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通信行业钢结构库房抗震设计与实现

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浏览:- 发布日期:2019-07-10 11:00:00【


通信行业钢结构库房抗震设计与实现


要:抗震能力是通信行业钢结构库房的一大难题,通过对钢结构房屋的加固设计与分析,从钢结构房屋使用的结构类型、高宽比、防震缝等方面对钢结构库房的抗震能力进行了分析,对通信行业钢结构库房进行了抗震设计,供类似抗震加固设计进行参考。

引言

随着社会的发展,信息行业得到了迅速的发展,尤其是通信行业。手机、平板电脑等移动设备的普及,导致了移动通信商通信设备数量的急剧增加,各种通信设备都存放在库房中,库房质量的好坏直接影响着设备是否能够正常运行。尤其是在地震环境中,如果库房的抗震能力不够强,一次地震破坏的不仅仅是通信设备,更重要的是当地百姓无法使用移动通信设备进行通信,阻碍了用户的正常生活,给社会带来了极大的坏影响。

本文针对通信行业的库房设计以及钢结构的特点,对通信行业的钢结构库房进行分析与设计,提高了钢结构库房的抗震能力,本文所设计的钢结构库房能够有效降低地震波能量。

1 钢结构房屋使用的结构类型

钢结构库房的抗震设计最关键的问题是抗震结构体系的研究,通过对抗震结构体系的研究,对安全起着决定性的作用。对通信行业钢结构库房的抗震结构设计与选择,有着几条基本的原则。当前,主要的抗震结构体系有:

1.1 多层砌体库房

多层砌体库房的抗震结构体系就是砌体抗震墙,其中较有利的是横墙承重为主的结构,承重横墙兼做横向抗震墙,承重纵墙兼做纵向抗震墙。在特殊情况下,可以采用横、纵为一体的混合承重结构。

1.2 多层内框架库房

多层内框架库房的抗震结构体系为砖墙垛,其内柱为钢筋砼柱,该结构可以构建大空间的库房。

1.3 底层框架库房

底层框架库房可以作为两层使用,其中底层可以作为较大空间的库房,上部可以作为住宅或办公楼,该结构的库房上部和下部的材料不尽相同,并且上部分和下部分的强度、刚度也是不连续的,这种框架的房屋在抗震设计中要求比较严格。

1.4 框架结构

框架结构是当前房屋的主要结构,该结构在多层和高层建筑中应用的较多,而且建筑平面布置灵活,使用框架结构的建筑可以很容易的布置出大房间。但是,框架结构的缺点在于其侧向刚度较小,属于柔性结构,其抗震能力不够强。

1.5 框架-抗震墙结构

框架-抗震墙结构是在建筑的钢筋混凝土的横向和纵向布置抗震墙,布置抗震墙后的结构与框架结构结合就是框架-抗震墙结构,框架结构和抗震墙结构是一种协同工作的关系,其抗震能力要明显高于单纯的框架结构,在地震波的影响下层间位移幅度较框架结构要小很多。

1.6 抗震墙结构

抗震墙结构的建筑中其横向、纵向都由抗震墙组成,该结构的抗震能力最强,在地震带的建筑中得到了广泛的应用。

2 钢结构库房适用的高度

根据专家的设计经验和国内外地震灾害的调查研究得出,为使得库房的安全性最大化,同时还要考虑经济适用的要求,钢结构库房的高度不宜修建的过高。库房的最大高度与众多因素有关,比如结构类型、场地类型等。如表1所示的钢结构房屋的最大高度表,如果横向和纵向都不规则的情况下,其最大高度应该适当降低。

3 库房最大宽高比

钢结构库房的宽高比是影响结构性能的一个重要指标。库房的高宽比是指库房的总高度与结构平面最小宽度的比值,从定义中可以得出,如果库房的高宽比值增大,钢结构库房的变形也会相对增加,其倾覆力矩也会随着增加,当高宽比超过一定值时,房屋的安全性就大大降低。如表2所示的钢结构库房的最大高宽比。

4 防震缝的设计

根据抗震概念性设计中布置规则性的原则,在钢结构的横向、纵向中不宜设置防震缝。但是,如果在钢结构设计中出现不规则的情况时,即横向布置不规则或者纵向布置不规则,可以适当的在合适的位置设置防震缝。其中,防震缝的宽度也是有一定的要求的,该宽度要根据设防烈度和钢结构类型进行选定,而且其两侧的上部结构应该处于完全分开的状态。根据研究和经验,防震缝设计的最小宽度需要满足以下要求:

对于框架体系的库房,如果其高度不超过15m,则防震缝的最小宽度应该不小于150mm;如果其高度超过15m,设防烈度分别为6、7、8、9度时,则防震缝的最小宽度在高度每增加5m、4m、3m、2m时,应该加宽30mm;框架-支撑体系的结构其防震缝的宽度为框架结构防震缝宽度的70%;筒体和巨型框架体系的结构其防震缝的宽度为框架结构防震缝宽度的50%。

5 结构体系的选用和布置

一般情况下,如果钢结构库房建筑高度不超过12层,则该建筑可以使用框架结构、支撑结构和其他类型的结构。如果钢结构库房建筑高度超过12层,那么该建筑就应该使用框架-支撑体系,设防烈度为8度或9度时,该建筑就该使用偏心支撑或带竖缝抗震墙板或者内藏钢板的钢筋混凝土抗震墙,也可以使用其他消能支撑结构。

如果钢结构库房采用的是框架-支撑结构,最好的设计就是支撑框架的纵向和横向布置应该对称,而且高宽比最好不要超过3。对于不超过12层的钢结构库房,最好的结构体系是采用中心支撑,在条件允许的情况下,也可以采用偏心支撑等消能结构。对于超过12层的钢结构库房,最好的抗震设计就是采用偏心支撑消能结构,其顶层可以采用中心支撑结构。对于中心支撑的结构框架最好使用交叉支撑或人字形支撑或者单叙杆支撑,最好不要使用K形支撑。其中,梁柱构件轴线的交点就应该是支撑的轴线交汇处,如果确实有特殊情况不能达到此要求,其偏离中心最好不要超过支撑杆件的宽度,否则会对抗震效果起着巨大的负面影响。在这个钢结构抗震设计中,偏心支撑框架的所有支撑末端都需要与框架的梁进行连接,并且支撑与梁的交点最好能形成消能梁段。

6 库房楼盖的设计

钢结构的库房建设中,楼盖的楼板最好使用压型钢板与现浇钢筋混凝土组合的楼板或者采用非组合楼板。

整体式钢筋混凝土楼板适用于不超过12层建筑的钢结构库房结构,也可以使用装配式楼板或其他轻型楼盖。对于超过12层的钢结构库房,必须对其进行水平支撑设置。如果楼盖与钢筋混凝土梁有可靠的联接,则可以使用压型钢板与钢筋混凝土组合楼板。如果没有可靠的连接,则可以进行焊接,此种情况适用于装配式、装配整体或者轻型楼板的楼盖,这样就可以保证楼盖的整体性。

7 库房地下室的设计

在对钢结构库房地下室进行设计时,框架-支撑的钢结构纵向连续布置的支撑需要延伸至基础,框架的柱子至少需要延伸至底下一层。如果钢结构库房所在的楼房高度超过12层,则地下室设计的基础埋置深度,天然地基的高度不能小于楼房高度的1/15,桩基的埋深高度不应该小于楼房高度的1/18。

8 结论

通过对钢结构库房的最大高度、高宽比、防震缝、楼盖、地下室的分析与设计,对不同结构类型的钢结构库房进行了不同的选型设计。通过设计后的钢结构库房,能够有效降低地震波的能量,满足抗震要求。

 


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