1、結(jié)構(gòu)選型及抗震單元的劃分
1.1結(jié)構(gòu)形式的選擇
對于6度、7度的硬、中場地,當(dāng)支承結(jié)構(gòu)高度、小于5m時,可采用砌體混合結(jié)構(gòu),其頂板應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。由于采用磚砌體的棧橋墻體自由長度較長,抵抗橫向水平地震作用的能力較小,且磚砌體結(jié)構(gòu)抗彎、抗拉承載力很低,所以當(dāng)?shù)卣鹆叶容^高或場地較差時,一般采用其他的結(jié)構(gòu)形式。
地下通廊(地道)在8度軟場地和9度中軟場地、軟場地時應(yīng)用現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),當(dāng)?shù)卣鹆叶容^低或場地較好時,可采用現(xiàn)澆混凝土結(jié)構(gòu)或砌體結(jié)構(gòu)。
當(dāng)?shù)卣鹪O(shè)防烈度及場地不符合上述條件或支承結(jié)構(gòu)高度大于5m時,支承結(jié)構(gòu)應(yīng)采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼結(jié)構(gòu)。同一棧橋防震設(shè)計單元區(qū)段的支承結(jié)構(gòu)宜采用同一種材料,如果采用不同的材料,支承結(jié)構(gòu)間應(yīng)設(shè)置防震縫。圖1表示地道、砌體混合結(jié)構(gòu)棧橋和現(xiàn)澆框架結(jié)構(gòu)棧橋三者之間都留有防震縫。支承結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度,沿棧橋長度宜變化均勻。當(dāng)支承結(jié)構(gòu)縱向剛度較弱時,宜采用4柱框架或設(shè)置縱向支撐。
1.2防震縫的設(shè)置
地下通廊(地道)每隔20m左右設(shè)一道防震縫。在地下通廊轉(zhuǎn)折處、變截面處以及與上部棧橋連接處,均應(yīng)設(shè)置防震縫。有防水要求時,應(yīng)設(shè)變形能力良好的止水帶。一端落地的棧橋,落地端與建(構(gòu))筑物相鄰時應(yīng)設(shè)防震縫,且寬度不小于50mm。棧橋中間設(shè)防震縫時,防震縫的兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置獨立的支承結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)相連的雙柱支承結(jié)構(gòu)。棧橋的端部與相鄰建(構(gòu))筑物之間,7度中軟、軟場地及8度硬、中硬場地時,宜設(shè)防震縫;8度中軟、軟場地和9度時,應(yīng)設(shè)防震縫。由于棧橋?qū)僬L型構(gòu)筑物,其縱向剛度很大,橫向剛度較小,而且支架剛度也較小,和相鄰建筑物相比,均有較大的差異。高烈度區(qū),如果棧橋與相鄰建筑物直接連在一起,地震作用將通過棧橋互相傳遞,且產(chǎn)生偏心扭轉(zhuǎn)效應(yīng),導(dǎo)致較薄弱的建筑物產(chǎn)生較大的破壞。低烈度區(qū),棧橋支承在建(構(gòu))筑物上時,應(yīng)采用滑(滾)動等形式的支座,并應(yīng)采取防止落梁的措施。
1.3防震設(shè)計單元的的劃分
對于很長的棧橋,在結(jié)構(gòu)布置上要劃分為2個或幾個防震設(shè)計單元,單元間用防震縫隔斷。6度和7度設(shè)防區(qū),防震設(shè)計單元可長些,一般控制最高支承結(jié)構(gòu)與最低支承結(jié)構(gòu)相差不宜超過6度區(qū)35 m.7度區(qū)30m。8度和9度地震設(shè)防區(qū),防震設(shè)計單元可短些,一般控制最高支承結(jié)構(gòu)與最低支承結(jié)構(gòu)相差不宜超過25 m。水平或緩傾角(傾角s80)棧橋,防震設(shè)計單元可以放寬,但最長不宜超過100m。
2地震作用及計算
地震作用計算的條件根據(jù)為《建筑工程抗震設(shè)防分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB50223-2004)。帶式輸送機棧橋?qū)俦惤ㄖ幢镜貐^(qū)地震設(shè)防烈度計算地震作用。
2.1計算原則
符合下列條件的棧橋支承結(jié)構(gòu),可不進行抗震驗算,但應(yīng)采取抗震措施。①6度區(qū);②7度硬、中場地時,鋼筋混凝土或鋼支承結(jié)構(gòu);③7度或8度硬、中硬場地和9度硬場地土,露天式棧橋的鋼筋混凝土或鋼支承結(jié)構(gòu)。
其它棧橋的支承結(jié)構(gòu),應(yīng)按主軸方向(縱向與橫向)分別計算地震作用。
支承結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架時,可不進行節(jié)點核芯區(qū)的抗震驗算。棧橋跨間結(jié)構(gòu),可不進行水平地震作用的抗震驗算。鋼筋混凝土地下棧橋(暗道),可不進行抗震驗算,但應(yīng)滿足抗震措施要求。地震烈度8度、9度,跨度≥24 m的棧橋跨間結(jié)構(gòu):或懸臂長度超過6m時,應(yīng)計算豎向地震作用。9度時,尚應(yīng)考慮豎向地震作用與水平地震作用的不利組合。
計算地震作用時,重力荷載代表值按下列規(guī)定采用:①恒荷載取100%;②支腿荷載取100qo;③樓面均布活荷載取50%;④雪荷載取50%。
當(dāng)支腿荷載不考慮,而折算成樓面活荷時,樓面活荷不再折減。荷載效應(yīng)組合和地震作用效應(yīng)組合按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》執(zhí)行。
2.2計算單元的劃分
棧橋水平地震作用的計算單元,可取防震縫間的區(qū)段。
2.3橫向地震作用的簡化計算
計算橫向地震作用時,支承結(jié)構(gòu)可視為棧橋的彈簧支座,將跨間結(jié)構(gòu)(桁架等)視作支承在彈性支座的連續(xù)梁,將支承結(jié)構(gòu)的質(zhì)量的1/4集中于頂部,跨間結(jié)構(gòu)的質(zhì)量化為若干集中質(zhì)量。當(dāng)跨間結(jié)構(gòu)落地或支承在相鄰建(構(gòu))筑物上時,可作為鉸支端,見圖2;棧橋跨間結(jié)構(gòu)與建(構(gòu))筑物脫開或被防震縫分開時,按自由端考慮。
上述簡圖完成后,考慮剛性桿在慣性力和支座力彈性力作用下的平衡,可列出自由振動的幅值方程。通過計算棧橋的橫向自振周期,求解各支架的地震作用,具體可參見中國礦業(yè)大學(xué)所編的《礦山特殊結(jié)構(gòu)設(shè)計》及《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》有關(guān)章節(jié)。
2.4縱向地震作用的簡化計算
由于棧橋跨間結(jié)構(gòu)的縱向剛度相對于支架的剛度來說是很大的,且其質(zhì)量比支架要大,實測驗證棧橋的縱向基本呈平移振動,所以可假定為只有平動而無轉(zhuǎn)動的單質(zhì)點體系來計算。對于兩端與建筑物脫開時,如跨間結(jié)構(gòu)為裝配式時,可認為跨間結(jié)構(gòu)與支承為鉸接;如跨間結(jié)構(gòu)為現(xiàn)澆時,可認為支架與跨間結(jié)構(gòu)剛接。
求自振周期后,即可求出作用在第i支架上的縱向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值。當(dāng)棧橋一端落地一端脫開時,按落地端產(chǎn)生滑動分析。在實際工程中,抗震設(shè)防烈度為7度及以下的地區(qū),一端和建筑物相連時,縱力可認為由端部建筑物承擔(dān)。對于兩端分別采用滑動(滾動)支座支承于建(構(gòu))筑物時,應(yīng)考慮棧橋?qū)ǎ?gòu))筑物的影響,并計算對支承處的橫向和縱向水平地震作用。
2.5豎向地震力的計算
豎向地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,當(dāng)烈度為8度和9度時,可分別取該結(jié)構(gòu)重力荷載代表值的10%和20%。
3、構(gòu)造措施
3.1支承結(jié)構(gòu)設(shè)計
支承結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土框架,其框架的抗震等級和梁、柱截面構(gòu)造按《構(gòu)筑物抗震設(shè)計規(guī)范》取。支承結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)時,宜采用帶平腹桿和交叉斜腹桿的結(jié)構(gòu)形式。平腹桿的長細比不宜大于150;斜腹桿的長細比,6度、7度時不宜大于250,8度時不宜大于200,9度時不宜大于150。地腳螺栓,在混凝土的錨固端宜采用錨板形式,埋置深度不應(yīng)小于25倍螺栓直徑。支承結(jié)構(gòu)采用磚砌體箱形結(jié)構(gòu)時,支承結(jié)構(gòu)頂部應(yīng)設(shè)置一道圈梁,當(dāng)高度超過4m時,中間尚應(yīng)設(shè)置一道圈梁。砌體的四角應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,構(gòu)造柱應(yīng)伸出水平鋼筋與墻體拉結(jié)。棧橋較長時,沿棧橋長度方向應(yīng)每隔4~6m設(shè)一道橫墻。
3.2跨問結(jié)構(gòu)設(shè)計
跨間結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土大梁時,宜將大梁上翻,大梁兩端應(yīng)加密,加密區(qū)長度不應(yīng)小于1,5倍梁高,大梁端部應(yīng)加強錨固。跨間結(jié)構(gòu)采用桁架時,宜用下承式結(jié)構(gòu),其端部應(yīng)加強連結(jié),并在橫向形成閉式框架(可用門架)。較低的棧橋采用磚砌體時,磚墻厚度不應(yīng)小于240 mm,檐口應(yīng)放置圈梁,磚墻沿長度方向應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱,6度、7度、8度和9度時,構(gòu)造柱間距分別不宜大于8m、6m、5m、4m;構(gòu)造柱與檐口圈梁和縱向大梁應(yīng)有可靠連接。屋面板與檐口圈梁,底板與縱向大梁(或桁架)均應(yīng)可靠連接。
3.3橫粱、肩梁的設(shè)計
橫梁、肩梁與跨間結(jié)構(gòu)聯(lián)結(jié)處,應(yīng)設(shè)置支座鋼墊板,鋼墊板的厚度不宜小于16 mm。在7度中軟、軟場地和8度、9度時的預(yù)埋件,應(yīng)設(shè)置垂直于棧橋縱向的抗剪鋼板,抗剪鋼板應(yīng)有加勁板。棧橋跨間結(jié)構(gòu)與肩梁間,宜采用螺栓連接(用雙螺帽),6度、7度及8度硬、中硬場地時,也可采用焊接。鋼筋混凝土橫梁、肩梁,應(yīng)采用矩形截面;不能在橫梁上伸出短柱作為棧橋的支座。
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