对屋盖体系的要求是应尽可能选用轻型屋盖、下沉式屋盖,减轻屋盖重量和降低屋盖重心,同时,应设置合理有效的支撑体系,使整个屋盖具有良好的空间整体性和有效的刚度,减轻地震的作用。
1)天窗架的设置
天窗的存在削弱了厂房屋盖的整体性,在地震时,该部位是薄弱环节,产生的震害较多也较重。突出屋面的门形天窗架,地震时位移反应较大,特别是在纵向地震作用下,由于高振型的影响往往造成天窗架与支撑的破坏,对屋盖和厂房抗震不利。为了保证天窗和整个厂房的安全,必须减轻天窗屋盖的重量及地震反应。因此,天窗架的设置宜满足下列要求:
(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。
2)屋架的设置
经过抗震设计的屋架都具有一定的抗震能力,震害调查表明,很少出现因屋架结构破坏而引起的过重震害。但由于屋架的材料及结构形式的不同,在地震作用下,它们之间也存在着差异。厂房屋架在设置时应根据厂房跨度、柱距和抗震设防的要求综合考虑,尽可能采用具有较好抗震性能的钢屋架或重心较低的预应力混凝土、钢筋混凝土屋架。另外,还需符合下列要求:
(1)跨度不大于15m时,可采用钢筋混凝土屋面梁。
(2)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。
(3)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)。
(4)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。
(5)8度(0.30 g)和9度时,跨度大于24m的厂房不宜采用大型屋面板。
3)屋盖的支撑
屋盖支撑是保证屋盖整体刚度的重要条件,它能有效地保证屋盖的整体性,在地震作用下,当屋面板因发生错动、移位或附落不能提供屋架的平面外有效支承时,屋盖支撑将是保证屋盖整体刚度的第二道防线,避免整体屋盖的倒塌。
(1)单层钢筋混凝土柱厂房
单层钢筋混凝土柱厂房屋盖的结构形式分为有檩体系和无檩体系,设计屋盖支撑系统时,应按照屋盖的结构形式合理设置,保证屋盖系统的整体刚度。有檩屋盖的支撑布置应符合表8-1的要求;无檩屋盖的支撑布置应符合表8-2的要求;有中间井式天窗时应符合表8-3的要求。(www.daowen.com)
表8-1 有檩屋盖的支撑布置
表8-2 无檩屋盖的支撑布置
表8-3 中间井式天窗无檩屋盖支撑布置
(2)单层钢结构厂房
单层钢结构厂房按规定应设置完整的屋盖支撑系统,屋盖支撑系统(包括系杆)的布置和构造应满足的主要功能是:保证屋盖的整体性(主要指屋盖各构件之间不错位),屋盖横梁平面外的稳定性,保证屋盖和山墙水平地震作用传递路线的合理、简捷,且不中断。
单层钢结构厂房结构形式分为有檩体系和无檩体系。有檩屋盖主要是指彩色涂层压形钢板、硬质金属面夹芯板等轻型板材和屋面檩条组成的屋盖。对于有檩屋盖,宜将主要横向支撑设置在上弦平面,水平地震作用通过上弦平面传递,相应的,屋架亦应采用端斜杆上承式,其横向支撑、竖向支撑、纵向天窗架支撑的布置,宜符合表8-4的要求。
表8-4 有檩屋盖的支撑系统布置
无檩屋盖是指通用的1.5m×6.0m预制大型屋面板,大型屋面板与屋架的连接需保证3个角点牢固焊接,才能起到上弦水平支撑的作用。屋架的主要横向支撑应设置在传递厂房框架支座反力的平面内,其横向支撑、竖向支撑、纵向天窗架支撑的布置,宜符合表8-5的要求。
表8-5 无檩屋盖的支撑系统布置
注:(1)本表为矩形或梯形屋架端部支承在屋架下弦或与柱刚接的情况。当屋架支承在屋架上弦时,下弦横向支撑同非抗震设计。
(2)支撑杆宜采用型钢,设置交叉支撑时,支撑杆的容许长细比限值取为350。
屋盖纵向水平支撑的布置,尚应符合下列规定:当采用托架支承屋盖横梁的屋盖结构时,应沿厂房单元全长设置纵向水平支撑;对于高低跨厂房,在低跨屋盖横梁端部支承处,应沿屋盖全长设置纵向水平支撑;纵向柱列局部柱间采用托架支承屋盖横梁时,应沿托架的柱间及向其两侧至少各延伸一个柱间设置屋盖纵向水平支撑;当设置沿结构单元全长的纵向水平支撑时,应与横向水平支撑形成封闭的水平支撑体系。多跨厂房屋盖的纵向水平支撑间距布置相隔一般不宜超过两跨,至多不得超过三跨;高跨和低跨宜各自按相同的水平支撑平面标高组合成相对独立的封闭支撑体系。
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