設(shè)置柱頂通長水平壓桿，此壓 桿可與梯形屋架支座處通長水平系桿合并設(shè)置，鋼筋桿可與梯形屋架支座處通長水平系桿合并設(shè)置，鋼筋 混凝土系桿端頭與屋架間的空隙應(yīng)采用混凝土填實。混凝土系桿端頭與屋架間的空隙應(yīng)采用混凝土填實。 8.2.4 圍護(hù)墻體的布置圍護(hù)墻體的

20、布置 1 1、圍護(hù)墻的布置應(yīng)盡量均勻、對稱。、圍護(hù)墻的布置應(yīng)盡量均勻、對稱。 2 2、單層鋼筋混泥土柱廠房的圍護(hù)墻體宜采用輕質(zhì)墻板或、單層鋼筋混泥土柱廠房的圍護(hù)墻體宜采用輕質(zhì)墻板或 鋼筋混凝土大型墻板。外側(cè)柱距為鋼筋混凝土大型墻板。外側(cè)柱距為12m12m時應(yīng)采用輕質(zhì)墻板時應(yīng)采用輕質(zhì)墻板 或鋼筋混凝土大型墻板；不等高廠房的高跨封墻和縱橫向或鋼筋混凝土大型墻板；不等高廠房的高跨封墻和縱橫向 廠房交接處的懸墻宜采用輕質(zhì)墻板，廠房交接處的懸墻宜采用輕質(zhì)墻板，8 8、9 9度時應(yīng)采用輕質(zhì)度時應(yīng)采用輕質(zhì) 墻板。墻板。 3 3、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的圍護(hù)墻體應(yīng)優(yōu)先采用輕型板材。、單層鋼結(jié)構(gòu)廠房的圍護(hù)墻體應(yīng)優(yōu)先采用

21、輕型板材。 8.3鋼筋混凝土單層廠房抗震計算 抗震規(guī)范規(guī)定，當(dāng)按抗震規(guī)范的規(guī)定采取抗震構(gòu) 造措施并符合下列條件之一時，可不進(jìn)行橫向及縱向的截 面抗震驗算。 1、對于設(shè)防烈度7度，、類場地，柱高不超過l0m且 結(jié)構(gòu)單元兩端均有山墻的單跨及等高多跨廠房(鋸齒形廠 房除外)。 2、7度和8度(0.20g) 、類場地的露天吊車棧橋。 沿廠房橫向的主要抗側(cè)力構(gòu)件是由柱、屋架(屋面梁)組 成的排架和剛性橫墻；沿廠房縱向的主要抗側(cè)力構(gòu)件是由 柱、柱間支撐、吊車梁、連系梁組成的柱列和剛性縱墻。 一般單層廠房需要進(jìn)行水平地震作用下的橫向和縱向抗側(cè) 力構(gòu)件的抗震強(qiáng)度驗算。 廠房抗震計算時，應(yīng)根據(jù)屋蓋高差和吊車設(shè)置

22、情況， 分別采用單質(zhì)點、雙質(zhì)點或多質(zhì)點模型計算地震作用。 有吊車的廠房，當(dāng)按平面框(排)架進(jìn)行抗震計算時，對 設(shè)置一層吊車的廠房，在每跨可取兩臺吊車，多跨時不 多于四臺。當(dāng)按空間框架進(jìn)行抗震計算時，吊車取實際 臺數(shù)。 8.3.1抗震驗算方向 1、地面運動方向 實際很復(fù)雜，目前工程抗震設(shè)計實際一般考慮直角 坐標(biāo)系3個主軸方向的地面運動平動分量。 2、抗震強(qiáng)度驗算方向 我們一般考慮水平地震作用下驗算廠房的橫向、縱 向的強(qiáng)度驗算。 832 橫向抗震計算橫向抗震計算 1計算方法的選擇計算方法的選擇 廠房的橫向地震作用計算可采用以下三種方法： 1）混凝土無檁和有檁屋蓋廠房，一般情況下，宜計及屋 蓋的橫向

23、彈性變形，按多質(zhì)點空間結(jié)構(gòu)分析(圖8-9)。 2）混凝土無檁和有檁屋蓋廠房，當(dāng)符合下列條件時，可 采用平面排架計算柱的地震剪力和彎矩，但要進(jìn)行考慮空 間作用和扭轉(zhuǎn)影響的調(diào)整。 7度和8度； 廠房單元屋蓋長度與總跨度之比小于8或廠房總跨度 大于12m(其中屋蓋長度指山墻到山墻的間距，僅一端有 山墻時，應(yīng)取所考慮排架至山墻的距離；高低跨相差較大 的不等高廠房，總跨度可不包括低跨)； 山墻的厚度不小于240mm，開洞所占的水平截面積不 超過總面積的50，并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接； 柱頂高度不大于15m。 對于9度區(qū)的單層鋼筋混凝土柱廠房，由于砌體墻的開 裂，空間作用影響明顯減弱，可不考慮調(diào)整。 3）

24、輕型屋蓋（屋面為壓型鋼板，楞鐵，石棉瓦等有檁屋 蓋）廠房，柱距相等時，可按平面排架計算。 圖8-9多質(zhì)點空間結(jié)構(gòu)分析模型 平面排架計算法是一種簡化計算方法，便于手算，以 下主要介紹按平面排架計算的方法。 等高排架可簡化為單自由度體系，如圖8-10所示。 不等高排架，可按不同高度處屋蓋的數(shù)量和屋蓋之間 的連接方式，簡化成多自由度體系。例如，當(dāng)屋蓋位于兩 個不同高度處時，可簡化為二自由度體系，如圖8-11所示。 圖8-12示出了在三個高度處有屋蓋時的計算簡圖。應(yīng)注意 的是，在圖8-12中，當(dāng)H1=H2時，仍為三質(zhì)點體系。 2計算簡圖計算簡圖 圖8-10等高排架的計算簡圖 圖8-11不等高排架的計算

25、簡圖（二質(zhì)點體系） 圖8-12不等高排架的計算簡圖（三質(zhì)點體系） 3單層廠房的質(zhì)量集中單層廠房的質(zhì)量集中 房屋的質(zhì)量一般是分布的。當(dāng)采用有限自由度模型時，房屋的質(zhì)量一般是分布的。當(dāng)采用有限自由度模型時， 通常需把房屋的質(zhì)量集中到樓蓋或屋蓋處；此時，當(dāng)自由通常需把房屋的質(zhì)量集中到樓蓋或屋蓋處；此時，當(dāng)自由 度數(shù)目較少時，特別是取單質(zhì)點模型時，集中質(zhì)量一般并度數(shù)目較少時，特別是取單質(zhì)點模型時，集中質(zhì)量一般并 不是簡單地把質(zhì)量不是簡單地把質(zhì)量“就近就近”向樓蓋向樓蓋(屋蓋屋蓋)處堆成即可，若處堆成即可，若 隨意堆成則會引起較大的誤差。將不同處的質(zhì)量折算入總隨意堆成則會引起較大的誤差。將不同處的質(zhì)量折

26、算入總 質(zhì)量時需乘以的系數(shù)就是該處質(zhì)量的質(zhì)量時需乘以的系數(shù)就是該處質(zhì)量的質(zhì)量集中系數(shù)質(zhì)量集中系數(shù)。集中集中 質(zhì)量一般位于屋架下弦質(zhì)量一般位于屋架下弦(柱頂柱頂)處。處。 質(zhì)量集中系數(shù)應(yīng)根據(jù)一定的原則確定。質(zhì)量集中系數(shù)應(yīng)根據(jù)一定的原則確定。 計算結(jié)構(gòu)的動力特性時，應(yīng)根據(jù)計算結(jié)構(gòu)的動力特性時，應(yīng)根據(jù)“周期等效周期等效”的原則；的原則； 計算結(jié)構(gòu)的地震作用時，對于排架柱應(yīng)根據(jù)柱底計算結(jié)構(gòu)的地震作用時，對于排架柱應(yīng)根據(jù)柱底“彎矩彎矩 相等相等”的原則；的原則； 對于剛性剪力墻應(yīng)根據(jù)墻底對于剛性剪力墻應(yīng)根據(jù)墻底“剪力相等剪力相等”的原則，經(jīng)過的原則，經(jīng)過 換算分析后確定。換算分析后確定。 現(xiàn)將單層排架廠

27、房墻、柱、吊車梁等質(zhì)量集中于屋架下弦 處時的質(zhì)量集中系數(shù)列于表8-3中。高低跨交接柱上高跨 一側(cè)的吊車梁靠近低跨屋蓋，而將其質(zhì)量集中于低跨屋蓋 時，質(zhì)量集中系數(shù)取1.0。 表表83單層排架廠房的質(zhì)量集中系數(shù)單層排架廠房的質(zhì)量集中系數(shù) 1)等高廠房。 圖8-10中等高廠房的G1的計算式為： G1=1.0G屋蓋0.5G吊車梁0.25G柱0.25G縱墻 (8-1) (1)計算自振周期時的質(zhì)量集中。 根據(jù)前述質(zhì)量集中的原理，在計算自振周期時，各集中質(zhì) 量的重量可計算如下。 2)不等高廠房。 圖8-11中不等高廠房的G1的計算式為： G1=1.0G低跨屋蓋+0.5G低跨吊車梁+0.25G低跨邊柱 +0.

28、25G低跨縱墻+1.0G高跨吊車梁（中柱） +0.25G中柱下柱+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 (8-2) 圖8-11中不等高廠房的G2的計算式為： G2=1.0G高跨屋蓋+0.5G高跨吊車梁(邊跨)+0.25G高跨邊柱 +0.25G高跨外縱墻+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 (8-3) 上面各式中，G屋蓋等均為重力荷載代表值(屋蓋的重力 荷載代表值包括作用于屋蓋處的活荷載和檐墻的重力荷載 代表值)。上面還假定高低跨交接柱上柱的各一半分別集 中于低跨和高跨屋蓋處。 高低跨交接柱的高跨吊車梁的質(zhì)量可集中到低跨屋蓋，也 可集中到高跨屋蓋，應(yīng)以就近集中為原則。當(dāng)集中到低跨 屋蓋時，如前所述

29、，質(zhì)量集中系數(shù)為1.0；當(dāng)集中到高跨 屋蓋時，質(zhì)量集中系數(shù)為0.5。 吊車橋架對排架的自振周期影響很小。因此，在計算自振 周期時可不考慮其對質(zhì)點質(zhì)量的貢獻(xiàn)。這樣做一般是偏于 安全的。 (2)計算地震作用時的質(zhì)量集中。 2)不等高廠房。 圖8-11中不等高廠房的G1的計算式為： G1=1.0G低跨屋蓋+0.75G低跨吊車梁+0.5G低 跨邊柱+0.5G低跨縱墻+1.0G高跨吊車梁（中柱）+0.5G 中柱下柱+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 (8-5) 1)等高廠房。 圖8-10中等高廠房的G1的計算式為： G1=1.0G屋蓋0.75G吊車梁0.5G柱0.5G縱墻 (8-4) 在計算地震作用時

30、，各集中質(zhì)量的重量可計算如下。 圖8-11中不等高廠房的G2的計算式為： G2=1.0G高跨屋蓋+0.75G高跨吊車梁（邊跨）+0.5G高跨邊柱 +0.5G高跨外縱墻+0.5G中柱上柱+0.5G高跨封墻 (8-6) 確定廠房的地震作用時，對設(shè)有橋式吊車的廠房， 除將廠房重力荷載按前述彎矩等效原則集中于屋蓋標(biāo)高處 外，還應(yīng)考慮吊車橋架的重力荷載（軟鉤吊車不考慮吊重， 硬鉤吊車尚應(yīng)考慮最大吊重的30）。一般是把某跨吊車 橋架的重力荷載集中于該跨任一柱吊車梁的頂面標(biāo)高處。 如兩跨不等高廠房均設(shè)有吊車如兩跨不等高廠房均設(shè)有吊 車，則在確定廠房地震作用時，按對廠房不利的影響，低 跨可取G3或（G3）；高

31、跨可取G4或（G4）， 按四個集中質(zhì)點考慮(圖8-13)。 應(yīng)注意的是這種模型僅在計算地震作用時才能采用，在計 算結(jié)構(gòu)的動力特性(如周期等)時，是不能采用這種模型的。 這是因為吊車橋架是局部質(zhì)量，此局部質(zhì)量不能有效地對 整體結(jié)構(gòu)的動力特性產(chǎn)生明顯的影響。 圖8-13考慮吊車橋架重量的排架地震作用計算簡圖 自振周期自振周期T1的計算公式為：的計算公式為： （8-7） 其中其中m為質(zhì)量，為質(zhì)量，K為剛度。為剛度。 對多自由度體系，可用能量法計算基本自振周期對多自由度體系，可用能量法計算基本自振周期T1，公式，公式 為：為： （8-8） 其中，其中，mi和和Gi分別為第分別為第i質(zhì)點的質(zhì)量和重量，質(zhì)

32、點的質(zhì)量和重量，ui為在全部為在全部 Gi(i=1，n)沿水平方向的作用下第沿水平方向的作用下第i質(zhì)點的側(cè)移，質(zhì)點的側(cè)移，n為自由為自由 度數(shù)。度數(shù)。 4自振周期的計算自振周期的計算 n i ii n i ii uG um T 1 1 2 1 2 K m T2 1 抗震規(guī)范規(guī)定，按平面排架計算廠房的橫向地震作用抗震規(guī)范規(guī)定，按平面排架計算廠房的橫向地震作用 時，排架的基本自振周期應(yīng)考慮縱墻及屋架與柱連接的固時，排架的基本自振周期應(yīng)考慮縱墻及屋架與柱連接的固 結(jié)作用。結(jié)作用。 因此，按上述公式算出的自振周期還應(yīng)進(jìn)行如下調(diào)整：因此，按上述公式算出的自振周期還應(yīng)進(jìn)行如下調(diào)整： 由鋼筋混凝土屋架或鋼屋

33、架與鋼筋混凝土柱組成的排架，由鋼筋混凝土屋架或鋼屋架與鋼筋混凝土柱組成的排架， 有縱墻有縱墻時取周期計算值的時取周期計算值的80，無縱墻無縱墻時取時取90。 (1)底部剪力法底部剪力法 排架的地震作用可用前面講過的方法計算。用底部剪排架的地震作用可用前面講過的方法計算。用底部剪 力法計算地震作用時，總地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值為：力法計算地震作用時，總地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值為： FEk=1Geq (8-9) 其中，其中，1為相應(yīng)于基本周期為相應(yīng)于基本周期T1的地震影響系數(shù)；的地震影響系數(shù)；Geq為等為等 效重力荷載代表值，單質(zhì)點體系取全部重力荷載代表值效重力荷載代表值，單質(zhì)點體系取全部重力荷載代表值 ，多質(zhì)點

34、體系取全部重力荷載代表值的，多質(zhì)點體系取全部重力荷載代表值的85。當(dāng)為二質(zhì)。當(dāng)為二質(zhì) 點體系時，由于較為接近單質(zhì)點體系，點體系時，由于較為接近單質(zhì)點體系，Geq也可取全部重也可取全部重 力荷載代表值的力荷載代表值的95。 3排架地震作用的計算排架地震作用的計算 質(zhì)點質(zhì)點i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為 (8-10)(8-10) 其中，其中，Gi和和Hi分別為第分別為第i質(zhì)點的重力荷載代表值和至柱底質(zhì)點的重力荷載代表值和至柱底 的距離，的距離，n為體系的自由度數(shù)目。求出各質(zhì)點的水平地震為體系的自由度數(shù)目。求出各質(zhì)點的水平地震 作用后，就可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出相應(yīng)的排架內(nèi)力。底部作用后

35、，就可用結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出相應(yīng)的排架內(nèi)力。底部 剪力法的缺點是很難反映高振型的影響。剪力法的缺點是很難反映高振型的影響。 EK n j jj ii i F HG HG F 1 EK n j jj ii i F HG HG F 1 對較為復(fù)雜的廠房，例如高低跨高度相差較大的廠房，對較為復(fù)雜的廠房，例如高低跨高度相差較大的廠房， 采用底部剪力法計算時，由于不能反映高振型的影響，誤采用底部剪力法計算時，由于不能反映高振型的影響，誤 差較大。高低跨相交處柱牛腿的水平拉力主要由高振型引差較大。高低跨相交處柱牛腿的水平拉力主要由高振型引 起，此拉力的計算是底部剪力法無法實現(xiàn)的。在這些情況起，此拉力的計算是底

36、部剪力法無法實現(xiàn)的。在這些情況 下，就需要采用振型分解法。下，就需要采用振型分解法。 采用振型分解法的計算簡圖與底部剪力法相同，每個采用振型分解法的計算簡圖與底部剪力法相同，每個 質(zhì)點有一個水平自由度。用前面介紹過的振型分解法的標(biāo)質(zhì)點有一個水平自由度。用前面介紹過的振型分解法的標(biāo) 準(zhǔn)過程，就可求出各振型各質(zhì)點處的水平地震作用，從而準(zhǔn)過程，就可求出各振型各質(zhì)點處的水平地震作用，從而 求出各振型的地震內(nèi)力?？偟牡卣饍?nèi)力則為各振型地震內(nèi)求出各振型的地震內(nèi)力?？偟牡卣饍?nèi)力則為各振型地震內(nèi) 力的按平方和開方的組合。力的按平方和開方的組合。 對二質(zhì)點的高低跨排架，用柔度法計算較方便，相應(yīng)對二質(zhì)點的高低跨排

37、架，用柔度法計算較方便，相應(yīng) 的振型分解法的計算步驟如下；的振型分解法的計算步驟如下； (2)振型分解法振型分解法 1)計算平面排架各振型的自振周期、振型幅值和振型參與系數(shù)計算平面排架各振型的自振周期、振型幅值和振型參與系數(shù) 記二質(zhì)點的水平位移坐標(biāo)分別為記二質(zhì)點的水平位移坐標(biāo)分別為x1和和x2，其質(zhì)量分別為，其質(zhì)量分別為m1和和m2，第，第 一、二振型的圓頻率分別為一、二振型的圓頻率分別為l、2，則有，則有 取取l2，則第一、二自振周期分別為，則第一、二自振周期分別為 記第記第i振型第振型第j質(zhì)點的幅值為質(zhì)點的幅值為Xij(i，j=1，2)，則有，則有 (8-11) (8-13) (8-12)

38、 第一、第一、 二振型參與系數(shù)二振型參與系數(shù) (8-14) 記第i振型第j質(zhì)點的地震作用為Fij，則有 即 然后按結(jié)構(gòu)力學(xué)方法求出各振型的地震內(nèi)力。 2)計算各振型的地震作用和地震內(nèi)力 (8-15) (8-16) 設(shè)某一內(nèi)力S在第一振型的地震作用下的值為S，在第二振型 的地震作用下的值為S2，則該地震內(nèi)力的最終值S最終為 3)計算最終的地震內(nèi)力計算最終的地震內(nèi)力 (8-17) 在求得地震作用后，便可將作用于排架上的Fi，視為靜力 荷載，作用于排架相應(yīng)的i點，如圖8-14所示。 6排架地震作用效應(yīng)的計算及調(diào)整排架地震作用效應(yīng)的計算及調(diào)整 圖8-14排架地震作用計算簡圖 按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法對此平面排

39、架進(jìn)行內(nèi)力分析，求出按結(jié)構(gòu)力學(xué)的方法對此平面排架進(jìn)行內(nèi)力分析，求出 各柱控制截面的地震作用效應(yīng)，并將此簡化結(jié)果作如下修各柱控制截面的地震作用效應(yīng)，并將此簡化結(jié)果作如下修 正：正： （1）考慮空間工作及扭轉(zhuǎn)影響對柱考慮空間工作及扭轉(zhuǎn)影響對柱(除高低跨交接處外除高低跨交接處外) 地震作用效應(yīng)的調(diào)整；地震作用效應(yīng)的調(diào)整； （2）高低跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整；高低跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整； （3）吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù)。吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù)。 顯然，只有廠房兩端均無山墻（中間亦無橫墻）時，廠房的顯然，只有廠房兩端均無山墻（中間亦無橫墻）時，廠房的 整體振動（第一振

40、型）才接近單片排架的平面振動。如圖整體振動（第一振型）才接近單片排架的平面振動。如圖815 （a）所示。各排架有相等的柱頂側(cè)移）所示。各排架有相等的柱頂側(cè)移u0，則可認(rèn)為無空間作用，則可認(rèn)為無空間作用 影響。影響。 當(dāng)廠房兩端有山墻圖當(dāng)廠房兩端有山墻圖815（b），且山墻在其平面內(nèi)剛），且山墻在其平面內(nèi)剛 度很大時，作用于屋蓋平面內(nèi)的地震作用將部分通過屋蓋傳至山度很大時，作用于屋蓋平面內(nèi)的地震作用將部分通過屋蓋傳至山 墻，而排架所受的地震作用將有所減少，山墻的側(cè)移墻，而排架所受的地震作用將有所減少，山墻的側(cè)移um可近似為可近似為 零，廠房各排架的側(cè)移將不等，中間排架處的柱頂側(cè)移零，廠房各排架的

41、側(cè)移將不等，中間排架處的柱頂側(cè)移u1最大，最大， 但但u1u0。山墻的間距愈小；。山墻的間距愈??；u1比比u0小得愈多，即廠房存在空間工小得愈多，即廠房存在空間工 作。此時各排架實際承受的地震作用將比按平面排架計算的小。作。此時各排架實際承受的地震作用將比按平面排架計算的小。 （1）考慮空間工作及扭轉(zhuǎn)影響對柱考慮空間工作及扭轉(zhuǎn)影響對柱(除高低跨交接處外除高低跨交接處外)地震作地震作 用效應(yīng)的調(diào)整用效應(yīng)的調(diào)整 單層廠房的排架柱、山墻和屋蓋連成一個空間受力體系，在地單層廠房的排架柱、山墻和屋蓋連成一個空間受力體系，在地 震作用下共同工作。震作用下共同工作。 如果廠房僅一端有山墻，或雖然兩端有山墻，

42、但兩山如果廠房僅一端有山墻，或雖然兩端有山墻，但兩山 墻的抗側(cè)剛度相差很大時，廠房屋蓋的整體振動將復(fù)雜化墻的抗側(cè)剛度相差很大時，廠房屋蓋的整體振動將復(fù)雜化 ，除了有空間作用影響外，還會出現(xiàn)較大的平面扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，除了有空間作用影響外，還會出現(xiàn)較大的平面扭轉(zhuǎn)效應(yīng) ，使得排架各柱的柱頂側(cè)移均不相同圖，使得排架各柱的柱頂側(cè)移均不相同圖8-15 c8-15 c ，無，無 墻一端的柱頂側(cè)移墻一端的柱頂側(cè)移u2將大于將大于u0，而有墻一端的柱頂側(cè)移，而有墻一端的柱頂側(cè)移u3 將小于將小于u0，同樣，各柱實際承受的地震作用將不同于按單，同樣，各柱實際承受的地震作用將不同于按單 榀平面排架分析的結(jié)果。在彈性階段排

43、架承受的地震作用榀平面排架分析的結(jié)果。在彈性階段排架承受的地震作用 正比于柱頂側(cè)移，既然在有空間作用時排架的柱頂側(cè)移正比于柱頂側(cè)移，既然在有空間作用時排架的柱頂側(cè)移u1 小于無空間作用時的柱頂側(cè)移小于無空間作用時的柱頂側(cè)移u0，在有扭轉(zhuǎn)作用時有的排，在有扭轉(zhuǎn)作用時有的排 架柱頂側(cè)移架柱頂側(cè)移u2又大于又大于u0，因此，對按平面排架簡圖求得的，因此，對按平面排架簡圖求得的 排架地震作用則必須進(jìn)行調(diào)整。排架地震作用則必須進(jìn)行調(diào)整。 圖8-15廠房屋蓋的變形 （a）無山墻；（b）兩端有山墻；（c）一端有山墻 1）7度和度和8度；度； 2)廠房單元屋蓋長度與總跨度之比小于廠房單元屋蓋長度與總跨度之比小

44、于8或廠房總跨度大于或廠房總跨度大于12m( 其中屋蓋長度指山墻到山墻的間距，僅一端有山墻時，應(yīng)取所考其中屋蓋長度指山墻到山墻的間距，僅一端有山墻時，應(yīng)取所考 慮排架至山墻的距離；高低跨相差較大的不等高廠房，總跨度可慮排架至山墻的距離；高低跨相差較大的不等高廠房，總跨度可 不包括低跨不包括低跨)； 規(guī)范規(guī)定，對于鋼筋混凝土屋蓋的單層鋼筋混凝土柱廠房，按規(guī)范規(guī)定，對于鋼筋混凝土屋蓋的單層鋼筋混凝土柱廠房，按 上述方法確定基本自振周期且按平面排架計算排架柱的地震剪力和上述方法確定基本自振周期且按平面排架計算排架柱的地震剪力和 彎矩，當(dāng)符合下列要求時，可考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響：彎矩，當(dāng)符合下列要求時

45、，可考慮空間工作和扭轉(zhuǎn)影響：P199 3)山墻的厚度不小于山墻的厚度不小于240mm，開洞所占的水平截面積不超過總面，開洞所占的水平截面積不超過總面 積的積的50，并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接；，并與屋蓋系統(tǒng)有良好的連接； 4)柱頂高度不大于柱頂高度不大于15m。 當(dāng)符合上述要求時，為考慮空間作用和扭轉(zhuǎn)影響，排架柱的彎矩和當(dāng)符合上述要求時，為考慮空間作用和扭轉(zhuǎn)影響，排架柱的彎矩和 剪力應(yīng)分別乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)剪力應(yīng)分別乘以相應(yīng)的調(diào)整系數(shù)(高低跨交接處的上柱除外高低跨交接處的上柱除外)，調(diào)整，調(diào)整 系數(shù)的值可按表系數(shù)的值可按表87采用。采用。 屋蓋 山墻 屋 蓋 長 度（m） 30 36 42 48

46、 54 60 66 72 78 84 90 96 等高 廠房 0.75 0.75 0.75 0.8 0.8 0.8 0.85 0.85 0.85 0.9 兩端 山墻 不等高 廠房 0.85 0.85 0.85 0.9 0.9 0.9 0.95 0.95 0.95 1.0 鋼筋混 凝土無 檁屋蓋 一端山墻 1.05 1.15 1.2 1.25 1.3 1.3 1.3 1.3 1.35 1.35 1.35 1.35 等高 廠房 0.8 0.85 0.9 0.95 0.95 1.0 1.0 1.05 1.05 1.1 兩端 山墻 不等高 廠房 0.85 0.9 0.95 1.0 1.0 1.05 1

47、.05 1.1 1.1 1.15 鋼筋混 凝土有 檁屋蓋 一端山墻 1.0 1.05 1.1 1.1 1.15 1.15 1.15 1.2 1.2 1.2 1.25 1.25 表表8-7 8-7 鋼筋混凝土柱（除高低跨交接處上柱外）考慮空間作用鋼筋混凝土柱（除高低跨交接處上柱外）考慮空間作用 和扭轉(zhuǎn)影響的效應(yīng)調(diào)整系數(shù)和扭轉(zhuǎn)影響的效應(yīng)調(diào)整系數(shù) 高低跨廠房高振型的影響。高低跨廠房高振型的影響。 當(dāng)排架按第二主振型振動時，高跨橫梁和低跨橫梁的運動方向當(dāng)排架按第二主振型振動時，高跨橫梁和低跨橫梁的運動方向 相反，使高低跨交接處上柱的兩端之間產(chǎn)生了較大的相對位移相反，使高低跨交接處上柱的兩端之間產(chǎn)生了較

48、大的相對位移( 圖圖8-12)。由于上柱的長度一般較短，側(cè)移剛度較大，故此處產(chǎn)生的。由于上柱的長度一般較短，側(cè)移剛度較大，故此處產(chǎn)生的 地震內(nèi)力也較大。按底部剪力法計算時，由于主要反映了第一主振地震內(nèi)力也較大。按底部剪力法計算時，由于主要反映了第一主振 型的情況，算得的高低跨交接處上柱的地震內(nèi)力偏小較多。型的情況，算得的高低跨交接處上柱的地震內(nèi)力偏小較多。 空間作用對它的影響?？臻g作用對它的影響。 引入了空間工作影響系數(shù)引入了空間工作影響系數(shù)，考慮具有不同剛度和不同間距的山，考慮具有不同剛度和不同間距的山 墻對不同屋蓋形式的空間作用。墻對不同屋蓋形式的空間作用。需要注意的是需要注意的是，當(dāng)，當(dāng)

49、山墻間距超過一山墻間距超過一 定范圍定范圍時，考慮空間作用排架地震作用效應(yīng)是時，考慮空間作用排架地震作用效應(yīng)是放大而不是折減。放大而不是折減。 （2）高低跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整）高低跨交接處上柱地震作用效應(yīng)的調(diào)整 不等高廠房高低跨交接處柱，在支承低跨屋蓋的牛腿以上各截不等高廠房高低跨交接處柱，在支承低跨屋蓋的牛腿以上各截 面按底部剪力法求得的地震彎矩和剪力應(yīng)乘以增大系數(shù)面按底部剪力法求得的地震彎矩和剪力應(yīng)乘以增大系數(shù)。增大系增大系 數(shù)數(shù)是個綜合影響系數(shù)，它主要考慮兩方面的影響。是個綜合影響系數(shù)，它主要考慮兩方面的影響。 圖8-16不等高排架的第二振型 因此，抗震規(guī)范規(guī)定，高低跨交接處的

50、鋼筋混凝土因此，抗震規(guī)范規(guī)定，高低跨交接處的鋼筋混凝土 柱的支承低跨屋蓋牛腿以上各截面，按底部剪力法求柱的支承低跨屋蓋牛腿以上各截面，按底部剪力法求 得的地震彎矩和剪力應(yīng)乘以增大系數(shù)得的地震彎矩和剪力應(yīng)乘以增大系數(shù)，其值可按下式，其值可按下式 采用：采用： 其中其中可按表可按表8-8采用；采用； nb為高跨的跨數(shù)；為高跨的跨數(shù)； no為計算跨數(shù)，僅一側(cè)有低跨時應(yīng)取總跨數(shù)，兩側(cè)為計算跨數(shù)，僅一側(cè)有低跨時應(yīng)取總跨數(shù)，兩側(cè) 均有低跨時應(yīng)取總跨數(shù)與高跨跨數(shù)之和；均有低跨時應(yīng)取總跨數(shù)與高跨跨數(shù)之和； GEI為集中于交接處一側(cè)各低跨屋蓋標(biāo)高處的總重為集中于交接處一側(cè)各低跨屋蓋標(biāo)高處的總重 力荷載代表值；力

51、荷載代表值； GEh為集中于高跨柱頂標(biāo)高處的總重力荷載代表值為集中于高跨柱頂標(biāo)高處的總重力荷載代表值 。 (8-18) 表表8-8 高低跨交接處鋼筋混凝土上柱空間工作影響系數(shù)高低跨交接處鋼筋混凝土上柱空間工作影響系數(shù)z z 吊車橋架是一個較大的移動質(zhì)量，在地震時往往吊車橋架是一個較大的移動質(zhì)量，在地震時往往 引起廠房的強(qiáng)烈局部振動。因此，應(yīng)考慮吊車橋架自引起廠房的強(qiáng)烈局部振動。因此，應(yīng)考慮吊車橋架自 重引起的地震作用效應(yīng)，并乘以效應(yīng)增大系數(shù)。按底重引起的地震作用效應(yīng)，并乘以效應(yīng)增大系數(shù)。按底 部剪力法等簡化方法計算時，計算步驟如下：部剪力法等簡化方法計算時，計算步驟如下： 1)計算一臺吊車對一

52、根柱子產(chǎn)生的最大重力荷載計算一臺吊車對一根柱子產(chǎn)生的最大重力荷載 Gc。 （3）吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù)）吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù) 2)計算該吊車重力荷載對一根柱子產(chǎn)生的水平地震作用計算該吊車重力荷載對一根柱子產(chǎn)生的水平地震作用 。此時有兩種計算方法。此時有兩種計算方法。 當(dāng)橋架不作為一個質(zhì)點時，該水平地震作用可近似按當(dāng)橋架不作為一個質(zhì)點時，該水平地震作用可近似按 下式計算：下式計算： 其中，其中，F(xiàn)c為吊車橋架引起的并作用于一根柱吊車梁頂面處為吊車橋架引起的并作用于一根柱吊車梁頂面處 的水平地震作用；的水平地震作用；1為相應(yīng)于排架基本周期為相應(yīng)于排架基本周期Tl的地震影響

53、的地震影響 系數(shù)；系數(shù)；hc為吊車梁頂面高度；為吊車梁頂面高度；Hc為吊車梁所在柱的高度。為吊車梁所在柱的高度。 當(dāng)橋架作為一個質(zhì)點時，該處的水平地震作用可直接當(dāng)橋架作為一個質(zhì)點時，該處的水平地震作用可直接 由底部剪力法求出。由底部剪力法求出。 H h GF c cc1 3)按結(jié)構(gòu)力學(xué)求地震作用效應(yīng)按結(jié)構(gòu)力學(xué)求地震作用效應(yīng)(內(nèi)力內(nèi)力)。 4)將地震作用效應(yīng)乘以表將地震作用效應(yīng)乘以表8-9所示的增大系數(shù)。所示的增大系數(shù)。 v注意：注意：對有吊車的廠房，應(yīng)將吊車梁頂面標(biāo)高處的上柱截面內(nèi)力對有吊車的廠房，應(yīng)將吊車梁頂面標(biāo)高處的上柱截面內(nèi)力 乘以吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)增大系數(shù)。乘以吊車橋架引起的地

54、震作用效應(yīng)增大系數(shù)。 因為在單層廠房中，吊車是一個較大的移動質(zhì)量，地震時它將因為在單層廠房中，吊車是一個較大的移動質(zhì)量，地震時它將 引起廠房的強(qiáng)烈局部振動，從而使吊車橋架所在的排架的地震作用引起廠房的強(qiáng)烈局部振動，從而使吊車橋架所在的排架的地震作用 效應(yīng)突出地增大，造成局部嚴(yán)重破壞，為了防止這種震害的發(fā)生，效應(yīng)突出地增大，造成局部嚴(yán)重破壞，為了防止這種震害的發(fā)生， 特將吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)予以放大。特將吊車橋架引起的地震作用效應(yīng)予以放大。 表表8-9 吊車橋架引起的地震剪力和彎矩增大系數(shù)吊車橋架引起的地震剪力和彎矩增大系數(shù) (1)內(nèi)力組合內(nèi)力組合 在抗震設(shè)計中，地震作用效應(yīng)組合，是指與地

55、震作用同時存在在抗震設(shè)計中，地震作用效應(yīng)組合，是指與地震作用同時存在 的其他重力荷載代表值引起的荷載效應(yīng)的不利組合。在單層廠房排的其他重力荷載代表值引起的荷載效應(yīng)的不利組合。在單層廠房排 架的地震作用效應(yīng)組合中，架的地震作用效應(yīng)組合中，一般不考慮風(fēng)荷載效應(yīng)，不考慮吊車橫一般不考慮風(fēng)荷載效應(yīng)，不考慮吊車橫 向水平制動力引起的內(nèi)力，也不考慮豎向地震作用。向水平制動力引起的內(nèi)力，也不考慮豎向地震作用。從而可得單層從而可得單層 廠房的地震作用效應(yīng)組合的表達(dá)式為：廠房的地震作用效應(yīng)組合的表達(dá)式為： 7排架內(nèi)力組合和構(gòu)件強(qiáng)度驗算排架內(nèi)力組合和構(gòu)件強(qiáng)度驗算 其中，其中，G和和Eh分別為重力荷載代表值和水平地

56、震作用的分項分別為重力荷載代表值和水平地震作用的分項 系數(shù)；系數(shù)； CG和和CEh分別為重力荷載代表值和水平地震作用的效應(yīng)分別為重力荷載代表值和水平地震作用的效應(yīng) 系數(shù)；系數(shù)； GE和和Ehk分別為重力荷載代表值和水平地震作用。分別為重力荷載代表值和水平地震作用。 v這種地震荷載效應(yīng)組合再與其他規(guī)定的荷載效應(yīng)組合一起進(jìn)這種地震荷載效應(yīng)組合再與其他規(guī)定的荷載效應(yīng)組合一起進(jìn) 行最不利組合。顯然，當(dāng)?shù)卣鹱饔眯?yīng)組合引起的內(nèi)力小于非抗行最不利組合。顯然，當(dāng)?shù)卣鹱饔眯?yīng)組合引起的內(nèi)力小于非抗 震荷載組合時的內(nèi)力時，后者應(yīng)控制設(shè)計。震荷載組合時的內(nèi)力時，后者應(yīng)控制設(shè)計。 (8-19) 排架柱一般按偏心受壓

57、構(gòu)件驗算其截面承載力。驗算的一排架柱一般按偏心受壓構(gòu)件驗算其截面承載力。驗算的一 般表達(dá)式為般表達(dá)式為 其中，其中，S為截面的作用效應(yīng)；為截面的作用效應(yīng)；R為相應(yīng)的承載力設(shè)計值；為相應(yīng)的承載力設(shè)計值；RE 為承載力抗震調(diào)整系數(shù)，為承載力抗震調(diào)整系數(shù)， 可按建筑抗震設(shè)計規(guī)范可按建筑抗震設(shè)計規(guī)范(GB50011-2010)取用。取用。 兩個主軸方向柱距均不小于兩個主軸方向柱距均不小于12m、無橋式吊車且無柱間支、無橋式吊車且無柱間支 撐的大柱網(wǎng)廠房，柱截面驗撐的大柱網(wǎng)廠房，柱截面驗 算時應(yīng)同時考慮兩個主軸方向的水算時應(yīng)同時考慮兩個主軸方向的水 平地震作用，并應(yīng)考慮位移引起的附加彎矩。平地震作用，并

58、應(yīng)考慮位移引起的附加彎矩。 8度和度和9度時，高大山墻的抗風(fēng)柱應(yīng)進(jìn)行平面外的截面抗震度時，高大山墻的抗風(fēng)柱應(yīng)進(jìn)行平面外的截面抗震 驗算。驗算。 柱的截面抗震驗算可按前述框架柱的方法進(jìn)行，且應(yīng)符合柱的截面抗震驗算可按前述框架柱的方法進(jìn)行，且應(yīng)符合 抗震構(gòu)造要求。抗震構(gòu)造要求。 (2)柱的截面抗震驗算柱的截面抗震驗算 (8-20) 為防止高低跨交接處支承低跨屋蓋的牛腿在地震中豎為防止高低跨交接處支承低跨屋蓋的牛腿在地震中豎 向拉裂向拉裂(如圖如圖8-17所示所示)，應(yīng)按下式確定牛腿的水平受拉鋼，應(yīng)按下式確定牛腿的水平受拉鋼 筋截面面積筋截面面積As： 其中，其中，NG為柱牛腿面上重力荷載代表值產(chǎn)生

59、的壓力設(shè)計為柱牛腿面上重力荷載代表值產(chǎn)生的壓力設(shè)計 值；值； 為牛腿面上重力作用點至下柱近側(cè)邊緣的距離，為牛腿面上重力作用點至下柱近側(cè)邊緣的距離， 當(dāng)小于當(dāng)小于0.3h0時采用時采用0.3h0； h0為牛腿根部截面為牛腿根部截面(最大豎向截面最大豎向截面)的有效高度；的有效高度；NE 為柱牛腿面上地震組合的水平拉力設(shè)計值：為柱牛腿面上地震組合的水平拉力設(shè)計值： RE為承載力抗震調(diào)整系數(shù)，其值可采用為承載力抗震調(diào)整系數(shù)，其值可采用1.0。 (3)支承低跨屋蓋牛腿的水平受拉鋼筋抗震驗算支承低跨屋蓋牛腿的水平受拉鋼筋抗震驗算 (8-20) 圖8-17支承低跨屋蓋的柱牛腿 當(dāng)抗風(fēng)柱與屋架下弦相連接時，

60、連接點應(yīng)設(shè)在下弦橫當(dāng)抗風(fēng)柱與屋架下弦相連接時，連接點應(yīng)設(shè)在下弦橫 向支撐的節(jié)點處，并且應(yīng)對下弦橫向支撐桿件的截面和連向支撐的節(jié)點處，并且應(yīng)對下弦橫向支撐桿件的截面和連 接節(jié)點進(jìn)行抗震承載力驗算。接節(jié)點進(jìn)行抗震承載力驗算。 當(dāng)工作平臺和剛性內(nèi)隔墻與廠房主體結(jié)構(gòu)連接時，應(yīng)當(dāng)工作平臺和剛性內(nèi)隔墻與廠房主體結(jié)構(gòu)連接時，應(yīng) 采用與廠房實際受力相適應(yīng)的計算簡圖，以考慮工作平臺采用與廠房實際受力相適應(yīng)的計算簡圖，以考慮工作平臺 和剛性內(nèi)隔墻對廠房的附加地震作用影響。和剛性內(nèi)隔墻對廠房的附加地震作用影響。 (4)其他部位的抗震驗算其他部位的抗震驗算 實際震害表明，突出屋面的鋼筋混凝土天窗架，其橫實際震害表明，