單層廠(chǎng)房課程設計論文
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單層磚柱廠(chǎng)房具有選價(jià)低廉、構造簡(jiǎn)單、施工方便等優(yōu)點(diǎn)，在中小型工業(yè)廠(chǎng)肩中得到廣泛應用。磚柱廠(chǎng)房是以磚柱（墻）做為承重和抗側力構件，由于材料的脆性性質(zhì)，其抗震性能比鋼筋混凝土柱廠(chǎng)房差；由于磚往廠(chǎng)房?jì)炔靠諘�、橫墻問(wèn)距大，地震時(shí)的抗倒塌能力不如砌體結構的民用建筑。因此根據磚柱廠(chǎng)房的震害特點(diǎn)，找出杭震的薄弱環(huán)節，提出相應的抗震措施，提高其抗震能力是必要的。
1．地震震害及其特點(diǎn)：
地震震害表明：6、7度區單層磚柱廠(chǎng)房破壞較輕，少數磚柱出現彎曲水平裂縫：8度區出現倒塌或局部倒塌，主體結構產(chǎn)生破壞；9度區廠(chǎng)房出現較為嚴重的破壞，倒塌率較大。
從震害特點(diǎn)看，磚柱是廠(chǎng)房的薄弱環(huán)節，外縱墻的磚柱在窗臺高度或廠(chǎng)房底部產(chǎn)主水平裂縫，內縱墻的磚柱在底部產(chǎn)生水平裂縫，磚柱的破壞是廠(chǎng)肩倒塌的主要原因。山墻在地震時(shí)產(chǎn)生以水平裂縫為代表的平面外彎曲破壞，山墻外傾、檁條拔出，嚴重時(shí)山墻倒塌，端開(kāi)間屋蓋塌落。屋蓋形式對廠(chǎng)房抗震性能有一定的影響，重屋蓋廠(chǎng)房的震害普遍重子輕屋蓋廠(chǎng)房，楞攤瓦和稀鋪望板的瓦木屋蓋，其縱向水平剛度和空間作用較差，地震時(shí)屋蓋易產(chǎn)生傾斜。
2．適用范圍及結構布置
2．1單跨和等高多跨的單層磚柱廠(chǎng)房，當無(wú)吊車(chē)且跨度和柱頂標高均不大時(shí)，地震破壞較輕。不等高廠(chǎng)房由于高振型的影響，變截面柱的上柱震害嚴重又不易修復，容易造成屋架塌落。因此規定磚柱廠(chǎng)房的適用范圍為單跨或等高多跨且無(wú)橋式吊車(chē)的中小型廠(chǎng)房，6－8度時(shí)廠(chǎng)房的跨度不大子15m且柱頂標高下大于6．6m，9度時(shí)跨度不大于12m且柱頂標高不大于 4．5m。
2．2廠(chǎng)房的平立面應簡(jiǎn)單規則。平面宜為矩形，當平面為L(cháng)、T形時(shí)，廠(chǎng)房陰角部位易產(chǎn)生震害，特別是平面剛度不對稱(chēng)，將產(chǎn)生應力集中。對于立面復雜的廠(chǎng)房，當屋面高低錯落時(shí)，由于振動(dòng)的不協(xié)調而發(fā)主碰撞，震害更為嚴重。
2．3當廠(chǎng)房體型復雜或有貼建的房屋（或構筑物）時(shí)，應設置防震縫將廠(chǎng)房與附屬建筑分割成各自獨立、體型簡(jiǎn)單的抗震單元，以避免地震時(shí)產(chǎn)主破壞。針對中小型廠(chǎng)房的特點(diǎn)，鋼筋混凝上無(wú)檀屋蓋的磚柱廠(chǎng)房應設置防震縫，而輕型屋蓋的磚柱廠(chǎng)房可不設防震縫。防震縫處宜設置雙柱或雙墻，以保證結構的整體穩定性和剛度，防震縫的寬度應根據地震時(shí)最大彈塑性變形計算確定。一般可采用50～70mm。
3．結構體系
3.1地震時(shí)廠(chǎng)房破壞程度與屋蓋類(lèi)型有關(guān)，一般來(lái)說(shuō)重型屋蓋廠(chǎng)房震害重，輕型屋蓋廠(chǎng)房震害輕，在高烈度區影響更為明顯。因此要求6－8度時(shí)宜采用輕型屋蓋，9度時(shí)應采用輕型屋蓋。人之地震震害調查表明：6、7度時(shí)的單跨和等高多跨磚柱廠(chǎng)房基本完好或輕微破壞，8、9度時(shí)排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震設計規范》（G8Jll一89）規定：6、7度時(shí)可采用十字形截面的無(wú)筋磚柱，8度1、2類(lèi)場(chǎng)地應采用組合磚柱，8度3、4類(lèi)場(chǎng)地及9度時(shí)邊柱宣采用組合磚柱，中柱直采用鋼筋混凝土柱。經(jīng)過(guò)地震震害分析發(fā)現：非抗震設計的單層磚柱廠(chǎng)房經(jīng)過(guò)8度地震也有相當數量的廠(chǎng)房基本完好，所倒塌的廠(chǎng)肩大部份在設計和施工上也存在先天不足，因此正常設計正常施工和正常使用的無(wú)筋磚柱單層廠(chǎng)后，在8度區仍然具有一定的抗震能力�？梢�(jiàn)對8度區的單層磚柱廠(chǎng)房都配筋的要求是偏嚴的，在抗震規范的修訂稿中將8度1、2類(lèi)場(chǎng)地“應”采用組合磚往改為“宜”采用組合磚柱，允許設計人員根據不同情況對是否配筋有所選擇。一般來(lái)說(shuō)，當單層磚柱廠(chǎng)房符合砌體結構剛性方案條件，經(jīng)抗震驗算承載力滿(mǎn)足要求時(shí)，可以采用無(wú)筋磚柱。
3. 3對于單層磚柱廠(chǎng)房的縱向仍然要求具有足夠的強度和剛度，單靠磚柱做為抗側力構件是不夠的，如果象鋼筋混凝土柱廠(chǎng)房那樣設置柱間支撐，會(huì )吸引相當大的地震剪力。使磚拄剪壞。為了增強廠(chǎng)房的縱向抗震承載力，在柱間砌筑與柱整體連接的縱向磚墻，以代替柱間支撐的作用，這是經(jīng)濟有效的方法。
3.4 當廠(chǎng)房?jì)啥藶榉浅兄厣綁r(shí)，山墻頂部與檁條或屋面板恨難連接，只能依靠屋架上弦與防風(fēng)柱上端連接做為山墻頂部的.支點(diǎn)，這不僅降低了房屋整體空間作用，對防止山墻的出平面破壞也不利，因此廠(chǎng)房?jì)啥司鶓O置承重山墻。
3．5 廠(chǎng)房的縱橫向內隔墻宣做成抗震墻，其目的充分利用培體的功能，避免主體結構的破壞。當內隔墻不能做成抗震墻時(shí)，最好采用輕質(zhì)隔墻，以避免墻體對柱及柱與屋架連接節點(diǎn)產(chǎn)生不利影響，如果采用非輕質(zhì)隔墻，則應考慮隔墻對柱及其與屋架節點(diǎn)產(chǎn)生的附加剪力。
3.6 無(wú)窗架不應通至廠(chǎng)房單元的端開(kāi)間，以免過(guò)份削弱屋蓋的剛度。天窗架采用磚壁承重時(shí)，將產(chǎn)生嚴重的震害甚至倒塌，地震區應避免使用。
4 抗震承載力計算
4.1 橫向抗震計算
單層磚往廠(chǎng)房橫向抗震計算的計算簡(jiǎn)圖，可按下列規定選�。海�1）當廠(chǎng)房柱為無(wú)筋磚柱或邊柱為組合磚柱、中柱為鋼筋混凝土柱時(shí)，可采用下端為固接、上端為鉸接的徘架結構模型； （2）當廠(chǎng)肩邊柱為無(wú)筋磚柱、中柱為鋼筋混凝士柱，在確定廠(chǎng)房自振周期時(shí)，磚柱下端按固接考慮，在計算水平地震作用時(shí)，磚柱下端按鉸接考慮。這主要是考宅到在地震作用下，隨著(zhù)變形的不斷增加，無(wú)筋磚柱下端開(kāi)裂并退出工作，囚而全部橫向地震作用由中部的鋼筋混凝土柱承擔。輕型屋蓋單層磚柱廠(chǎng)房的橫向抗震計算，可以忽略空間工作影響·采用平面排架進(jìn)、廳計算。對于鋼筋混凝上屋蓋和密鋪望板的瓦木屋蓋廠(chǎng)肩，其空間作用不能忽略，應按空間分析的方法進(jìn)行計算：但為了簡(jiǎn)化，對于一定條件下的廠(chǎng)房可以按平面排架進(jìn)行計算，考慮到其空間工作影響，對計算的地震作用效應要進(jìn)行調整。
4.2 縱向抗震計算
對于鋼筋混凝土屋蓋的等高多跨磚柱廠(chǎng)房，當考慮屋蓋為剛性時(shí)，縱向地震作用在各柱列之間的分配與柱列的側移剛度成正比：當考慮屋蓋的彈性進(jìn)行空間分析時(shí)，側移剛度較大柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用小，而側移剛度較小柱列分配的地震作用比按剛性屋蓋分配的地震作用大。設計中為了利用剛性屋蓋假定時(shí)縱向地震作用分配形式簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)，可以針對不同屋蓋形式對柱列的側移剛度乘以修正系數，做為縱向地震分配時(shí)的柱列剛度，并對所計算的廠(chǎng)房自振周期進(jìn)行修正，以考慮屋蓋的彈性影響。
對于縱墻對稱(chēng)布置的單跨廠(chǎng)房，在廠(chǎng)房縱向沿跨中切開(kāi)，取一個(gè)柱列單獨進(jìn)行縱向計算與對廠(chǎng)房進(jìn)行整體分析結果是相同的。對于輕型屋蓋的多跨廠(chǎng)房雖然屋蓋仍具有一定的水平剛度，考慮到屋蓋與磚墻的彈性極限變形值相差較大，為了計算簡(jiǎn)便，仍可假定各縱向往列在地震時(shí)獨立振動(dòng)，按柱列法進(jìn)行計算。
5 抗震構造措施
5．1 單層磚柱廠(chǎng)房采用鋼筋混凝上屋蓋時(shí)的抗震構造措施可參照鋼筋混凝土柱廠(chǎng)房的有關(guān)規定。采用瓦木屋蓋時(shí)，設有滿(mǎn)鋪望板的抗震能力比無(wú)望板強得多，望板能起到阻止屋架傾斜的作用。地震震害表明，未設上弦及下弦水平支撐的楞攤瓦屋蓋，屋架產(chǎn)主傾斜甚至倒塌的震害較多，因此要有足夠的
屋蓋支撐系統，保證屋蓋沿縱向有足夠的剛度和穩定，以滿(mǎn)足抗震的要求。
5．2圈梁對增強廠(chǎng)房的整體性起到了重要作用，但預制圈梁抗震性能差，地震時(shí)在連接外容易拉斷，因此要求圈梁應現澆且在廠(chǎng)房柱頂標高處沿房屋外墻及承重內墻閉合。對于8、分度區還應沿墻高每隔3－4m增設一道圈梁，可提高磚墻的抗震性能，并能夠限制地震時(shí)墻體裂縫的開(kāi)展，減輕墻體破壞。當地基為軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴重不均勻土層時(shí)，地震易出現裂縫，如果裂縫穿過(guò)廠(chǎng)房將使房屋撕裂，基礎頂面應設置基礎圈梁，以減輕地震災害。當圈梁兼做門(mén)窗過(guò)梁或抵抗不均勻沉降影響時(shí)，圈梁的截面和配筋除滿(mǎn)足抗震構造要求外，還應根據實(shí)際受力計算確定。
采用鋼筋混凝土無(wú)檁屋蓋的磚柱廠(chǎng)房，地震時(shí)在屋蓋處圈梁下一至四皮磚的磚墻上易出現水平裂縫，因此8、9度時(shí)，在墻頂沿墻長(cháng)每隔1m 左右埋設 1根8豎向鋼筋，并插入頂部圈梁內，以避免上述震害的產(chǎn)生。
5．3地震中屋架與磚柱連接不牢，柱頭產(chǎn)主破壞甚至屋蓋坍落的震例是較多的。為了加強屋架與磚柱的連接，柱頂墊塊應與墻頂圈梁整體澆注，屋架與墊塊的預埋件采用螺栓連接或焊接。當墊塊厚度或配筋過(guò)小時(shí)。預埋件的錨固不能滿(mǎn)足要求，墊塊厚度丁應小于240mm，井配置兩層直徑不小于8間距不大于100mm的鋼筋網(wǎng)。烈度較高時(shí)，屋蓋承受的地震作用較大，與墊塊整體澆注的圈粱受到較大的扭矩，墊塊兩側各500mm范圍內圈梁的箍筋應加密，其間距不應大子100mm。
5. 4山墻是磚柱廠(chǎng)房抗震的薄弱部位，地震時(shí)產(chǎn)生外傾、局部倒塌甚至全部倒塌，震害的主要原因是山墻頂部與屋蓋系統拉結不牢。為了使屋蓋與山墻可靠連接，應在山培頂部設置鋼筋混凝上臥梁，通過(guò)臥梁內的預埋件與屋蓋構件錨拉。
由于山墻比較高大，在橫向地震作用下，墻體內的平面彎曲應力使墻體產(chǎn)主水平裂縫，墻體內的剪力使墻體產(chǎn)生交叉裂縫；在縱向地震作用下，墻體產(chǎn)生平面外傾倒。在山墻壁柱中配筋，可以防止或減輕上述震害的產(chǎn)生，壁柱的截面和配筋不應小于排架柱，并應通到墻頂與臥梁、屋面構件連接。
為了防止山墻和橫墻的剪切破壞，對其開(kāi)侗應有所限制，開(kāi)洞的水平截面面積不應超過(guò)總截面面積的50％ 。8、9度時(shí)在山墻和橫墻兩端應設置構造柱，9度時(shí)在高大洞口兩側應設置構造柱。
參考文獻
中華人民共和國國家標準《建筑抗震設計規范》（征求意見(jiàn)稿），北京1998。
劉大海等《單層與多層房屋抗震設計》，西安，陜西科學(xué)技術(shù)出版社， 1987。
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