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复 习
Chapter EIGHT
钢结构房屋抗震设计
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Chapter EIGHT
单层厂房的抗震设计
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单层钢筋混凝土柱厂房震害凡经正规设计的单层钢筋混凝土柱厂房,即使未经抗震设防,但由于设计时已考虑了类似水平地震作用的风荷载和吊车水平制动力,所以在小震时,厂房主体结构基本完好 。
在中 震,大震时,由于地震作的用较大,致使主体结构有不同程度的损坏,严重时甚至倒塌 。
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1．屋盖系统震害
（ 1） 屋面板的震害 主要是震落,错位 （ 图 ） 。 另外靠近柱间支撑的屋架端部,
屋面板主筋发生斜裂缝 。
前者的主要原因是屋面板与屋架或屋面梁的焊点数量不足或焊接不牢 。
后者的主要原因是该处屋面板传递的水平地震力最大 。
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（ 2） 天窗架的震害 主要是天窗架立柱根部水平开裂或折断 。
天窗架纵向竖向支撑不足使支撑杆件压屈失稳,使天窗架发生倾斜甚至倒塌 。
主要原因是由于天窗架刚度远小于下部主体结构,且突出于主屋面以上,由于,鞭梢效应,,地震作用较大 。
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（ 3） 屋架的一般震害 是端头混凝土酥裂掉角,支承大型屋面板的支墩折断,
以及端节间上弦杆被剪裂等 。
主要原因是屋盖纵向水平地震力经由屋架向柱头传递时,该处的地震剪力最为集中 。
屋架严重的震害 是倒塌 。
主要原因是屋面板与屋架焊接不良；
屋盖系统支撑不完善,屋架与柱顶连接不牢造成屋架侧向整体失稳倒塌 。
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2．柱震害
（ 1） 上柱在牛腿附近因弯曲受拉出现水平裂缝,混凝上酥裂或折断 。
（ 2） 上柱头由于与屋架连接不牢,连接件被拔出或松动,引起混凝土劈裂或酥碎 。
（ 3） 下柱由于内力过大,承载力不足,
在柱根附近产生水平裂缝或环状裂缝,严重时可能发生酥碎,错位,乃至折断 。
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（ 4） 设柱间支撑的厂房,在柱间支撑与柱连接部位,由于传递的剪力较大,轻则出现水平裂缝,重则柱根混凝土剪碎酥裂 （ 图 ） 。
（ 5） 支承低跨屋盖的柱肩 （ 牛腿 ） 除水平裂缝外,还会发生竖向裂缝,其原因是在高阶振型时,使两个屋面产生相反方向运动 。
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3．柱间支撑震害柱间支撑的震害往往是支撑刚度不足导致压屈失稳 （ 图 ） 。
另外,可能在支撑与往连接部位或焊缝被撕开,或拉脱锚件,拉断锚筋,致使支撑失效,造成主体结构错位或倾倒 。
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4．墙体震害厂房的墙体有外围护墙,封墙,山墙及内隔墙等,震害主要表现为轻则墙体开裂,外闪,外鼓,重则墙体局部或全部倒塌 （ 图 ） 。
高低跨处的高跨封墙极易失稳倒塌,究其原因,因受高振型影响,所产生的地震反应较大之故 。
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单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计的一般规定
1．厂房的结构布置
（ 1） 多跨厂房宜等高和等长 。
（ 3） 厂房体型复杂或有贴建的房屋和构筑物时,宜设防震缝 。
（ 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 。
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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 ～
90mrn。
（ 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键设置；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。
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（ 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级混合承重 。
（ 8） 厂房各柱列的侧移刚度宜均匀 。
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2．厂房天窗架设置
（ 1） 天窗宜采用突出屋面较小的避风型天窗,有条件时宜采用下沉式天窗 。
（ 2） 突出屋面的天窗宜采用钢天窗验也可采用矩形截面杆件的钢筋混凝土天窗架 。
（ 3） 8度,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 。
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3．厂房屋架设置
（ 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） 7度且跨度大于 24m,或 8度时,
应优先采用钢屋架 。
（ 4） 柱距为 12m时,可采用预应力混凝上托架 （ 粱 ） ；当采用钢屋架时,亦可采用钢托架 （ 梁 ） 。
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（ 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。
4．厂房柱设置
（ 1） 8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 。
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单层钢筋混凝土柱厂房抗震计算震害调查表明,7度区 I,II类场地,
柱高不超过 10m,且两端有山墙的单跨及等高多跨厂房主体结构基本无损坏,仅围护墙有轻微损坏 。
,抗震规范,规定：上述厂房可不进行抗震计算,但应符合抗震构造措施 。
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一般厂房：需要进行水平地震作用下横向和纵向抗侧力构件的抗震强度验算 。
8度,9度区跨度大于 24m的屋架：
尚需考虑竖向地震作用 。
8度 III,IV类场地和 9度区的高大单层钢筋混凝土柱厂房：还需对阶形柱的上柱进行罕遇地震的水平地震作用下的弹塑性变形验算 。
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横向计算钢筋混凝土柱无檩和有懔屋盖厂房的横向抗震计算,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 。
当符合一定条件时,可按平面排架计算,
但为了减少这种简化计算带来的误差,按规定应对排架柱的地震剪力和弯矩进行调整 。
对于轻型屋盖厂房,由于空间作用不显著,柱距相等时,可按平面排架计算 。
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一般单层单跨和单层多跨等高厂房将厂房质量集中于柱屋盖标高处,将其简化为一个单质点体系 （ 图 9.5）,
1．计算简图
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两跨不等高厂房可简化成两个质点体系：
三 跨 不 对 称厂 房 可 简 化成 三 质 点 体系：
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由于在计算 周期 和计算 地震作用 时采取的简化假定各不相同,故其重力荷载集中方法要分别考虑 。
2．等效重力荷载代表值计算厂房自振周期时,集中屋盖标高处的质点等效重力荷载代表值,是根据动能等效原理求得的 。
所谓动能等效就是原结构体系的最大动能与质点集中到柱顶质点的折算体系的最大动能相等的原理 。
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计算厂房自振周期 时的等效重力荷载代表值为：
（ 1）单跨或多跨等高厂房屋盖自重代表值雪荷代表值屋面积灰代表值 乘以动能等效换算系数的吊车梁重力荷载代表值系数 0.5为雪和积灰的活荷载组合值系数柱重力荷载代表值 纵墙重力荷载代表值
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（ 2）两不等高厂房上柱重力荷载代表值封墙重力荷载代表值假定各集中于 1/2低跨和高跨屋盖处中柱高跨吊车梁重力荷载代表值
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式 （ 9.2） 中柱高跨吊车梁重力荷载代表值为集中于低跨屋盖处的数值；
当集中于高跨屋盖处时,应乘以动力换算系数 0.5。
至于集中到低跨屋盖处还是棠中到高跨屋盖处,应以就近集中为原则 。
由于吊车桥架对排架自振周期影响很小,因此,在屋盖质点重力荷载代表值中不考虑吊车桥架重力荷载 。
一般来说,这样处理对厂房抗震计算是偏于安全的 。
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计算地震作用时的 重力荷载代表值,吊车梁,柱和纵墙的等效换算系数是按柱底或墙底截面处弯距等效的原则确定的 。
集中于屋盖处的重力荷载代表值为：
（ 1）单跨或多跨等高厂房吊车梁换算至屋盖标高处的等效重力荷载代表值柱换算至屋盖标高处的等效重力荷载代表值纵墙换算至屋盖标高处的等效重力荷载代表值
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（ 2）两不等高厂房
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确定厂房地震作用时,对设有桥式吊车的厂房,除将厂房重力荷载按前述弯矩等效原则集中于屋盖标高处外,还应考虑吊车桥架重力荷载 。
对于硬勾吊车,尚应考虑最大吊重的
30％,一般是把某跨吊车桥架重力荷载集中于该跨任一柱吊车梁的顶面标高处 。
对于柱距小于 12m的厂房,单跨时应取一台,多跨时不超过两台 。
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如果两跨不等高厂房均设有吊车,则在确定厂房地震作用时应按四个集中质点考虑 （ 图 9.8） 。
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3．横向基本周期的计算
（ 1）单跨和多跨等高厂房排架横梁内力在 A柱柱顶作用单位水平力时，
在柱顶产生的侧移（图）
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（ 2）两不等高厂房
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F＝ l作用于屋盖①处，
在横梁①内引起的内力单根柱 A顶作用 F＝ l，
在该处引起的内力
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F＝ l作用于屋盖①处，
在横梁②内引起的内力单根柱 C顶作用 F＝ l，在该处引起的内力
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（ 3） 三跨不对称中跨升高厂房这类厂房可利用其对称性,取一半来计算 。 这样就变为两质点体系 （ 图 9.11)。
这就可利用前面式 （ 9.7） 和 （ 9.8） 计算厂房基本周期,但此时式中 G2应换成 G2
／ 2。
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这时排架侧移也应取一半排架计算：
F＝ l作用于单根柱
B屋盖①处，在屋盖②处引起的内力
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(4) 三跨不对称中跨升高厂房这类厂房一般简化成三个质点体系,
参见图 9.7。
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其基本周期可按能量法计算如下,
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3,横向自振周期的修正由于前面计算横向基本周期均按铰接排架的计算简图计算的,实际屋架与柱顶之间的连接总有某些固结作用 。
另外,没有考虑围护墙对排架的侧向变形的约束影响,故计算所得的周期比实际偏长 。
为此,,抗震规范,规定,由钢筋混凝土屋架与钢筋棍凝土柱或钢柱组成的排架厂房当有纵墙时,其基本周期取计算值的 0.8倍,无纵墙时取计算值的 0.9倍 。
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排架地震作用的计算
（ 1） 底部剪力法一般情况下,厂房横向排架的地震作用均可按底部剪力法进行计算 。
（ 2） 振型分解反应谱法高低跨厂房,当低跨与高跨高差较大时,按底部剪力法的计算结果误差较大 。
当需要求出高低跨交接处,柱在支承低跨屋盖处所受的最大水平拉力时,底部剪力法就无能为力 。 此时只能用振型分解反应谱法进行计算 。
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（ 1） 突出屋面的天窗架地震作用效应的调整由于天窗架的横向刚度远比厂房排架的刚度大,因而天窗架在横向相对于排架来说,接近刚性 。
地震作用效应的调整在横向水平地震作用下,按底部剪力法计算时,天窗架的地震作用要比振型分解法计算结果大 15％ ～ 27％ 。
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故,抗震规范,规定,对突出屋面且带有斜腹杆的桁架式钢筋混凝土天窗架,其横向地震作用按底部剪力法计算已足够安全 。
只对跨度大于 9m或烈度 9度时,
天窗架的横向地震作用效应才乘以效应增大系数 1.5,以考虑高振型的影响 。
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（ 2） 厂房空间工作和扭转影响对排架地震作用的调整震害和理论分析表明,当厂房山墙之间的距离不太大,且为钢筋混凝土屋盖时,
作用在厂房上的地震作用将有一部分通过屋盖传给山墙,而使作用在排架上的地震作用减小,这种现象称之为厂房的 空间作用 。
空间作用的大小取决于山墙的间距和屋盖刚度的大小,其影响是通过对平面排架地震作用效应的折减来实现的 。
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也就是按平面排架分析所求得的地震作用效应乘以相应的调整系数 （ 表 9.1） 。
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,抗震规范,规定,当符合下列条件时,
才按表 9.1考虑厂房空间作用和扭转影响来调整柱的地震作用效应 。
① 设防烈度为 7度和 8度 。
② 山墙的间距与厂房总跨度之比 ≤8，
或总跨 >12m。
③ 山墙 (或横墙 )厚度不小于 240mm，
开洞所占的水平截面积不超过总面积的 50
％,并与屋盖系统有良好的连接 。
④ 柱顶高度不大于 15m。
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（ 3） 高低跨交接处钢筋混凝土柱的内力调整在排架高低跨交接处的钢筋混凝土柱支承低跨屋盖牛腿以上各截面,按底部剪力法求出的地震剪力和弯矩,应乘以增大系数,其值按下式计算：
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（ 4） 吊车桥架对排架柱局部地震作用效应的修正吊车桥架是一个较大的移动质量,在地震中往往引起厂房的强烈局部振动,对吊车所在排架产生局部影响,加重震害 。
钢筋混凝土柱单层厂房的吊车梁顶标高处的上柱截面,由吊车桥架引起的地震剪力和弯矩,当按底部剪力法等简化计算方法计算时,其值应乘以表 9.3中的增大系数 。
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单层厂房的抗震构造措施
（ 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 9.4要求 。
1,有檩屋盖构件的连接及支撑布置,应符合下列要求
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2,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,靠柱列屋面板与屋架 （ 屋面梁 ） 的连接焊缝不宜小于 80mm。
（ 2） 6度和 7度时,有天窗厂房单元端开间,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埋件宜采用角钢并与主筋焊牢 。
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（ 4） 非标准屋面板宜采用装配式接头,
或将板四角切掉后与屋架焊牢 。
（ 5） 屋架端部预埋件的锚筋,8度时,
不宜小于 4Φ10； 9度时不宜小于 4Φ12。
（ 6） 支撑布置宜符合表 9.15要求,有中间井式天窗时宜符合表 9.16要求；
8度和 9度时跨度不大于 15m的屋面梁屋盖,可仅在厂房单元两端各设竖向支撑一道 。
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3,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；
（ 3） 屋架上,下弦通长水平系杆与竖向支撑宜配合布置 。
（ 4） 柱距不小于 12m且屋架间距 6m的厂房,托架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 。
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4,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 。
5,钢筋混凝土屋架的截面和配筋,应符合下列要求：
（ 1） 屋架的上弦第一节间和梯形屋架端竖杆的配筋,6度和 7度时不宜小于 4Φ 12，
8度和 9度时不宜小于 4Φ14。
（ 2） 梯形屋架的端竖杆截面宽度宜与上弦宽度相同 。
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（ 3） 拱形和折线形屋架上弦端部支承屋面板的小立柱截面不宜小于 200mmX
200mm,高度不宜大于 500mm,主筋宜采用 Ⅱ 级钢,4Φ12,8度和 9度时不宜小于
4Φ14,箍筋可采用 46,间距 100mm。
6．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并不小于截面长边尺寸；
② 上柱,取阶形柱自牛腿面至吊车梁面以上 300mm高度范围内；
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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,取上,下各 300mm。
（ 2） 加 密 区 的 箍 筋 间 距 不 应 大 于
100mm,箍筋肢距和最小箍筋直径应符合表 9.17的规定,
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7,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处,宜设置纵向受拉钢筋 。
8,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。
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（ 2） 重屋盖厂房考虑地震组合的柱轴压比,6度和 7度时不宜大于 0.8,8度时不宜大于 0.7,9度时不宜大于 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：
a,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；
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b,箍筋直径,间距和肢距,应符合前面 6中对厂房柱子箍筋的要求 。
9,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：
a,一般情况下,应在厂房单元中部设置上,下柱间支撑；
b,有吊车或 8度时,宜在厂房单元两端增设上柱支撑；
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c,厂房单元较长或 8度时,可在厂房单元中部 1／ 3区段内设置两道柱间支撑,
且下柱支撑应与上柱支撑配套设置 。
（ 2） 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,应考虑支撑对柱和基础的不利影响 。
（ 3） 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 。
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（ 4） 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° 。
（ 5） 支撑杆件的长细比,不宜超过表
9.1的规定 。
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10,8度时跨度不小于 18m的多跨厂房中柱,
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 。
11,厂房结构构件的连接节点,应符合下列要求：
（ 1） 屋架与柱顶的连接,8度时宜采用螺栓；屋架端部支承垫板的厚度不宜小于
16mm。
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（ 2） 柱顶预埋件的锚筋,8度时不宜少于 4Φ14 ；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预埋件
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应与牛腿中按计算承受水平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。
（ 5） 柱间支撑与柱连接节点顶埋件的锚件,8度时,宜采用角钢加端板,其他情况可采用钢筋,但锚固长度不应小于 30倍锚筋直径 。
（ 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应与支承结构有可靠的连接 。
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单层钢筋混凝土柱厂房震害凡经正规设计的单层钢筋混凝土柱厂房,即使未经抗震设防,但由于设计时已考虑了类似水平地震作用的风荷载和吊车水平制动力,所以在小震时,厂房主体结构基本完好 。
在中 震,大震时,由于地震作的用较大,致使主体结构有不同程度的损坏,严重时甚至倒塌 。
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1．屋盖系统震害
（ 1） 屋面板的震害 主要是震落,错位 （ 图 ） 。 另外靠近柱间支撑的屋架端部,
屋面板主筋发生斜裂缝 。
前者的主要原因是屋面板与屋架或屋面梁的焊点数量不足或焊接不牢 。
后者的主要原因是该处屋面板传递的水平地震力最大 。
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（ 2） 天窗架的震害 主要是天窗架立柱根部水平开裂或折断 。
天窗架纵向竖向支撑不足使支撑杆件压屈失稳,使天窗架发生倾斜甚至倒塌 。
主要原因是由于天窗架刚度远小于下部主体结构,且突出于主屋面以上,由于,鞭梢效应,,地震作用较大 。
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（ 3） 屋架的一般震害 是端头混凝土酥裂掉角,支承大型屋面板的支墩折断,
以及端节间上弦杆被剪裂等 。
主要原因是屋盖纵向水平地震力经由屋架向柱头传递时,该处的地震剪力最为集中 。
屋架严重的震害 是倒塌 。
主要原因是屋面板与屋架焊接不良；
屋盖系统支撑不完善,屋架与柱顶连接不牢造成屋架侧向整体失稳倒塌 。
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2．柱震害
（ 1） 上柱在牛腿附近因弯曲受拉出现水平裂缝,混凝上酥裂或折断 。
（ 2） 上柱头由于与屋架连接不牢,连接件被拔出或松动,引起混凝土劈裂或酥碎 。
（ 3） 下柱由于内力过大,承载力不足,
在柱根附近产生水平裂缝或环状裂缝,严重时可能发生酥碎,错位,乃至折断 。
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（ 4） 设柱间支撑的厂房,在柱间支撑与柱连接部位,由于传递的剪力较大,轻则出现水平裂缝,重则柱根混凝土剪碎酥裂 （ 图 ） 。
（ 5） 支承低跨屋盖的柱肩 （ 牛腿 ） 除水平裂缝外,还会发生竖向裂缝,其原因是在高阶振型时,使两个屋面产生相反方向运动 。
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3．柱间支撑震害柱间支撑的震害往往是支撑刚度不足导致压屈失稳 （ 图 ） 。
另外,可能在支撑与往连接部位或焊缝被撕开,或拉脱锚件,拉断锚筋,致使支撑失效,造成主体结构错位或倾倒 。
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4．墙体震害厂房的墙体有外围护墙,封墙,山墙及内隔墙等,震害主要表现为轻则墙体开裂,外闪,外鼓,重则墙体局部或全部倒塌 （ 图 ） 。
高低跨处的高跨封墙极易失稳倒塌,究其原因,因受高振型影响,所产生的地震反应较大之故 。
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单层钢筋混凝土柱厂房抗震设计的一般规定
1．厂房的结构布置
（ 1） 多跨厂房宜等高和等长 。
（ 3） 厂房体型复杂或有贴建的房屋和构筑物时,宜设防震缝 。
（ 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 。
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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 ～
90mrn。
（ 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键设置；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。
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（ 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级混合承重 。
（ 8） 厂房各柱列的侧移刚度宜均匀 。
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2．厂房天窗架设置
（ 1） 天窗宜采用突出屋面较小的避风型天窗,有条件时宜采用下沉式天窗 。
（ 2） 突出屋面的天窗宜采用钢天窗验也可采用矩形截面杆件的钢筋混凝土天窗架 。
（ 3） 8度,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 。
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3．厂房屋架设置
（ 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） 7度且跨度大于 24m,或 8度时,
应优先采用钢屋架 。
（ 4） 柱距为 12m时,可采用预应力混凝上托架 （ 粱 ） ；当采用钢屋架时,亦可采用钢托架 （ 梁 ） 。
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（ 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。
4．厂房柱设置
（ 1） 8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 。
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单层钢筋混凝土柱厂房抗震计算震害调查表明,7度区 I,II类场地,
柱高不超过 10m,且两端有山墙的单跨及等高多跨厂房主体结构基本无损坏,仅围护墙有轻微损坏 。
,抗震规范,规定：上述厂房可不进行抗震计算,但应符合抗震构造措施 。
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一般厂房：需要进行水平地震作用下横向和纵向抗侧力构件的抗震强度验算 。
8度,9度区跨度大于 24m的屋架：
尚需考虑竖向地震作用 。
8度 III,IV类场地和 9度区的高大单层钢筋混凝土柱厂房：还需对阶形柱的上柱进行罕遇地震的水平地震作用下的弹塑性变形验算 。
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横向计算钢筋混凝土柱无檩和有懔屋盖厂房的横向抗震计算,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 。
当符合一定条件时,可按平面排架计算,
但为了减少这种简化计算带来的误差,按规定应对排架柱的地震剪力和弯矩进行调整 。
对于轻型屋盖厂房,由于空间作用不显著,柱距相等时,可按平面排架计算 。
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一般单层单跨和单层多跨等高厂房将厂房质量集中于柱屋盖标高处,将其简化为一个单质点体系 （ 图 9.5）,
1．计算简图
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两跨不等高厂房可简化成两个质点体系：
三 跨 不 对 称厂 房 可 简 化成 三 质 点 体系：
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由于在计算 周期 和计算 地震作用 时采取的简化假定各不相同,故其重力荷载集中方法要分别考虑 。
2．等效重力荷载代表值计算厂房自振周期时,集中屋盖标高处的质点等效重力荷载代表值,是根据动能等效原理求得的 。
所谓动能等效就是原结构体系的最大动能与质点集中到柱顶质点的折算体系的最大动能相等的原理 。
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计算厂房自振周期 时的等效重力荷载代表值为：
（ 1）单跨或多跨等高厂房屋盖自重代表值雪荷代表值屋面积灰代表值 乘以动能等效换算系数的吊车梁重力荷载代表值系数 0.5为雪和积灰的活荷载组合值系数柱重力荷载代表值 纵墙重力荷载代表值
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（ 2）两不等高厂房上柱重力荷载代表值封墙重力荷载代表值假定各集中于 1/2低跨和高跨屋盖处中柱高跨吊车梁重力荷载代表值
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式 （ 9.2） 中柱高跨吊车梁重力荷载代表值为集中于低跨屋盖处的数值；
当集中于高跨屋盖处时,应乘以动力换算系数 0.5。
至于集中到低跨屋盖处还是棠中到高跨屋盖处,应以就近集中为原则 。
由于吊车桥架对排架自振周期影响很小,因此,在屋盖质点重力荷载代表值中不考虑吊车桥架重力荷载 。
一般来说,这样处理对厂房抗震计算是偏于安全的 。
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计算地震作用时的 重力荷载代表值,吊车梁,柱和纵墙的等效换算系数是按柱底或墙底截面处弯距等效的原则确定的 。
集中于屋盖处的重力荷载代表值为：
（ 1）单跨或多跨等高厂房吊车梁换算至屋盖标高处的等效重力荷载代表值柱换算至屋盖标高处的等效重力荷载代表值纵墙换算至屋盖标高处的等效重力荷载代表值
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（ 2）两不等高厂房
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确定厂房地震作用时,对设有桥式吊车的厂房,除将厂房重力荷载按前述弯矩等效原则集中于屋盖标高处外,还应考虑吊车桥架重力荷载 。
对于硬勾吊车,尚应考虑最大吊重的
30％,一般是把某跨吊车桥架重力荷载集中于该跨任一柱吊车梁的顶面标高处 。
对于柱距小于 12m的厂房,单跨时应取一台,多跨时不超过两台 。
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如果两跨不等高厂房均设有吊车,则在确定厂房地震作用时应按四个集中质点考虑 （ 图 9.8） 。
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3．横向基本周期的计算
（ 1）单跨和多跨等高厂房排架横梁内力在 A柱柱顶作用单位水平力时，
在柱顶产生的侧移（图）
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（ 2）两不等高厂房
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F＝ l作用于屋盖①处，
在横梁①内引起的内力单根柱 A顶作用 F＝ l，
在该处引起的内力
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F＝ l作用于屋盖①处，
在横梁②内引起的内力单根柱 C顶作用 F＝ l，在该处引起的内力
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（ 3） 三跨不对称中跨升高厂房这类厂房可利用其对称性,取一半来计算 。 这样就变为两质点体系 （ 图 9.11)。
这就可利用前面式 （ 9.7） 和 （ 9.8） 计算厂房基本周期,但此时式中 G2应换成 G2
／ 2。
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这时排架侧移也应取一半排架计算：
F＝ l作用于单根柱
B屋盖①处，在屋盖②处引起的内力
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(4) 三跨不对称中跨升高厂房这类厂房一般简化成三个质点体系,
参见图 9.7。
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其基本周期可按能量法计算如下,
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3,横向自振周期的修正由于前面计算横向基本周期均按铰接排架的计算简图计算的,实际屋架与柱顶之间的连接总有某些固结作用 。
另外,没有考虑围护墙对排架的侧向变形的约束影响,故计算所得的周期比实际偏长 。
为此,,抗震规范,规定,由钢筋混凝土屋架与钢筋棍凝土柱或钢柱组成的排架厂房当有纵墙时,其基本周期取计算值的 0.8倍,无纵墙时取计算值的 0.9倍 。
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排架地震作用的计算
（ 1） 底部剪力法一般情况下,厂房横向排架的地震作用均可按底部剪力法进行计算 。
（ 2） 振型分解反应谱法高低跨厂房,当低跨与高跨高差较大时,按底部剪力法的计算结果误差较大 。
当需要求出高低跨交接处,柱在支承低跨屋盖处所受的最大水平拉力时,底部剪力法就无能为力 。 此时只能用振型分解反应谱法进行计算 。
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（ 1） 突出屋面的天窗架地震作用效应的调整由于天窗架的横向刚度远比厂房排架的刚度大,因而天窗架在横向相对于排架来说,接近刚性 。
地震作用效应的调整在横向水平地震作用下,按底部剪力法计算时,天窗架的地震作用要比振型分解法计算结果大 15％ ～ 27％ 。
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故,抗震规范,规定,对突出屋面且带有斜腹杆的桁架式钢筋混凝土天窗架,其横向地震作用按底部剪力法计算已足够安全 。
只对跨度大于 9m或烈度 9度时,
天窗架的横向地震作用效应才乘以效应增大系数 1.5,以考虑高振型的影响 。
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（ 2） 厂房空间工作和扭转影响对排架地震作用的调整震害和理论分析表明,当厂房山墙之间的距离不太大,且为钢筋混凝土屋盖时,
作用在厂房上的地震作用将有一部分通过屋盖传给山墙,而使作用在排架上的地震作用减小,这种现象称之为厂房的 空间作用 。
空间作用的大小取决于山墙的间距和屋盖刚度的大小,其影响是通过对平面排架地震作用效应的折减来实现的 。
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也就是按平面排架分析所求得的地震作用效应乘以相应的调整系数 （ 表 9.1） 。
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,抗震规范,规定,当符合下列条件时,
才按表 9.1考虑厂房空间作用和扭转影响来调整柱的地震作用效应 。
① 设防烈度为 7度和 8度 。
② 山墙的间距与厂房总跨度之比 ≤8，
或总跨 >12m。
③ 山墙 (或横墙 )厚度不小于 240mm，
开洞所占的水平截面积不超过总面积的 50
％,并与屋盖系统有良好的连接 。
④ 柱顶高度不大于 15m。
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（ 3） 高低跨交接处钢筋混凝土柱的内力调整在排架高低跨交接处的钢筋混凝土柱支承低跨屋盖牛腿以上各截面,按底部剪力法求出的地震剪力和弯矩,应乘以增大系数,其值按下式计算：
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（ 4） 吊车桥架对排架柱局部地震作用效应的修正吊车桥架是一个较大的移动质量,在地震中往往引起厂房的强烈局部振动,对吊车所在排架产生局部影响,加重震害 。
钢筋混凝土柱单层厂房的吊车梁顶标高处的上柱截面,由吊车桥架引起的地震剪力和弯矩,当按底部剪力法等简化计算方法计算时,其值应乘以表 9.3中的增大系数 。
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单层厂房的抗震构造措施
（ 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 9.4要求 。
1,有檩屋盖构件的连接及支撑布置,应符合下列要求
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2,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,靠柱列屋面板与屋架 （ 屋面梁 ） 的连接焊缝不宜小于 80mm。
（ 2） 6度和 7度时,有天窗厂房单元端开间,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埋件宜采用角钢并与主筋焊牢 。
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（ 4） 非标准屋面板宜采用装配式接头,
或将板四角切掉后与屋架焊牢 。
（ 5） 屋架端部预埋件的锚筋,8度时,
不宜小于 4Φ10； 9度时不宜小于 4Φ12。
（ 6） 支撑布置宜符合表 9.15要求,有中间井式天窗时宜符合表 9.16要求；
8度和 9度时跨度不大于 15m的屋面梁屋盖,可仅在厂房单元两端各设竖向支撑一道 。
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3,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；
（ 3） 屋架上,下弦通长水平系杆与竖向支撑宜配合布置 。
（ 4） 柱距不小于 12m且屋架间距 6m的厂房,托架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 。
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4,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 。
5,钢筋混凝土屋架的截面和配筋,应符合下列要求：
（ 1） 屋架的上弦第一节间和梯形屋架端竖杆的配筋,6度和 7度时不宜小于 4Φ 12，
8度和 9度时不宜小于 4Φ14。
（ 2） 梯形屋架的端竖杆截面宽度宜与上弦宽度相同 。
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（ 3） 拱形和折线形屋架上弦端部支承屋面板的小立柱截面不宜小于 200mmX
200mm,高度不宜大于 500mm,主筋宜采用 Ⅱ 级钢,4Φ12,8度和 9度时不宜小于
4Φ14,箍筋可采用 46,间距 100mm。
6．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并不小于截面长边尺寸；
② 上柱,取阶形柱自牛腿面至吊车梁面以上 300mm高度范围内；
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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,取上,下各 300mm。
（ 2） 加 密 区 的 箍 筋 间 距 不 应 大 于
100mm,箍筋肢距和最小箍筋直径应符合表 9.17的规定,
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7,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处,宜设置纵向受拉钢筋 。
8,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。
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（ 2） 重屋盖厂房考虑地震组合的柱轴压比,6度和 7度时不宜大于 0.8,8度时不宜大于 0.7,9度时不宜大于 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：
a,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；
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b,箍筋直径,间距和肢距,应符合前面 6中对厂房柱子箍筋的要求 。
9,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：
a,一般情况下,应在厂房单元中部设置上,下柱间支撑；
b,有吊车或 8度时,宜在厂房单元两端增设上柱支撑；
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c,厂房单元较长或 8度时,可在厂房单元中部 1／ 3区段内设置两道柱间支撑,
且下柱支撑应与上柱支撑配套设置 。
（ 2） 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,应考虑支撑对柱和基础的不利影响 。
（ 3） 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 。
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（ 4） 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° 。
（ 5） 支撑杆件的长细比,不宜超过表
9.1的规定 。
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10,8度时跨度不小于 18m的多跨厂房中柱,
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 。
11,厂房结构构件的连接节点,应符合下列要求：
（ 1） 屋架与柱顶的连接,8度时宜采用螺栓；屋架端部支承垫板的厚度不宜小于
16mm。
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（ 2） 柱顶预埋件的锚筋,8度时不宜少于 4Φ14 ；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预埋件
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应与牛腿中按计算承受水平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。
（ 5） 柱间支撑与柱连接节点顶埋件的锚件,8度时,宜采用角钢加端板,其他情况可采用钢筋,但锚固长度不应小于 30倍锚筋直径 。
（ 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应与支承结构有可靠的连接 。
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