单层钢筋混凝土柱厂房的抗震设计教学讲义

第一章 设计资料1设计资料1.1 本工程为一般机械加工车间，在生产过程中不排放侵蚀性气体和液体，生产环境的温度低于60 摄氏度，屋面无积灰荷载，修建在寒冷地区。

1.2 当地的基本雪压为2/4.0m kN ，雪荷载准永久值系数分区为Ⅱ区。

1.3 当地的基本风压为2/5.0m kN ，地面粗糙度类别为B 类。

1.4 当地的抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2g ，设计地震分组为第一组。

1.5 该车间为两跨21m 等高钢筋混凝土柱厂房，安装有4台（每跨两台）大连重工·起重集团有限公司生产的DQQD 型，吊车跨度为19.5m 的电动桥式吊车，工作级别、起重量见各分组数据。

吊车轨顶标志标高为9.5m ，吊车技术数据见所提供的技术资料。

1.6 根据岩土工程勘察报告，该车间所处地段为对建筑有利地段，场地类别为Ⅰ类，在基础底面以下无软弱下卧层，室外地面以下15m 范围内无液化土层，地基的标准冻结深度位于室外地面下1m ，车间室内外高差0.15m ，基础埋深为室外地面以下 1.4m 。

基础底面地基持力层为中砂，承载力特征值kPa f ak 200 。

1.7 主体结构设计年限为50 年，结构安全等级为二级，结构重要性系数为γo=1.0。

该车间抗震设防分类为丙级建筑，地基基础设计等级为丙级。

（不要求进行抗震设计）1.8 屋面建筑做法永久荷载（包括屋面防水层、保温层、找平层等）标准值为2/24.1m kN ，其做法总厚度为0.1m。

屋面排水为内天沟，天沟建筑做法永久荷载标准值：防水层2/kN（平均积3.1m3.2mkN，沟内积水2 /15.0mkN，找坡层（按平均厚度计算）2/水深度为0.23m）。

1.9 该车间的围护墙采用贴砌页岩实心烧结砖砌体墙，墙厚240m。

外贴50mm 厚挤塑板保温层，双面抹灰各厚20mm。

砖强度等级MU10，砂浆强度等级M5。

1.10 根据当地预制混凝土构件供应及车间生产工艺情况等因素，经技术经济比较后确定，主要结构构件采用预制厂的预制构件（屋面板、屋架、钢天窗架、吊车梁、钢柱间支撑、排架柱、基础梁等）选用下列国家标准图集：04G410-1、2 《mm65.1⨯预应力混凝土面板》05G512 《钢天窗架》04G415-1 《预应力混凝土折线形屋架》（预应力钢筋为钢绞线跨度18m~30m）04G323-2 《钢筋混凝土吊车梁（工作级别A5/A6）》04G325 《吊车轨道联结及车档（适用于混凝土结构）》05G335 《单层工业厂房钢筋混凝土柱》05G336 《柱间支撑》04G320 《钢筋混凝土基础梁》1.11 山墙钢筋混凝土抗风柱及排架柱为工地预制混凝土构件，其混凝土强度等级为C30，钢筋采用HRB400 级（主筋）、HPB235 级（箍筋）。

开题报告土木工程单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（18+21M双跨）一、选题的背景意义以及任务和目标我国幅员辽阔，地处世界上两个最活跃的地震带之间，大部分地方都发生过地震，建筑的抗震设计工作越来越被重视。

最近几年，中国楼市的迅速成长证明了我们迫切最求一种更舒适安全的住宿环境，建筑产品从最低级的仅仅使用需求已经上升成为一种代表社会层次和生活风格的符号，而当社会和消费者更多地把注意力集中在建筑的外在品质和社会象征的同时，作为一名准土木工程人，作为未来的建筑结构设计者，必须重视建筑本身的存在意义，即其使用价值。

之前汶川地震给了我们一个沉重启示：在追求风格化和艺术化的同时，必须始终把结构安全性和稳定性放在首位。

而抗震设计则是重中之重。

本次单层钢筋混凝土结构厂房抗震设计（18+21M双跨），力求达到安全、稳定，力求在对结构的设计中，强化巩固所学理论和规范，熟练运用建筑学基本操作软件，在系统的设计学习和探索中，形成完整扎实的知识体系，并锻炼自己发现问题和解决问题的能力，培养设计兴趣和热情，为以后走向工作岗位预热，打下坚实的技术基础，备下熟练的工作技能。

二、研究的主要内容与需解决的主要问题：1、调研收集有关资料：有关专业规范、自然条件、地质条件、施工条件、使用要求等原始资料和相关条件；2、建筑施工图和结构施工图设计、绘制：2.1构件选用、建筑施工图绘制；2.2根据建筑施工图和地质报告进行相关结构内力计算，包括地基基础设计、柱、吊车梁、屋架，完成结构施工图；3、完成计算书和全套设计施工图。

三、研究方法与实践方法：研究方法：通过查阅建筑规范、标准图集以及相关的文献资料，总结并巩固所学土木工程领域的专业理论知识；使用工程设计方法，CAD制图等独立的完成一次完整的楼房抗震设计，以掌握一般设计的一般步骤与要求。

实践方法：本次毕业设计采用分层分析法计算竖向荷载，采用D值法计算水平荷载；再用天正建筑8.0及AutoCAD2004进行设计绘图与结构绘图，采用PKPM系列软件进行受力分析。

单层钢筋混凝土排架厂房纵向抗震计算发表时间：2017-10-09T15:44:41.190Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第13期作者：王国瑞1 李子君2 [导读] 钢筋混凝土排架厂房地震作用的计算，一般仅计算横向地震作用，选取一榀排架通过结构计算软件PKPM来进行计算。

中国市政工程西北设计研究院有限公司甘肃兰州 730000 摘要：在排架厂房地震作用的计算中，一般仅需计算横向地震作用，但在抗震设防烈度较高的地区，往往还需对纵向地震作用进行计算。

本文通过实例来阐述如何进行纵向地震作用的计算。

关键词：排架厂房；纵向抗震；柱间支撑1引言钢筋混凝土排架厂房地震作用的计算，一般仅计算横向地震作用，选取一榀排架通过结构计算软件PKPM来进行计算。

设计柱间支撑时，因起控制作用的基本为组合“风荷载+吊车纵向水平荷载”，纵向地震作用很小，不起控制作用，所以纵向地震作用可以不用计算。

但是，抗震设防烈度比较高的地区（8度区及以上），纵向地震作用往往不可忽略，设计柱间支撑时，往往并非 “风荷载+吊车纵向水平荷载”组合起控制作用，而很有可能是纵向地震起控制作用。

因此，在抗震设防烈度较高的地区，纵向地震作用的计算尤为重要，通过计算纵向地震作用，可以核查柱间支撑的设计是否合理。

本文通过实例来详细阐述如何进行单层钢筋混凝土排架厂房纵向地震作用的计算。

2规范中有关单层钢筋混凝土柱厂房纵向抗震计算的论述《抗规》附录K规定，单层钢筋混凝土柱厂房纵向抗震计算采用修正刚度法。

计算内容主要包括纵向基本自振周期的计算、纵向柱列柱顶标高处地震作用的计算、吊车梁顶标高处纵向地震作用的计算。

（1）纵向基本自振周期的计算计算单跨或等高多跨的钢筋混凝土柱厂房纵向地震作用时，在柱顶标高不大于15m且平均跨度不大于30m时，纵向基本周期可按下列公式确定：①.砖维护墙厂房，按下式计算：G轴吊车梁顶标高处水平地震力标准值计算过程及结果同A轴。

4.结语由上面工程设计实例可以看出，在抗震设防烈度比较高的地区，纵向水平地震作用尤其是吊车梁顶标高处的纵向水平地震作用不可忽视，否则，柱间支撑的设计可能会不安全，从而引发工程事故。

三、单层工业厂房（一）单层钢筋混凝土柱厂房1．一般规定（本节内容主要适用于装配式单层钢筋混凝土柱厂房） (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，高低跨厂房不宜采用一端开口的结构布置。

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)厂房体形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)厂房内上起重机的铁梯不应靠近防震缝设置；多跨厂房各跨上起重机的铁梯不宜设置在同一横向轴线附近。

6)厂房内的工作平台、刚性工作间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形式；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)厂房柱距宜相等，各柱列的侧移刚度宜均匀，当有抽柱时，应采取抗震加强措施。

(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)天窗架不宜从厂房结构单元第一开间开始设置；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；不应采用端壁板代替端天窗架。

(3)厂房屋架的设置，应符合下列要求：略(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。

2．抗震构造措施(1)有檩屋盖构件的连接及支撑布置，应符合下列要求：1)檩条应与混凝土屋架（屋面梁）焊牢，并应有足够的支承长度。

2)双脊檩应在跨度1/3处相互拉结。

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。