中华人民共和国国家标准建筑抗震设计规范GB 50011-2001 5
8.2.8 钢结构构件连接应按地震组合内力进行弹性设计,并应进行极限承载力验算:
1梁与柱连接弹性设计时,梁上下翼缘的端截面应满足连接的弹性设计要求,梁腹板应计入剪力和弯矩。梁与柱连接的极限受弯,受剪承载力,应符合下列要求:
Mu≥1.2Mp (8.2.8-1)
Vu≥1.3( 2Mp/ln ) 且 Vu≥0.58hwtwfay (8.2.8-2)
式中Mu--梁上下翼缘全熔透坡口焊缝的极限受弯承载力; Vu--梁腹板连接的极限受剪承载力;垂直于角焊缝受剪时,可提高1.22倍; Mp--梁(梁贯通时为柱)的全塑性受弯承载力; ln--梁的净跨(梁贯通时取该楼层柱的净高); hw、tw--梁腹板的高度和厚度; fay--钢材屈服强度。 2 支撑与框架的连接及支撑拼接的极限承载力,应符合下式要求: Nubr≥1.2Anfay (8.2.8-3) 式中Nubr--螺栓连接和节点板连接在支撑轴线方向的极限承载力; An--支撑的截面净面积; fay--支撑钢材的屈服强度。 3梁、柱构件拼接的弹性设计时,腹板应计入弯矩,且受剪承载力不应小于构件截面受剪承载力的50%;拼接的极限承载力,应符合下列要求: Vu≥0.58hwtwfay (8.2.8-4) 无轴向力时 Mu≥1.2Mp (8.2.8-5) 有轴向力时 Mu≥1.2Mpc (8.2.8-6) 式中Mu、Vu--分别为构件拼接的极限受弯、受剪承载力; Mpc--构件有轴向力时的全截面受弯承载力; hw、tw--拼接构件截面腹板的高度和厚度; fay--被拼接构件的钢材屈服强度。 拼接采用螺栓连接时,尚应符合下列要求: 翼缘 nNbcu≥1.2Affay 且 nNbvu≥1.2Affay (8.2.8-7) 腹板
式中 Nbvu、Nbcu--一个螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压力;
Af--翼缘的有效截面面积;
NbM--腹板拼接中弯矩引起的一个螺栓的最大剪力;
n--翼缘拼接或腹板拼接一侧的螺栓数。
4 梁、柱构件有轴力时的全截面受弯承载力,应按下列公式计算:
工字形截面(绕强轴)和箱形截面 当N/Ny≤0.13 时 Mpc=Mp (8.2.8-9) 当N/Ny>0.13 时 Mpc=1.15(1-N/Ny)Mp (8.2.8-10) 工字形截面(绕弱轴) 当N/Ny≤Aw/A 时 Mpc=Mp (8.2.8-11) 当N/Ny>Aw/A 时 Mpc = {1-[(N-Awfay)/(Ny-Awfay)]2}Mp (8.2.8-12) 式中 Ny--构件轴向屈服承载力,取Ny=Anfay。 5 焊缝的极限承载力应按下列公式计算: 对接焊缝受拉 Nu = Awffu (8.2.8-13) 角焊缝受剪 Vu = 0.58 Awffu (8.2.8-14) 式中Awf--焊缝的有效受力面积; fu--构件母材的抗拉强度最小值。 6高强度螺栓连接的极限受剪承载力,应取下列二式计算的较小者:
式中 Nbvu、Nbcu--分别为一个高强度螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压力;
nf--螺栓连接的剪切面数量;
Abe--螺栓螺纹处的有效截面面积;
fbu--螺栓钢材的抗拉强度最小值;
d--螺栓杆直径;
∑t--同一受力方向的钢板厚度之和;
fbcu--螺栓连接板的极限承压强度,取1.5fu。
8.3 钢框架结构抗震构造措施
8.3.1 框架柱的长细比,应符合下列规定:
1 不超过12层的钢框架柱的长细比,6~8度时不应大于120,9度时不应大于100。
2 超过12层的钢框架柱的长细比,应符合表8.3.1的规定:
注:表列数值适用于Q235钢,采用其他牌号钢材时,应乘以。
8.3.2 框架梁、柱板件宽厚比应符合下列规定:
1不超过12层框架的梁、柱板件宽厚比应符合表8.3.2-1的要求:
注:表列数值适用于Q235,当材料为其他牌号钢材时,应乘以。
2 超过12层框架梁、柱板件宽厚比应符合表8.3.2-2的规定:
注:表列数值适用于Q235钢,采用其他牌号钢材时,应乘以。
8.3.3 梁柱构件的侧向支承应符合下列要求:
1 梁柱构件在出现塑性铰的截面处,其上下翼缘均应设置侧向支承。
2 相邻两支承点间的构件长细比,应符合国家标准《钢结构设计规范》GB50017关于塑性设计的有关规定。 8.3.4 梁与柱的连接构造,应符合下列要求: 1 梁与柱的连接宜采用柱贯通型。 2柱在两个互相垂直的方向都与梁刚接时,宜采用箱形截面。当仅在一个方向刚接时,宜采用工字形截面,并将柱腹板置于刚接框架平面内。 3 工字形截面柱(翼缘)和箱形截面柱与梁刚接时,应符合下列要求(图8.3.4-1),有充分依据时也可采用其他构造形式。
1)梁翼缘与柱翼缘间应采用全熔透坡口焊缝;8度乙类建筑和9度时,应检验V形切口的冲击韧性,其恰帕冲击韧性在-20℃时不低于27J;
2)柱在梁翼缘对应位置设置横向加劲肋,且加劲肋厚度不应小于梁翼缘厚度;
3)梁腹板宜采用摩擦型高强度螺栓通过连接板与柱连接;腹板角部宜设置扇形切角,其端部与梁翼缘的全熔透焊缝应隔开;
4)当梁翼缘的塑性截面模量小于梁全截面塑性截面模量的70%时,梁腹板与柱的连接螺栓不得少于二列;当计算仅需一列时,仍应布置二列,且此时螺栓总数不得少于计算值的1.5倍;
5)8度Ⅲ、Ⅳ场地和9度时,宜采用能将塑性铰自梁端外移的骨形连接。
4 框架梁采用悬臂梁段与柱刚性连接时(图8.3.4-2),悬臂梁段与柱应预先采用全焊接连接,梁的现场拼接可采用翼缘焊接腹板螺栓连接(a)或全部螺栓连接(b)。
5 箱形截面柱在与梁翼缘对应位置设置的隔板应采用全熔透对接焊缝与壁板相连。工字形截面柱的横向加劲肋与柱翼缘应采用全熔透对接焊缝连接,与腹板可采用角焊缝连接。
8.3.5 当节点域的体积不满足本章第8.2.5条3款的规定时,应采取加厚节点域或贴焊补强板的措施。补强板的厚度及其焊缝应按传递补强板所分担剪力的要求设计。
8.3.6 梁与柱刚性连接时,柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内,柱翼缘与柱腹板间或箱形柱壁板间的连接焊缝,应采用坡口全熔透焊缝。
8.3.7 框架柱接头宜位于框架梁上方1.3m附近。
上下柱的对接接头应采用全熔透焊缝,柱拼接接头上下各100mm范围内,工字形截面柱翼缘与腹板间及箱形截面柱角部壁板间的焊缝,应采用全熔透焊缝。
8.3.8 超过12层钢结构的刚接柱脚宜采用埋入式,6、7度时也可采用外包式。
8.4 钢框架-中心支撑结构抗震构造措施
8.4.1 当中心支撑采用只能受拉的单斜杆体系时,应同时设置不同倾斜方向的两组斜杆,且每组中不同方向单斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不得大于10% 。
8.4.2 中心支撑杆件的长细比和板件宽厚比应符合下列规定:
1 支撑杆件的长细比,不宜大于表8.4.2-1 的限值。
注:表列数值适用于Q235钢,采用其他牌号钢材应乘以。
2 支撑杆件的板件宽厚比,不应大于表8.4.2-2规定的限值。采用节点板连接时,应注意节点板的强度和稳定。
注:表列数值适用于Q235钢,采用其他牌号钢材应乘以。
8.4.3 中心支撑节点的构造应符合下列要求:
1 超过12层时,支撑宜采用轧制H型钢制作,两端与框架可采用刚接构造,梁柱与支撑连接处应设置加劲肋;8、9度采用焊接工字形截面的支撑时,其翼缘与腹板的连接宜采用全熔透连续焊缝;
2 支撑与框架连接处,支撑杆端宜做成圆弧;
3梁在其与V形支撑或人字支撑相交处,应设置侧向支承;该支承点与梁端支承点间的侧向长细比(λy)以及支承力,应符合国家标准《钢结构设计规范》GB50017关于塑性设计的规定。
4不超过12层时,若支撑与框架采用节点板连接,应符合国家标准《钢结构设计规范》GB50017关于节点板在连接杆件每侧有不小于30°夹角的规定;支撑端部至节点板嵌固点在沿支撑杆件方向的距离(由节点板与框架构件焊缝的起点垂直于支撑杆轴线的直线至支撑端部的距离),不应小于节点板厚度的2倍。
8.4.4 框架-中心支撑结构的框架部分,当房屋高度不高于100m且框架部分承担的地震作用不大于结构底部总地震剪力的25%时,8、9度的抗震构造措施可按框架结构降低一度的相应要求采用;其他抗震构造措施,应符合本章第8.3节对框架结构抗震构造措施的规定。
8.5 钢框架-偏心支撑结构抗震构造措施
8.5.1 偏心支撑框架消能梁段的钢材屈服强度不应大于345MPa。消能梁段及与消能梁段同一跨内的非消能梁段,其板件的宽厚比不应大于表8.5.1规定的限值。
表 8.5.1 偏心支撑框架梁板件宽厚比限值
板件名称 宽厚比限值
翼缘外伸部分 8
腹板 当N/Af≤0.14时 当N/Af>0.14时 90[1-1.65N/(Af)] 33[2.3-N/(Af)]
注:表列数值适用于Q235 钢,当材料为其他钢号时,应乘以.
8.5.2 偏心支撑框架的支撑杆件的长细比不应大于120,支撑杆件的板件宽厚比不应超过国家标准《钢结构设计规范》GB50017规定的轴心受压构件在弹性设计时的宽厚比限值。
8.5.3 消能梁段的构造应符合下列要求:
1 当N>0.16Af时,消能梁段的长度应符合下列规定:
当ρ(Aw/A)<0.3时,a<1.6Mlp/Vl (8.5.3-1)
当ρ(Aw/A)≥0.3时,
a≤[1.15-0.5ρ(Aw/A)]1.6Mlp/Vl (8.5.3-2)
ρ = N/V (8.5.3-3)
式中a--消能梁段的长度;
ρ--消能梁段轴向力设计值与剪力设计值之比。
2 消能梁段的腹板不得贴焊补强板,也不得开洞。
3 消能梁段与支撑连接处,应在其腹板两侧配置加劲肋,加劲肋的高度应为梁腹板高度,一侧的加劲肋宽度不应小于(bt/2-tw),厚度不应小于0.75tw和10mm的较大值。
4 消能梁段应按下列要求在其腹板上设置中间加劲肋:
1)当a≤1.6Mlp/Vl时,加劲肋间距不大于(30tw-h/5);
2)当2.6Mlp/Vl<a≤5Mlp/Vl时,应在距消能梁段端部1.5bf处配置中间加劲肋且中间加劲肋,间距不应大于(52tw-h/5);
3)当1.6Mlp/Vl<a≤2.6Mlp/Vl时,中间加劲肋的间距宜在上述二者间线性插入;
4)当a>5Mlp/Vl时,可不配置中间加劲肋;
5)中间加劲肋应与消能梁段的腹板等高,当消能梁段截面高度不大于640mm时可配置单侧加劲肋,消能梁段截面高度大于640mm时,应在两侧配置加劲肋,一侧加劲肋的宽度不应小于(bf/2-tw),厚度不应小于tw和10mm。
8.5.4 消能梁段与柱的连接应符合下列要求:
1 消能梁段与柱连接时,其长度不得大于1.6Mlp/Vl,且应满足第8.2.7条的规定。
2 消能梁段翼缘与柱翼缘之间应采用坡口全熔透对接焊缝连接,消能梁段腹板与柱之间应采用角焊缝连接,角焊缝的承载力不得小于消能梁段腹板的轴向承载力、受剪承载力和受弯承载力。
3 消能梁段与柱腹板连接时,消能梁段翼缘与连接板间应采用坡口全熔透焊缝,消能梁段腹板与柱间应采用角焊缝;角焊缝的承载力不得小于消能梁段腹板的轴向承载力、受剪承载力和受弯承载力。
8.5.5 消能梁段两端上下翼缘应设置侧向支撑,支撑的轴力设计值不得小于消能梁段翼缘轴向承载力设计值(翼缘宽度、厚度和钢材受压承载力设计值三者的乘积)的6%,即0.06bftff。
8.5.6 偏心支撑框架梁的非消能梁段上下翼缘,应设置侧向支撑,支撑的轴力设计值不得小于梁翼缘轴向承载力的2%,即0.02bftff。
8.5.7 框架-偏心支撑结构的框架部分,当房屋高度不高于100m且框架部分承担的地震作用不大于结构底部总地震剪力的25%时,8、9度的抗震构造措施可按框架结构降低一度的相应要求采用;其他抗震构造措施,应符合本章第8.3节对框架结构抗震构造措施的规定。
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 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。 (II)计算要点 9.1.6 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及等高多跨厂房(锯齿形厂房除外),当按本规范的规定采取抗震构造措施时,可不进行横向及纵向的截面抗震验算。 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H的条件时,可按平面排架计算,并按附录H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石棉瓦等有檩屋盖。 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J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,天窗架的地震作用效应应乘以增大系数,增大系数可采用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: η=1+0.5n (9.1.10-1) 2)其他中跨屋盖: η=0.5n (9.1.10-2) 式中η--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、无桥式吊车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: As≥( NGa / 0.85h0fy +1.2 NE / fy ) γRE (9.1.12) 式中As--纵向水平受拉钢筋的截面面积; NG--柱牛腿面上重力荷载代表值产生的压力设计值; a--重力作用点至下柱近侧边缘的距离,当小于0.3h0时采用0.3h0; h0--牛腿最大竖向截面的有效高度; NE--柱牛腿面上地震组合的水平拉力设计值; γRE--承载力抗震调整系数,可采用1.0。 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J的规定进行。 9.1.14 8度和9度时,高大山墙的抗风柱应进行平面外的截面抗震验算。 9.1.15 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。 9.1.16 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,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国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的规定计算,并采取相应的抗震措施。 9.1.17 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,屋架上弦宜进行抗扭验算。 (Ⅲ)抗震构造措施 9.1.18 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9.1.18的要求。
9.1.19 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9.1.19-1的要求,有中间井式天窗时宜符合表9.1.19-2的要求;8度和9度跨度不大于15m的屋面梁屋盖,可仅在厂房单元两端各设竖向支撑一道。
9.1.20 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。 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。 9.1.21 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。 9.1.22 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Ⅱ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,间距宜为100mm。 9.1.23 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吊车梁顶面以上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9.1.23的规定:
注:括号内数值用于柱根。
9.1.24 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。
9.1.25 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,应符合本章第9.1.23条的规定。
9.1.26 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)有吊车或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°。
3 支撑杆件的长细比,不宜超过表9.1.26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度不能直接传给基础时,应计及支撑对柱和基础的不利影响。
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。
9.1.27 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。
9.1.28 厂房结构构件的连接节点,应符合下列要求:
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 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 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 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 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HRB335级或HRB400级热轧钢筋,但锚固长度不应小于30 倍锚筋直径或增设端板。
6 厂房中的吊车走道板、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。
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实腹梁承重的单跨和多跨的单层厂房。不适用于单层轻型钢结构厂房。 9.2.2厂房平面布置和钢筋混凝土屋面板的设置构造要求等,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。 9.2.3 厂房的结构体系应符合下列要求: 1 厂房的横向抗侧力体系,可采用屋盖横梁与柱顶刚接或铰接的框架、门式刚架、悬臂柱或其他结构体系。厂房纵向抗侧力体系宜采用柱间支撑,条件限制时也可采用刚架结构。 2 构件在可能产生塑性铰的最大应力区内,应避免焊接接头;对于厚度较大无法采用螺栓连接的构件,可采用对接焊缝等强度连接。 3 屋盖横梁与柱顶铰接时,宜采用螺栓连接。刚接框架的屋架上弦与柱相连的连接板,不应出现塑性变形。当横梁为实腹梁时,梁与柱的连接以及梁与梁拼接的受弯、受剪极限承载力,应能分别承受梁全截面屈服时受弯、受剪承载力的1.2倍。 4 柱间支撑杆件应采用整根材料,超过材料最大长度规格时可采用对接焊缝等强拼接;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。 (Ⅱ)计算要点 9.2.4 厂房抗震计算时,应根据屋盖高差和吊车设置情况,分别采用单质点、双质点或多质点模型计算地震作用。 9.2.5 厂房地震作用计算时,围护墙的自重与刚度应符合下列规定: 1 轻质墙板或与柱柔性连接的预制钢筋混凝土墙板,应计入墙体的全部自重,但不应计入刚度。 2 与柱贴砌且与柱拉结的砌体围护墙,应计入全部自重,在平行于墙体方向计算时可计入等效刚度,其等效系数可采用0.4。 9.2.6 厂房横向抗震计算可采用下列方法: 1 一般情况下,宜计入屋盖变形进行空间分析。 2 采用轻型屋盖时,可按平面排架或框架计算。 9.2.7 厂房纵向抗震计算,可采用下列方法: 1 采用轻质墙板或与柱柔性连接的大型墙板的厂房,可按单质点计算,各柱列的地震作用应按以下原则分配: 1)钢筋混凝土无檩屋盖可按柱列刚度比例分配; 2)轻型屋盖可按柱列承受的重力荷载代表值的比例分配; 3)钢筋混凝土有檩屋盖可取上述两种分配结果的平均值。 2 采用与柱贴砌的烧结普通粘土砖围护墙厂房,可参照本规范第9.1.8条的规定。 9.2.8 屋盖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内力,并满足构造要求。 9.2.9 柱间交叉支撑的地震作用及验算可按本规范附录H.2的规定按拉杆计算,并计及相交受压杆的影响。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。 (Ⅲ)抗震构造措施 9.2.10 屋盖的支撑布置,宜符合本规范第9.1节的有关要求。 9.2.11 柱的长细比不应大于120。
9.2.12 单层框架柱、梁截面板件的宽厚比限值,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,尚应符合表9.2.12的规定:
注:1 表列数值适用于Q235钢当材料为其他钢号时,应乘以。
2 Nc、Nb分别为柱、梁轴向力;A为相应构件截面面积;f为钢材抗拉强度设计值;
3 ρ指Nb/Af。
3 构件腹板宽厚比,可通过设置纵向加劲肋减小。
9.2.13 柱脚应采取保证能传递柱身承载力的插入式或埋入式柱脚。6、7度时亦可采用外露式刚性柱脚,但柱脚螺栓的组合弯矩设计值应乘以增大系数1.2。
实腹式钢柱采用插入式柱脚的埋入深度,不得小于钢柱截面高度的2倍;同时应满足下式要求:
式中d--柱脚埋深;
M--柱脚全截面屈服时的极限弯矩;
bf--柱在受弯方向截面的翼缘宽度;
fc--基础混凝土轴心受压强度设计值。
9.2.14 柱间交叉支撑应符合下列要求:
1 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。
2 柱间交叉支撑的长细比、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9.1.26条的有关规定。
3 有条件时,可采用消能支撑。
9.3 单层砖柱厂房
(I)一般规定
9.3.1 本节适用于下列范围内的烧结普通粘土砖柱(墙垛)承重的中小型厂房:
1 单跨和等高多跨且无桥式吊车的车间、仓库等。
2 6~8度,跨度不大于15m且柱顶标高不大于6.6m。
3 9度,跨度不大于12m且柱顶标高不大于4.5m。
9.3.2 厂房的平立面布置,宜符合本章第9.1节的有关规定,但防震缝的设置,应符合下列要求:
1 轻型屋盖厂房,可不设防震缝。
2 钢筋混凝土屋盖厂房与贴建的建(构)筑物间宜设防震缝,其宽度可采用50~70mm。
3 防震缝处应设置双柱或双墙。
注:本节轻型屋盖指木屋盖和轻钢屋架、压型钢板、瓦楞铁、石棉瓦屋面的屋盖。
9.3.3 厂房两端均应设置承重山墙;天窗不应通至厂房单元的端开间,天窗不应采用端砖壁承重。
9.3.4 厂房的结构体系,尚应符合下列要求:
1 6~8度时,宜采用轻型屋盖,9度时,应采用轻型屋盖。
2 6度和7度时,可采用十字形截面的无筋砖柱;8度和9度时应采用组合砖柱,且中柱在8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时宜采用钢筋混凝土柱。
3 厂房纵向的独立砖柱柱列,可在柱间设置与柱等高的抗震墙承受纵向地震作用,砖抗震墙应与柱同时咬槎砌筑,并应设置基础;无砖抗震墙的柱顶,应设通长水平压杆。
4 纵、横向内隔墙宜做成抗震墙,非承重横隔墙和非整体砌筑且不到顶的纵向隔墙,宜采用轻质墙,当采用非轻质墙时,应计及隔墙对柱及其与屋架(梁)连接节点的附加地震剪力。独立的纵、横内隔墙应采取措施保证其平面外的稳定性,且顶部应设置现浇钢筋混凝土压顶梁。
(Ⅱ)计算要点
9.3.5 按本节规定采取抗震构造措施的单层砖柱厂房,当符合下列条件时,可不进行横向或纵向截面抗震验算:
1 7度Ⅰ、Ⅱ类场地,柱顶标高不超过4.5m,且结构单元两端均有山墙的单跨及等高多跨砖柱厂房,可不进行横向和纵向抗震验算。
2 7度Ⅰ、Ⅱ类场地,柱顶标高不超过6.6m,两侧设有厚度不小于240mm且开洞截面面积不超过50%的外纵墙,结构单元两端均有山墙的单跨厂房,可不进行纵向抗震验算。
9.3.6 厂房的横向抗震计算,可采用下列方法:
1 轻型屋盖厂房可按平面排架进行计算。
2 钢筋混凝土屋盖厂房和密铺望板的瓦木屋盖厂房可按平面排架进行计算并计及空间工作,按本规范附录H 调整地震作用效应。
9.3.7 厂房的纵向抗震计算,可采用下列方法:
1 钢筋混凝土屋盖厂房宜采用振型分解反应谱法进行计算。
2 钢筋混凝土屋盖的等高多跨砖柱厂房可按本规范附录K规定的修正刚度法进行计算。
3 纵墙对称布置的单跨厂房和轻型屋盖的多跨厂房,可采用柱列分片独立进行计算。
9.3.8突出屋面天窗架的横向和纵向抗震计算应符合本章第9.1.9条和第9.1.10条的规定。
9.3.9偏心受压砖柱的抗震验算,应符合下列要求:
1 无筋砖柱地震组合轴向力设计值的偏心距,不宜超过0.9倍截面形心到轴向力所在方向截面边缘的距离;承载力抗震调整系数可采用0.9。
2 组合砖柱的配筋应按计算确定,承载力抗震调整系数可采用0.85。
(Ⅲ)抗震构造措施
9.3.10 木屋盖的支撑布置,宜符合表9.3.10的要求,钢屋架、瓦楞铁、石棉瓦等屋面的支撑。可按表中无望板屋盖的规定设置,不应在端开间设置下弦水平系杆与山墙连接;支撑与屋架或天窗架应采用螺栓连接;木天窗架的边柱,宜采用通长木夹板或铁板并通过螺栓加强边柱与屋架上弦的连接。
9.3.11 檩条与山墙卧梁应可靠连接,有条件时可采用檩条伸出山墙的屋面结构。
9.3.12 钢筋混凝土屋盖的构造措施,应符合本章第9.1节的有关规定。
9.3.13 厂房柱顶标高处应沿房屋外墙及承重内墙设置现浇闭合圈梁,8度和9度时还应沿墙高每隔3~4m增设一道圈梁,圈梁的截面高度不应小于180mm,配筋不应少于4φ12;当地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层时,尚应设置基础圈梁。当圈梁兼作门窗过梁或抵抗不均匀沉降影响时,其截面和配筋除满足抗震要求外,尚应根据实际受力计算确定。
9.3.14 山墙应沿屋面设置现浇钢筋混凝土卧梁,并应与屋盖构件锚拉;山墙壁柱的截面与配筋,不宜小于排架柱,壁柱应通到墙顶并与卧梁或屋盖构件连接。
9.3.15 屋架(屋面梁)与墙顶圈梁或柱顶垫块,应采用螺栓或焊接连接;柱顶垫块应现浇,其厚度不应小于240mm,并应配置两层直径不小于8mm间距不大于100mm的钢筋网:墙顶圈梁应与柱顶垫块整浇,9度时,在垫块两侧各500mm范围内,圈梁的箍筋间距不应大于100mm.
9.3.16 砖柱的构造应符合下列要求:
1 砖的强度等级不应低于MU10,砂浆的强度等级不应低于M5;组合砖柱中的混凝土强度等级应采用C20。
2 砖柱的防潮层应采用防水砂浆。
9.3.17 钢筋混凝土屋盖的砖柱厂房,山墙开洞的水平截面面积不宜超过总截面面积的50%;8度时在,应在山、横墙两端设置钢筋混凝土构造柱;9度时,应在山、横墙两端及高大的门洞两侧设置钢筋混凝土构造柱。
钢筋混凝土构造柱的截面尺寸,可采用240mm×240mm;当为9度且山、横墙的厚度为370mm时,其截面宽度宜取370mm;构造柱的竖向钢筋,8度时不应少于4φ12,9度时不应少于4φ14,箍筋可采用φ6,间距宜为250~300mm。
9.3.18 砖砌体墙的构造应符合下列要求:
1 8度和9度时,钢筋混凝土无檩屋盖砖柱厂房,砖围护墙顶部宜沿墙长每隔1m埋入1φ8竖向钢筋,并插入顶部圈梁内。
2 7度且墙顶高度大于4.8m或8度和9度时,外墙转角及承重内横墙与外纵墙交接处,当不设置构造柱时,应沿墙高每500mm配置2φ6钢筋,每边伸入墙内不小于1m。
3 出屋面女儿墙的抗震构造措施,应符合本规范第13.3节的有关规定。
10 单层空旷房屋
10.1 一般规定
10.1.1 本章适用于较空旷的单层大厅和附属房屋组成的公共建筑。
10.1.2 大厅、前厅、舞台之间,不宜设防震缝分开;大厅与两侧附属房屋之间可不设防震缝。但不设缝时应加强连接。
10.1.3 单层空旷房屋大厅,支承屋盖的承重结构,在下列情况下不应采用砖柱:
1 9度时与8度Ⅲ、Ⅳ类场地的建筑。
2 大厅内设有挑台。
3 8度Ⅰ、Ⅱ类场地和7度Ⅲ、Ⅳ类场地,大厅跨度大于15m或柱顶高度大于6m。
4 7度Ⅰ、Ⅱ类场地和6度Ⅲ、Ⅳ类场地,大厅跨度大于18m或柱顶高度大于8m。
10.1.4 单层空旷房屋大厅,支承屋盖的承重结构除第10.1.3条规定者外,可在大厅纵墙屋架支点下,增设钢筋混凝土砖组合壁柱,不得采用无筋砖壁柱。
10.1.5 前厅结构布置应加强横向的侧向刚度,大门处壁柱,及前厅内独立柱应设计成钢筋混凝土柱。
10.1.6 前厅与大厅、大厅与舞台连接处的横墙,应加强侧向刚度,设置一定数量的钢筋混凝土抗震墙。
10.1.7 大厅部分其他要求可参照本规范第9章,附属房屋应符合本规范的有关规定。
10.2 计算要点
10.2.1 单层空旷房屋的抗震计算,可将房屋划分为前厅、舞台、大厅和附属房屋等若干独立结构,按本规范有关规定执行,但应计及相互影响。
10.2.2 单层空旷房屋的抗震计算,可采用底部剪力法,地震影响系数可取最大值。
10.2.3 大厅的纵向水平地震作用标准值,可按下式计算:
FEk=αmaxGeq (10.2.3)
式中FEk--大厅一侧纵墙或柱列的纵向水平地震作用标准值;
Geq--等效重力荷载代表值。包括大厅屋盖和毗连附属房屋屋盖各一半的自重和50%雪荷载标准值,及一侧纵墙或柱列的折算自重。
10.2.4 大厅的横向抗震计算,宜符合下列原则:
1 两侧无附属房屋的大厅,有挑台部分和无挑台部分可各取一个典型开间计算符合本规范第9章规定时,尚可计及空间工作。
2 两侧有附属房屋时,应根据附属房屋的结构类型,选择适当的计算方法。
10.2.5 8度和9度时,高大山墙的壁柱应进行平面外的截面抗震验算。
10.3 抗震构造措施
10.3.1 大厅的屋盖构造,应符合本规范第9章的规定。
10.3.2 大厅的钢筋混凝土柱和组合砖柱应符合下列要求:
1 组合砖柱纵向钢筋的上端应锚入屋架底部的钢筋混凝土圈梁内。组合柱的纵向钢筋,除按计算确定外,且6度Ⅲ、Ⅳ类场地和7度Ⅰ、Ⅱ类场地每侧不应少于4φ14,7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度Ⅰ、Ⅱ类场地每侧不应少于4φ16。
2 钢筋混凝土柱应按抗震等级为二级框架柱设计,其配筋量应按计算确定。
10.3.3 前厅与大厅,大厅与舞台间轴线上横墙,应符合下列要求:
1 应在横墙两端,纵向梁支点及大洞口两侧设置钢筋混凝土框架柱或构造柱。
2 嵌砌在框架柱间的横墙应有部分设计成抗震等级为二级的钢筋混凝土抗震墙。
3 舞台口的柱和梁应采用钢筋混凝土结构,舞台口大梁上承重砌体墙应设置间距不大于4m的立柱和间距不大于3m的圈梁,立柱、圈梁的截面尺寸、配筋及与周围砌体的拉结应符合多层砌体房屋要求。
4 9度时,舞台口大梁上的砖墙不应承重。
10.3.4 大厅柱(墙)顶标高处应设置现浇圈梁,并宜沿墙高每隔3m左右增设一道圈梁。梯形屋架端部高度大于900mm时还应在上弦标高处增设一道圈梁。圈梁的截面高度不宜小于180mm,宽度宜与墙厚相同,纵筋不应少于4φ12,箍筋间距不宜大于200mm。
10.3.5 大厅与两侧附属房屋间不设防震缝时,应在同一标高处设置封闭圈梁并在交接处拉通,墙体交接处应沿墙高每隔500mm设置2φ6拉结钢筋,且每边伸入墙内不宜小于1m。
10.3.6 悬挑式挑台应有可靠的锚固和防止倾覆的措施。
10.3.7 山墙应沿屋面设置钢筋混凝土卧梁,并应与屋盖构件锚拉;山墙应设置钢筋混凝土柱或组合柱,其截面和配筋分别不宜小于排架柱或纵墙组合柱,并应通到山墙的顶端与卧梁连接。
10.3.8 舞台后墙,大厅与前厅交接处的高大山墙,应利用工作平台或楼层作为水平支撑。
11 土、木、石结构房屋