有色金属工业厂房结构设计规范 GB51055-2014
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7.1 一般规定

7.1.1  本章适用于单层钢筋混凝土柱厂房和钢结构厂房的设计。单层厂房的结构体系和布置以及结构分析计算除应符合本章的规定外,尚应分别符合本规范第3章和第6章的有关规定。

7.1.2  单层厂房的结构布置应着重结构的空间整体性及各种水平作用传递路线的连续性,应合理设置屋盖支撑、柱间支撑和围护结构,应确保厂房结构纵向和横向的刚度和稳定性。各受力构件之间的连接应能满足承载力和变形的要求。

7.1.3  单层厂房的平面布置宜简单、整齐。厂房的布置除应满足工艺和设备布置的要求外,厂房的跨度、高度、柱距和定位轴线等尚应符合现行国家标准《厂房建筑模数协调标准》GB/T50006的有关规定,并应符合下列规定:

    1  厂房纵、横定位轴线宜采用单轴线,当需要设置插入距或联系尺寸时,可采用双轴线;

    2  多跨厂房,当各跨高度根据工艺要求相差不大时,宜按等高设计;

    3  同一结构单元内,不应采用不同的结构形式,不应采用横墙、山墙和排架(刚架)混合承重结构体系;

    4  每个厂房单元或分期建设的各个区段,应分别设置能构成空间稳定结构的完整支撑体系。

7.1.4  抗震设计时,单层厂房的结构布置尚应符合下列规定:

    1  结构单元内,多跨厂房宜等高和等长,厂房不宜采用一端开口的结构布置。

    2  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。

    3  体型复杂的厂房,宜设防震缝将其划分为平面比较规则且刚度分布比较均匀的结构单元。在与贴建房屋和构筑物处宜设防震缝。

    4  厂房纵、横跨交接处宜设防震缝;两个主厂房之间的过渡跨,应至少在一侧设置防震缝与主厂房结构脱开。

    5  操作平台、刚性工作间宜与厂房主体结构脱开。

    6  有吊车的厂房,上吊车的钢梯不应靠近防震缝设置;多跨厂房各跨上吊车的钢梯不宜设置在同一横向轴线附近。

7.1.5  有吊车的厂房,吊车桥架与厂房上柱内边缘和屋架下弦(屋面梁)底面之间的净空(净距)尺寸应符合下列规定:

    1  吊车桥架外边缘与厂房上柱内边缘的净距不应小于100mm;当设置有安全通道时,不应小于550mm。

    2  吊车桥架(包括活动部分)顶面与屋架下弦(屋面梁)底面之间的净空尺寸不应小于400mm,跨度小于15m时,可减少,但不应小于300mm,并应保证任何情况下均满足吊车检修和屋架下弦设置灯具和管道的空间要求。

    3  当符合下列情况之一时,净距和净空尺寸宜加大,并应按吊车轨道可能移动的幅度,加宽钢筋混凝土吊车梁腹部及配置抗扭钢筋:

        1)厂房基础底面持力层为软弱土、湿陷性黄上、膨胀土地基和填土地基;

        2)厂房柱间地面有大面积荷载;

        3)相邻柱基础可能出现较大沉降差;

        4)当软弱地基平均压缩模量Es为3MPa,地面平均荷载大于25kPa时,吊车桥架外边缘与厂房上柱内边缘的净距宜大于200mm;净空应根据柱基础沉降情况增加。

7.1.6  钢筋混凝土柱和钢柱厂房的柱间支撑的设置应分别符合本规范第7.2节和第7.3节的有关规定,并应符合下列规定:

    1  柱间支撑应能承受纵向风荷载、吊车纵向水平荷载、温度应力以及纵向水平地震作用,并应将荷载和作用传至基础。

    2  下柱柱间支撑的下节点位置和构造应保证将水平作用传给基础。支撑下节点位置和构造应符合下列规定:

        1)非抗震设计和抗震设计6度、7度(0.10g),当不能直接传给基础时,支撑下节点可设在紧靠厂房室内地坪标高处的柱子上,但此时应计入支撑对柱和基础的不利影响采取加强措施;

        2)抗震设计7度(0.15g)、8度和9度时,支撑下节点应设置在基础上或在连接两个基础的基础梁上。

    3  不等高厂房的高低跨所在柱列的柱间支撑,应能保证屋盖和山墙的纵向风荷载和纵向水平地震作用、吊车纵向水平荷载和纵向水平地震作用直接传给柱间支撑。

7.1.7  纵向柱列的柱顶以及高低跨厂房柱列的低跨屋盖的屋架(屋面梁)支座处,应设置通长水平刚性系杆,水平刚性系杆与柱的连接应满足传递纵向水平力的要求。在柱顶标高附近和低跨屋盖的屋架(屋面梁)支座附近有通长墙梁或圈梁,以及在屋架(屋面梁)支座处有通长水平系杆时,杆件与柱顶纵向连系杆可合并设置,并可按压杆或压弯构件设计。但在设有柱间支撑的节间,应按柱间支撑要求设置水平压杆。

7.1.8  有檩屋盖和无檩屋盖(大型屋面板)应按本规范第7.2节和第7.3节的规定设置屋盖支撑系统,并应符合下列规定:

    1  屋盖支撑应与屋架(屋面梁)、托架、天窗架以及檩条组成完整的桁架体系。

    2  设置有屋架下弦纵向支撑的屋盖,应同时设置下弦横向支撑。

    3  屋架上、下弦通长水平系杆与竖向支撑应协调配套设置。

7.1.9  吊车梁应根据吊车的起重量、工作级别、柱距以及厂房结构类型等选用,并应符合下列规定:

    1  钢筋混凝土柱厂房,可采用钢筋混凝土吊车梁、预应力混凝土吊车梁和钢吊车梁。当吊车起重量大于50t时,宜采用钢吊车梁或预应力混凝土吊车梁。下列情况下应采用钢吊车梁:

        1)吊车工作级别A1~A5时,柱距小于7.5m,起重量大于或等于150t;柱距为7.5m~12m,起重量大于或等于125t。

        2)吊车工作级别A6~A8时,柱距小于7.5m,起重量大于或等于125t;柱距为7.5m~12m,起重量大于或等于75t。

        3)柱距不小于12m。

        4)设有硬钩吊车、壁行吊车的厂房。

    2  钢结构厂房应采用钢吊车梁。

7.1.10  钢吊车梁应设置制动结构,并应符合下列规定:

    1  下列情况宜设置制动结构:

        1)吊车工作级别为A6~A8时;

        2)柱距等于或大于12m时;

        3)采用吊车桁架时。

    2  吊车工作级别为A8的吊车梁,制动结构应采用梁式;起重量大于或等于150t、吊车工作级别为A6、A7的吊车梁,当跨度大于或等于12m或制动结构的宽度小于1.2m需设置人行走道时,宜采用梁式;其他情况下,宜采用桁架式。
 

条文说明

7.1.1  本章单层厂房,包括厂房内设置局部平台的单层厂房。

    本规范未包括单层砌体结构厂房,主要考虑厂房采用砖柱结构时,其承受水平荷载的能力和抗震性能差,其使用范围有更多的限制,一般在小型且不设置桥式吊车的厂房采用。当实际工程需要采用单层砌体结构厂房时,可按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB50003的规定进行设计,抗震设计时尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011的规定。

7.1.3  单层厂房结构宜采用规则的结构体系,在满足工艺和设备布置要求的情况下,厂房高度、跨度、柱距和定位轴线等宜符合建筑模数的规定,以便于尽可能采用标准构件,减少结构构件的类型,做到经济合理和便于施工。

    对于连续多跨厂房,如果相邻各跨厂房高度不一时,构造复杂,构件规格类型增加,不利于工业化施工。等高厂房整体刚度较好,构造处理简单。因此本条规定,多跨厂房当各跨高度根据工艺要求相差不大时,宜按等高设计。

7.1.4  本条与国家现行标准《建筑抗震设计规范》GB50011和《冶金建筑抗震设计规范》YB9081的规定相统一,系根据震害调查和震害分析总结得出的。

    震害显示,不等高和不等长的多跨厂房,高振型反应和扭转效应均对抗震不利,历次地震的震害严重,故要求多跨厂房宜采用等高和等长。当根据工艺要求高跨和低跨的高差不大时,宜将低跨抬高而做成等高厂房;当工艺或功能要求必须采用不等高厂房,可采用防震缝将高、低跨分成各自独立的单元,或考虑由于不等高产生的高振型影响,加强高低跨处中柱的抗震能力。

    采用一端有山墙、另一端开口的结构方案的厂房,两端的刚度截然不同,质量中心与刚度中心不重合,导致开口一端排架柱变位加大,扭转效应明显,震害较大。

    纵、横跨相交的厂房的角部,是两个主轴方向地震作用的交汇处,受力和变形比较复杂。当贴建房屋位于厂房角部时,会使厂房的山墙和纵墙交接处均为开口,这严重削弱了结构的空间整体性,形成了质量和刚度的双向偏心,地震时扭转效应加大,造成结构受力和变形的不协调。同时贴建房屋与厂房的刚度相差较大,地震反应显著不同,地震时变形不协调,对二者均产生不利影响。

    同一结构单元采用不同形式的结构,振动特性不同,不同材料,侧移刚度不同,在地震作用下,往往造成结构的破坏。因此,厂房的同一结构单元内不宜采用不同的结构形式。

    吊车停放的位置与上吊车梯位置有关,吊车停放处排架的侧移刚度增大,加大了局部地震反应,特别是多跨厂房各跨吊车集中在同一轴线附近时,其震害更为严重。

7.1.5  本条依据现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007和《冶金企业安全卫生设计规定》(1996年)第二十条第19款的规定。

    对于在软弱土地基上的厂房,当使用过程中基础有较大沉降和不均匀沉降,按考虑调整吊车轨道标高以确保吊车正常运行要求进行设计时,吊车顶面与屋架下弦(屋面梁)底面之间的净空应考虑最不利情况吊车轨道标高可能调整的高度,确保调整后的净空满足正常使用要求。

7.1.6  柱间支撑与厂房柱、连系梁、吊车梁及交叉的支撑斜杆组成的平面桁架,传递纵向水平荷载和地震作用。柱间支撑是厂房的纵向抗侧力构件,柱间支撑布置应与屋盖体系和柱网布置协调,结构连接构造应合理,力的传递路线应明确,保证厂房的整体纵向刚度,以确保结构安全和正常使用。

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