浅谈如何对单层工业厂房进行抗震设计
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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。
单层钢结构工业厂房抗震性能分析3篇单层钢结构工业厂房抗震性能分析1单层钢结构工业厂房抗震性能分析随着人们对生产设施安全性要求的不断提高,工业厂房抗震性能成为了一个备受关注的话题。
而单层钢结构工业厂房作为重要的生产设施,其抗震性能更是备受关注。
因此,本文将探讨单层钢结构工业厂房抗震性能的相关问题。
首先,单层钢结构工业厂房的抗震设计应该考虑哪些因素呢?一般来说,单层钢结构工业厂房的抗震设计需考虑地震作用、水平加速度、结构的刚度和稳定性等因素。
此外,还需考虑工业厂房的结构形式、尺寸、建筑质量等方面的因素。
例如,如果工业厂房的结构形式过于简单,其抗震性能可能会受到影响。
因此,在进行抗震设计时,需考虑这些因素的综合影响。
其次,单层钢结构工业厂房的抗震性能受到哪些因素的影响呢?一般来说,单层钢结构工业厂房的抗震性能受到以下几个因素的影响:1. 地震震级:地震所产生的地面运动是主要的荷载,具有决定性的影响。
2. 建筑物的高度:通常来看,建筑物的高度越高,其抗震能力越强。
3. 建筑物的形式:钢结构建筑的形式不同对其抗震性能的影响也不同。
4. 建筑物的质量:建筑物的质量是影响抗震性能的重要因素。
5. 地基的性质:地基的性质是影响建筑物抗震性能的另一个重要因素。
最后,如何提高单层钢结构工业厂房的抗震性能呢?一般来说,可以从以下几个方面入手:1. 设计时采用优化的结构设计,以提高建筑物的刚度和稳定性。
2. 设计时采用更高质量、更耐久的材料,以提高建筑物的抗震性能。
3. 通过改善基础设施和地基状况来增强建筑物的抗震能力。
4. 定期检查和维修建筑物,以保持其最佳的抗震性能。
综上所述,单层钢结构工业厂房作为一种重要的生产设施,其抗震性能应该受到重视。
应该从设计、材料选择、基础设施和定期维护等方面入手,以提高其抗震性能,确保工业厂房的安全性和稳定性单层钢结构工业厂房的抗震性能是保证生产安全和生产效率的重要条件之一。
通过对其抗震性能影响因素的分析,我们可以采取相应的措施来提高其抗震能力,如优化结构设计、选择优质材料、改善基础设施和定期维护等。
单层砖柱工业厂房的抗震设计摘要: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;9度区厂房出现较为严重的破坏,倒塌率较大。
从抗震性差的特点来讲,厂房最薄弱的关节就是砖墙,外部竖直墙的墙体在窗台处或者厂房底部形成水平方向的裂缝,内部竖直墙的墙体在底部也会形成水平方向的裂缝,因为墙体的破坏导致厂房倒塌。
厂房山墙在遇到地震的情况下会形成以水平裂缝为方向的横向向外弯曲的裂缝,檩条拔出、山墙向外倾斜,地震较大的话,山墙会向外倒塌、劈开房顶倒塌。
房顶的建筑也影响着厂房的抗震能力,在建筑厂房的时候一般是重视墙体的建筑轻视房顶的建筑,一般建筑房顶的材料是稀铺望板以及楞摊瓦为主,它的空间作用以及竖直方向的刚度很差,发生地震时房顶容易倾斜。
2 适用范围及结构布置2.1 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子15米且柱顶标高下大于6.6米,9度时跨度不大于12米且柱顶标高不大于4.5米。
2.2 建筑厂房时应该选择简单形状的平立面平面最好是矩形形状,当平面建筑成t、l的形状时,厂房的角落抗震性会比较差,尤其是在平面的刚度不一样时,将会形成集中的应力。
单层工厂厂房的抗震设计规程单层工厂厂房的抗震设计规程涉及多个方面,以下是一些主要的考虑因素和设计要求:1.厂房的体型和结构布局:(1)对于体型复杂或贴建有房屋(或构筑物)的厂房,应设置防震缝将其与附属建筑分割,以确保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。
(2)厂房的纵向抗震计算可以采用不同的方法,如修正刚度法,根据厂房的具体情况进行选择。
2.屋盖类型和选择:地震时厂房的破坏程度与屋盖类型有关。
一般来说,重型屋盖厂房的震害较重,轻型屋盖厂房的震害较轻。
因此,在高烈度区宜采用轻型屋盖。
对于钢筋混凝土无檩和有檩屋盖及有较完整支撑系统的轻型屋盖厂房,应考虑屋盖平面的纵向弹性变形、围护墙与隔墙的有效刚度以及扭转的影响,按多质点空间结构进行分析。
3.结构体系和材料选择:(1)根据地震烈度和场地条件,选择适当的结构体系和材料。
例如,在6、7度时可采用十字形截面的无筋砖柱,8度时应采用组合砖柱,中柱宜采用钢筋混凝土柱。
(2)圈梁对增强厂房的整体性起到了重要作用。
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度区还应沿墙高每隔3~4m增设一道圈梁,以提高砖墙的抗震性能。
4.抗震构造措施:(1)采用钢筋混凝土屋盖时,应参照钢筋混凝土柱厂房的有关规定进行抗震构造设计。
(2)采用瓦木屋盖时,应设有满铺望板以增强抗震能力。
同时要保证有足够的屋盖支撑系统,以满足抗震的要求。
(3)注意各种连接节点的构造和做法,确保其具有良好的延性和耗能能力。
请注意,以上只是一些基本的抗震设计规程和要求,具体的设计还需要根据厂房的实际情况、地震烈度、场地条件等因素进行综合考虑和详细计算。
建议在设计过程中咨询专业的结构工程师或相关领域的专家。
单层轻型钢结构厂房抗震措施在我们日常生活中,提到厂房结构,大部分人脑袋里浮现的画面大概就是那种一排排金属框架,四四方方的,甚至有点让人感觉空旷冷清。
特别是钢结构厂房,更是给人一种坚固、结实的感觉。
可别看它外表光鲜,其实如果没有做好抗震措施,随便一场地震过来,这些钢结构就能瞬间变得像是纸糊的。
今天咱就聊聊单层轻型钢结构厂房的抗震措施。
说到抗震,别看这话听着简单,但真正落实到施工设计中,那可得动动脑筋,玩点花样。
大家知道,钢结构厂房最怕的就是在地震发生时“东倒西歪”,这不仅会让厂房受损,还可能导致里面的机器设备、货物一塌糊涂,损失惨重。
所以,咱们在设计这些厂房的时候,得从多个方面来考虑抗震措施。
最简单的一点,咱们不能让它摇摇欲坠。
毕竟,想想如果地震来临,厂房变成了个“翻车现场”,那不仅是厂房的悲剧,还是老板的灾难呀。
接着咱说说钢结构厂房抗震设计的关键。
首先要考虑的就是厂房的稳定性。
咱们可不能让钢结构“单打独斗”,得给它撑起一把“保护伞”。
一般来说,钢结构厂房会采用一些特别的支撑系统,比如斜撑或者剪力墙这些结构元素。
就好比是给厂房穿上了一副“防护甲”,地震来时,厂房不至于左右摇摆,保护内部的设备不受伤害。
再来就是钢材的选择问题。
你想啊,钢材的强度直接影响到整个结构的抗震能力。
普通的钢材可能在地震的冲击下容易变形,甚至断裂,这样厂房就容易塌。
可是,如果咱们选用了高强度的钢材,那就能提高厂房的抗震能力。
像是选用一些韧性好的钢材,能在地震发生时吸收更多的能量,不容易断裂,保持结构的整体性。
就像是遇到问题的时候,总得有点“韧性”,不至于一下子就崩溃。
而说到厂房抗震,咱还得提到一点,那就是厂房的基础。
啥叫基础?就是支撑厂房的那个部分。
想象一下,地震的时候地面一晃,厂房的地基如果不牢固,那厂房上面整个“楼层”都得跟着摇摇欲坠。
所以,厂房基础得设计得稳稳当当,抗震能力要强。
要么用钢筋混凝土,要么做一些特殊的基础处理,避免厂房在地震中发生滑移或者倾斜。
单层钢结构的工业厂房抗震设计方法研究摘要:我国很多工业厂房都是单层钢结构,在进行防震设计时需要从多方面进行考虑,不断保障这些工业厂房的安全,避免其在地震出现时出现坍塌。
本文将从对于工业厂房的场地选择、结构体系和构件连接等众多方面进行分析,论述一些单层钢结构工业厂房进行防震设计需要注意的原则和要求。
关键词:单层钢结构;工业厂房;防震设计自从汶川地震和玉树地震之后,国内很多民众都开始关注与地震相关的信息。
很多处于地震带上生活的民众更加关心建筑的防震设计,地方政府也是鼓励企业在建造工业厂房时加强防震设计,以避免地震带来的危害,减小人员伤亡。
一、场地选择在进行工业厂房选址时,应该要对当地环境认真考察,要明确当地的地质结构。
要选择一些开阔、密实以及均匀土等这些有利地段,这样会使建设的工业厂房安全系数提高,建筑物结构比较稳定,一旦出现地震,出现建筑物坍塌的几率比较小。
要充分避开一些河岸边、陡坡以及山顶等这些地段,很容易在出现地震时危害建筑物安全。
从一些地震数据中看来,地震区的薄土层等这些柔性结构地区一般受到地震的伤害比较低,如果是在基岩上的地区受到的伤害更低。
比如说在2008年我国汶川大地震中,在汶川县内不同覆盖层厚度土层上受到地震危害的区别比较大,薄土层受到的危害明显低于厚土层。
另外土地刚度大的地区所受震害也会比较小,破坏程度较轻,因此在进行选址时应该选择一些坚硬场地土。
根据物理学中的共振知识可以知道,如果地震动的卓越周期和工业厂房自震周期达到一致时,就可以形成共振,共振带来的危害是巨大的,要尽量避免这种情况的发生。
二、厂房的结构平面布置工业厂房一般构成结构比较复杂,并且体积比较大,很多工厂设备自重不均匀,这都会导致很难对厂房结构受力进行分析。
但是如果结构不合理,受力极不均匀,就有可能会导致出现在地震时受到更大的危害,因此在设计工业厂房是应该按照一定的设计规则来。
在场地平面图上,最好是将场地覆盖面设计成矩形,在立体设计上应该要做到几何学中的对称分布,并且在一些建筑内部的结构单元内要将一些抗侧力构件设置成对称分布,如果是加工设备自身体积比较巨大,密度也比较大,这时在设计是就应该将这些设备放置在刚度中心附近,这样就能够保障工业厂房受力比较均匀。
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。
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。