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摘 要:钢结构工业厂房由于具有强度高,柔韧性好,自重小等特点,在企业中得到了广泛应用,而钢结构工业厂房在发生地震时,由于很多钢结构厂房若刚度不满足要求,则厂房变形较大,导致坍塌现象,特别是在近几年里,地震事故频繁发生,因此,如何加强钢结构工业厂房的抗震设计,提高钢结构工业厂房的质量,成为当前大家关心的一个热门话题。本文结合实际工作经验,对钢结构工业厂房抗震设计进行了解析说明,分析探讨了钢结构工业厂房的抗震设计注意事项,有利于更好的加强钢结构工业厂房的抗震性能。
关键词:钢结构;工业;厂房;抗震;设计
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)11-0006-01
1 钢结构工业厂房
随着经济的不断发展,钢结构技术性能得到了广泛的提高,由于钢结构自身具有强度高,塑性韧性好,自重低并且在制作安装便变等优势。因此,在工业厂房设计建造中,经常选用钢结构工业厂房,同时,钢结构工业厂房的施工工期非常短,在施工过程中,对环境影响较小,由此,推动了钢结构工业厂房的发展。在搭建的钢结构工业厂房中,可以进行一些生产运输操作,同时在内部也可以根据需要放置巨型的机器设备,极大的满足企业生产所需。而钢结构自身也存在一些缺陷,即在发生地震时,由于钢结构的强度偏高,在出现摇晃时,如果没有进行合理设计,很容易导致钢结构出现倒塌,扭转变形等现象,从而迫使钢结构在地震中无法得到有效的保存使用。近几年自然灾害发生较多,特别是地震现象发生频繁,这对钢结构工业厂房是一个严重的挑战,因此,为了提高钢结构工业厂房设计性能,加强工业厂房的稳定性,本文提出钢结构工业厂房设计方面需要注意的一些问题事项,这对钢结构工业厂房设计,提高钢结构工业厂房的抗震性能有很大的好处。
2 做好钢结构地形设计
2.1 选择好钢结构的场地
为了有效的提高建筑场地的质量,做好地基抗击地震能量,需要在钢结构厂房设计方面做好以下几个方面:
2.1.1 选择薄的场地覆盖层
钢结构厂房由于其自身具有良好的刚柔性特点,而根据世界上多次地震,数次实验可知,在厚土地层上,地震对钢结构危害较重,而薄的场地覆盖层对钢结构的影响较小,因此,在进行场地选择时,优先选择薄的场地覆盖层。
2.1.2 选择坚实的场地土壤
在建设钢结构厂房方面,场地土壤的刚度大的话,抵抗地震性能要比场地土壤刚度小的好,即场地刚强度小,震害指数大,因此,为了减少钢结构的厂房土地破坏程度,在建设中,应选择场地土壤坚实,土地广阔平坦,并且具有较大的剪切波速的坚实坚硬场地,有利于提高钢结构厂房抵抗地震的性能。
2.1.3 避免产生共振现象
发生地震现象时,如果地震震动周期与建筑物一致或者建筑物的震动周期与地震周期接近,很容易导致地震发生时,产生共振现象。因此,在钢结构厂房设计时,需要尽量避免震动周期的一致性,减少震动的密集性,缓和震动周期,从而有效的减少地震破环性。
2.2 地基基础建设
在选择好场地之后,需要做好地基基础设计,在进行钢结构厂房建筑建设方面,对于同一个结构单元的基础建设,需要采取同地基建设,即不可以采取部分为自然地基,而另一部分是桩基,同时,在建设中避免出现两类及以上的地基土层,保证地基基础持力层的一致性。在钢结构基础地板或者桩端接近土层的倾斜顶面时,需要加强深入土层的深度,提高其埋入度,加大桩长,避免在钢结构中产生不均匀沉降,同时加强地基土层内部边缘层的处理。在地基中,如果存在可液化土层时,需要做好土层液化处理工作,确保避免土层对上部结构的不利因素,做好土层液化处理,在设计方面采取以下几个措施。
2.2.1 地基采用加强加密
在钢结构厂房设计建造时,利用振冲法以及强夯办法,提高地基的坚实程度,对地基采取砂桩强化,确保土层液化层得到有效的处理,同时,土层液化以下深度可以有效的处理,在进行锤击操作时,锤击地层深度值需要大于土层液化的最深值,确保土层液化可以得到有效处理。
2.2.2 承载力处理
在进行钢结构厂房设计时,利用桩基础进行土层加固,需要注意桩端要深入到土层液化深度的最下层,在进行打桩操作时,按照打桩的最大承载力进行计算,确保土层液化部分得到有效的处理。而对于钢结构厂房设计,如果钢结构厂房的楼层较高,为了提高钢结构抵抗地震性能,可以将地基下面可液化地层全部挖出,以确保彻底减少隐患的存在。
3 做好钢结构结构设计
3.1 防震缝设置
3.1.1 遵守防震缝的设计原则
一般在进行钢结构设计时,不需要建立防震缝设计,但是为了提高性能,在进行钢结构厂房设计时,特别是处理多层厂房结构设计方面,需要做好防震缝的设计工作,主要是按照国家建筑抗震设计(GB50011-2010)中所规定的要求,如对不规范程度、不规则原则以及对技术设计的要求,根据钢结构厂房的性能,提出是否设立防震缝。
3.1.2 防震缝设计
如果钢结构厂房的总高度不高于16m时,在建立防震缝时,其宽度(防震缝两边建筑边缘之间的距离宽度)需要为13mm,而如果高度超过20m时,防震缝的宽度也需要相应的调整,宽度加宽20mm左右,同时在进行防震缝设计时,充分考虑钢筋混凝土结构的性能,在进行防震缝设计时,防震缝的宽度需要大于钢筋混凝土结构的1.4倍。
3.2 钢柱脚性能设计
钢柱脚对钢结构承重存在重要作用,根据柱脚的受力特点分析,可以为铰接柱脚以及刚性柱脚,采用刚接形柱脚,适用于刚性高层建筑,其抗震构造性能高,而在进行设计时,宜将其深入埋入到土层内部。铰接柱脚为轻型,设计时,需要大于钢柱截面高度的2倍,而对大截面的钢结构需要大于3倍,做好钢柱脚设计,可以有效的提高抗震性能。
4 结语
钢结构抗震设计工作不是单纯的依靠建筑工程,还需要对土地地基以及钢结构做好性能着手工作,考虑好构件的特点性能以及部件的深度要求,只有做好地基的设计、构件的处理,才可以有效的提高钢结构抗震性能。
参考文献
[1] 夏伟,陈晓强.某电厂钢结构厂房的地震动力弹塑性分析[J].山西建筑,2010,3(08).
[2] 赵西安.从汶川地震看结构抗震设计与施工中的一些问题[J].建筑科学,2008(07):97-98.
[3] 王晓初,王岩,周宇环,等.工业厂房抗震的概念设计[J].沈阳大学学报,1997(03):54-57.
关键词:钢结构;工业;厂房;抗震;设计
中图分类号:TU391 文献标识码:A 文章编号:1671-3362(2013)11-0006-01
1 钢结构工业厂房
随着经济的不断发展,钢结构技术性能得到了广泛的提高,由于钢结构自身具有强度高,塑性韧性好,自重低并且在制作安装便变等优势。因此,在工业厂房设计建造中,经常选用钢结构工业厂房,同时,钢结构工业厂房的施工工期非常短,在施工过程中,对环境影响较小,由此,推动了钢结构工业厂房的发展。在搭建的钢结构工业厂房中,可以进行一些生产运输操作,同时在内部也可以根据需要放置巨型的机器设备,极大的满足企业生产所需。而钢结构自身也存在一些缺陷,即在发生地震时,由于钢结构的强度偏高,在出现摇晃时,如果没有进行合理设计,很容易导致钢结构出现倒塌,扭转变形等现象,从而迫使钢结构在地震中无法得到有效的保存使用。近几年自然灾害发生较多,特别是地震现象发生频繁,这对钢结构工业厂房是一个严重的挑战,因此,为了提高钢结构工业厂房设计性能,加强工业厂房的稳定性,本文提出钢结构工业厂房设计方面需要注意的一些问题事项,这对钢结构工业厂房设计,提高钢结构工业厂房的抗震性能有很大的好处。
2 做好钢结构地形设计
2.1 选择好钢结构的场地
为了有效的提高建筑场地的质量,做好地基抗击地震能量,需要在钢结构厂房设计方面做好以下几个方面:
2.1.1 选择薄的场地覆盖层
钢结构厂房由于其自身具有良好的刚柔性特点,而根据世界上多次地震,数次实验可知,在厚土地层上,地震对钢结构危害较重,而薄的场地覆盖层对钢结构的影响较小,因此,在进行场地选择时,优先选择薄的场地覆盖层。
2.1.2 选择坚实的场地土壤
在建设钢结构厂房方面,场地土壤的刚度大的话,抵抗地震性能要比场地土壤刚度小的好,即场地刚强度小,震害指数大,因此,为了减少钢结构的厂房土地破坏程度,在建设中,应选择场地土壤坚实,土地广阔平坦,并且具有较大的剪切波速的坚实坚硬场地,有利于提高钢结构厂房抵抗地震的性能。
2.1.3 避免产生共振现象
发生地震现象时,如果地震震动周期与建筑物一致或者建筑物的震动周期与地震周期接近,很容易导致地震发生时,产生共振现象。因此,在钢结构厂房设计时,需要尽量避免震动周期的一致性,减少震动的密集性,缓和震动周期,从而有效的减少地震破环性。
2.2 地基基础建设
在选择好场地之后,需要做好地基基础设计,在进行钢结构厂房建筑建设方面,对于同一个结构单元的基础建设,需要采取同地基建设,即不可以采取部分为自然地基,而另一部分是桩基,同时,在建设中避免出现两类及以上的地基土层,保证地基基础持力层的一致性。在钢结构基础地板或者桩端接近土层的倾斜顶面时,需要加强深入土层的深度,提高其埋入度,加大桩长,避免在钢结构中产生不均匀沉降,同时加强地基土层内部边缘层的处理。在地基中,如果存在可液化土层时,需要做好土层液化处理工作,确保避免土层对上部结构的不利因素,做好土层液化处理,在设计方面采取以下几个措施。
2.2.1 地基采用加强加密
在钢结构厂房设计建造时,利用振冲法以及强夯办法,提高地基的坚实程度,对地基采取砂桩强化,确保土层液化层得到有效的处理,同时,土层液化以下深度可以有效的处理,在进行锤击操作时,锤击地层深度值需要大于土层液化的最深值,确保土层液化可以得到有效处理。
2.2.2 承载力处理
在进行钢结构厂房设计时,利用桩基础进行土层加固,需要注意桩端要深入到土层液化深度的最下层,在进行打桩操作时,按照打桩的最大承载力进行计算,确保土层液化部分得到有效的处理。而对于钢结构厂房设计,如果钢结构厂房的楼层较高,为了提高钢结构抵抗地震性能,可以将地基下面可液化地层全部挖出,以确保彻底减少隐患的存在。
3 做好钢结构结构设计
3.1 防震缝设置
3.1.1 遵守防震缝的设计原则
一般在进行钢结构设计时,不需要建立防震缝设计,但是为了提高性能,在进行钢结构厂房设计时,特别是处理多层厂房结构设计方面,需要做好防震缝的设计工作,主要是按照国家建筑抗震设计(GB50011-2010)中所规定的要求,如对不规范程度、不规则原则以及对技术设计的要求,根据钢结构厂房的性能,提出是否设立防震缝。
3.1.2 防震缝设计
如果钢结构厂房的总高度不高于16m时,在建立防震缝时,其宽度(防震缝两边建筑边缘之间的距离宽度)需要为13mm,而如果高度超过20m时,防震缝的宽度也需要相应的调整,宽度加宽20mm左右,同时在进行防震缝设计时,充分考虑钢筋混凝土结构的性能,在进行防震缝设计时,防震缝的宽度需要大于钢筋混凝土结构的1.4倍。
3.2 钢柱脚性能设计
钢柱脚对钢结构承重存在重要作用,根据柱脚的受力特点分析,可以为铰接柱脚以及刚性柱脚,采用刚接形柱脚,适用于刚性高层建筑,其抗震构造性能高,而在进行设计时,宜将其深入埋入到土层内部。铰接柱脚为轻型,设计时,需要大于钢柱截面高度的2倍,而对大截面的钢结构需要大于3倍,做好钢柱脚设计,可以有效的提高抗震性能。
4 结语
钢结构抗震设计工作不是单纯的依靠建筑工程,还需要对土地地基以及钢结构做好性能着手工作,考虑好构件的特点性能以及部件的深度要求,只有做好地基的设计、构件的处理,才可以有效的提高钢结构抗震性能。
参考文献
[1] 夏伟,陈晓强.某电厂钢结构厂房的地震动力弹塑性分析[J].山西建筑,2010,3(08).
[2] 赵西安.从汶川地震看结构抗震设计与施工中的一些问题[J].建筑科学,2008(07):97-98.
[3] 王晓初,王岩,周宇环,等.工业厂房抗震的概念设计[J].沈阳大学学报,1997(03):54-57.