《9 单层工—业厂房
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9.1《 :。单层钢筋混凝土【柱厂房
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》。(Ⅰ)一般规定
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9】.,1,.1: 本规《范关:于单层钢筋》混凝:土柱:。厂房的规定系—根据2?0世纪60年代以】来,装配:式单层工业》厂房的?震,。害和工程经验总结得!到的因此对于现浇的!单层钢筋混凝—土柱厂房《。需注意本节针对【装配式结构的某些】规定不适用
—。
!根据震害《经验厂房结》构布置?应注意的问》题是
! : 1: 历?次地震的震害表【明不等?高多跨厂房有—高振型反应不等【长多跨厂房有—扭转:效应破坏较重—;均对抗震不利故】多跨厂房宜采用等高!和等长
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2 地!震的震害《表明单层《厂房的毗邻建—筑任意布《。置是不利的在厂房】纵,墙与山墙交汇—的,角部是不《允许布置的》在地震作用下—防震缝处排》架柱的?侧移量大当有毗【邻建筑时《相互碰?撞或变位受约束【的情况严重;地震中!有不少倒塌、严重】。破坏:等加重震害》的震例因此在防震】缝附近?不宜:布置:毗邻建筑《
】 , 3 大柱网厂】房,和其他?。不设柱间《。支撑的厂房在地震作!用下侧移量较设置】柱间支撑《。的,厂房大防震缝—的宽:度需:适当加大
【。
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? 4 》地震:作用下相邻》两,个独立的主厂房【的振动变《形可能不同步协调与!之相:连接的过渡跨的屋】盖常倒塌破坏;【为,此过渡跨至少应有】一侧采用防震—缝与主厂房脱开【
【 5 上吊车!的铁梯晚间停—放吊车?时增:大该处排架》侧移刚度加大地震】反应特别是多跨【厂房各跨《上吊车的铁》梯集:中在同一横向轴线】时会导致震害破【坏应避免《
! 6 ?。 工作?。平台或刚性内隔墙】与厂房主体结构连接!时改变了主体—结构的工作性—状加大地震反—应;导致《应力集中可能造成短!。柱效:应,不,仅影响排架柱还【可能涉及柱顶—的连接和《相邻的?屋盖结构计算和加】强措:施均较困难》故以脱?开为佳
【
—7 不同》形式的结构振动【特性不同材料强【。度不同侧移刚度不】同在地震作用下往往!由于荷载、位移【、强度的不》均衡而?造成结构破》坏山墙承重和中【间有横墙承重的【单层钢筋混凝土柱】厂房和端砖壁承【重的天窗架在地震】中,均有较?。重破坏为此厂房的一!个结构?单元内不《宜采用不同》的结构形式》
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【 8 两侧—为嵌砌?墙中柱?列设柱间支撑—;一侧为外贴—墙或嵌砌墙另一【侧为开敞;一—侧为嵌砌墙》另一侧?为外贴?墙,等各柱列纵向刚度】严重不均匀》的厂房由于各柱列】的地震作《用,分配不均匀》变形不协调常导致柱!列和屋盖的纵—向破坏在《7度区就有这种震害!反映在8度和大【于8度区破坏就【更普遍且严》重不少厂房柱—倒屋塌在设计中应予!以避免
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《9.1?.2: 根据震害经验天!窗架:的设置应注》意下:列问:题
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? 1 突出屋!面的天窗架对—厂房的抗震带来很】不,利,的影响因此》宜采用突《出屋面较小的—避风:型天窗采用下沉【式,天窗的屋《盖有:良好的抗震性能唐】山地震中甚至—经受了10度地震的!考验不仅是8度【区有条件时均可采】用
】 2 —第二开间起开设天】窗将使端开间每块屋!面板与屋架无法【焊,接,或焊:。连的可?靠性大大降低而导致!地震时?掉落同?时也大大降》低屋面纵向水平刚度!所以如果山墙能【够开窗或者》采光:要求不太高时天【窗从第?三开间起设置
【
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? 天窗架从】厂房单元《端,第三柱?间开始设置虽增强屋!面,纵向水?平刚度?但对建?筑通风、采光不【利考虑到《6度和?7度区的地震作用效!应较小且很》。少有屋盖破坏的震例!本次修订改为对【6度和7度区不做此!要求
! 3《。 历次地震经【验表明不仅是天窗】屋盖和端《壁板就是天窗—侧板也宜采》用轻型板《材
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,9.1.《。3 根据震—害经验?厂房屋盖结构的设置!应注意下《列问题
》
【 1:。 轻型大型—。屋面板无檩屋—盖和钢筋混凝—土有檩屋盖的抗震性!能好:经过8~10度强烈!地,震考验有条》件时可?。采用
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】 2 唐山地【震震:害,统计分析表》明屋盖的震害—破坏程度与屋盖【承重结?构的形式密切相【。关根据8~11度地!震,的震:害调查统《计发现梯形屋—架屋盖共调》查91跨全部—或大部倒塌》41跨?部分或局部倒塌11!跨共计52跨—占56.7%;拱形!屋架屋盖共调查【。1,51:跨全部或大》部倒塌?13跨部分或—局部:倒塌16跨共计【。。2,9跨:占19.2%;屋面!梁,屋盖共调查16【8跨全部或大部倒塌!11跨部分或局部倒!塌17跨共计28跨!占16.7%
】
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—另,外采用下《沉式屋?架的屋盖经》8~10度强—烈地震?的考验没有》。。。破坏的震例为—此提出厂房宜采用】低重心的屋盖承重结!构,。
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《 3 拼【块式的预《应力混?凝土和钢筋混凝土】屋,架,(,屋面梁)的结—构整体性《差在唐山地震中其破!坏率和破坏程—度均较整《。榀式重得多因此在】地震区不宜采—用,
! 4 预应—力混凝土和钢筋混凝!。土空腹桁架的—腹杆:及其上弦节点均【较薄弱在天窗两【。侧竖向支撑的附加地!震作用下《容易产?。生节点破坏、腹杆折!断的严重破坏—因此不宜采用—有突出屋面天窗【架的空腹《。桁架屋盖
【
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: ?5 : 随着?经济的发展组合屋架!已很少采用本次修】订继续保持》89规?范、200》。1规范的规定不列】入这:种屋架的规定
【
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? ?。 本次修订根据【震害经验建》议在高烈度(8【度0.30g—和9度)且跨度大】于,24m的厂房—不采用重量大的大】型屋面板
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9》.1:。.4 不开—孔的薄壁工》字形柱、腹板开【孔的普通工字形柱】以及管柱均存在抗】震薄弱环节故—规定不?宜采用
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(Ⅱ【)计算要点
【
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9?.1.7《、9.1.8 对!厂房的纵横向—抗,震分:析本规范明确—规定一?般情:况下采用多质—点空间结构分—析方法
》。
— 关于《横向:计算
》
《 : 当:符合本?规范附?录J的条件时可采用!平面排架《。简化方?法但计算所得的排】架地震内力》。应考虑各种效—应调整?。本,规范附录J的—调整:系数有?以下:。特点
【
《 1 适用于7~!8度柱顶标高不超过!15m且砖墙刚【度较大等情况的厂房!9度时砖墙开裂严重!空间:工作影响明显减弱】一般:不考:虑,调,整
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《。
2 【。 计算地震》作用时采《用经过调整》的排架计算周期【
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3— 调?整系数采用》了考虑?屋盖平?面内剪切《。刚度、扭转和砖墙开!裂后刚度下》降影响的空间模【型用振型分解法进】行分析?取不同屋《盖类型、各》种山墙间距、各种厂!房跨度、高》度和单元长度得出】了统计规《律给出了较为—合理的?调整系数因排架计算!周期偏长地》。震作用偏小当—。山墙间距较大或仅一!端,有山墙时按排架分】析的地震内力需【要增大而《不是减小对一端山墙!。的厂房所考虑的排】架一般指无山—。墙端的第二榀—而不是?端榀
】 4》 研究发现对不】等高:厂,房高低跨交》接处支承低》跨屋盖牛腿》以上的中柱截面【其地:震作用效《应的调整系》数随高、低跨屋盖】重力的比值是线【性下降?要由公式计算公【式中的空间工作【影响:系,数与:其他各截面(包括上!述中:柱的下柱《截面:),的作:用,效应调整系数含义】不同分别列于不同】的表格要《避免混淆
】
《 5? :地震中吊车桥架造成!了厂房局部的严重破!坏为此把吊车桥架】。作为移动质点进行】了大量的多质点空间!结构分析并》与,平面排?架简化分析比—较得出其放大系【数使用?时只乘以吊车桥架】重力荷载在吊—车梁顶标高处—产生:的,地震作?用而不乘以截面的总!地震作?用
《
》。 关于纵》。向计算
! 《历次地震特别是【海城、唐山地—震厂:房沿纵向《。发,生破坏的例子—很多而且中柱列【的破坏?普遍比边柱列严重】得多在计算分—析和震害《总,结的基础上规范【提出了厂房纵向【抗震计算原则和简化!方法
】 钢》筋混凝土屋盖厂房】的纵向?抗震计算《要,考虑围护墙》有效刚?度、强度《和屋盖的《。变形采用空间分析】模型本?规范附录K第K.1!节的:。实用计算方法仅适用!于柱顶标高》不超过15m且【有纵向砖围》。护,墙的等高厂房—是选:取多:种简化方法与空间分!析计:算结果?比较而得到》的其中要用经验公式!计算基本周期考虑】到随着烈度》的提高厂房纵—向侧移加大围—护墙:。开裂:加重刚度降低—。明显故一般》。情况围护墙的有效刚!。度折减系数》。在7、8、9度时】可近似?取0.6《、0.4和0—.2不等高和—纵向不对称》厂房还需考》虑厂房扭转的影响尚!无合:适的简化方法
】
9.1【.9、9.1.1】0 地震震—。害表明没有》考虑抗震设防的一】般,钢筋混凝土天窗【架其横向受》损并不明显而—纵向破坏却》相,当普遍计算分析【表明常用的钢—筋,混凝土带斜腹杆的】天窗架?横向刚度很》大基:本上随屋《盖,。平,移,可以直接《采用底部剪》力法的计算结果但】纵向则要按跨数【和位置调整
!
《 :有斜撑杆的》三铰拱式《钢天窗架的横向刚】度也较厂房》屋盖:的横向刚度》大很多也是》基本上随《屋盖平移故其—横向抗震计算方法】可,与混凝土天》窗架一样采用底部】剪力法由于》钢天窗架的强—度和延性优于—混凝土天窗架且【可靠度高《故当跨度大于9【m,。或9度时钢天窗【架的地震作用效【应不必乘以增大【系数1.5
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— 本《规范明确关于—突出屋面天窗架简化!。计算的适《用范围为有斜杆的】。三铰拱式《天窗架避免与其他桁!架式天窗架混淆【
】 , 对于天窗架的纵向!抗震:分析继续保持8【。9规范的相》关规定
》
9.1.1!1 关于》大柱:网厂房的双向—水平地震作用89】规范规定取一个主】轴,方向1?0,0%:加上:相应垂直方向的【30%的不利—组,合相当于两个方向的!地震作用效》。应完全相同时按本规!范5.2节》规定计算的结—果因此是《一种略?偏安全的《简化方法《为避免与本》规范5.2节的规】定不协调保持20】01规范的规—定不再专《门列出
》
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位移引起!的附:加弯:矩即“P-△”【效,应按本规《范3.6节的规定】计算
【
,9.1.12 不!等,高厂房支承低跨【屋盖的柱牛腿在地】震作:用,下,开裂较多甚至牛【腿面:预埋板向《外,位移破坏在重力荷】载和水平地》震作用下的柱牛腿纵!向,水平受拉钢筋—。的计算公式第一【。项为承受重力荷载纵!。向钢筋的《计算第二项为承受】水平拉力纵向—钢筋的计算
】
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9.1.》13 《震害和?试验研究表明交【叉,支,撑,杆件的?最大长细比小于【200?时斜拉杆和》斜压杆在支撑—桁架:中是共?同工作的支撑—。中的最大《。作用相?当于单压杆》的临界状《态值据?。此,在,本规范的附录—K第K.2节中规】定了柱间支撑的设】。计原则和《简化:方,法
! 1 支撑侧移!的计算按剪切—构件考虑支撑任【一点的?侧移等于《该点:以下各节间相对侧移!值的叠加它可用【以,确,定厂房纵向柱列的】。侧移刚?度及上、下》支撑地震作用—的分:配
!。 2 支撑【斜杆抗?震验算?试验结果发现支【撑的:水平承?载力:相当于拉杆承—载力与压杆》承载力?乘以折?减系数?之和:。的水平分《量此折减系数—即本:规范附录K中的【“压杆卸载系数”可!以线性内插;亦【可直接用下列公式确!定斜拉杆的净截【面An?
】
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:。 3 震【。害,表明单层钢》。筋混凝土《柱厂房的柱》间支撑虽有一定数】量的破坏但》这些:厂房大?多数未考《。虑抗震设防据计【算分析抗震验算【的柱间支撑斜—杆内力?大于非抗震设计时】的内力几倍
】
【4 柱间支—撑与柱的连接—节点:在地震反复荷载作】用下承?受拉:。弯剪和压弯剪试验表!明其承载力比单调荷!载作用下有》所降低;在》抗,。震,安全性综合分析基础!上提出了《确,定预埋板钢筋截面】面积:的计算公式适用于】符合本规范》第9.1.2—。。5条5款《构造规定的》情况
—
: 5 提出!了柱间支撑节点【预埋件采《用角钢时《的验:算方法
》
《。 本规范第】9.1?.,23条对下柱柱间】支撑的?下节点位置》有明确的规定一般】。将节点位置置—于基:础顶标?高处6、7度时地震!力较小采取加强措】施后可?设在基础《顶面以上;》本次修订明》。确,必要时也可沿纵向柱!列进行柱根》的,斜截面受《剪承载力验算来确】定加强措施》
9.】1.14 本条规!定了:与,。厂房次要构件有关】的计算
》
【 1 地震震害】表明8度和》9度区不少抗风柱】的上柱和下柱—根部开?裂、折断《。导致山尖墙倒塌【。严重的?抗风:柱,连同山墙全部向【外倾倒?、抗风柱虽非—单层:厂房的主要承重构】件但它却是厂房纵】向抗:震中的?重要构件《对保证厂《房的纵向抗震—安全具有不可忽视的!作用补?充规:定8、9度》时需进行平》面外的截面》抗震验算
!
2— 当?抗风柱与屋架下弦】相,连接时虽然此类厂房!均在厂房两端第一】开间设置下弦—横向支撑但当厂房遭!到,地震作用时》高,大,山墙引起的》纵向水平地震作用】具有:较大的数值由—于阶形抗风柱的下】柱刚度远《大于上?。柱刚:度大:部分水平地震—作,用将:通过下柱《的上端连接传至屋架!下弦但屋架下弦支撑!的强度?。和刚度往往不能满足!要求从而《导致:屋,架下弦支撑杆件【压曲1966年邢】台地震?6度区、1》975?年海城地震8度区】均出现过这》种震害故要求进行相!应的抗震验算—
【 : 3: 当工作平台、刚!性内隔墙与厂房主】体结构相连时将【提高排架的侧—移刚度改《。变其:动力特性加》大地震作用还可【能造成应《力和变形集中—加重厂房的震—害地震中由此造成排!架柱折断或》屋盖倒塌其严重程】度因具体条件而【异很难作出统—一,规定因此抗》震计算时需采—用符合实际的结构计!算简图并《。采取相?应的措?施
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》 4 《 震:害表明上弦》有小立柱的拱形和折!线形屋架及上弦节间!长和节间矢高较大的!屋架在地震》。作用:下屋架上弦将—产生附加扭矩—导致屋架上弦破坏为!此8:、9度在这种—情况下?需进行?截面:抗扭验算
【
(—Ⅲ)抗震构造措施】
9!.1.15 本】节所指?有檩屋盖主》要,是波形瓦(包—括石:棉瓦及槽《瓦)屋盖这类屋【盖只要?设置保?证,整体刚度的支撑体系!屋面瓦与檩条—间,以及檩条《与屋架间有牢固的】拉结一般均具有【一定的抗震能力【甚至在唐山10度地!。震区也基本完好【地保存下来》但是如果屋面瓦与檩!条或檩条《与屋架拉结不—牢在7?度地震?。区也会出现严重【。震害海城地》震和唐山地震—中均:有这种例子
—
》 89规范对!。有檩屋盖的规定系】针对:钢筋混凝土体系【。而言2?001规范增加了】对钢结?构有檩体《。系的要求本次—修订未作《修改
9!.1.1《6 无檩》屋盖指的是各类不用!檩条的钢筋混—凝土屋面板与屋架】(,梁)组?成的屋盖《。屋盖的各构》件相:互间联成整体是厂房!抗震的重《要保证这是根据唐山!、海城?震害经验提出的【总要求鉴《于我国目前仍—。大量采用钢》筋混凝土《大型屋面板故重点】对大型屋面板与屋架!(梁)焊《连的:屋盖体系作了具体规!定
《
【这些规定中》。屋面板和屋架—(梁)可靠焊连【是第一道防线为保】。证焊连?强度要求屋》面板端头底面—。预埋板和《屋架端部《顶面:预埋件均应》加强锚固;相邻屋面!板吊:。钩或四角顶面预【埋铁件间的》焊连是?第二道防《线;当制作》非标准屋面板时也应!采取相?应的措施
》
】 设置屋《盖支撑是保》证屋盖整体性—的重要抗震》措施基本《沿用了89规范的】规定
【
根—据震害经验8度区】。天窗跨度等于或大于!9m和9《。度区天?窗架宜设置上—弦横向支撑
】
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9.《1.:17 本》规范在?进一步总结地震经验!的基础上对有檩和无!檩屋盖支撑布—置的规?定作适当《的补充
《。
:。。
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,。9.1.1》8 唐山地震【震害表明采用刚性】。焊连构造时》天窗立柱普》遍在下挡和侧板【连接处出现》开裂和破坏甚—至倒塌刚性连接仅在!支撑很?强的情况下》才是可行的措施【故,规定一般单层厂【房宜用螺栓连—接
《
9.》1,.19 屋架端竖!杆和第一节》间上弦杆静》力分析中常作—为非受力杆件而采用!构,。造配筋截《面受弯、受剪—承载力不《足需适当加强对折】线形屋架为调整屋面!坡度而在端节—间上弦?。顶面设置的小立柱】也要适当增大配筋和!加密箍筋以提高其拉!。弯剪能力
】
9.1.—20 根据震害】经验排架柱的抗【震构:造增加了箍筋肢距的!要求并?提高了角柱柱头的】箍筋构造要求—
:
?
》1 柱子》在变位受约》束,的,部位容易出》。。现剪切破杯要增加】箍筋变位受约束的部!位包括设有》柱,。间,支撑的部位、嵌砌】内隔墙、侧边贴建披!屋、靠山墙的—角柱:、平台连接处等【
?
【2 唐山地震【震害表?明当排架柱的—变位受平《台,刚性横隔墙等约【束其:影响的严重程度【和部位因约束—条件而?异有的?仅在:约束部?位的柱身出现裂缝】;有:的造成屋《架上弦折断》、,屋盖坍落《(如天津拖拉机【厂冲压车间);有的!。导,致柱:头和连接破》坏屋盖倒塌(如天】津第一机床》厂铸工车《间配砂间)必须区别!情况从设计计—算和构造上》采取相应的有效措施!不能统一采用局部】加强排架柱》的箍筋如高低跨【柱的:上柱的剪跨比较小】时就应全高加—。密箍筋并加强柱【头与屋架的连接
】
?
: 3》 :为了保证排架柱箍筋!加密区的延性—和抗剪?强度除箍筋的—最小直径和》。最,大间:距外增加对》箍筋最大肢距的要】求
【 : 4? 在地震作用下排!架柱:的,柱头由于构造上的】原因不是完全的【。铰接;而是处于【压弯剪?的复杂?受力状态在高烈【。。度地区这种情—况更为严重排架柱】。头破坏较重加密【区的箍筋直径需适当!加大
—
5 】 厂房角柱》。的柱头处于》双,向地:震作用侧向变形【受约束和《压弯剪的复杂—受力状?态其抗震强度和【延性:较中间排架柱头【。弱得多地震中6度区!就有角柱《顶开裂的破坏;【8度和大于8度时】震害就更多严—。重的柱头折》断端:屋架塌落为此厂【房角柱的柱头加密】箍筋宜提高一—度配置
】
: 6 —本次修订增加了柱侧!向,受,约束且剪跨》比不大于2的—排架:柱柱顶的构造要求
!
9—.1.?21 ?。 大柱网厂房的抗震!。性能:是唐山?地震中?发现的新问题—。。。。其,震,害,。特征是①柱根出现对!。角破坏混凝土—酥碎剥落纵筋压【曲,说明主要是纵、横两!个方:向或斜向地震作用的!影,响柱根的强》度和延性《不足:;②:中柱的破坏率—和破坏程《度,均大于?。边柱说?明与柱的轴压比【有关
【
本次修订!保持:了2001规范对】大柱网?厂房:的抗震验算》规定包括轴压比和】相应:的箍筋构造要—求其中的轴压比【限值考虑到柱子承受!双向压弯剪和P-△!效应的影《响受力复杂参照【了钢:筋混:凝土框支柱的要求】以,保证延性《;大柱网厂房柱仅】承受屋盖(包括屋面!、屋架、托架、悬挂!吊车)和柱的自【重尚不致因控制轴压!比,而给设计《带来困?难
》
9.1.22】 对抗风柱—除,了提出验算要求外】还提出纵《筋和箍?筋的构造规定
!
【地震中抗风柱的【柱头和?上、下柱的根部都有!产生裂?缝、甚至《折断的震害另外【柱肩产生《劈裂的情况也不少】为此柱头《和上、?下柱根部需加强【箍筋的配置并在柱肩!处设:置纵向受拉钢筋以】提高其抗《震能力
!9.1.23 柱!间支撑的抗震构造本!次修订基本保持2】001规范对89规!范的改进
》
】 ①:支撑杆件的长细比】限值:随烈:度和场地《类别而变化;本次修!订调整了8》、,9度下柱《。支撑的长细比要【求;②进《一步明确《了支撑柱《子连:。接节点?的,位置和相《应的构造;③增加了!关于交叉《支撑节点板及其连】接的构造要求—
《
? 柱间支撑是单!层钢:筋混:凝土柱厂房的纵向】主要抗侧力》构件当厂房》单元较长或8度Ⅲ、!Ⅳ,类场地和9度时纵向!地,。震,作,用效:应较大设置》一道:下柱支?撑不能满足要求时】可设置两道下—柱支:撑但应注意两道【下柱支?撑宜设置在厂房单元!中间三分之一—区段内不宜设置在厂!房单元的两》端以避免温度—应力过大;》在满足工艺条—件的前提《下两者靠《近,设置时温度应力【小;在厂房单元中部!三分之一《区段内适当拉开【设置则?有利:于缩短地震作用的传!递路线设计》中可根据具体情【况确定?
》
? :交叉式柱间支撑的】侧移:刚度大对保证单层】钢筋混凝土柱厂房在!纵向地震作用—下,的稳定性有良好的效!果但在与下柱连接的!节点:处理时会遇》到一些困难
—
:
9.》1.25 本条规!。定厂房各构件连接节!点的要求《具体贯彻了》本规范第《3.5节的原—则规定包括屋架与柱!的连接柱《顶锚:件;抗风柱、牛腿】(柱肩)、柱与柱】间支撑连接处的预】。埋件
! , 1 《 柱顶与《屋架采用钢板铰【在原苏联的地—震中经受《。了考验?效果较好;建议【在9度时采用—
! 2: 为加强》柱,牛腿(柱肩》)预埋?板的锚固要把相当】于承受水《平拉力的纵向钢【筋(即?本节第9.1.1】2公式中的第—2项)?与预埋板焊连
【
,
— :3 在《设置柱间支撑的截面!。。处(包括柱顶、【柱,底等)为加强锚固发!挥支撑的作用提出】了节点预埋件采【用,角钢加端板锚固的】要求埋板与》锚,件的焊接通常用埋】弧焊或开锥形孔【塞焊:
】 4 》抗风:柱,的柱顶与屋架上【弦的连接节点要具】有传递纵向水平地】。震力的?。承载力和延性抗【。风柱顶与屋》架,(屋面梁)上—弦可靠连接不—。仅,保证抗风柱的—强度和?稳定同时也保—证山墙产生》的,纵,向地震作用》的可靠?传递但连接点必【须在:上弦横向支撑与屋架!的连接点否则将使屋!架上弦产生附—加的节间《平,面外弯矩《由于现在《的预:应力混凝土和钢筋混!凝土屋架《一般均不符》合抗风柱布》。。置间距的要求故【补充规定以引起【注意当遇《到这种情况时可以采!用在屋?架横向支撑中—加设次腹《杆,或型钢横梁》。使,抗风柱?顶的水平力》传递至?上弦横?。向支撑的节点—
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