工业构筑物抗震鉴定标准
工业构筑物抗震鉴定标准
主编部门:中华人民共和国冶金工业部
批准部门:中华人民共和国建设部
施行日期:1989年3月1日
关于发布《工业构筑物抗震鉴定标准》的通知
(88)建标字第81号
根据原国家建委(78)建发抗字第113号文的要求,由冶金部会同有关部
门共同编制的《工业构筑物抗震鉴定标准》,已经有关部门会审。现批准《工
业构筑物抗震鉴定标准》GBJ117—88为国家标准,自1989年3月1日起施行。
本标准由冶金部管理,其具体解释等工作由冶金部建筑研究总院负责。出
版发行由中国计划出版社负责。
中华人民共和国建设部
1988年6月13日
编制说明
本标准是根据原国家基本建设委员会(78)建发抗字第113号文的要求,
由冶金部建筑研究总院会同本部系统和煤炭、石油、有色金属、化工、电力、
机械、建材等部门所属有关科研、设计院(所)共同编制而成。
木标准编制过程中,编制组在认真总结海域、唐山等大地震中工业构筑物
实际震害经验的基础上,吸取了国内抗震设计、加固的实践经验和国内外在地
震工程方面近期的部分科研成果,并对有关构筑物及其地基的抗震验算和加固
方法补充了必要的理论分析和试验研究。本标准经多次广泛征求意见,进行工
程试点,最后由我部会同城乡建设环境保护部等有头部门审查定稿。
本标准共分九章和七个附录,包括挡土墙、贮仓、槽罐、皮带通廊、井架
和井塔等塔类结构、炉窑结构、变电构架、操作平台等工业构筑物及其地基基
础的抗震鉴定和加固内容。
在本标准施行过程中,请各单位结合工程实践,认真总结经验,注意积累
资料,如发现有需要修改和补充之处,请将意见和有关资料寄交我部建筑研究
总院(北京市学院路43号),以供今后修订时参考。
冶金工业部
1988年2月6日
主要符号
荷载和内力
M——弯矩(kN?m);
N——轴向力,竖向力(kN);
P
i
——沿高度作用于i点的水平地震力(kN);
P
ij
——作用于质点i的j振型水平地震力(kN);
Q
o
——结构总水平地震力(kN);
w——产生地震力的重力荷载(kN);
γ——容重(kN/);
m——质量(t)。
计算系数
α——地震影响系数;
α
1
——相应于结构基本周期T1地震影响系数α值;
α
min
——地震影响系数α的最大值;
β——放大系数;
γ——振型参与系数;
γ
s
——钢筋屈服强度超强系数;
ε——偏心参数;
ζ,ρ——相关系数;
η——增大(或降低)系数;
λ——杆件长细比;
λ
v
——竖向地震作用系数;
φ——钢杆件轴心受压稳定系数;
Ψ——地基容许承载力调整系数;
ω
1
——第i液化土层层位影响的权函数;
C——结构影响系数;
Cz——综合影响系数;
K——安全系数。
几何特征
A——截面面积(㎡);
B——构筑物(或基础)总宽度(m);
D——筒型结构(或圆型基础)直径(m);
H——总高度(m);
L——总长度(m);
K
xx
——x轴向平移刚度(kN/m);
K
φφ
——抗扭刚度(kN/m);
E——钢材弹性模量(kPa);
Eh——混凝土弹性模量(kPa);
G——剪切模量(kPa);
I——转动惯量(t?㎡);
J——截面惯性矩;
Z——截面抵抗矩();
a——距离(m);
b——截面宽度(m);
d——钢筋直径(m)、距离(m);
eo——偏心距(m);
ex——x方向偏心距(m);
h——高度(m);
kxi——第i抗侧力构件沿x轴方向的平动刚度(kN/m);
l——构件长度(m);
t——壁厚(m);
x、y、z——分别为x、y、z轴方向距离(座标)(m);
δ——单位水平力作用下的水平位移(m/kN);
θ——斜杆与水平线间夹角(°);
φ——土摩擦角(°)。
材料指标和应力
〔R〕——地基土静容许承载力(kPa);
R——经基础宽深修正的地基土静容许承载力(kPa);
Ra——混凝土轴心抗压设计强度(kPa);
Rg——钢筋抗拉设计强度(kPa);
σ——结构截面应力,地基土应力(kPa);
σs——钢材屈服点(kPa);
τ——剪应力(kPa)。
其它
N63.5——标准贯入锤击数实测值;
Ncr——饱和土液化判别标准贯入锤击数临界值;
No——饱和土液化判别标准贯入锤击数基准值;
P1——地基液化指数;
Ti——结构基本周期(s);
Tj——结构j振型周期(s);
ωj——结构j振型圆频率(s-1);
ρc——粘粒含量百分率(%);
g——重力加速度(m/)。
第一章总则
第条根据地震工作要以预防为主的方针,为保障已有工业构筑物在地震作
用下的安全,使其在遭受抗震鉴定和加固所取烈度的地震影响时,一般不致于
严重破坏,经修理后仍可继续使用,特制定本标准。
本标准适用于抗震鉴定和加固的烈度为7度、8度和9度,且未经抗震设
计的已有工业构筑物的抗震鉴定和加固。
抗震鉴定和加固的烈度宜按所在地区基本烈度采用;对于特别重要的构筑
物,当必须提高1度进行抗震鉴定和加固时,应按国家规定的批准权限报请批准。
注:①对于重要厂矿,有条件时可按经批准的地震烈度小区划或设计反应
谱进行抗震鉴定和加固。
②对于基本烈度为6度地区,按国家专门规定需要进行抗震设防的工
业构筑物,可按本标准7度区的要求进行抗震鉴定和加固。
进行抗震鉴定和加固,应从提高厂矿综合抗震能力的全局出发,满足下列
要求:
一、对总体加固方案进行可行性和技术经济合理性的综合分析。
二、综合分析场地、地基对构筑物结构抗震性能的影响,进行合理加固。
三、从整条生产线综合考虑建筑物群体的抗震安全性,分析各类相邻建(构)
筑物在地震下的相互影响及其震害后果,进行综合治理,减轻次生灾害。
四、严格施工要求,确保工程质量,切实组织验收。
五、在使用过程中应对构筑物进行合理维护。
进行抗震鉴定和加固,应根据构筑物的重要性,按下列要求划分等级:
一、A类建筑:大型厂(矿)中,构筑物的地震破坏将对连续生产和人员生
命造成严重后果者,包括全厂(矿)性和特别重要生产车间的动力系统构筑物,
地震下受损后可能导致严重次生灾害或严重影响震后急救的构筑物,以及矿山
的安全出口等。
二、B类建筑:除A、C类以外的其它构筑物。
三、C类建筑:构筑物的破坏不致造成人员伤亡或较大经济损失者,或其它
次要构筑物。
进行抗震鉴定和加固,应首先调查有关的勘察、设计和施工等原始资料,
构筑物的现状和隐患,并结合同类构筑物结构和地基的震害经验,分析场地、
地基土条件对构筑物抗震的有利因素和不利因素。
第条各类结构的现状,当不符合下列有关要求时,应结合抗震加固进行处理。
一、钢结构:
1.受力构件、杆件(包括支撑)无短缺,无明显弯曲,无裂缝,无任意切
割所形成的孔洞或缺口。
2.受力构件、杆件及其连接和节点无锈蚀。
3.锚栓无损伤、锈蚀,螺帽无松动;对受剪为主的锚栓,其栓杆在托座盖
板面处无丝扣。基础混凝土无酥裂、无腐蚀条件。
4.受力构件的支承长度符合非抗震设计要求。
5.柱间支撑斜杆中心线与柱中心线的交点不位于楼板的上、下柱段和基础
以上的柱段。
二、钢筋混凝土结构:
1.受力构件、杆件无短缺,无明显变形,没有因切割、打洞等形成的损伤。
2.受力构件、杆件的混凝土无酥裂、腐蚀、烧损、脱落,无露筋,无超过
设计规范限值的裂缝。
3.预制受力构件的支承长度符合非抗震设计要求。
4.连接件无锈蚀。
5.当设有填充墙或柱间支撑时,没有由此增大结构单元质心对刚心的偏心
距和沿高度方向水平刚度的突变,没有因半高刚性墙而增大柱的线刚度或形成
短柱。
三、砖结构:
1.墙体不空臌,无歪斜和酥碱。
2.承重墙体及纵横墙交接处无裂缝,咬槎良好,无任意开凿而形成明显削
弱原结构抗震能力的孔洞。
3.各部位的局部尺寸满足国家现行的建筑抗震鉴定标准规定的限值要求。
4.砖过梁无开裂和变形。
5.没有因地基不均匀沉降而引起的墙体裂缝及其它明显影响墙体质量的缺
陷。
注:①钢结构,当不能满足对塑性变形能力的抗震构造要求时,应降低表中
容许应力值,并应在地震力计算中加大结构影响系数。
②钢筋混凝土结构,当不能满足对塑性变形能力的抗震构造要求时,应
提高表中安全系数值,并应在地震力计算中加大结构影响系数。
③砖结构,除按要求进行强度验算外,还应符合抗震结构的配筋等构
造要求。对于的确难以达到抗震鉴定和加固标准的构筑物,应根据技术经济的
综合分析结果,或采取措施适当提高其抗震能力,或报请批准后报废;对于尚
可使用但无加固价值的次要构筑物,必须对人员和重要生产设备采取安全措施。
三、对大偏心受压(拉)和受弯钢筋混凝土矩形截面构件,当验算正截面
抗震强度时,除C类构筑物外,受压区相对高度不应大于0.35(纵向钢筋为3号
钢、5号钢)或0.4(纵向钢筋为16锰钢、25锰硅钢);否则,偏心受压(拉)
构件应按小偏心受压(拉)计算。
注:如能确切判定所用钢筋的生产厂家,必要时可按附录一采用由相应生
产厂的钢筋强度统计资料,得出矩形截面的受压区相对高度值。
第条构筑物结构加固方案的确定,应综合考虑下列要求:
一、构筑物结构的整体性应符合下列要求:
1.楼盖、屋盖等水平结构与有关抗侧力构件具有可靠连接。
2.保证抗侧力构件及其节点的强度,避免出现脆性破坏。
3.传递地震力的途径合理可靠。
4.非受力结构(如维护墙体等)与主体受力结构之间具有可靠的拉结。
二、综合考虑强度加固和满足塑性变形能力的要求。
三、综合分析加固措施的有效性及可能产生的不利作用,避免薄弱环节转
移。
四、选用合适的加固工艺和设备,例如,保证负荷条件下施焊的安全、钻
孔打洞时避免或减少对结构的损伤等。
五、避免非受力结构倒塌伤人。
对于有技术改造或大修需要的构筑物,抗震加固宜与技术改造或大修结
合,同时进行。
对构筑物结构单元与相邻建(构)筑物之间原有的变形缝(包括温度缝、
沉降缝和防震缝)处,应清理缝隙中的硬杂物;变形缝宽度应符合工业与民用建
筑抗震设计规范的要求,不足时,应根据两相邻结构单元相向水平振动和扭转振
动移位时可能碰撞而产生的危害性大小,采取必要的措施。例如,适当提高两
相邻单元的侧向刚度,而当平面内结构的质心对刚心有较大偏心时,尚宜采取减
小偏心、提高抗扭刚度的措施;对可能碰撞的部位,缝隙中填入耐久性好的柔性
吸能材料或提高该部位结构的强度等。
当构筑物支承于相邻建(构)筑物上而支座连接强度不足或采用滑动支座、
滚动支座时,尚应对两相邻结构单元在相背水平振动时有无落梁的可能进行鉴
定;当有落梁可能时,应采取措施,如加强支座连接,适当加长支承长度,设
置用以限制过大移动的构造措施等。
全厂(矿)的固定测量基准点至少应有四个位于对抗震有利的地段。不符
合要求时,应补设或采取措施,并应予以妥善保护。当全厂(矿)均位于软弱土
或可液化土地段时,可将固定测量基准点设置在桩基上,而桩基应深至软弱土或
可液化土的下界面以下,或对设置固定测量基准点部位的地基进行局部加固。
进行构筑物的抗震鉴定和加固,有关砖结构、木屋盖的抗震构造要求,尚
应符合国家现行工业与民用建筑抗震鉴定标准的有关规定。抗震验算中,除本
标准另有规定者外,均应按下列国家标准执行:
《建筑结构抗震设计规范》;
《室外给水排水和煤气热力工程抗震设计规范》;
《混凝土结构设计规范》;
《砖石结构设计规范》;
《钢结构设计规范》;
《建筑地基基础设计规范》。
第二章场地、地基和基础
第一节场地
第条进行抗震鉴定时,场地土的分类宜符合下列规定:
一、I类——坚硬土,包括岩石,密实的碎石类土,坚硬的老粘性土。
二、Ⅱ类——中等土,除I、Ⅲ类以外的一般稳定土。
三、Ⅲ类——软弱土,包括淤泥,淤泥质土,松散的砂,新近沉积的粘性土和
轻亚粘土(粉土),可液化土,静基本容许承载力小于130kPa的填土。
注:场地土一般可按基础底面(或端承桩支承面以下)10m范围内或摩擦桩
桩长范围内土的类别划分;当上述范围内的土为多层土时,可按厚度加权平均的
方法确定土的类别。
在8度和9度地区,对基岩上的构筑物,除基本周期小于或等于0.3s的A
类构筑物外,其抗震构造措施可按鉴定加固的烈度降低1度采用,但地震力应
按原鉴定加固的烈度计算。
Ⅲ类场地土上基本周期等于或大于1.2s的A类构筑物和各类重要性等级
构筑物的突出屋面小型结构,除应满足本标准有关章节的抗震要求外,还宜适当
提高薄弱部位的安全系数,并应设有具有良好吸能能力的抗侧力结构(当采用
交叉支撑时,斜撑杆的长细比不宜大于120),或设有先行出现塑性变形的辅助
(或赘余)抗侧力结构体系。
对建在不均匀地基(如故河道,暗藏的塘浜沟谷的边缘地带,边坡的半挖
半填地段,山区中岩石与土交接地带,以及成因、岩性或状态明显不同的其它
严重不均匀地层)或不同型式基础上的同一构筑物结构单元,除应满足有关章
节的抗震要求外,尚应考虑不均匀沉降和不同地震反应对结构的不利影响,可
在不均匀地基交界处或不同型式基础处及其附近,对结构的薄弱部位(强梁弱
柱纯框架结构中的柱,强柱弱梁纯框架结构中的梁,以及梁柱节点,大偏心结
构单元的角柱,沿主轴方向杆件长细比值大的柱间支撑等),采取提高其承载
能力和对不均匀沉降适应能力的措施;采取调整不同区段结构侧向刚度等以减
少地震反应差异的措施,设置先行出现塑性变形的辅助(或赘余)抗侧力结构
体系。
注:不均匀地基上地震受损后可能形成严重次生灾害的刚性管线,也应设
有减轻不均匀沉降影响的措施。例如,对管道采用柔性接头;设有可伸缩段;
当管道穿过墙体时墙体具有较大的孔洞尺寸,并填有柔性吸能材料等。
对有全地下室、箱形基础或筏片基础的构筑物,除主要受力层有软弱土和
可液化土外,一般可适当降低结构的抗震构造要求。
第二节非液化土地基和基础
第条在非地震组合力作用下,当构筑物沉降已经稳定且现有状况良好,或沉
降虽未稳定但已确定其地基基础能够满足非地震组合力作用下的设计要求时,
除下列情况外,可不进行其地基基础的抗震验算和抗震加固:
一、8度或9度区,使用条件下受较大的水平推力且地震时水平力有较大增
加的结构(如挡土墙等)或构件(如拱脚、井架的斜架等),宜进行其基础的
抗滑稳定性验算。
二、对要求进行结构抗震强度验算的高重心的高耸构筑物,宜验算其地基
的抗震强度。
三、当构筑物结合抗震加固进行改建而荷载有较大增加时,应对其地基基
础进行静承载力计算和抗震验算。
进行非液化土地基的抗震强度验算时,地震组合力作用下的地基承载力应
满足下列公式要求:
式中σ、σmax——分别为基础底面的平均压应力和基础边缘的最大压应力
(kPa);
R——地基基础设计规范规定的经基础宽度和深度修正的地基土静容许承
载力(kFa);
Ψ1——地震短暂作用对地基土容许承载力的调整系数,可按表.2-1取用;
Ψ2——地基土长期受压后容许承载力的提高系数。对岩石、碎石土、新近沉
积粘性土、淤泥及地下水位以下的淤泥质土、可液化土,应取Ψ2=1;对其它土
类,在地基沉降已经稳定,且构筑物未出现因地基变形引起的裂缝等损坏和超过
容许的地基变形值时,可按已有构筑物基础下地基土承载力试验值与原地质勘
察资料中相应标高土层试验值(或在自由场地相应标高同类土的试验值),的对
比结果取值;当无勘察资料时,也可按表-2取值。
注:σo系已有构筑物基础底面的实际平均压应力(kPa)。
第条对结合抗震加固进行改建的构筑物,如作用于基础上的重力荷载有较大
增加时,除应验算地震组合力作用下的地基承载力外尚应按下列公式验算非地
震组合力作用下的地基承载力:
式中——分别为改建后非地震组合力作用下基础底面的
平均压应力和基础边缘的最大压应力(kPa)。
对非液化土地基上的基础进行地震组合力作用下的抗滑验算时,抗滑阻力可考
虑基础底面与地基土之间的摩擦力与基础正侧面被动土压力的1/3;经验算不符
合要求时,应采取适当措施,例如,设置符合本标准附录二要求的混凝土地坪,
增设抗滑趾;增设基础梁(或联系梁),其与基础的连接应按能承受地震时出
现的拉力和压力,其值对杆系结构可取与其相连的支撑斜杆按实际截面出现屈
服和压曲时内力的水平分量。
对要求验算结构抗震强度的高位贮仓、高架砖混通廊、塔类结构等高重心
的高耸构筑物,应按下列公式进行地震组合力作用下的抗倾覆验算:
式中eo——地震组合力作用下基础底面竖向力和弯矩的合力作用点
对基础底面截面形心的偏心距(m);
B——验算方向的矩形基础宽度(m);
D——圆形基础直径(m);
不符合要求时,应采取扩大基础、减少偏心距等措施。
第三节可液化土地基
第条当构筑物地基土在室外地面以下15m范围内有饱和砂土或轻亚粘土时,
应对其地震时是否可能液化及地基液化危害性进行鉴定,并应按地基的液化等
级和构筑物类别确定工程处理原则。
(Ⅰ)液化判别
饱和砂土层和轻亚粘土层可按下列单项指标进行液化判别:
一、地质年代为第四纪晚更新世(Q3)或其以前的砂土或轻亚粘土,可判
为非液化土。
二、7度、8度和9度区,粒径小于0.005mm颗粒的含量百分率分别不小于
10、13和16的轻亚粘土,可判为非液化土。
注
经初判确定为可能液化或需考虑液化影响的饱和砂土或轻亚粘土,应按第当饱
和砂土层和轻亚粘土层的标准贯入锤击数实测值N63.5(未经杆长修正)小于下
式算出的液化临界标准贯入锤击数Ncr时,则可判为可液化土层。
式中ds——饱和土标准贯入点深度(m);
dw——地下水位深度(m);
ρc——粘粒含量的百分率(%),当ρc<3时,取ρc=3;
No——饱和土的液化临界标准贯入锤击数,对7、8、9度区可分别取6、10
和16。
第条
式中
(Ⅱ)地基液化危害性鉴定
第条
当(1-Ni/Ncri)≤0时为不液化点,均取零。
式中P1——地基液化指数;
Ni和Ncri——分别为土层中第i个标准贯入点的标准贯入锤击数实测值和
临界值;
n——每个钻孔中饱和土层的标准贯入点总数;
di——第i个标准贯入点所代表的土层厚度(m),按图
图液化指数计算简图
液化土地基所产生的不均匀沉降对构筑物的危害程度可按表粗略判断。
(Ⅲ)液化土地基的工程处理原则和措施
表中,构筑物重要性类别应按本标准第条确定。
工程处理原则的类别应按下列要求划分。对液化沉降敏感的B类构筑物,
当地基液化等级为Ⅱ、Ⅲ注:①②③液化敏感的结构包括对不均匀沉降有严格
要求的柱承式贮仓等强梁弱柱结构,支承柱塑性变形能力低的结构;对倾斜有
严格要求、基本周期大于1.2s的高耸结构;对渗漏有严格要求的地下钢筋混凝
土结构,天然地基上的井塔等。
对已有构筑物的可液化土地基,如需完全消除或部分消除液化可能性或其
不均匀沉降危害性时,可按具体条件选用下列某项或几项措施:
一、采用桩基,特别当原为深入非液化土的桩基而仅需适量增加桩数时,
可在原基础周侧补设桩并以现浇钢筋混凝土承台与原基础连成整体,此时,桩
基抗震设计应符合本章第四节要求。
二、降低地下水水位。消除因槽、罐、管道等渗漏及排水系统不合理造成
地下水水位显著提高的因素,以使基底下减少饱和上厚度和增加非饱和土层厚
度。降低水位后对减少液化及其沉降危害性的效果,应再作评定。
三、设置排水桩或挤密砾石桩(以下统称排水桩),可在条形基础两侧和
块式基础周侧没置竖向砾石
排水桩;或在大块基础周侧设置排水桩,而在基底采用旋喷桩。排水桩的有效
深度,对基本周期大于1.2s的A类构筑物、柱承式贮仓和井塔,宜至可液化土
层的底面;对基本周期不大于0.5s的各类构筑物,宜残留可液化土层,此时,
基底以下处理深度不应小于4m,且不应小于地基主要受力层深度。基础侧边排
水桩处理范围不应小于排水桩长度的1/2,且不宜小于2m。在排水桩处理范围
及以远一定区段的地表面,应铺设渗透系数大的粗粒料层以组成横向排水通道,
在其上应铺设混凝土预制板块等面层以防止排水通道淤塞。排水桩的设计应经
过专门计算。
四、透水压重处理。在构筑物基础侧边增加孔隙比大的材料,以增加覆盖
压力,减轻浅层饱和土的液化程度。例如,采用堆砂土或重料,或对局部地面
更换质量大且孔隙比大的材料。覆盖压力应经过计算,压重范围可按第三款要
求取用。
当各类构筑物的基础附近有地坑、沟壕时,均宜采取防止喷水冒砂的措施。
五、穿过已有基础打眼后用旋喷桩加固基础以下的可液化土层,并在基础
侧边设旋喷桩。
六、基础周侧用板桩、挤密砾石桩或地下连续墙等围封,板桩或连续墙宜
深至不透水土层。
七、当可液化土层位于浅层且基底以下的厚度不大时,可采取基础托换法,
将基础加深至非液化土层。
八、对B、C类建筑,可采取覆盖法,将基侧回填土换成渗透系数大的粗粒
料,并使其与铺设于地表的粗粒料层连通,上设可靠锚固且经计算的钢筋混凝
土地坪。
第条
第四节桩基
第条对使用条件下主要承受垂直荷载的低承台桩基,当同时满足下列
条件时可不进行桩基的抗震强度(竖向承载力和水平承载力)验算。
一、构筑物结构没有因桩基不均匀沉降引起损坏。
二、桩尖和桩身周围无可液化土层。
三、桩承台周围无可液化土、淤泥、淤泥质土、松砂或疏松的回填土。
四、地震时没有因边坡滑坡、崩塌和相邻建(构)筑物倾倒等震害而对桩
产生附加水平推力。
非液化土地基中的低承台桩基当不符合本标准
要求时,可按下列要求验算抗震承载力或采取措施:
一、桩基竖向承载力的抗震验算,可按工业与民用建筑地基基础设计规范
中静竖向承载力的验算方法进行,但在地震组合力作用下单桩容许承载力的取
值,当桩承台周侧设有符合本标准附录二要求的混凝土地坪时,可取1.4倍单
桩静容许承载力;当未设置上述地坪时,则应扣除承台以下3m长度范围内桩与
桩周土的摩擦力。
二、桩基水平承载力的抗震验算,除可考虑桩自身的水平抗力(按1.25倍
静容许水平抗力取用)外
,当无混凝土地坪时,还可按第条规定考虑承台正侧面土的水平抗力;当有上述
地坪时,还可考虑地坪的水平抗力,但所有情况均不应考虑承台底面与土之间的
摩擦力。
N=Pa-T()
式中N——单桩竖向容许承载力(kN);
Pa——土层未液化时的单桩容许承载力(kN),按第条第一款确定;
T——考虑由于土层液化及桩的上部与桩周土脱离而使容许摩擦力减少的
总值(kN),其中,桩的上部与桩周非液化土脱离的长度,当具有符合要求的
混凝土地坪时可取为零;当无此条件时,可取3m。经验算不能满足要求时,宜
采取减少桩与桩周土间摩擦力的措施。例如,当原未设混凝土地坪时,增设之;
对可液化土层进行防液化处理等。必要时,也可增加桩数并与原基础连成整体。
桩伸入稳定土层中的长度(不包括桩尖长度)应按计算确定,但对碎石类
土、砾砂、粗砂、中砂和坚硬粘性土,不宜小于0.5m,对其它非岩石土,不宜
小于2m。
第五节挡土墙和边坡
第条在7度区Ⅲ类场地土和8度、9度区,墙身高度大于4m的挡土墙,应
验算墙身及其地基基础的抗震强度和稳定性。对高度不大于12m的挡土墙,作
用于墙身的水平地震力可按下式计算:
式中
式中E′A——地震时作用于墙背每延米长度上的主动土压力(kN/m),
确定其作用点和方向的方法与不考虑地震时相同;
γ——土的容重(kN/,水下时取浮容重);
H——挡土墙墙身高度(m);
K′A——地震时主动土压力系数。
地震时主动土压力系数可按下式计算,或按库伦公式中代换前述内摩擦角、
墙背摩擦角和土的容重后直接查表求得。
式中φ——土的动内摩擦角(°);
δo——墙背与填土之间的动摩擦角(°);
εo——墙背与铅直线间的夹角(°),墙板俯斜时取正值,仰斜时取负值;
λ——墙背填土与水平面间的夹角(°);
θ——地震角(°),即重力和水平地震力的合力与铅直线间的夹角(如
图
地震角θ值表
注:①当为可液化土时,φ、δo值均取为零;
②当无动摩擦角φ、δo的可靠试验资料时,可近似地按静摩擦角取
值。
第条
注:下部为基岩、上部为覆盖土层的边坡,可视覆盖土层的胶结程度参照d、
e类边坡取值。
地震作用下土坡的抗滑稳定性验算,可采取土坡稳定的条分法,安全系数
不宜小于1.1。作用于滑动面以上各土条重心处的水平地震力可按下式计算:
式中Cz——综合影响系数,取0.25;
α——水平地震影响系数;
Wi——第i土条的重量(kN/m)。
第条为提高边坡的抗震稳定性,可采取下列措施或其它有效措施。
一、放缓边坡,设置有较宽平台的阶梯式边坡。
二、合理排水,坡面种草植树。
三、对临空面采取护岸措施,防止坡脚的浸蚀。
四、在构筑物与其上方陡坡之间修建宽而深的沟或挡墙,以截止滚石或小
的滑体。
五、消除构筑物上方的崩塌体;设锚杆,加支挡。
六、对风化严重或节理发育的岩质边坡采取延缓风化的措施。
七、当坡脚或坡体有可液化土层时,采取防液化等措施以减少滑动危险性
和缩小滑动范围。
第三章贮仓
第一节钢筋混凝土贮仓
第条对贮存散状物料的独立体系钢筋混凝土贮仓进行抗震鉴定时,应检查
下列部位和内容:
一、柱承式贮仓中,支承柱的轴压比和配筋率,支承柱上下端和支承框架
梁柱节点的封闭箍筋设置;柱间设有填充墙时墙体的材料、砌筑质量及其与柱
的拉结,柱间设有支撑时支撑的配置及节点强度。
二、筒承式贮仓支承筒洞口的加强构造。
三、仓上建筑承重结构与仓顶的连接,层面与其承重结构的连接等保证结
构整体性的措施。
四、贮仓与毗邻结构(高架通廊、其它群仓结构单元和过渡平台等)之间
的关系。
五、柱承式贮仓结构单元有无产生严重偏心的因素。
六、柱承式贮仓有无产生不均匀沉降的地基条件。
(Ⅰ)结构抗震验算
贮仓的下列部位可不进行抗震强度验算:
一、贮仓仓体。
二、下列情况的仓下支承结构:
1.7度区I、Ⅱ类场地土,柱承式方仓的支承柱。
2.7度和8度区,截面总面积接近仓壁截面面积且布置均匀的圆筒仓支承
柱。
3.7度区,筒承式贮仓的支承筒;8度区,双面配筋、壁厚不小于150mm,
且在同一水平截面内的孔洞圆心角之和不超过110°、每个孔洞的圆心角不超过
55°的支承筒。
三、下列情况的仓上建筑:
1.7度和8度区,构造柱和圈梁的设置符合要求的砖混结构,钢柱或钢筋
混凝土柱下端为刚接的轻、重屋盖结构。
2.9度区,钢柱下端为刚接且为轻质材料围护的结构。
第条
二、结构基本周期可按下式计算:
式中w——仓下柱顶部以上结构和设备全部重量、散状物料有效重量,以及
仓下柱重量的40%之和(kN);
g——重力加速度(m/);
δ11——单位水平力作用于柱顶(质点1)时在该处引起的水平位移(m/kN)。
对空框架支承结构,应按下式计算:
其中,H1为仓下支承柱高度(m);Ei、Ji分别为i柱的弹性模量(kPa)
和截面惯性矩();n为仓下柱根数。
对有实心砌体填充墙的支承框架,可按下式计算:
其中,Kfw为填充墙框架的侧移刚度(kN/m),可按《建筑抗震设计规范
(GBJ11—89)》计算;
对设有柱间支撑的支承框架,可按本章公式
表中,T1、T2分别为柱承式贮仓的基本周期和第二振型周期;相关参数PT
可按下式计算:
式中δ22——按图(b)计算简图,作用于质点2的单位水平力在该点处引
起的水平位移(m/kN);
W1——集中于仓下柱顶部的重量(kN),包括仓体结构自重、贮料有效重量
和置于仓顶平台上的设备等重量,以及仓下支承柱重量的40%;
W2——仓上建筑及置于其上的设备重量之和(kN)。
式中Wi——质点i的重量(kN),取质点i的上、下两质点之间高度范围内
仓壁和贮料有效重量之和的一半。顶部质点设置在仓顶处,其重量还应包括仓
顶平台、仓上建筑和设备的重量。最下部质点当取少数质点体系时,宜设置在
支承筒壁与仓体交接处,该质点的集中重量应包括支承筒壁重量的40%;
ξT——支承筒壁孔洞影响系数,沿x轴方向计算时取1,沿y轴方向取
0.85;
δnn,δin——作用于顶部质点n上的单位水平力分别在质点n和i处引
起的水平位移(m/kN),可按第条进行计算。
二、当支承筒壁在孔洞处的截面惯性矩不小于仓体截面惯性矩的65%,且支
承筒壁的高度不大于贮仓至仓顶总高度的30%时,筒仓可简化为单质点体系的悬
臂梁计算简图,按公式-1计算基本周期,但质点应取在仓顶;质点重量应取贮
仓全部结构自重的1/4、贮料有效重量的1/2及仓顶平台以上仓上建筑和设备重
量之和。
仓顶作用单位水平力时在该处引起的水平位移可按下式计算:
式中H——筒仓总高(m);
E、J——分别为仓体弹性模量(kPa)和截面惯性矩()。
第条位水平力作用下的水平位移:
二、沿y轴方向,贮仓按悬臂梁的计算简图,由下式计算单位水平力作用下
的水平位移:
式中δij——单位水平力作用于j处引起i处的水平位移(m/kN);
li——底段的长度(m);
J1——底段筒壁开孔处弧形截面的惯性矩();
Jk——各段的截面惯性矩();
E——贮仓结构材料的弹性模量(kPa);
lk——各段的长度(m);
dji——各质点间的高度差(m),dji=Hj-Hi;dji=Hj-Hk;
Hk——各质点的高度(m);
G——贮仓结构材料的剪切模量(kPa);
Ak——各段的截面面积(㎡)。当按公式柱承式方仓当组联的长宽比过大,
且各仓格贮料因容重和(或)充盈程度相差过大而形成质量中心对刚度中心的
偏心距过大时,可按振型分析法或确有依据的简化计算方法计算扭转地震效应。
当采用扭转效应系数法时,可按下式计算:
式中Qt——偏心结构单元由地震扭转及平动产生于竖向抗侧力构件的地震剪
力(kN);
Qo——偏心结构单元仅考虑平动时产生于竖向抗侧力构件的地震剪力
(kN);
ηt——偏心扭转影响系数,当0.1<ε≤0.3时,可按ηt=0.65+4.5ε
计算;
ε——偏心参数,当水平地震力沿x轴(或y轴)方向作用而在y轴(或
x轴)方向有偏心距(ey或ex)时,相应方向的偏心参数分别为
ys(或Xr)——在x轴(或y轴)方向的水平地震力作用下,相应方向第s(或
r)竖向抗侧力构件与结构单元总质量中心的距离(m),其中,总质量指集中
于仓下支承柱顶部的全部质量〔图(c),图中的重量换以质量〕;
Kxx(或Kyy)——仓下各竖向抗侧力构件在x轴(或y轴)方向的平动刚
度之和(kN/m),
Kφφ——仓下各竖向抗侧力构件对结构单元总质量中心的总抗扭刚度
(kN?m),可忽略竖向抗侧力构件自身的抗扭刚度,
ex(或ey)——仓下各竖向抗侧力构件的刚度中心对结构单元总质量中心
在x方向(或y方向)的偏心距(m),
n——仓下抗侧力构件总数。
当偏心参数ε≤0.1时,可不考虑偏心扭转效应;当ε>0.3时,应按空
间体系,采用振型分析法等精确计算方法,或采取减少偏心距、增大抗扭刚度
的措施。
第条结构和地基的抗震验算应取下列内力的最不利组合:
一、有效重力荷载作用下的压力,其中,散状物料的有效重力荷载应按实际
最高料位时的重量乘以表对已有的或补设的纵、横向柱间支撑进行抗震验算
时,斜杆长细比小于200的交叉支撑宜考虑拉、压斜杆共同工作,可按下列方法
进行计算:
一、确定贮仓结构自振周期和柱列水平地震力分配时,柱间支撑在单位水
平力作用下的位移可按下式确定:
式中δti——交叉支撑中仅考虑斜拉杆受力时,单位水平力作用下第i节
间的相对位移(m/kN);
φi——第i节间斜杆轴心受压稳定系数,应按钢结构设计规范采用;
ηi——第i节间偏心受力节点对斜压杆稳定的影响系数;对双角钢斜杆取
刀ηi=1;对单角钢斜杆,当长细比λ≤100时取ηi=0.7,当λ=200时取
ηi=1,λ为中间值时按线性插入。
二、第i节间支撑受拉斜杆的拉力可按下式确定:
Nti=Pbi(1+ξcηiφi)cosθ(-2)式中Pbi——第i节间支撑分担的
地震剪力(kN);
ξc——非弹性工作阶段的交叉支撑中斜压杆的强度参与系数:λ<100时
取ξc=0.6,λ=100~200时取ξC=0.5;
θ——斜杆与水平面的夹角(°)。
第三章贮仓
第一节钢筋混凝土贮仓三、斜拉杆可按下式进行抗震强度验算:
式中A——斜杆截面面积(㎡);
σs——杆件钢材的屈服点(kPa);
K1——强度安全系数,其值不得小于1。
当已有柱间支撑经验算K1<1时,应加固或增设柱间支撑。
第条对已有或增设的柱间支撑,其节点应符合下列要求:
一、支撑节点的焊接连接,可按斜拉杆实际截面屈服内力与其连接等强的
非抗震设计要求进行验算。
二、柱间支撑与柱连接预埋件的锚筋总面积宜符合下式要求:
式中N——
支撑斜拉杆全截面屈服拉力(kN),N=σs?A;
Ψ——斜拉杆屈服内力产生于节点的弯矩与剪力的组合作用系数,
eo——偏心距(m),即锚筋总截面面积中心线与支撑斜拉杆轴线的交点至锚板
外表面的距离,当此交点交于锚板外表面的内侧时取eo=O;
z——外排锚筋中心线之间的距离(m);
Rg——锚筋钢材受拉设计强度(kPa);
σs——斜撑杆钢材屈原强度(kPa);
αr——锚筋排数影响系数,二排时取1,三排时取0.9,四排时取0.85;
αv——锚筋抗剪强度影响系数,0.7,其中,Ra为
混凝土抗压设计强度,d为锚筋直径,取mm为单位的无量纲数值代入;
αb——锚板弯曲变形影响系数,αb=0.6+0.25t/d,其中,t为锚板厚度
(mm),当具有避免锚板弯曲变形的措施时,可取αb=1;
K2——强度安全系数,取1.3,且K2≥1.2K1,K1为第条支撑斜拉杆的强度
安全系数。
当锚筋经验算不符合要求时,宜首先采取减少节点地震内力的措施。例如,
对未设弦杆的节点补设弦杆或基础系梁以平衡斜拉杆屈服内力的水平分量;对
锚板加焊加劲板使锚板弯曲变形系数等于1。必要时采取加固节点的措施。
(Ⅱ)抗震构造措施
(对I级钢筋或5号钢钢筋)或80%(对Ⅱ、Ⅲ级钢筋);当有绑扎接头时,对
A类建筑的支柱不应大于1%,且搭接长度应满足受拉钢筋要求,在搭接长度范围
内封闭箍筋间距不宜大于边排纵向钢筋中最小直径的5倍。
注:当支柱纵向钢筋在其绑扎接头范围设置施加围压的外包钢板箍时,钢
筋的最大配筋率可按无绑扎接头时取值。
三、对支承柱下列任一部位在高为柱截面长边(当贮仓纵向沿柱全高设有剪
力墙、实心砌体填充墙或柱间支撑时,取高为柱横向截面尺寸)范围内设有焊
接接头的纵向钢筋,其闪光接触对焊接头可不加固,电弧焊接头可按表-2确定
是否加固。
1.仓底以下。
2.基础顶面以上,当有混凝土地坪时为地坪以上。
3.支撑框架柱与横梁交接面以外。
注:熔池焊焊接所用焊条应为氢型焊条。
不符合上述要求时,应加固,或采取减少支承柱分担的水平地震力比例等
措施,如加设符合要求的填充墙或柱间支撑等。
第条注
注:①轴压比N/ARa,N指重力荷载产生的轴压力,A为柱截面面积,Ra为混
凝土轴心抗压设计强度。混凝土标号不得小于200号,必要时,对B、C类建筑
的现浇柱,可适当考虑混凝土的后期强度。
②表中括号内数值对加固仅适用于外包钢板箍。
③当拉筋为下列情况之一时,才允许计入体积配箍率:1)两端均具有
130°弯钩;2)设置直钩端那一侧有填充墙时;3)补设外包钢板箍时。
封闭箍筋最大间距和最小直径表-2
注:①d为未设填充墙或柱间支撑的柱列中支承柱截面外排纵向钢筋的最小直径
(确定箍筋间距时)或最大直径(确定箍筋直径时);
②箍筋间距不应大于表中数值的较小值,箍筋直径不应小于表中数值
的较大值;
③当轴压比大于0.45时,还宜满足肢距不大于300mm的要求。
三、非加密区箍筋间距不宜大于加密区箍筋间距的两倍。
第条当贮仓结构单元的支承柱(支承框架)设有填充墙时,填充墙应符合
下列要求:
一、填充墙应为实心砖砌体,砖标号不应小于75号,砂浆标号不应小于25
号。
二、贮仓单元端开间的柱间填充墙不应有洞口,9度区并应为钢筋网砂浆
夹板墙。
三、填充墙与框架梁柱应具有可靠的连接。
四、填充墙应沿全高设置。
五、填充墙应对称设置。
不符合上述要求时,可按附录三选用处理措施。
当贮仓支承框架(柱)设有纵向柱间支撑时,支撑系统的布置应符合下列
要求:
一、柱间支撑应为超静定体系,并沿全高设置。支撑系统应保持完整。通
过支撑系统传递纵向水平地震力的途径有中断时,应补设短缺的杆件、提高传
力途径中薄弱环节的强度等措施予以连通。
二、各纵向柱列的柱间支撑侧向刚度应相近,应减少质心对刚心的偏心。
三、当同一结构单元的同一柱列中有几组柱间支撑时,各组支撑框架的侧
向刚度宜均衡。
四、当沿高度方向设有多层支撑时,上层支撑的强度安全系数不应小于下
层支撑的强度安全系数。层间应有平衡节点部位拉压杆最大内力的水平弦杆。
五、柱间支撑的斜杆中心线与柱中心线的下节点交点不宜交于基础顶面以
上(或混凝土地坪以上)的柱段。
六、斜撑杆应无初始弯曲。支撑的节点板在平面外不应有较大的偏心,对
单面连接单角钢杆件的节点板宜有防止扭曲的加劲板。
七、支撑斜杆的长细比,7度和8度区不应大于150,9度区不宜大于120。
支承筒壁上开设孔洞时,每个孔洞对应的圆心角不得超过70°,同一水平
截面内开孔的圆心角之和不得超过140°。
当圆孔直径或方孔边长在1m以内时,孔洞边缘应有附加配筋,其配筋量不
宜小于被洞口切断钢筋的截面面积,且伸过洞口边的长度不宜小于钢筋直径的
30倍。当孔洞较大时,应设有加强框,加强框的配筋量不应小于被洞口切断钢
筋的截面面积。9度区,支承筒的筒壁厚度不应小于150mm,并宜为双面配筋。
砖墙承重的仓上建筑应符合下列要求:
一、7度区,砖墙顶部和楼层平面处为装配式钢筋混凝土屋盖和楼盖时,预
制板与闭合圈梁间应具有可靠连接;当为轻型屋盖时,结构单元两端应各设有
一道横向水平支撑。
二、8度和9度区,除应满足第一款要求外,墙体还应有间距不大于6m的
构造柱,构造柱的下端与仓体、上端与檐口卧梁(圈梁)间应具有可靠连接。
三、当贮仓结构单元的仓上建筑一端封闭另一端敞开时,山墙宜设有与墙
体可靠拉结的钢筋网砂浆面层。
第条相邻贮仓结构单元之间或贮仓与毗邻结构(过渡平台,独立支承的通
廊,偏屋等)之间的防震缝应符合下列要求:
一、最小宽度按下列要求取值:
1.当柱承式方仓在地震下可能碰撞部位(包括外臌件)的高度在15m以下
时,一般可取70mm;当超过15m时,对7、8、9度区,分别每增高4、3、2m,
加宽20mm。当两相邻结构或其中之一有严重偏心时,应适当加宽。
2.对筒承式贮仓和柱承式圆满仓结构单元,其与相邻结构间的防震缝最小
宽度可按第一款数值的70%取用。
二、独立支承的通廊悬臂端四侧应与仓上建筑对应的洞口之间留有间隙,其
值不宜小于100mm;此时,第一款的防震缝最小宽度可适当减少。
三、当相邻的柱承式方仓单元之间采用简支梁上铺板的型式形成过渡跨时,
简支梁与相邻单元的同向相应水平构件(例如,仓下保温层楼层梁,支承框架
横梁,仓顶平台)应位于同一标高上,梁的简支端端部与支柱、仓体等的间距
宜符合防震缝最小宽度要求,且简支端与其支承牛腿的连接应保证无落梁可能
性。
8度和9度区,支承于仓上的通廊与贮仓间的抗震构造应符合下列要求:
一、当与贮仓相邻的通廊单元无井式井架时,应减少通廊大梁作用于支承
面处的地震内力,可在通廊大梁(桁架)端部的顶面与相邻支承结构间增设焊
接连接的水平薄钢板,其截面面积不应小于原有锚栓的截面积,焊接连接应满
足与连接钢板等强的要求。
二、当相邻的通廊单元为大跨重型通廊但支承点无第三款的偏心时,除应
按第一款要求采取措施外,通廊单元尚应设有井式支架。
三、大跨重型通廊当其纵轴线与仓下(或仓上建筑)抗侧力结构的刚度中
心之间有较大偏心时,除应满足第二款要求外,尚应符合下列要求:
1.仓上建筑和仓下支承结构应有较大的抗扭刚度。
2.整条通廊的另一端,其支承结构或毗邻结构经抗震鉴定确无倒塌或严重
倾斜的可能性。
当贮仓单元各区段位于软弱土天然地基上时,仓下支承柱应符合第二章对
不均匀沉降敏感结构的有关要求。
第二节钢贮仓
第条柱承式钢贮仓的抗震鉴定可不进行地震力计算,但应检查支承柱纵横
向柱间支撑、锚栓和仓上建筑的构造措施。
二、锚栓的最小埋置深度(不包括后浇混凝土面层)对锚梁或劲性锚板
式为10d(d为锚栓外径),对普通锚板式或锚爪式为15d,对直构式为25d。
三、螺帽规格应符合国家标准要求,并应全部拧入栓杆。
四、锚栓至混凝土基础边缘的距离不应小于4倍锚栓直径,且不应小于
150mm。
五、处于腐蚀条件下的基础,其混凝土实际标号不应低于150号。
不符合上述要求时,可按本标准附录四选用加固措施。
第条当钢柱支承于钢筋混凝土短柱式基础上时,对该基础应进行抗震强度
验算,作用于短柱顶部的水平地震剪力,可取纵向柱列交叉支撑斜拉杆屈服内
力的水平分量;也可通过补设基础梁或支撑下弦杆以平衡拉压斜杆最大内力的
水平分量,或对短柱式基础外包钢板箍等措施直接进行加固。
仓上建筑及其与通廊间的关系,可按本章第一节的有关抗震构造要求进行
鉴定和加固。
第四章槽罐结构
第一节钢贮液槽的钢筋混凝土支承筒
第
式中H——贮槽顶面高度(m);
ρ1——槽体高度与槽顶高度之比,ρ=(H-H1)/H;
H1——支承筒筒体高度(m);
γ——贮液容重(kN/);
E,Eh——分别为贮槽钢材和支承筒混凝土的弹性模量(kPa);
D——槽体内径(m);t1,t2——分别为支承筒筒壁的厚度和槽体壁的加
权平均厚度
2.当设有加劲肋时:
式中b——基础环宽度(m),取基础环的外半径与钢贮槽外半径的差值;
〔σ〕b——基础环钢板的容许应力(kPa),按钢结构设计规范容许应力
的1.25倍取用;
σb——基础环下支承筒顶面混凝土的最大压应力(kPa),
W——验算截面以上的总重量(kN);
λv——竖向地震作用系数,对8度和9度区可分别取0.1和0.2;
Ab,Zb——分别为基础环的面积(㎡)和截面抵抗矩(),
b/a0.50.60.7~2
ξ值1.31.151
注:表中a为加劲肋间距。
二、贮槽基础环与支承筒间锚栓的根径可按下式验算:
式中dr——锚栓根径(m);
σb——地震时底坐盖板上的最大拉应力(kPa),
S——锚栓个数;
——分别为盖板面积(和截面抵抗矩();
〔σ〕d——锚栓材料容许应力(kPa),可按钢结构设计规范容许应力的
1.25倍取用;
C4——锚栓腐蚀裕度,按生产条件确定。
第条支承筒筒壁应符合下列构造要求:
一、同一水平截面上筒壁洞口的宽度之和不应大于圆周长度的1/4,且相邻
洞口之间的宽度不应小于500mm200mm。
四、筒壁应双面配筋,两层钢筋之间应有间距不大于500mm的S形拉筋,
竖筋和环筋直径分别不宜小于12和10,间距均不宜大于200mm
第二节贮气柜的钢筋混凝土水槽
第条本节适用于容积不大于5000贮气柜的水槽以及7度区和8度区
I、Ⅱ类场地土上容积不大于1000Ⅲ类场地土上贮气柜的安全阀和钟罩升降装
置应安全可靠。
第三节钢筋混凝土油罐
第80mm,并宜有拉结措施;梁在柱顶上的支承长度不应小于120mm
第五章皮带通廊
第一节一般规定
第条进行地面皮带通廊抗震鉴定,应检查下列部位的强度和质量:
一、砖石支承结构。
二、砖通廊和砖混通廊廊身砌体的质量,保证砖砌体与通廊大梁(桁架)
和屋面结构整体性的措施。
三、通廊与支承建(构)筑物及毗邻建(构)筑物之间的相互关系。
注:①以下条文中对地面皮带通廊简称“通廊”。
②本章中砖混通郎是指支架和通廊大梁(桁架)为钢筋混凝土结构或
钢结构、廊身维护结构为砖砌体的通廊。
第二节抗震强度验算
第条除通廊支承结构为砖石砌体者外,下列形式的皮带通廊满足有关构造
要求时可不进行加固。
一、I类和Ⅱ类场地土中的地下通廊。
二、采用钢筋混凝土结构或钢结构的敞开式、半敞开式和露天形式通廊。
三、轻质材料维护且为轻型屋面的钢结构通廊。
四、7度区以及8度区I、Ⅱ类场地土,轻质材料围护且为轻型屋面的钢筋
混凝土桁架式通廊。
五、7度区I、Ⅱ类场地土,钢筋混凝土桁架壁板合一式通廊。
六、钢筋混凝土箱形结构的通廊。
七、7度区Ⅰ、Ⅱ
Kxx——通廊单元在x轴方向产生单位水平位移时,各支架顶端的横向弹性
反力之和(kN/m),
n——支架数量;
Kxi——第i支架顶端在x轴方向产生单位水平位移时,在该处引起的弹性
反力(kN/m);
Kφφ——通廊单元绕其总质心0产生单位转角时,各支架顶端的弹性反力
对总质心的力矩之和(kN·m),
yi——质点mi在y轴上的座标(m);
Kxφ——通廊单元绕总质心产生单位转角时,各支架顶端在x轴方向的弹
性反力之和
m——通廊单元的总质量(t),
——i支架质量集中于支架顶端的部分(t),取该支架质量的1/4;
L——通廊结构单元的长度(m);
I——通廊单元对其总质心的转动惯量(t·㎡),
二、通廊结构第j振型的横向总水平地震力:
ζj——第j振型通廊绕总质心的相对转角φj与总质心处相对横向水平位
移Xj的比值,
w——通廊总重量(KN),w=mg;
g——重力加速度(m/)。
三、通廊结构第j振型对总质量中心的地震弯矩:
四、第j振型作用于第i支架顶端的横向水平地震剪力:
式中Xj——Qj和Mj作用于通廊总质量中心处第j振型的相对横向水平位
移(m),
五、验算支架的抗震强度时,作用于第i支架顶端的横向水平地震剪力:
二、通廊横向基本周期:
一、通廊第i支架顶端纵向水平地震力:
1.两端与建(构)筑物脱开的通廊:
2.一端落地、另一端与建(构)筑物脱开的通廊:
第三节抗震构造措施
第条对于砖石砌体与钢(或钢筋混凝土)支架混合支承的斜通廊单元,7
度区和8度区Ⅰ、Ⅱ12m,墙厚不应小于240mm,砖标号不应低于75号,砂浆标
号不应低于25号。墙体顶部应有封闭圈梁(卧梁),圈梁还应与廊身钢筋混凝
土底板可靠焊接。
二、8度、9度区,尚应设有构造柱和圈梁,圈梁间距不宜大于3m;对砖拱
还应设有拱脚拉杆,或以实心砌体填塞拱洞或改成带钢筋混凝土边框的拱洞。
不符合上述要求时,应加固。当底板与卧梁无焊接时,应采用砂浆灌缝,
并在对应构造柱位置的底板下缘设置横向拉杆。
第150mmⅢⅢ类场地土和8
度、9度区,支架立柱宜延伸到顶,且应设有间距不大于6mⅢ100mm
第六章塔类结构
第一节井架
第45m,斜架与立架间夹角为21°~35°的单斜架钢井架,其基本周期可
按下列公式进行计算,所得计算值可乘1.2~1.4的震时周期加长系数。
Ⅲ类场地土和9度区Ⅱ类场地土,且立
柱沿横向的配筋量少于沿纵向配筋量的60%,以及9度区Ⅲ27m的A型、四柱型
和六柱型钢筋混凝土柱承式井架,其水平地震力计算中结构影响系数可取0.35,
基本周期可按下列公式进行计算,所得计算值可乘1.2~1.4的震时周期加长系
数。
10m的筒
型、箱型和Ⅰ字型独立砖井架,应符合下列抗震构造要求:
一、大门洞口应设有加强框。
二、8度和9度区,应设有钢筋网砂浆夹板墙或钢筋混凝土构造柱加圈梁,
圈梁沿墙高的间距不宜大于4mⅢ类场地土,且采用锁口盘基础或井架的立架直
接支承于井筒者。
二、Ⅲ类场地土,且井筒周侧回填不密实者。
三、可液化土地基。
当为非液化土地基时,可采用符合本标准附录二要求的混凝土地坪,或采
用旋喷桩等地基加固措施。地基加固范围,对第一款情况宜取整个地基,对第
二款情况可仅在井筒周侧。当为可液化土地基时,应按本标准第二章第三节从
严选用地基加固措施。
第二节钢筋混凝土井塔
第条进行钢筋混凝土井塔的抗震鉴定,应检查箱(筒)型井塔底层大门洞
口的配筋和构造,框架型井塔梁、柱及其节点的构造,提升机层框(排)架结
构的支撑设置、节点连接以及悬挑结构的强度。
第条8度区Ⅲ
楼面荷载包括下列荷载:
1.楼面结构自重和永久性设备自重,按实际情况取用。
2.楼面等效均布活荷载(不包括大设备),取200㎡。
3.箕斗重量和装载重量,箕斗可按其最高卸矿位置进行计算。可不考虑提
升钢绳、钢绳罐道、拉紧重锤的重量和罐笼及其装载的重量。
4.矿仓贮料重取有效容积贮量重的90%。
二、可按底部剪力法计算井塔的总水平地震力,其结构影响系数可取0.4。
质点n的水平地震力:
式中δn——质点n的地震力调整系数,对高度小于30m的井塔,δn=0;
对高度大于30m的井塔,δn=0.1;
Hk,Hi,Hn——分别为质点k、i和n离基础顶面的高度(m)。
三、计算水平地震力时,基本周期可按下列公式计算,所得计算值可乘1.2~
1.4的震时周期加长系数。
对箱(筒)型井塔:
3mⅢ4m3mⅢ
第三节钢筋混凝土造粒塔
第Ⅲ类场地土,8度区Ⅱ、Ⅲ类场地土和9度区,造粒塔的支承柱,高出塔
体的楼(电)梯间的梯壁部分,突出塔顶的操作室。
二、除7度区Ⅰ类场地土外,塔顶的排风罩。
三、8度区Ⅲ类场地土和9度区,直径为16~20m的塔壁;7度区Ⅱ、ⅢⅡ、
ⅢⅡ、Ⅲ
第四节塔型钢设备的基础
第Ⅲ类场地土和8度、9度区,钢筋混凝土圆筒式和构架式基础及其锚栓,
以及块式基础的锚栓。
二、8度区Ⅲ
式中H——从基础底板顶面至塔型设备顶面的总高度(m),
对圆筒式基础塔和构架式基础塔的总高度包括圆筒和构架的高度;
D——塔型设备外径(m),对变截面塔,可按各段高度和外径求加权的平
均外径,
w——正常操作时塔基础顶面以上的总竖向荷载(KN);
t——塔型钢设备的塔壁厚度(m),对变截面塔可取加权平均壁厚,
第五节双曲线型冷却塔
第
第六节机力通风凉水塔
第Ⅲ
第七章炉窑结
构
第一节高炉系统构筑物
第条本节适用于有效容积100及以上的高炉和高炉系统构筑物,包括高
炉、内燃式和外燃式热风炉、除尘器、洗涤塔以及桁架式和板梁式斜桥。
注:①有效容积100以下的小型高炉及该系统构筑物,可参照本章的有关
要求执行。
②皮带通廊式斜桥应按本标准第五章的有关要求进行鉴定。(ⅠⅢⅢ
Ⅲ类场地土和9度区,导出管各部位应分别满足下列要求:
一、导出管下部倾斜段的管壁厚度,对100、255~1000和1000以上的
高炉,应分别不小于8、10和14mmⅡⅢⅢⅢⅢ类场地土和9度区,应验算除尘
器支架的抗震强度。
(ⅣⅢ类场地土和8度、9度区,斜桥应符合下列要求:
一、桁架式斜桥的上、下支承点处应为较刚强的门型刚架,杆件长细比7
度区Ⅲ类场地土不宜大于100,8度和9度区不宜大于65(柱的计算长度取柱全
长)。
二、当斜桥与高炉的连接不是铰接单片支架时,应适当加大支座处梁的支
承面。
三、桁架式斜桥的上、下弦平面内应有完整的支撑系统。
四、斜桥下端与基础的连接应具有抗剪措施。
五、压轨轮无严重磨损,并应有较好的侧向刚度。
第二节焦炉基础
第Ⅱ、ⅢⅡ、Ⅲ
第三节回转窑和竖窑基础
第Ⅱ、Ⅲ
第八章变电构架和支架
第ⅢⅢ
第九章操作平台
第ⅢⅠ、Ⅱ类场地土可不进行抗震加固;7度区Ⅲ
附录一各钢厂钢筋屈服强度超强系数值
进行钢筋混凝土结构的抗震鉴定时,如能确切判定所用钢筋为下列各厂的
产品,则可按附表1.1超强系数γs乘所用钢筋的标准强度,以确定验算截面
受压区最大相对受压高度和最大配筋率。
各钢厂钢筋屈服强度超强系数γs值附表1.1
附录二局部配筋混凝土地坪的抗震设计
非液化土地基上的构筑物,当利用已有的或新增设的现浇混凝土地坪抵抗
结构的基底地震剪力时,可按下列要求进行抗震设计。
一、当结构(或构件)四周的地坪每边延伸宽度不小于地坪孔口承压面宽
度的5倍时,可假设该地坪为无限大板,承受结构(或构件)的全部基底地震
剪力,按下列公式验算水平地震力作用方向的抗震强度。
1.地坪孔口的抗压强度
式中σc——地坪孔口承压面的平均压应力(kPa);
Qo——基底地震剪力(KN),按两个主轴方向分别取值;
t、b——分别为地坪孔口承压面的厚度和宽度(m);
Ra——地坪混凝土的轴心抗压设计强度(kPa);
K1——安全系数,可取1.2。
2.孔口承压面两侧混凝土截面的抗拉强度
式中R1——混凝土抗拉设计强度(kPa);
As、Rg——分别为孔口承压面一侧纵向钢筋的截面面积(㎡)和抗拉设计
强度(kPa);
a——配筋区段的宽度(m);
ζt——孔口侧面拉应力系数,按附图2.1采用。
二、当仅在结构的一侧有地坪时(如利用散水坡作抗水平地震剪力的地坪,
结构边柱的地坪等),可视该地坪为半无限板,并承受全部基底地震剪力,此
时,可只按公式附2-1验算孔口的抗压强度。
三、独立结构(如井塔、井架、设备基础)四周的地坪,当其每边延伸宽度
小于本附录第一条要求但不小于地坪孔口承压面宽度的3倍时(附图2.2),应
视该地坪为有限面积板,按下列要求进行抗震验算:
1.按公式附2-1至附2-4进行验算,但公式中Qo应代以由地坪所分担
的地震剪力T,T可由下式确定:
式中Nf——土与基础底面间的摩擦力(KN),N为作用于基底的轴压力(KN),
f为土与基底的摩擦系数,按地基基础规范的规定取值;
Ep——基础正侧面的被动土压力(KN);
Ho、Bo——分别为基础埋深(m)和基础正侧面平均宽度(m)(附图2.2);
γ、φ——分别为Ho范围内土的容重(kN/)和内摩擦角(°)。
2.地坪总面积应满足不首先出现地震滑移的下列公式要求:
附录三钢筋混凝土结构抗震加固方案
对不满足本标准要求的钢筋混凝土结构,可根据结构特点和加固目的选用
下列措施:
一、用剪切补强法提高框架柱的抗剪承载能力或容许轴压比值。
1.一般可采用下列方法进行柱的剪切补强:
(1)柱周侧设置钢筋网砂浆围套,钢筋网中的箍筋端部应焊接(措施a)。
(2)柱四角加设角钢焊扁钢缀条的围套(措施b)。可采用环氧树脂浆粘
贴法:先将柱四角磨成圆角,涂环氧树脂浆,在施加围压下粘贴柱四角的角钢
(施加围压可采用在角钢外侧垫木块后用铁丝拧紧),而后焊扁钢缀条;也可
采用座浆法:柱四角抹高标号砂浆后,外贴角钢,外加上述临时拧紧措施予以挤
压,再焊扁钢缀条,扁钢与柱面之间用高标号砂浆填实,待砂浆到达强度后拆
除临时箍。
(3)外包钢板箍,并宜优先采用施加围压的外包钢板箍(措施c)。可在
柱周侧座浆后,外加双L等型式钢板对拼成钢板箍围套,并用(2)中临时拧紧
措施将砂浆尽情挤出,座浆可仅在板箍以内部位。也可在柱外焊连钢板箍后用
微膨胀砂浆填实板箍与柱面间的空隙。
2.设计要点:
(1)当柱的抗剪、抗弯承载能力均不满足要求时,宜采用a、b两类围套。
此时,纵向钢筋(角钢)应全高设置,以避免因加固而形成截面突变和薄弱环节
转移;且纵向钢筋(角钢)上、下端与梁(基础)之间必须具有可靠锚固,并应
调整纵向钢筋(或角钢)和箍筋(或扁钢)的含量,使柱的抗剪强度安全系数不
小于1.2倍抗弯强度安全系数,并应使柱的抗弯强度安全系数大于梁的抗弯强度
安全系数。
(2)当柱的抗弯承载和抗侧力能力满足要求而仅抗剪能力不足时,宜优先
采用c类围套,但应经专门设计;也可采用a、b类围套,此时,纵向钢筋(角
钢)的上端与梁底之间、下端与楼板(基础)顶面之间必须断开,其间隙宜小,
可取20mm,且a类圈套的纵向钢筋两端在其锚固长度范围内应与补设的封闭箍
筋可靠焊连。
(3)对超配筋柱、轴压比大于0.45的柱和短柱,当采用剪切补强法时,
均应采用c类围套。
(4)验算剪切补强柱的截面抗震强度时,可考虑原截面的纵向钢筋、箍筋
与围套的纵向钢筋(角钢)、箍筋(板箍、扁钢缀条)共同工作;对a、b类围
套,矩形截面的混凝土受压区相对高度不应大于0.4。
(5)计算剪切补强柱的轴压比时,对a类围套,截面面积可取围套箍筋所
包围的面积;对b、c类围套,则可取全截面面积。
新加箍筋(含扁钢箍)一般应视作矩形箍,但当新加箍筋(扁钢箍)与柱
的原有复合箍弯折点具有可靠连接或其它相应措施时,可作复合箍考虑。
(6)当柱的原有纵身钢筋带有绑扎接头而其搭接长度不满足受拉钢筋要求
时,宜在搭接长度范围内采用c类围套,此时,可按受压取用搭接长度。
(7)当同一层高范围的柱子因剪切补强而增大其线刚度时,应考虑由此引
起层间地震剪力的增大和被加固柱地震剪力分配比例的增加。
用剪切补强法提高框架梁(除高梁外)的抗剪承载能力,可参照本条要求
采取适当措施。
二、对短柱,可采用下列加固措施:
1.对全高采用剪切补强法。
2.当结构的同一层高范围内均为短柱时,可在某些柱间设置高宽比不小于
2的抗剪墙,使能为其它短柱耗能卸载。
3.当因有砖砌窗肚墙等使框架柱形成短柱时,可改砌与柱具有可靠拉结的
轻质墙,或将该墙段与柱之间脱开改用柔性连接等措施,使地震时变短柱为长
柱。
三、耗能卸载法
1.设置先行出现塑性变形的交叉柱间支撑,并起分担水平地震力作用。
2沿柱全高加设与梁柱具有可靠连接的实心砌体填充墙、钢筋网砂浆夹板墙
或抗剪墙。
对柱承式贮仓的横向,抗剪墙可设于支承柱的外侧以满足火车、汽车通行
的工艺要求。
3.设置柱间支撑、填充墙或抗剪墙时,应避免结构单元产生或增大刚心与
质心间的偏心距,并应满足本标准各章的有关抗震构造要求。
四、对柱加翼以提高框架柱的承载和抗侧力能力。此时,翼与原有梁、柱
间的销钉连接应满足抗剪强度要求,且不得因加翼而使梁、柱形成高梁、短柱。
附录四钢结构抗震加固方案
一、杆系钢结构。
1.对不符合抗震鉴定要求的节点,可选用下列加固方案:
(1)当原为铆钉、螺栓连接时,可按本标准第条第一款改变连接型式。
(2)当原为焊接连接时,应采用补焊的办法。根据节点的实际情况,可采
用加长焊缝的办法,例如,加长原有焊缝,加大节点板,在节点板与被连接杆件
之间加焊短斜板等;也可采用增加焊缝厚度的办法。
(3)对偏心节点(如单面连接的单角钢杆件,钢井架立架的框口节点等),
可采用避免出现节点弯矩或提高抗弯承载能力的措施,例如,对要求出现塑性变
形的杆件,将原单面连接改为双面连接,将框口非刚性节点改为刚性节点等。
2.设计要点:
(1)铆接或栓接连接改为焊接连接时,应由焊缝承担杆件全部屈服内力。
(2)对原有焊缝的补焊,如补焊时杆件并不受力(如仅为刚度、传递风力
和水平地震力需要而设置的柱间支撑),可按新设计钢结构进行设计,由新老焊
缝同等程度承担杆件全部屈服内力。
(3)当在负荷条件下(如钢井架)采用增加焊缝长度的办法时,节点焊接
连接强度的验算应考虑加固时原有焊缝的已有实际应力不可能与新加焊缝平均
分配。新老焊缝存在受力不均的因素。
(4)当在负荷条件下采用增加焊缝厚度的办法时,应考虑加固施焊时退出
工作的焊缝区段长度。
3.保证加固施工安全的要点:
(1)在负荷条件下以高强螺栓更换铆钉或普通螺栓时,可按先换应力小的、
后换应力大的顺序逐一更换,并保证实际使用荷载条件下的螺栓(铆钉)满足静
力强度要求。
(2)对负荷条件下补焊的安全要求:
1)对受拉或偏心受拉杆件,严禁在垂直于拉力方向补焊(增加焊缝长度或
厚度)。
2)应选择合适的施焊程序,使焊接时减少杆件受力的偏心、杆件的残余应
力和压杆在焊接时的弯曲。
3)当采用增加原有焊缝厚度的加固方案时,实际荷载作用下拉杆的计算内
力不宜超过其计算承载力的50%,压杆不应超过其计算承载力(考虑稳定系数φ)
的60%;上述节点焊缝承载力尚应考虑增厚焊缝时退出工作的焊缝区段长度。
4)应选择合适的焊接工艺,逐次分层施焊,后一道焊缝应待前一道焊缝全
部冷却至100℃以下时再行施焊。增厚焊缝时,每道焊缝厚度不得大于2mm。
二、对锚栓的抗震处理措施。
当锚栓的抗震强度或抗震构造不符合要求时,可按其相应要求选用下列处
理措施:
1.避免锚栓发生脆断破坏。
(1)卸荷:
1)减少作用于锚栓的地震剪力。例如,加设柱间垂直支撑;变静定杆系上
部结构为超静定结构或加设赘余构(杆)件,而让加设的构(杆)件先行出现
塑性变形。
2)增设抗剪构件,以部分分担剪力,如增加锚栓以分担剪力。
(2)将原为剪拉受力的锚栓转变为拉剪(拉弯)受力。例如,当无锚栓支
承托座时增设之,或将锚栓的薄垫圈换成具有较大孔洞的厚垫圈,此时,孔洞内
侧与锚栓周边之间的间隙不宜小于3mm。
(3)对地震作用下受拉(轴心受拉、偏心受拉)的锚栓(如塔类结构的锚
栓),可在锚栓座盖板与螺帽垫圈间加设钢板弹簧,钢板弹簧的选用应经专门设
计。
2.锚栓在基础(底座)中的埋置深度不足时:
(1)按照锚栓在地震下实际可能出现的拉力和所取用的锚固形式进行验算。
(2)减少锚栓在地震时的拉力,可选用本附录本条第1款的有关措施。
(3)增加锚栓的埋置深度,如对锚栓套以螺旋筋后补浇能与原有基础混凝
土共同工作且标号不低于200号的钢筋混凝土包脚柱脚。
3.锚栓数量不足或遭受锈蚀时,宜补设或更换锚栓。
4.螺帽尺寸不符合标准或未能全部拧入锚杆时,可更换锚杆,设双螺帽,
在拧紧螺帽后加焊等。
附录五塔型设备基础的地基抗震验算范围判断曲线
对于由设计地面至全塔顶部总高度为H的已有塔型设备圆筒式基础,当地
面以上非地震组合荷载的计算总重量最大值Nmax在相应基本风压值Wo所示的
判断曲线的上侧时,对非液化土地基,可不进行地基抗震强度和结构抗倾覆验
算。当不满足要求时,应按本标准第二章进行验算。
附录七本标准用词说明
一、执行本标准条文时,要求严格程度的用词说明如下,以便在执行中区
别对待。
1.表示很严格,非这样做不可的用词:
正面词采用“必须”;
反面词采用“严禁”。
2.表示严格,在正常情况下均应这样做的用词:
正面词采用“应”;
反面词采用“不应”或“不得”。
3.表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的用词:
正面词采用“宜”或“可”;
反面词采用“不宜”。
二、条文中指明必须按其它有关标准、规范或其它有关规定执行的写法为,
“应按……执行”、“应符合……要求或规定”。
非必须所指定的标准、规范或其它规定执行的写法为“可参照……”。
附加说明
本标准主编单位、参加单位和主要起草人名单
主编单位冶金工业部建筑研究总院
参加单位冶金工业部长沙黑色冶金矿山设计研究院
鞍山黑色冶金矿山设计研究院
重庆钢铁设计研究院
鞍山焦化耐火材料设计研究院
包头冶金建筑研究所
中国有色金属工业总公司长沙有色冶金设计研究院
兰州有色冶金设计研究院
沈阳铝镁设计研究院
贵阳铝镁设计研究院
煤炭工业部沈阳煤矿设计研究院
水利电力部西北电力设计院
国家机械工业委员会第一设计研究院、设计研究总院
中国石油化工总公司洛阳设计研究院
中国武汉化工工程公司
化学工业部第三设计院
山西省冶金设计院
国家建材局山东水泥设计院
主要起草人吴良玖、王福田、刘惠珊、乔太平、马英儒、孙柯权、杨友
义、费志良、刘鸿运、陈幼田、谢福缉、刘大晖、金菡、周善文、边振甲、陈
俊、章连钧、兰聚荣、俞志强、梁若林、毕家竹、王绍华、袁文度、但泽义、
韩加谷
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