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 本节主要适用于装配式单层钢筋混凝土柱厂房,其结构布置应符合下列要求:
    1 多跨厂房宜等高和等长,高低跨厂房不宜采用一端开口的结构布置。
    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100mm~150mm,其他情况可采用50mm~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 厂房内上起重机的铁梯不应靠近防震缝设置;多跨厂房各跨上起重机的铁梯不宜设置在同一横向轴线附近。
    6 厂房内的工作平台、刚性工作间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形式;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 厂房柱距宜相等,各柱列的侧移刚度宜均匀,当有抽柱时,应采取抗震加强措施。
    注:钢筋混凝土框排架厂房的抗震设计,应符合本规范附录H第H.1节的规定。

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 天窗架不宜从厂房结构单元第一开间开始设置;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;不应采用端壁板代替端天窗架。

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。
    6 8度(0.30g)和9度时,跨度大于24m的厂房不宜采用大型屋面板。

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、砌体女儿墙的布置、材料选型和抗震构造措施,应符合本规范第13.3节的有关规定。

(Ⅱ)计算要点

9.1.6 单层厂房按本规范的规定采取抗震构造措施并符合下列条件之一时,可不进行横向和纵向抗震验算:
    1 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和等高多跨厂房(锯齿形厂房除外)。
    2 7度时和8度(0.20g)Ⅰ、Ⅱ类场地的露天吊车栈桥。

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J的条件时,可按平面排架计算,并按附录J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K第K.1节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,混凝土天窗架的地震作用效应应乘以增大系数,其值可采用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:

9.1.11 两个主轴方向柱距均不小于12m、无桥式起重机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:


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K第K.2节的规定进行。下柱柱间支撑的下节点位置按本规范第9.1.23条规定设置于基础顶面以上时,宜进行纵向柱列柱根的斜截面受剪承载力验算。

9.1.14 厂房的抗风柱、屋架小立柱和计及工作平台影响的抗震计算,应符合下列规定:
    1 高大山墙的抗风柱,在8度和9度时应进行平面外的截面抗震承载力验算。
    2 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。
    3 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,并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现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定计算,并按本规范第9.1.25条采取相应的抗震构造措施。
    4 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,其上弦宜进行抗扭验算。

(Ⅲ)抗震构造措施

9.1.15 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9.1.15的要求。

9.1.16 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410,9度时不宜少于412。
    6 支撑的布置宜符合表9.1.16-1的要求,有中间井式天窗时宜符合表9.1.16-2的要求;8度和9度跨度不大于15m的厂房屋盖采用屋面梁时,可仅在厂房单元两端各设竖向支撑一道;单坡屋面梁的屋盖支撑布置,宜按屋架端部高度大于900mm的屋盖支撑布置执行。

9.1.17 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;8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时,梯形屋架端部上节点应沿厂房纵向设置通长水平压杆。
    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。

9.1.18 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。

9.1.19 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412,8度和9度时不宜少于414。
    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Π形,6度和7度时不宜少于412,8度和9度时不宜少于414,箍筋可采用6,间距不宜大于100mm。

9.1.20 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起重机梁顶面以上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9.1.20的规定。

    3 厂房柱侧向受约束且剪跨比不大于2的排架柱,柱顶预埋钢板和柱箍筋加密区的构造尚应符合下列要求:
        1)柱顶预埋钢板沿排架平面方向的长度,宜取柱顶的截面高度,且不得小于截面高度的1/2及300mm;
        2)屋架的安装位置,宜减小在柱顶的偏心,其柱顶轴向力的偏心距不应大于截面高度的1/4;
        3)柱顶轴向力排架平面内的偏心距在截面高度的1/6~1/4范围内时,柱顶箍筋加密区的箍筋体积配筋率:9度不宜小于1.2%;8度不宜小于1.0%;6、7度不宜小于0.8%;
        4)加密区箍筋宜配置四肢箍,肢距不大于200mm。

9.1.21 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,应符合本规范第9.1.20条的规定。

9.1.22 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。

9.1.23 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)有起重机或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度。
    3 支撑杆件的长细比,不宜超过表9.1.23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(0.10g)不能直接传给基础时,应计及支撑对柱和基础的不利影响采取加强措施。
    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。

9.1.24 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。

9.1.25 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414,9度时不宜少于416;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212,8度时不应少于214,9度时不应少于216。
    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,其他情况可采用不低于HRB335级的热轧钢筋,但锚固长度不应小于30倍锚筋直径或增设端板。
    6 厂房中的起重机走道板、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。