四川、新疆都地震了 我們來看看水泥廠的抗震設計要怎么做?
四川災情最新進展報道:
8月8日21時19分,根據(jù)中國地震臺網(wǎng)正式測定,四川阿壩藏族羌族自治州九寨溝縣(北緯33.20度,東經(jīng)103.82度)發(fā)生7.0級地震,震源深度20公里。
截止到8月9日12時30分左右,九寨溝地震已造成13人死亡、217人受傷。
8月9日14時30分,從四川省政府新聞辦獲悉,現(xiàn)場救援民警深入災區(qū)17個鄉(xiāng)鎮(zhèn),配合黨委政府進村入戶,開展全方位拉網(wǎng)式排查。截至目前,已將游客4.5萬余人、車輛5325臺有序轉(zhuǎn)移出地震區(qū)域,現(xiàn)還有1000余名自由行游客安置在安全地帶等候轉(zhuǎn)移。
天災無情,人間有愛,水泥觀察祈愿災區(qū)百姓平安!
同時,小編特別轉(zhuǎn)發(fā)一篇相關的技術(shù)文章《抗震設防烈度9度與8度時水泥廠結(jié)構(gòu)設計對比》,希望廣大水泥廠也能夠加強安全,在大災大難面前,盡量將損失減少到最低程度。
抗震設防烈度9度與8度時水泥廠結(jié)構(gòu)設計對比
在中國地震動峰值加速度區(qū)劃圖中,設計基本地震加速度值≥0.40g、也就是抗震設防烈度為9度及以上的區(qū)域很少,我們的工作中也很少遇到在抗震設防烈度為9度及以上區(qū)域的工程。那么,在此烈度條件下的結(jié)構(gòu)設計有何特點、結(jié)構(gòu)的工程量與低烈度條件下有多大差別呢?我院在2011年同時承接了兩條規(guī)模相同的水泥生產(chǎn)線,分別位于抗震設防烈度為8度(設計基本地震加速度值0.20g)和9度(0.40g)的地區(qū),其中有些車間的尺寸及荷載相似,在此,筆者從結(jié)構(gòu)方案和工程量總結(jié)、對比了其中一些相似的車間,希望能對大家在遇到類似的情況時有一些借鑒。
下面,筆者主要選擇了窯頭廠房(單層)和旋風筒樓(多層)分別進行了對比。結(jié)構(gòu)計算程序采用PKPM,工程量也是由程序統(tǒng)計的。因兩工程的地質(zhì)情況不同,基礎方案不同,本文僅對比了兩車間的上部結(jié)構(gòu)。為簡化,下文中將位于抗震設防烈度為8度區(qū)的工程簡稱為8度工程,將位于9度區(qū)的工程簡稱為9度工程。
1 窯頭廠房
1.1 廠房尺寸。廠房為單層,頂面高度為8.000m,柱底高度為-2.000m,平面尺寸參見圖1:
1.2 8度工程設計。此工程采用常規(guī)的框架結(jié)構(gòu)方案,框架柱的尺寸從600x600~800x800mm。
1.3 9度工程設計。此工程如果仍采用與8度工程相同的框架截面,結(jié)構(gòu)的層間位移角將達到1/298,不滿足《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011中第5.5.1條中規(guī)定的框架結(jié)構(gòu)彈性層間位移角限值1/550的要求,因此,需增加結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度。在設計過程中,我們對比了加大框架截面尺寸和設置抗震墻兩種方案,從對比的結(jié)果發(fā)現(xiàn)采用設置抗震墻的方案工程量更省,我們最終的設計即采用了框架-抗震墻的方案,在下圖1所示位置設置了抗震墻,墻厚為300mm。所有柱截面尺寸均為600×600mm。
1.4 工程量及造價對比。上述兩種方案的對比見下表:
注:表中混凝土單價按860元/m3、鋼筋單價按6500元/t計算,下表相同。
2 旋風筒樓
2.1 廠房尺寸。廠房的平、立面尺寸見圖2。兩工程的基礎埋深有些差別,其中:A軸基礎埋深相同,為1軸處-9.000m、3軸處-10.800m;其他軸處8度工程埋深均為-6.500m,9度工程埋深均為-3.500m。
2.2 8度工程設計。此工程采用常規(guī)的框架結(jié)構(gòu)方案,框架柱的尺寸從700x900~1000x1200mm。
2.3 9度工程設計。在《建筑抗震設計規(guī)范》GB50011中第6.1.1條的表6.1.1中規(guī)定,9度時鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)房屋適用的最大高度為24m,本廠房的高度已超過這一要求。因此,我們選用了框架-抗震墻的結(jié)構(gòu)方案,在B、C軸之間設置了抗震墻。
2.4 工程量及造價對比。上述兩種方案的對比見下表:
3 分析、總結(jié)
通過以上兩個廠房的對比,我們可以看到,對于混凝土框架結(jié)構(gòu),當抗震設防烈度從8度提高到9度后,工程的造價會提高30%以上。根據(jù)我們以前搜集的資料,對于鋼筋混凝土抗彎框架,當設計基本地震加速度值從0.05g提高到0.10g時,投資增加約1%;從0.10g提高到0.20g時,投資增加約6%,增加額并不大。這從我們以前的設計經(jīng)驗也可以驗證以上的數(shù)據(jù),當設防烈度為7度時,采用與6度相同的框架截面僅配筋稍做增加,即可滿足抗震設計要求;當設防烈度為8度時,與7度時相比,配筋或截面及配筋稍做增加,也可滿足要求。通過本次9度工程的設計,我們注意到,對于混凝土框架結(jié)構(gòu),無論是單層還是多層,框架的截面及配筋比8度條件下增加很多才能滿足抗震設計的要求。而較大的梁、柱截面有時會影響到建筑的使用或美觀,此時,應考慮采取不同的結(jié)構(gòu)方案來進行設計,在此情況下,框架-抗震墻結(jié)構(gòu)是一個可選擇的方案。在本工程中,包裝車間(高度20.4m)、辦公樓(4層、總高13.5m)最終都是采用的框架-抗震墻結(jié)構(gòu)。
在抗震設防烈度為9度時,地震作用成為結(jié)構(gòu)設計的控制作用,不僅是對框架結(jié)構(gòu),對水泥廠中的其他結(jié)構(gòu)也一樣。例如,對于筒倉結(jié)構(gòu),當筒倉較高時,在地震作用下,筒壁內(nèi)會產(chǎn)生拉力,筒壁的豎向配筋不能再按構(gòu)造配筋,應按計算增加豎向抗拉鋼筋;另外,有些庫在水平地震作用下產(chǎn)生的剪力已經(jīng)大于筒倉支撐結(jié)構(gòu)的抗剪承載力,需要增加支撐結(jié)構(gòu)的截面或提高其混凝土強度等級。
4 結(jié)語
抗震設防烈度為9度時,結(jié)構(gòu)的工程量及造價較低烈度條件下有較大增加,本文通過實際工程做了一些對比、總結(jié)。由于筆者水平有限,有些方面可能并不全面,謹希望能通過本文給大家提供一些有益的幫助。
編輯:俞垚伊
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