單層磚柱廠房的抗震設(shè)計

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1、單層磚柱廠房的抗震設(shè)計單層磚柱廠房的抗震設(shè)計徐建（機械工業(yè)部設(shè)計研究院北京100089）【提要】本文根據(jù)國家標準《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》編制的原則，通過對單層磚柱廠房震害分析，提出相應(yīng)的抗震設(shè)計方法?！娟P(guān)鍵詞】磚柱廠房，地震震害，抗震設(shè)計單層磚柱廠房具有選價低廉、構(gòu)造簡單、施工方便等優(yōu)點，在中小型工業(yè)廠肩中得到廣泛應(yīng)用。磚柱廠房是以磚柱（墻）做為承重和抗側(cè)力構(gòu)件，由于材料的脆性性質(zhì)，其抗震性能比鋼筋混凝土柱廠房差；由于磚往廠房內(nèi)部空曠、橫墻問距大，地震時的抗倒塌能力不如砌體結(jié)構(gòu)的民用建筑。因此根據(jù)磚柱廠房的震害特點，找出杭震的薄弱環(huán)節(jié)，提出相應(yīng)的抗震措施，提高其抗震能力是必

2、要的。1．地震震害及其特點：·地震震害表明：6、7度區(qū)單層磚柱廠房破壞較輕，少數(shù)磚柱出現(xiàn)彎曲水平裂縫：8度區(qū)出現(xiàn)倒塌或局部倒塌，主體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞；9度區(qū)廠房出現(xiàn)較為嚴重的破壞，倒塌率較大。從震害特點看，磚柱是廠房的薄弱環(huán)節(jié)，外縱墻的磚柱在窗臺高度或廠房底部產(chǎn)主水平裂縫，內(nèi)縱墻的磚柱在底部產(chǎn)生水平裂縫，磚柱的破壞是廠肩倒塌的主要原因。山墻在地震時產(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，嚴重時山墻倒塌，端開間屋蓋塌落。屋蓋形式對廠房抗震性能有一定的影響，重屋蓋廠房的震害普遍重子輕屋蓋廠房，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，地震時屋蓋

3、易產(chǎn)生傾斜。2．適用范圍及結(jié)構(gòu)布置2．1單跨和等高多跨的單層磚柱廠房，當無吊車且跨度和柱頂標高均不大時，地震破壞較輕。不等高廠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(fù)，容易造成屋架塌落。因此規(guī)定磚柱廠房的適用范圍為單跨或等高多跨且無橋式吊車的中小型廠房，6－8度時廠房的跨度不大子15m且柱頂標高下大于6．6m，9度時跨度不大于12m且柱頂標高不大于4．5m。2．2廠房的平立面應(yīng)簡單規(guī)則。平面宜為矩形，當平面為L、T形時，廠房陰角部位易產(chǎn)生震害，特別是平面剛度不對稱，將產(chǎn)生應(yīng)力集中。對于立面復(fù)雜的廠房，當屋面高低錯落時，由于振動的不協(xié)調(diào)而發(fā)主碰撞，震害更為嚴重

4、。2．3當廠房體型復(fù)雜或有貼建的房屋（或構(gòu)筑物）時，應(yīng)設(shè)置防震縫將廠房與附屬建筑分割成各自獨立、體型簡單的抗震單元，以避免地震時產(chǎn)主破壞。針對中小型廠房的特點，鋼筋混凝上無檀屋蓋的磚柱廠房應(yīng)設(shè)置防震縫，而輕型屋蓋的磚柱廠房可不設(shè)防震縫。防震縫處宜設(shè)置雙柱或雙墻，以保證結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性和剛度，防震縫的寬度應(yīng)根據(jù)地震時最大彈塑性變形計算確定。一般可采用50～70mm。3．結(jié)構(gòu)體系3.1地震時廠房破壞程度與屋蓋類型有關(guān)，一般來說重型屋蓋廠房震害重，輕型屋蓋廠房震害輕，在高烈度區(qū)影響更為明顯。因此要求6－8度時宜采用輕型屋蓋，9度時應(yīng)采用輕型屋蓋。人之地震震害調(diào)查表明：6、7度

5、時的單跨和等高多跨磚柱廠房基本完好或輕微破壞，8、9度時排架柱有一定的震害甚至倒塌。因此《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》（G8Jll一89）規(guī)定：6、7度時可采用十字形截面的無筋磚柱，8度1、2類場地應(yīng)采用組合磚柱，8度3、4類場地及9度時邊柱宣采用組合磚柱，中柱直采用鋼筋混凝土柱。經(jīng)過地震震害分析發(fā)現(xiàn)：非抗震設(shè)計的單層磚柱廠房經(jīng)過8度地震也有相當數(shù)量的廠房基本完好，所倒塌的廠肩大部份在設(shè)計和施工上也存在先天不足，因此正常設(shè)計正常施工和正常使用的無筋磚柱單層廠后，在8度區(qū)仍然具有一定的抗震能力?？梢妼?度區(qū)的單層磚柱廠房都配筋的要求是偏嚴的，在抗震規(guī)范的修訂稿中將8度1、2類場地“

6、應(yīng)”采用組合磚往改為“宜”采用組合磚柱，允許設(shè)計人員根據(jù)不同情況對是否配筋有所選擇。一般來說，當單層磚柱廠房符合砌體結(jié)構(gòu)剛性方案條件，經(jīng)抗震驗算承載力滿足要求時，可以采用無筋磚柱。3.3對于單層磚柱廠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(cè)力構(gòu)件是不夠的，如果象鋼筋混凝土柱廠房那樣設(shè)置柱間支撐，會吸引相當大的地震剪力。使磚拄剪壞。為了增強廠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當廠房兩端為非承重山墻時，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柱上端連接做為山墻頂部的支點，這不僅降

7、低了房屋整體空間作用，對防止山墻的出平面破壞也不利，因此廠房兩端均應(yīng)設(shè)置承重山墻。3．5廠房的縱橫向內(nèi)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(jié)構(gòu)的破壞。當內(nèi)隔墻不能做成抗震墻時，最好采用輕質(zhì)隔墻，以避免墻體對柱及柱與屋架連接節(jié)點產(chǎn)生不利影響，如果采用非輕質(zhì)隔墻，則應(yīng)考慮隔墻對柱及其與屋架節(jié)點產(chǎn)生的附加剪力。3.6無窗架不應(yīng)通至廠房單元的端開間，以免過份削弱屋蓋的剛度。天窗架采用磚壁承重時，將產(chǎn)生嚴重的震害甚至倒塌，地震區(qū)應(yīng)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房橫向抗震計算的計算簡圖，可按下列規(guī)定選?。海?）