浅谈如何对单层工业厂房进行抗震设计
- 格式:docx
- 大小:18.57 KB
- 文档页数:3
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图7-1 中板厂震害塌。
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。
单层钢结构厂房的抗震构造方法单层钢结构厂房的抗震构造方法随着我国经济的迅速发展,越来越多的单层钢结构厂房得到了广泛应用。
但是,地震频繁的我国,单层钢结构厂房作为轻型建筑,其抗震能力成为了人们关注的焦点。
本文将探讨单层钢结构厂房的抗震构造方法。
一、单层钢结构厂房的物理特性单层钢结构厂房是用钢材做骨架,以轻钢板等为墙材、屋面材料的单层轻型钢结构房屋。
该类型厂房因其开间大、跨度广、自重轻、使用寿命长以及不需建筑群中的某些层对其进行支撑,因此,即使在消防管道等利用中部分空间而需要在一楼有比较大高度的企业厂房环境中,也可以有效对其进行固化。
二、单层钢结构厂房的抗震能力单层钢结构厂房的抗震强度和稳定性是由其框架结构和墙体结构组成的。
所谓框架结构就是指钢梁、钢柱等构成的框架结构,墙体结构则是指轻钢墙板等组成的板状结构。
抗震能力取决于框架结构和墙体结构的组合。
归纳了以下几点:1.合理选材。
单层钢结构厂房的关键是防止地震时的变形和沉降,因此,对于钢材的选择非常重要。
在选材时应选择质量好、应变能力较强、抗拉强度高的钢材。
同时,需要考虑到钢材的使用寿命长、化学性质稳定。
2.对结构进行合理分析和设计。
由于单层钢结构厂房的结构特性,对于其抗震设计和抗震等级的确定需要进行精密的结构计算和分析。
结构设计应根据地震预测参数进行合理分析和计算,以确保其在地震中能够保持稳定。
3.加强节点的刚度和强度。
节点是单层钢结构厂房中最容易产生破坏的部位,因此,在节点处需要采用合理的构造方法和加强措施,以增加其抗震强度和稳定性。
4.加强墙体结构的稳定性。
墙体结构是单层钢结构厂房抗震能力的关键。
因此,在设计时应采用加强杆、加强竖向结构等措施,对墙体结构进行加强,以提高其抗震能力和稳定性。
5.加强钢梁和钢柱的连接强度。
钢梁和钢柱的连接强度对于单层钢结构厂房的抗震能力至关重要。
因此,需要在设计时采用合理的连接方法和加强措施,以确保钢柱和钢梁之间的连接强度。
单层钢结构厂房的抗震构造有哪些措施单层钢结构厂房的抗震构造有哪些措施
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,除应符合现行《钢结构设计规范》GB50017对钢结构弹性阶段设计的有关规定外,尚有下表的规定。
构件腹板宽厚比,可通过设置纵向加劲肋减小。
3.柱间交叉支撑的构造措施有吊车时,应在厂房单元中部设置上下柱间支撑,并应在厂房单元两端增设上柱支撑;7度时结构单元长度大于120m,8、9度时结构单元长度大于90m,宜在单元中部1/3区段内设置两道上下柱间支撑。
无吊车厂房纵向构件截面较小,柱间支撑不一定必须设在中部。
有条件时,柱间支撑可采用消能支撑。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成,供参考,如有问题请及时沟通、指正
1。
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。
浅谈如何对单层工业厂房进行抗震设计摘要:中国是地震多发的国家,建筑物要充分考虑抗震的需要,由于地震的复杂性、不确定性,人们很难把握地震的规律性,因此在进行建筑物的抗震设计时,理论数据的局限性限制了设计的可靠性,如果着眼于结构的总体反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活的运用抗震设计准则,从大量的地震灾害机理和设计实践中得到的启示是:既要注意总体布置,又要顾及到关键部位的细节,从而使建筑物具有良好的抗震性能和足够的抗震能力。
在单层工业厂房的抗震设计时,合理的结构布置、保证结构的稳定性,是单层工业厂房抗震概念性能和足够的抗震能力。
在单层工业厂房的抗震设计时,合理的结构布置、保证结构的延性、减轻结构上部的重量、考虑到支撑系统的布置、柱及连接点的言行以及围护结构的稳定性,是单层工业厂房抗震概念设计的重要内容。
良好的概念设计可以从根本上消除结构设计的薄弱环节,是整个厂房具有较高的总体抗震能力。
【关键词】合理结构;延性;支撑1 前言1975年、1976年中国海城。
唐山大地震不仅造成了大量的人员伤亡,还使大量的建筑遭到破坏,从而使人们重视对建筑物的抗震设计。
所谓的抗震概念设计就是进行结构抗震设计时,着眼与结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活的运用抗震设计准则,全面地、合理地解决结构时机的基本问题。
既注意总体布置上的原则,又顾及到关键部位的细节,从根本上提高结构的抗震能力。
从大量的建筑物震害机理与设计实践中,人们体会到合理的抗震设防往往是减轻震害的重要原因;要使一个工程具有良好的抗震性能和足够的抗震能力,概念设计比结构设计更为重要。
2.合理的结构布局单层厂房平面布置要体型简单、规则,各部分结构刚度、质量均匀对称。
当平、立面布置复杂或结构高差大,刚度相关很大,以及在厂房侧边贴建生活等房屋时,应用抗震缝将相邻部分分开。
抗震缝两侧应布置墙或柱,抗震缝的宽度按房屋高度和设计烈度不同,而取不小于5~9cm和10~15 cm。
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。
单层钢结构厂房纵向抗震计算方法的探讨摘要:单层钢结构厂房是工业建筑中应用最广泛的结构形式之一,其抗震设计非常重要,一般来说,厂房的横向抗震较引人关注,但历次震害统计表明,厂房的纵向震害十分严重。
关键词:单层厂房;抗震计算;计算方法单层厂房纵向抗震的结构分析(一)单层厂房纵向抗震设计纵向柱列的地震作用力是通过柱顶铰接系杆传递给柱间支撑的,计算表明,柱间支撑承担90%以上的地震作用力,而各柱之和仅承担不足10%的地震作用。
柱间支撑取消后,将梁柱连接的铰节点改变为刚性节点,纵向形成框架结构。
由原来的柱间支撑承担地震作用力变为由框架梁柱承担。
设计采用预制柱后浇梁,顶制柱甩出梁的上下受力钢筋,并将与梁较接的柱两侧做成25mm深的剪槽,以承担由水平作用产生的剪力,计算表明,采用柱间支撑时,柱子的截面宽度需500mm,才能满足纵向柱列强度与刚度的要求。
将柱子做成带悬挑梁的树状柱,这便能保证框架节点核心区的施工质量。
在高烈度地震作用下,能够保证框架梁柱的连续性、抗震性。
在罕遇地震作用下,塑性铰首先出现在梁柱安装位置处,这便削减了地震能量,增加了结构的延性,从而满足抗震设计的原则,即“强节点”与“强柱弱梁”的要求。
(二)柱间支撑的分析1、纵向地震作用通过柱顶系杆传递集中在一道柱间支撑上,这便造成了“应力集中”。
震害表明在柱间支撑的斜钢杆与柱的连结部位,柱上多有水平裂缝,严重者斜钢杆会把柱脚剪断,或把柱脚埋件筋拨出,且斜交叉的钢杆出现平面弯曲等严重现象。
2、在计算中,柱与支撑的连结钢埋件的定位筋截面很大,很难满足设计要求。
3、柱间支撑是钢交叉杆与混凝土柱连结而成的组合构件,斜钢杆本身的延性较好,但与混凝土连结的两种材料的节点延性较差,其抗震性能协调不一致。
4、纵向柱列在地震作用下与柱间支撑连接的柱产生附加轴向力,需要较大的基础面积,而不带柱间支撑的柱基础面积,因不产生附加轴向力则不需较大的基础面积,一般情况下(不发生地震时)将造成基底应力不均匀,最终导致沉降不均匀等不合理现象。
浅谈如何对单层工业厂房进行抗震设计
摘要:
中国是地震多发的国家,建筑物要充分考虑抗震的需要,由于地震的复杂性、不确定性,人们很难把握地震的规律性,因此在进行建筑物的抗震设计时,理论数据的局限性限制了设计的可靠性,如果着眼于结构的总体反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活的运用抗震设计准则,从大量的地震灾害机理和设计实践中得到的启示是:既要注意总体布置,又要顾及到关键部位的细节,从而使建筑物具有良好的抗震性能和足够的抗震能力。
在单层工业厂房的抗震设计时,合理的结构布置、保证结构的稳定性,是单层工业厂房抗震概念性能和足够的抗震能力。
在单层工业厂房的抗震设计时,合理的结构布置、保证结构的延性、减轻结构上部的重量、考虑到支撑系统的布置、柱及连接点的言行以及围护结构的稳定性,是单层工业厂房抗震概念设计的重要内容。
良好的概念设计可以从根本上消除结构设计的薄弱环节,是整个厂房具有较高的总体抗震能力。
【关键词】合理结构;延性;支撑
1 前言
1975年、1976年中国海城。
唐山大地震不仅造成了大量的人员伤亡,还使大量的建筑遭到破坏,从而使人们重视对建筑物的抗震设计。
所谓的抗震概念设计就是进行结构抗震设计时,着眼与结构的总体地震反应,按照结构的破坏机制和破坏过程,灵活的运用抗震设计准则,全面地、合理地解决结构时机的基本问题。
既注意总体布置上的原则,又顾及到关键部位的细节,从根本上提高结构的抗震能力。
从大量的建筑物震害机理与设计实践中,人们体会到合理的抗震设防往往是减轻震害的重要原因;要使一个工程具有良好的抗震性能和足够的抗震能力,概念设计比结构设计更为重要。
2.合理的结构布局
单层厂房平面布置要体型简单、规则,各部分结构刚度、质量均匀对称。
当平、立面布置复杂或结构高差大,刚度相关很大,以及在厂房侧边贴建生活等房屋时,应用抗震缝将相邻部分分开。
抗震缝两侧应布置墙或柱,抗震缝的宽度按房屋高度和设计烈度不同,而取不小于5~9cm和10~15 cm。
在排架的结构设计上,由于构建的抗推强度和屈服强度比,及构件实际截面地震剪力的比值,沿竖向突变,突变部位会因此出现较大的塑性变形集中,发生严重破坏。
因此,等高厂房与不等高厂房相比较,后者伸壁小柱抗推强度和屈服强度比的突然减小,将引起地震时塑性变形集中,从而使小柱因过大变形而破坏。
为保证强度和刚度的连续变化,避免高阶振形地震反应对结构带来的不利影响,在单厂设计中,应首先选用等高的的排架结构。
3 保证结构的延性
构件的抗推刚度大,势必要吸收较大的地震作用和较多的输入能量,而构件的强度低,则表明构件的屈服强度比值低,容易发生早期破坏。
构件的延性小,就意味着构件所能消耗的地震能量较少。
一多一少,其结果是是构件发生严重的
破坏。
除柱根部外,其他部位不出现塑性较。
钢筋混土柱是单层厂房的主要承重构件,在强烈地震作用下有不少厂房因柱破坏而引起整个厂房倒塌。
一般来说钢筋混土柱具有良好的抗震性能,这与钢筋混淋土柱所用材料具有较好的延性有关,我们知道钢筋混土结构在一般按配筋率的情况下,截面破坏是钢筋首先达到屈服,这时构件还能有很大的塑形变形。
这种结构能耐受的变形能力就是结构的延性。
地震作用是对结构能量的输入,当地震荷载引起的构件截面内力超过结构的相应强度指标而使结构开裂或钢筋屈服时,对延性结构来说,并不意味着已经破坏,而还能继续吸收和消耗地震能量,因此延性结构具有良好的抗震性能。
而在设计钢筋混凝土主要承重构件时,应使它具有足够的延性,也就是结构构件不发生脆性破坏。
但是钢筋混凝土构件的剪切破坏是接近脆性破坏的。
剪切破坏先发生就不能够是整个结构的延性性质得到充分发挥,因此应防止剪切破坏。
在单层厂房中,住承受地震引起的横向水平力,一些对横向水平剪力比较敏感的形式如平腹双肢柱、腹板开口的工字型柱、薄壁工字型柱等因剪切而破坏较为普遍和明显。
同时由于注重剪切力的存在,亦降低了柱的抗压强度,致使有些柱遭受破坏。
因此在柱的设计中,不能忽略剪力作用。
为了保证结构有足够的延性,不致因剪切而引起破坏,上述对抗剪切不利或反应敏感的形式采用是应当慎重。
4 结构重量的影响
地震对结构作用的大小,几乎与结构的重量成正比。
重量大的,地震作用就大,震害就重;反之,震害就轻。
厂房宜优先采用轻质屋面结构来提高抗震性能。
5 支撑系统的布置
震害表明,支撑布置不足或不合格是造成房屋大面积倒塌的重要原因。
柱间支撑是保证厂房纵向刚度和将屋盖地震荷载传到基础的重要构件。
单层厂房的纵向抗震能力是不高的,因此纵向震害比较明显,尤其是多跨厂房的中柱列,震害更为明显。
一般7°以上地震区必须在厂房中设置柱间支撑;当设计烈度为8°、9°时,除在厂房单元中段设柱间支撑外,在两端应增设上柱支撑;当厂房纵向较长,屋面较重,跨度较大且为多跨时,每一柱列亦可设两道以上柱间支撑,支撑位置可设在单元中段三分之一的范围内。
6 柱及联接点
在单层厂房设计中,排架是按铰接考虑的,而实际构造采用屋架与支柱之间焊接连接,可使节点具体较大的刚性,基本上无转动的可能,在强烈地震作用下,厂房排架产生较大的水平力,如果屋架与柱及屋架支座构造没有考虑此地震力,而且延性又差,那么在地震冲击下,轻则柱顶开裂压酥,重则混凝土剥落,预埋板拔开,锚筋拉脱,屋架端头破坏,有的甚至将上柱拉断。
螺栓连接有利于提高联接点的延性,在变形较大情况下,可以起铰作用,以避免屋架端和柱发生严重震害。
7 结构方案与构造
在结构方案与构造上,一定要使结构具有较好的延性。
如避免采用长细构件,使结构和构件不一致因失稳而破坏。
在应力集中区,如节点及梁、柱的端部采用较密的箍筋或连续的螺旋箍把混凝土箍紧;受拉钢筋留有足够的锚固长度;限制
构件过大的配筋率,避免构件发生脆性破坏等。
为了提高柱顶的抗震能力,增加柱顶的延性,应为柱顶50㎝范围内箍筋加密。
8 围护结构
当采用砖墙围护时,为了避免地震时砖围护墙的外闪和倒塌,增加墙体平面外的稳定性,必须使围护墙体与屋盖构件拉结,围护墙和山墙应沿全高与柱妥善拉结,防止使墙呈悬壁状态,在有条件时,围护墙宜优先采用大型钢筋混凝土墙板或其它轻质材料。
高低跨厂房的高跨封墙,以及纵横接处的悬墙,应尽量采用轻质材料,并与屋盖构件及柱有牢固锚拉;如采用砖墙,必须使墙体与屋盖构件和柱有可靠联结,保证其有足够的稳定性。
圈梁随同墙体一起倒塌的例子较多,这说明圈梁必须与柱或屋盖构件具有良好的拉结,否则在地震力作用下,起不到增强厂房整体性的作用。
这对顶部圈梁尤为重要,因厂房顶部在地震作用下产生位移最大,圈梁所受的冲击力亦大,为此顶部的圈梁应加强与屋盖构件或柱的拉结。
山墙承重对抗震来说是不利的,一旦山墙出现严重破坏或倒塌,将造成严重后果,因此不宜采用山墙承重方案,而必须设置端屋架。
9 结束语
从单层厂房设计中,我们理解到厂房的抗震分析,已由平面排架分析改为考虑房屋屋盖剪切变形等空间结构分析,构造措施上由局部的、定性的规定,上升为总体的定量的规定;从单一的构件抗震,上升为厂房的整体的抗震。
而由于地震的不确定性和复杂性以及结构力学模型与实际情况的差异,结构计算很难把握住建筑物的抗震薄弱环节。
因此,良好的概念设计,则可以从根本上消除薄弱环节,使整个建筑物具有较高的的总体抗震能力。
当设计各种建筑物时,必须考虑地震的作用能力,并采用适当的行之有效的抗震措施。
随着对地震经验的不断总结、抗震研究的不断深化,设计方法已进行广泛交流,工程抗震的设计,愈来愈受到世界范围内工程界的普遍重视。
10 参考文献
【l】中华人民共和国国家标准《建筑抗震设计规范》北京1998。
【2】刘大海等《单层与多层房屋抗震设计》,西安,陕西科学技术出版社,1987。