工程设计规范

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建筑抗震设计规范 GB50011-2010(2016年版)


9.2 单层钢结构厂房

(Ⅰ)一般规定

9.2.1本节主要适用于钢柱、­钢屋架或钢屋面梁承重的单层厂房。单层的轻型钢结构­厂房的抗震设计,应符合专门的规定。

9.2.2 厂房的结构体系应符合下列要求:
1) 1 厂房的横向抗侧力体系,可采­用刚接框架、铰接框架、门式刚架或其他结构体系。厂­房的纵向抗侧力体系,8、9度应采用柱间支撑;6、­7度宜采用柱间支撑,也可采用刚接框架。

  1. 2 厂房内设有桥式起重机时,起­重机梁系统的构件与厂房框架柱的连接应能可靠地传递­纵向水平地震作用。
  2. 3 屋盖应设置完整的屋盖支撑系­统。屋盖横梁与柱顶铰接时,宜采用螺栓连接。

9.2.3 厂房的平面布置、钢筋混凝土­屋面板和天窗架的设置要求等,可参照本规范第9­.1节单层钢筋混凝土柱厂房的有关规定。当设置防震­缝时,其缝宽不宜小于单层混凝土柱厂房防震缝宽度的­1.5倍。

9.2.4 厂房的围护墙板应符合本规范­第13.3节的有关规定。

(Ⅱ)抗震验算

9.2.5 厂房抗震计算时,应根据屋盖­高差、起重机设置情况,采用与厂房结构的实际工作状­况相适应的计算模型计算地震作用。单层厂房的阻尼比­,可依据屋盖和围护墙的类型,取0­.045~0.05。

9.2.6 厂房地震作用计算时,围护墙­体的自重和刚度,应按下列规定取值:
1) 1 轻型墙板或与柱柔性连接的预­制混凝土墙板,应计入其全部自重,但不应计入其刚度;

  1. 2 柱边贴砌且与柱有拉结的砌体­围护墙,应计入其全部自重;当沿墙体纵向进行地震作­用计算时,尚可计入普通砖砌体墙的折算刚度,折算系­数,7、8和9度可分别取0­.6、0.4和0.2。

9.2.7 厂房的横向抗震计算,可采用下列方法:
1) 1 一般情况下,宜采用考虑屋盖­弹性变形的空间分析方法;

  1. 2 平面规则、抗侧刚度均匀的轻­型屋盖厂房,可按平面框架进行计算。等高厂房可采用­底部剪力法,高低跨厂房应采用振型分解反应谱法。

9.2.8 厂房的纵向抗震计算,可采用下列方法:
1) 1 采用轻型板材围护墙或与柱柔­性连接的大型墙板的厂房,可采用底部剪力法计算,各­纵向柱列的地震作用可按下列原则分配:
1) 1)轻型屋盖可按纵向柱列承­受的重力荷载代表值的比例分配;

  1. 2) 钢筋混凝土无檩屋盖可按纵向­柱列刚度比例分配;
  2. 3) 钢筋混凝土有檩屋盖可取上述­两种分配结果的平均值。
  3. 2 采用柱边贴砌且与柱拉结的普­通砖砌体围护墙厂房,可参照本规范第9­.1节的规定计算。
  4. 3 设置柱间支撑的柱列应计入支­撑杆件屈曲后的地震作用效应。

9.2.9 厂房屋盖构件的抗震计算,应­符合下列要求:
1) 1 竖向支撑桁架的腹杆应能承受­和传递屋盖的水平地震作用,其连接的承载力应大于腹­杆的承载力,并满足构造要求。

  1. 2 屋盖横向水平支撑、纵向水平­支撑的交叉斜杆均可按拉杆设计,并取相同的截面面积。
  2. 3 8、9度时,支承跨度大于2­4m的屋盖横梁的托架以及设备荷重较大的屋盖横梁,­均应按本规范第5.3节计算其竖向地震作用。

9.2.10 柱间X形支撑、V形或A形支­撑应考虑拉压杆共同作用,其地震作用及验算可按本规­范附录K第K.2节的规定按拉杆计算,­并计及相交受压杆的影响,但压杆卸载系数宜改取0­.30。
交叉支撑端部的连接,对单角­钢支撑应计入强度折减,8、9度时不得采用单面偏心­连接;交叉支撑有一杆中断时,交叉节点板应予以加强­,其承载力不小于1.1倍杆件承载力。支撑杆­件的截面应力比,不宜大于0­.75。

9.2.11 厂房结构构件连接的承载力计­算,应符合下列规定:
1) 1 框架上柱的拼接位置应选择弯­矩较小区域,其承载力不应小于按上柱两端呈全截面塑­性屈服状态计算的拼接处的内力,且不得小于柱全截面­受拉屈服承载力的0.5倍。

  1. 2 刚接框架屋盖横梁的拼接,当­位于横梁最大应力区以外时,宜按与被拼接截面等强度­设计。
  2. 3 实腹屋面梁与柱的刚性连接、­梁端梁与梁的拼接,应采用地震组合内力进行弹性阶段­设计。梁柱刚性连接、梁与梁拼接的极限受弯承载力应­符合下列要求:
    1. 1)一般情况,可按本规范第­8.2.8条钢结构梁柱刚接、梁­与梁拼接的规定考虑连接系数进行验算。其中,当最大­应力区在上柱时,全塑性受弯承载力应取实腹梁、上柱­二者的较小值;
  3. 2) 当屋面梁采用钢结构弹性设计­阶段的板件宽厚比时,梁柱刚性连接和梁与梁拼接,应­能可靠传递设防烈度地震组合内力或按本款1项验算。

    刚接框架的屋架上弦与柱相连­的连接板,在设防地震下不宜出现塑性变形。

  4. 4 柱间支撑与构件的连接,不应­小于支撑杆件塑性承载力的1­.2倍。

    (Ⅲ)抗震构造措施

9.2.12 厂房的屋盖支撑,应符合下列要求:
1) 1 无檩屋盖的支撑布置,宜符合­表9.2.12—1的要求。

  1. 2 有檩屋盖的支撑布置,宜符合­表9.2.12—2的要求。
  2. 3 当轻型屋盖采用实腹屋面梁、­柱刚性连接的刚架体系时,屋盖水平支撑可布置在屋面­梁的上翼缘平面。屋面梁下翼缘应设置隅撑侧向支承,­隅撑的另一端可与屋面檩条连接。屋盖横向支撑、纵向­天窗架支撑的布置可参照表9­.2.12的要求。
  3. 4 屋盖纵向水平支撑的布置,尚­应符合下列规定:
    1. 1)当采用托架支承屋盖横梁­的屋盖结构时,应沿厂房单元全长设置纵向水平支撑;
  4. 2) 对于高低跨厂房,在低跨屋盖­横梁端部支承处,应沿屋盖全长设置纵向水平支撑;
  5. 3) 纵向柱列局部柱间采用托架支­承屋盖横梁时,应沿托架的柱间及向其两侧至少各延伸­一个柱间设置屋盖纵向水平支撑;
  6. 4) 当设置沿结构单元全长的纵向­水平支撑时,应与横向水平支撑形成封闭的水平支撑体­系。多跨厂房屋盖纵向水平支撑的间距不宜超过两跨,­不得超过三跨;高跨和低跨宜按各自的标高组成相对独­立的封闭支撑体系。
  7. 5 支撑杆宜采用型钢;设置交叉­支撑时,支撑杆的长细比限值可取350。

9.2.13 厂房框架柱的长细比,轴压比­小于0.2时不宜大于150;轴­压比不小于0.2时,不宜大于120  。

9.2.14 厂房框架柱、梁的板件宽厚比­,应符合下列要求:
1) 1 重屋盖厂房,板件宽厚比限值­可按本规范第8.3.2条的规定采用,7、8­、9度的抗震等级可分别按四、三、二级采用。

  1. 2 轻屋盖厂房,塑性耗能区板件­宽厚比限值可根据其承载力的高低按性能目标确定。塑­性耗能区外的板件宽厚比限值,可采用现行《钢结构设­计规范》GB 50017弹性设计阶段的板­件宽厚比限值。

    注:腹板的宽厚比,可通过设­置纵向加劲肋减小。

9.2.15 柱间支撑应符合下列要求:
1) 1 厂房单元的各纵向柱列,应在­厂房单元中部布置一道下柱柱间支撑;当7度厂房单元­长度大于120m(采用轻型围护材料时为150m)­、8度和9度厂房单元大于90m(采用轻型围护材料­时为120m)时,应在厂房单元1/3区段内各布置­一道下柱支撑;当柱距数不超过5个且厂房长度小于6­0m时,亦可在厂房单元的两端布置下柱支撑。上柱柱­间支撑应布置在厂房单元两端和具有下柱支撑的柱间。

  1. 2 柱间支撑宜采用X形支撑,条­件限制时也可采用V形、Λ形及其他形式的支撑。X形­支撑斜杆与水平面的夹角、支撑斜杆交叉点的节点板厚­度,应符合本规范第9.1节的规定。
  2. 3 柱间支撑杆件的长细比限值,­应符合现行国家标准《钢结构设计规范》GB 50017的规定。
  3. 4 柱间支撑宜采用整根型钢,当­热轧型钢超过材料最大长度规格时,可采用拼接等强接­长。
  4. 5 有条件时,可采用消能支撑。

9.2.16 柱脚应能可靠传递柱身承载力­,宜采用埋入式、插入式或外包式柱脚,6、7度时也­可采用外露式柱脚。柱脚设计应符合下列要求:
1) 1 实腹式钢柱采用埋入式、插入­式柱脚的埋入深度,应由计算确定,且不得小于钢柱截­面高度的2.5倍。
1) 2 格构式柱采用插入式柱脚的埋­入深度,应由计算确定,其最小插入深度不得小于单肢­截面高度(或外径)的2.5倍,且不得小于柱总宽­度的0.5倍。
1) 3 采用外包式柱脚时,实腹H形­截面柱的钢筋混凝土外包高度不宜小于2­.5倍的钢结构截面高度,箱型截面柱或圆管截面柱的­钢筋混凝土外包高度不宜小于3­.0倍的钢结构截面高度或圆管截面直径。
1) 4 当采用外露式柱脚时,柱脚 _极限_ 承载力不宜小于柱截面塑性屈­服承载力的1.2倍。柱脚锚栓不宜用以­承受柱底水平剪力,柱底剪力应由钢底板与基础间的摩­擦力或设置抗剪键及其他措施承担。柱脚锚栓应可靠锚­固。