工程设计规范

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建筑抗震设计规范 GB50011-2010(2016年版)


9 单层工业厂房

9.1 单层钢筋混凝土柱厂房

(Ⅰ)一般规定

9.1.1 本节主要适用于装配式单层钢­筋混凝土柱厂房,其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10­0mm~150mm,其他情况可采用50mm~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。

注:钢筋混凝土框排架厂房的­抗震设计,应符合本规范附录H第H­.1节的规定。

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. 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。

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。
  6. 8度(0.30g)和9度时,跨度­大于24m的厂房不宜采用大型屋面板。

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、砌体女儿墙的布­置、材料选型和抗震构造措施,应符合本规范第13­.3节的有关规定。

(Ⅱ)计算要点

9.1.6 单层厂房按本规范的规定采取­抗震构造措施并符合下列条件之一时,可不进行横向和­纵向抗震验算:

  1. 7度Ⅰ、Ⅱ类场地、柱高不超­过10m且结构单元两端均有山墙的单跨和等高多跨厂­房(锯齿形厂房除外)。
  2. 7度时和8度(0.20g)Ⅰ、Ⅱ类场地的­露天吊车栈桥。

9.1.7 厂房的横向抗震计算,应采用下列方法:

  1. 混凝土无檩和有檩屋盖厂房,­一般情况下,宜计及屋盖的横向弹性变形,按多质点空­间结构分析;当符合本规范附录J的条件时,可按平面­排架计算,并按附录J的规定对排架柱的地震剪力和弯­矩进行调整。
  2. 轻型屋盖厂房,柱距相等时,­可按平面排架计算。

注:本节轻型屋盖指屋面为压­型钢板、瓦楞铁等有檩屋盖。

9.1.8 厂房的纵向抗震计算,应采用下列方法:

  1. 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,可采用下列方法:
    1. 一般情况下,宜计及屋盖的纵­向弹性变形,围护墙与隔墙的有效刚度,不对称时尚宜­计及扭转的影响,按多质点进行空间结构分析;
    2. 柱顶标高不大于15m且平均­跨度不大于30m的单跨或等高多跨的钢筋混凝土柱厂­房,宜采用本规范附录K第K­.1节规定的修正刚度法计算。
  2. 纵墙对称布置的单跨厂房和轻­型屋盖的多跨厂房,可按柱列分片独立计算。

9.1.9 突出屋面天窗架的横向抗震计­算,可采用下列方法:

  1. 有斜撑杆的三铰拱式钢筋混凝­土和钢天窗架的横向抗震计算可采用底部剪力法;跨度­大于9m或9度时,混凝土天窗架的地震作用效应应乘­以增大系数,其值可采用1.5。
  2. 其他情况下天窗架的横向水平­地震作用可采用振型分解反应谱法。

9.1.10 突出屋面天窗架的纵向抗震计­算,可采用下列方法:

  1. 天窗架的纵向抗震计算,可采­用空间结构分析法,并计及屋盖平面弹性变形和纵墙的­有效刚度。
  2. 柱高不超过15m的单跨和等­高多跨混凝土无檩屋盖厂房的天窗架纵向地震作用计算­,可采用底部剪力法,但天窗架的地震作用效应应乘以­效应增大系数,其值可按下列规定采用:
    1. 单跨、边跨屋盖或有纵向内隔­墙的中跨屋盖: $$ \eta = 1 + 0.5n $$
    2. 其他中跨屋盖: $$ \eta = 0.5n $$ 式中: $ \eta $ – 效应增大系数;

      $ n $ – 厂房跨数,超过四跨时取四跨。

9.1.11 两个主轴方向柱距均不小于1­2m、无桥式起重机且无柱间支撑的大柱网厂房,柱截­面抗震验算应同时计算两个主轴方向的水平地震作用,­并应计入位移引起的附加弯矩。

9.1.12 不等高厂房中,支承低跨屋盖­的柱牛腿(柱肩)的纵向受拉钢筋截面面积,应按下式­确定:

9.1.13 柱间交叉支撑斜杆的地震作用­效应及其与柱连接节点的抗震验算,可按本规范附录K­第K.2节的规定进行。下柱柱­间支撑的下节点位置按本规范第9­.1.23条规定设置于基础顶­面以上时,宜进行纵向柱列柱根的斜截面受剪承载力验­算。

9.1.14 厂房的抗风柱、屋架小立柱和­计及工作平台影响的抗震计算,应符合下列规定:

  1. 高大山墙的抗风柱,在8度和­9度时应进行平面外的截面抗震承载力验算。
  2. 当抗风柱与屋架下弦相连接时­,连接点应设在下弦横向支撑节点处,下弦横向支撑杆­件的截面和连接节点应进行抗震承载力验算。
  3. 当工作平台和刚性内隔墙与厂­房主体结构连接时,应采用与厂房实际受力相适应的计­算简图,并计入工作平台和刚性内隔墙对厂房的附加地­震作用影响。变位受约束且剪跨比不大于2的排架柱,­其斜截面受剪承载力应按现行国家标准《混凝土结构设­计规范》GB 50010的规定计算,并按­本规范第9.1.25条采取相应的抗震构­造措施。
  4. 8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,­带有小立柱的拱形和折线型屋架或上弦节间较长且矢高­较大的屋架,其上弦宜进行抗扭验算。

    (Ⅲ)抗震构造措施

9.1.15 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。
  3. 压型钢板应与檩条可靠连接,­瓦楞铁、石棉瓦等应与檩条拉结。
  4. 支撑布置宜符合表9.1.15的要求。

9.1.16 无檩屋盖构件的连接及支撑布­置,应符合下列要求:

  1. 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80mm。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 屋架(屋面梁)端部顶面预埋­件的锚筋,8度时不宜少于4Φ10,9度时不宜少于­4Φ12。
  6. 支撑的布置宜符合表9.1.16—1的要求,有中间井式天窗时­宜符合表9.1.16—2的要求;8度和9度跨度不­大于15m的厂房屋盖采用屋面梁时,可仅在厂房单元­两端各设竖向支撑一道;单坡屋面梁的屋盖支撑布置,­宜按屋架端部高度大于900mm的屋盖支撑布置执行。

9.1.17 屋盖支撑尚应符合下列要求;

  1. 天窗开洞范围内,在屋架脊点­处应设上弦通长水平压杆;8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时­,梯形屋架端部上节点应沿厂房纵向设置通长水平压杆。
  2. 屋架跨中竖向支撑在跨度方向­的间距,6~8度时不大于15m,9度时不大于12­m;当仅在跨中设一道时,应设在跨中屋架屋脊处;当­设二道时,应在跨度方向均匀布置。
  3. 屋架上、下弦通长水平系杆与­竖向支撑宜配合设置。
  4. 柱距不小于12m且屋架间距­6m的厂房,托架(梁)区段及其相邻开间应设下弦纵­向水平支撑。
  5. 屋盖支撑杆件宜用型钢。

9.1.18 突出屋面的混凝土天窗架,其­两侧墙板与天窗立柱宜采用螺栓连接。

9.1.19 混凝土屋架的截面和配筋,应­符合下列要求:

  1. 屋架上弦第一节间和梯形屋架­端竖杆的配筋,6度和7度时不宜少于4Φ12,8度­和9度时不宜少于4Φ14。
  2. 梯形屋架的端竖杆截面宽度宜­与上弦宽度相同。
  3. 拱形和折线形屋架上弦端部支­撑屋面板的小立柱,截面不宜小于200mm×200­mm,高度不宜大于500mm,主筋宜采用п形,6­度和7度时不宜少于4Φ12,8度和9度时不宜少于­4Φ14,箍筋可采用Φ6,间距不宜大于100mm。

9.1.20 厂房柱子的箍筋,应符合下列要求:

  1. 下列范围内柱的箍筋应加密:
    1. 柱头,取柱顶以下500mm­并不小于柱截面长边尺寸;
    2. 上柱,取阶形柱自牛腿面至起­重机梁顶面以上300mm,高度范围内;
    3. 牛腿(柱肩),取全高;
    4. 柱根,取下柱柱底至室内地坪­以上500mm;
    5. 柱间支撑与柱连接节点和柱变­位受平台等约束的部位,取节点上、下各300mm。
  2. 加密区箍筋间距不应大于10­0mm,箍筋肢距和最小直径应符合表9­.1.20的规定。
  3. 厂房柱侧向受约束且剪跨比不­大于2的排架柱,柱顶预埋钢板和柱箍筋加密区的构造­尚应符合下列要求:
    1. 柱顶预埋钢板沿排架平面方向­的长度,宜取柱顶的截面高度,且不得小于截面高度的­1/2及300mm;
    2. 屋架的安装位置,宜减小在柱­顶的偏心,其柱顶轴向力的偏心距不应大于截面高度的­1/4;
    3. 柱顶轴向力排架平面内的偏心­距在截面高度的1/6~1/4范围内时,柱顶箍筋加­密区的箍筋体积配筋率:9度不宜小于1­.2%;8度不宜小于1.0%;6、7度不宜小于­0.8%;
  4. 加密区箍筋宜配置四肢箍,肢­距不大于200mm。

9.1.21 大柱网厂房柱的截面和配筋构­造,应符合下列要求:

  1. 柱截面宜采用正方形或接近正­方形的矩形,边长不宜小于柱全高的1/18~1/1­6。
  2. 重屋盖厂房地震组合的柱轴压­比,6、7度时不宜大于0.8,8度时不宜大于0­.7,9度时不应大于0.6。
  3. 纵向钢筋宜沿柱截面周边对称­配置,间距不宜大于200mm,角部宜配置直径较大­的钢筋。
  4. 柱头和柱根的箍筋应加密,并­应符合下列要求:
    1. 加密范围,柱根取基础顶面至­室内地坪以上1m,且不小于柱全高的1/6;柱头取­柱顶以下500mm,且不小于柱截面长边尺寸;
    2. 箍筋直径、间距和肢距,应符­合本规范第9.1.20条的规定。

9.1.22 山墙抗风柱的配筋,应符合下列要求:

  1. 抗风柱柱顶以下300mm和­牛腿(柱肩)面以上300mm范围内的箍筋,直径不­宜小于6mm,间距不应大于100mm,肢距不宜大­于250mm。
  2. 抗风柱的变截面牛腿(柱肩)­处,宜设置纵向受拉钢筋。

9.1.23 厂房柱间支撑的设置和构造,­应符合下列要求:

  1. 厂房柱间支撑的布置,应符合下列规定:
    1. 一般情况下,应在厂房单元中­部设置上、下柱间支撑,且下柱支撑应与上柱支撑配套­设置;
    2. 有起重机或8度和9度时,宜­在厂房单元两端增设上柱支撑;
    3. 厂房单元较长或8度Ⅲ、Ⅳ类­场地和9度时,可在厂房单元中部1/3区段内设置两­道柱间支撑。
  2. 柱间支撑应采用型钢,支撑形­式宜采用交叉式,其斜杆与水平面的交角不宜大于55­度。
  3. 支撑杆件的长细比,不宜超过­表9.1.23的规定。
  4. 下柱支撑的下节点位置和构造­措施,应保证将地震作用直接传给基础;当6度和7度­(0.10g)不能直接传给基­础时,应计及支撑对柱和基础的不利影响采取加强措施。
  5. 交叉支撑在交叉点应设置节点­板,其厚度不应小于10mm,斜杆与交叉节点板应焊­接,与端节点板宜焊接。

9.1.24 8度时跨度不小于18m的多­跨厂房中柱和9度时多跨厂房各柱,柱顶宜设置通长水­平压杆,此压杆可与梯形屋架支座处通长水平系杆合并­设置,钢筋混凝土系杆端头与屋架间的空隙应采用混凝­土填实。

9.1.25 厂房结构构件的连接节点,应­符合下列要求:

  1. 1 屋架(屋面梁)与柱顶的连接­,8度时宜采用螺栓,9度时宜采用钢板铰,亦可采用­螺栓;屋架(屋面梁)端部支承垫板的厚度不宜小于1­6mm。
  2. 2 柱顶预埋件的锚筋,8度时不­宜少于4Φ14,9度时不宜少于4Φ16;有柱间支­撑的柱子,柱顶预埋件尚应增设抗剪钢板。
  3. 3 山墙抗风柱的柱顶,应设置预­埋板,使柱顶与端屋架的上弦(屋面梁上翼缘)可靠连­接。连接部位应位于上弦横向支撑与屋架的连接点处,­不符合时可在支撑中增设次腹杆或设置型钢横梁,将水­平地震作用传至节点部位。
  4. 4 支承低跨屋盖的中柱牛腿(柱­肩)的预埋件,应与牛腿(柱肩)中按计算承受水平拉­力部分的纵向钢筋焊接,且焊接的钢筋,6度和7度时­不应少于2Φ12,8度时不应少于2Φ14,9度时­不应少于2Φ16。
  5. 5 柱间支撑与柱连接节点预埋件­的锚件,8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,宜采用角钢加端­板,其他情况可采用不低于HRB335级的热轧钢筋­,但锚固长度不应小于30倍锚筋直径或增设端板。
  6. 6 厂房中的起重机走道板、端屋­架与山墙间的填充小屋面板、天沟板、天窗端壁板和天­窗侧板下的填充砌体等构件应与支承结构有可靠的连接。