3.2 结构体系和结构布置
3.2.1 有色金属工业厂房可采用钢筋混凝土结构和钢结构,也可根据具体情况采用钢-混凝土混合结构,小型厂房也可采用砌体结构。
3.2.2 厂房结构体系和结构布置除应符合本节规定外,尚应符合本规范第7章~第9章的规定。
3.2.3 厂房结构设计应根据建筑场地和地基条件、厂房功能要求,以及场地抗震设防要求,选择结构体系和结构布置。结构布置应符合下列规定:
1 结构设计应注重结构整体方案,并应保证整体工作性能和具有抗连续倒塌的能力。
2 厂房的平面宜为矩形,平面形状和竖向体型宜简单、规则,刚度和承载力分布宜合理。
3 厂房结构单元内,纵向和横向均应布置抗侧力构件。厂房抗侧力体系应具有足够的承载能力和良好的变形能力。
4 应具有明确的计算简图及合理的荷载和作用传递途径,传递路线中的构件及节点不应发生脆性破坏;应避免因部分结构或构件的破坏而导致整体结构丧失承受各种荷载和作用的能力。
5 厂房内设置有较大振动设备的平台应与厂房主体结构脱开,当确有困难时,设备在平台基座处应设置减振或隔振装置。
6 高重心储仓的支承结构及其配料工作平台宜与厂房主体结构脱开。
7 设备布置在厂房楼面上时,在设备下应设梁。当采用单梁时,应避免梁受扭;采用两根或多根梁时,梁宜以设备和机座的总质心对称布置。
3.2.4 抗震设计时,结构设计应符合抗震概念设计的要求,厂房结构体系和结构布置除应符合本规范第3.2.3条的规定外,尚应符合下列规定:
1 结构体系和结构布置应满足规则性要求。厂房结构的规则性要求应符合本规范第3.3.4条的规定。
2 厂房的横向和纵向抗侧力体系应具有必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力,对可能出现的薄弱部位应采取提高抗震能力的加强措施。
3 结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
4 结构体系宜有多道抗震防线。
5 钢筋混凝土或钢结构结构体系中,不应采用部分为砌体(墙或柱)承重的混合结构体系。
3.2.5 抗震设计时,多层厂房结构体系和结构布置尚应符合下列规定:
1 厂房结构单元的刚度中心与质量中心宜接近。质量大的设备宜布置在结构单元中部,不宜布置在结构单元的边缘楼层上。
2 厂房平面和竖向刚度分布应合理。对薄弱部位或薄弱层,应采取提高其抗震能力的加强措施。
3 重型设备宜低位布置或设置独立支承结构。
3.2.6 抗震设计时,多层框架结构以及竖向框排架的下部结构部分,乙类厂房以及高度大于24m的丙类厂房不应采用单跨框架结构;高度不大于24m的丙类厂房不宜采用单跨框架结构。侧向框排架结构的多层结构部分,高度大于24m时不宜采用单跨框架结构。
3.2.7 运输机通廊、栈桥等构筑物与厂房结构之间宜采用双柱或端头悬挑形式脱开,也可采用滑(滚)动铰连接,但连接节点应采取可靠的构造和安全措施。抗震设计时,运输机通廊、栈桥等构筑物与厂房之间宜设防震缝脱开;8度和9度时应设防震缝脱开。
3.2.8 楼层上的设备,除通长的运输机和管线外,不应跨结构缝布置。通长的运输机、管线穿越结构缝时,结构设计应与相关设备专业配合,要求穿越结构缝布置的设备和设施,应有能适应结构变形以及防止设备自身断裂的措施。
3.2.9 抗震设计时,多层厂房结构宜避免错层布置,当房屋不同部位因功能不同而使楼层错层时,宜设防震缝划分为独立结构单元。当采用错层结构时,错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系,并应采取避免形成结构薄弱层的措施。
3.2.1、3.2.2 有色金属工业厂房结构较多采用钢筋混凝土结构,随着国民经济的快速发展,国内钢产量和结构用钢品种的提升,加之钢材和钢结构本身的优点,钢结构在有色金属工业厂房的应用越来越广泛。
小型且不设置桥式起重机的单层厂房也可以采用砖柱结构。单层砖柱结构设计按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003、《建筑抗震设计规范》GB50011以及相关标准的规定进行设计。
本规范未包括钢-混凝土混合结构、钢管混凝土结构以及轻钢结构,其设计应按相关标准和规范规定。
3.2.3、3.2.4 这两条对厂房结构总的设计要求作了规定,强调厂房结构设计应根据建筑场地和地基条件、厂房功能要求以及场地抗震设防要求,通过结构概念设计,选择合理的结构体系和结构布置,注重总体方案结构布置,综合各种因素,使结构设计方案尽可能达到最优化集合。
3.2.6 单跨框架结构整体侧向刚度小,耗能能力弱,赘余度较少、抗震性能差,故本条对单跨框架结构,包括钢筋混凝土结构和钢结构的使用范围作了规定。对于按规定不宜或不应采用单跨框架结构的多层厂房,当根据工艺配置和建筑功能必须采用单跨框架结构时,可采用钢支撑-框架结构(钢筋混凝土结构厂房)和框架-支撑结构(钢结构厂房),设置多道防线,不采用纯框架结构体系。
框架结构中某个主轴方向均为单跨,属于单跨框架结构;某个主轴方向有局部的单跨框架,可不作为单跨框架结构考虑。
运输机通廊以及设置独立支承结构的贮仓等构筑物,其结构布置应符合现行国家标准《构筑物抗震设计规范》GB50191以及相关标准的规定。其中,贮仓结构尚应根据其结构类型(钢筋混凝土贮仓或钢贮仓),按相关标准和规范的规定执行。设置独立支承结构的槽罐和大型重设备,当其支承结构采用单跨框架时,应设置支撑。转运站的结构设计应和与其相连接的厂房或运输机通廊的设计标准相同。
3.2.7 抗震设计时,如果运输机通廊、栈桥等构筑物与厂房直接连接,会形成体型特别复杂,侧向刚度明显不均匀的结构体系,对抗震十分不利,因此规定应与厂房脱开,划分为独立结构单元。对于连接厂房之间的通廊,应视工程的具体情况,当通廊为单跨而且长度不大时,可以一端采用悬挑,另一端与厂房脱开的方案,此时与通廊相连接的结构单元,应考虑地震作用时通廊与厂房的相互影响,包括结构计算和连接构造,使地震时结构整体安全可靠。