既有单层砖柱厂房的抗震鉴定手算方法

单层砖柱厂房主要由砖柱（墙垛）、屋架屋盖体系、围护结构以及基础等构件组成，砖柱（墙垛）通常为无筋砌体，配筋砌体砖柱（墙垛）较为少见，纵墙及山墙多为带扶壁柱墙，山墙通常设置一至两根抗风柱，厂房通常采用双坡屋顶，跨度大的厂房会采用天窗，屋面板多为预制混凝土槽形板，屋架通常采用变截面薄腹梁、钢桁架、木桁架、混凝土桁架等，屋架由扶壁柱支承，扶壁柱顶部设有混凝土垫块，圈梁一般设置在窗洞上部（兼作过梁）以及柱顶。传力路径主要为屋盖传递给砖柱（墙垛），然后砖柱（墙垛）再传递给基础及地基，砖柱与屋盖之间为铰接，砖柱与基础之间刚接。

抗震鉴定含抗震措施鉴定及抗震承载力验算。根据《建筑抗震鉴定标准》，A、B类厂房均从结构布置及形式、材料强度、整体性连接和易损部位的构造等几个方面进行抗震措施鉴定，在现场检测或调查的过程中应注意以下两点：一是：8度、9度区，砖柱（墙垛）要配竖向钢筋，6度、7度区可为无筋砌体。二是：A类厂房在7度以上区，以及跨度大于10m且屋架底标高大于4m时，山墙的壁柱应通到墙顶。B类厂房山墙壁柱都应通到墙顶。

抗震措施鉴定按照鉴定标准逐条检查即可，而抗震承载力的验算则较为“复杂”，鉴定标准中的要求是按照现行抗规进行纵、横向抗震分析。进行横向抗震分析时，其基本结构是以弯曲变形为主的排架，且应考虑空间工作效应，应对基本周期及地震作用进行调整，这与砌体结构不同，砌体结构横向有砌体墙承担地震作用，以剪切变形为主。此外，目前的鉴定加固软件的内置前提是刚性方案，对厂房这种需要采用刚弹性或弹性方案的结构时，电算方法则不适用。下面以单层单跨厂房为例介绍横向、纵向抗震计算方法。

横向抗震分析时，假设横梁为刚性杆件。

1）计算截面特征

包括截面面积、截面中心到柱外边缘的距离、截面惯性矩、回转半径。

2）计算排架柔度

横梁为刚性杆件，排架的刚度等于各柱列刚度之和。

3）计算基本周期

计算基本周期时，竖向构件分布质量集中到柱顶时的计算系数按弯曲杆的动能相等原则确定。集中到柱顶处的重力荷载为：

G=0.25Gc+0.25Gwl+1.0Gr+0.5Gsn+0.5Gd

式中各项分别为柱自重、纵墙自重、屋盖荷载、雪荷载、屋面积灰荷载标准值。

柱自重为一榀排架柱自重之和，纵墙自重为柱高范围内纵向柱间墙的重量，当柱顶还有纵墙时，还应加上柱顶墙的自重，其自重与屋盖自重的计算系数相同。

排架的基本周期为：

ψT为考虑屋架与砖柱连接的固结作用对周期的调整系数，钢筋混凝土屋架为0.9。木屋架、钢木屋架或轻钢屋架为1.0。

4）计算水平地震作用

计算水平地震作用时，竖向构件分布质量集中到柱顶时的计算系数按柱底地震弯矩相等原则确定。

集中到柱顶处的重力荷载为

G’=0.5Gc+0.5Gwl+1.0Gr+0.5Gsn+0.5Gd

排架水平地震作用力为

▲对于钢筋混凝土屋盖和密铺望板瓦木屋盖

F=FEK=ζα1G’

其中ζ为考虑空间找工作的效应调整系数，可按山墙间距查阅抗规附录表J.2.3-2， α1为水平地震影响系数值。

▲对于其他类型的屋盖则不考虑空间工作效应。

F=FEK=α1G’

5）内力分析

每个排架柱地震内力为F1=F2=0.5F。

每个排架柱柱底的弯矩和剪力为M1=M2=F1H。

H的取值可按照砌体设计规范第5.1.3条确定。

轴力N（标准值）为每个排架柱的重力荷载代表值，各项组合值系数按抗规5.1.3条采用。

6）承载力计算

轴向力偏心距为e=M/N，M为考虑各项荷载因偏心产生的附加弯矩后的总弯矩。

根据抗规的要求，偏心距应小于0.9倍的截面形心到轴向力所在方向截面边缘的距离。

抗震承载力验算：

N≦φfA/γRE

这里的轴力为设计值，荷载分项系数按相关规范。式子中的参数取值具体见砌体规范。

纵向抗震分析采用柱列分片独立进行计算。