中华人民共和国国家标准
有色金属工业厂房结构设计规范
Code for design of non-ferrous industrial plant structures
GB 51055-2014
主编部门：中国有色金属工业协会
批准部门：中华人民共和国住房和城乡建设部
施行日期：2015年8月1日
中华人民共和国住房和城乡建设部公告
第591号
住房城乡建设部关于发布国家标准《有色金属工业厂房结构设计规范》的公告
现批准《有色金属工业厂房结构设计规范》为国家标准，编号为GB 51055-2014，自2015年8月1日起实施。其中，第4.6.5(1、3)、5.3.2、9.1.3条(款)为强制性条文，必须严格执行。
本规范由我部标准定额研究所组织中国计划出版社出版发行。
中华人民共和国住房和城乡建设部
2014年12月2日
前言
本规范是根据原建设部《关于印发<2006年工程建设标准规范制订、修订计划(第二批)>的通知》(建标[2006]136号)的要求，由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处、中国瑞林工程技术有限公司、中国有色工程有限公司会同有关单位共同编制完成。
本规范在编制过程中，规范编制组经广泛调查研究，认真总结有色金属工业厂房工程建设经验，参考国内外相关行业标准的有关内容，并广泛征求意见，最后经审查定稿。
本规范共分9章和2个附录，主要内容包括：总则，术语和符号，基本规定，建设场地、地基与基础，荷载和作用，结构计算分析，单层厂房，多层钢筋混凝土结构厂房，多层钢结构厂房等。
本规范中以黑体字标志的条文为强制性条文，必须严格执行。
本规范由住房和城乡建设部负责管理和对强制性条文的解释，由中国有色金属工业工程建设标准规范管理处负责日常管理，由中国瑞林工程技术有限公司负责技术内容的解释。本规范在执行过程中如有意见或建议，请寄送中国瑞林工程技术有限公司技术质量部(地址：江西省南昌市红角洲前湖大道888号，邮政编码：330031)，以供今后修订时参考。
本规范主编单位、参编单位、主要起草人和主要审查人：
主编单位：中国有色金属工业工程建设标准规范管理处
中国瑞林工程技术有限公司
中国有色工程有限公司
参编单位：中国恩菲工程技术有限公司
长沙有色冶金设计研究院有限公司
沈阳铝镁设计研究院有限公司
西安建筑科技大学
甘肃土木工程科学研究院
兰州有色冶金设计研究院
中色科技洛阳有色金属加工设计研究院
主要起草人：徐世晖 徐赤农 李大浪 何戆 左菊林 姚卫宁 张明 叶菲 徐晖 王社良 滕文川 马秋建 胡华娜 曾力平
主要审查人：盛吉鼎 吴一红 张玉明 吴志平 钟汉卫 谭齐 段建华 赵碧 陈劲松 贠麦平 熊进刚
1 总 则
1.0.1 为了在有色金属工业厂房结构设计中贯彻执行国家技术经济政策，做到安全适用、经济合理、确保质量，制定本规范。
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1.0.2 本规范适用于非抗震设计和抗震设防烈度为6度、7度、8度和9度抗震设计的有色金属矿山、冶炼、有色金属加工企业厂房的结构设计。
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1.0.3 有色金属工业厂房结构设计应与相关工艺和总平面设计密切配合，合理选择厂址和建筑场地，合理处理生产线中群体建筑与单体建筑的相互关系。结构设计应符合概念设计的要求，注重地基基础设计方案、结构选型和结构布置，并积极采用结构新技术。抗震设计时，结构设计方案应能体现工业建筑总体的综合抗震能力。
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1.0.4 有色金属工业厂房的结构设计除应符合本规范外，尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 结构单元 structural unit
厂房结构中，由伸缩缝、沉降缝或防震缝分割开的独立结构区段，也称厂房单元。
2.1.2 多层厂房 multi-story factory building
两层和两层以上厂房，不包括厂房内设置局部平台的单层厂房。
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2.1.3 框架结构 frame structure
由梁和柱以刚接或铰接相连接而成承重体系的单层和多层厂房结构的总称。
2.1.4 刚架结构 rigid structure
由梁和柱以刚接相连接而成的单层和多层框架，也称刚接框架。
2.1.5 排架结构 bent frame structure
由屋面梁(或屋架)和柱以铰接相连接而成的单层框架，也称单层铰接框架。
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2.1.6 框排架结构 frame-bent structure
分为侧向框排架结构和竖向框排架结构。
2.1.7 侧向框排架结构 lateral frame-bent structure
由多层结构与排架侧向连接组成的框排架结构体系。
2.1.8 竖向框排架结构 vertical frame-bent structure
由下部结构和上部顶层排架组成的框排架结构体系。
2.1.9 柱间支撑 column bracing
单层或多层厂房结构，为保证厂房结构整体稳定，提高结构侧向刚度和传递纵向或横向水平作用，在相邻两柱间设置的杆件。
2.1.10 山墙柱 wind-resistant column
为承受风荷载和地震水平作用而在厂房山墙处设置的柱。
2.1.11 屋盖 roof system
用以在房屋顶部，用以承受各种屋面作用的屋面板、檩条、屋面梁(或屋架)，以及支撑系统组成的部件或以网架及其支承边缘构件组成的部件的总称。当设置有天窗的屋盖，尚应包括天窗架和天窗相关部件。
2.1.12 屋盖支撑系统 roof-bracing system
保证屋盖整体稳定并传递纵、横向水平作用，在屋架间设置的各种联系杆件的总称。分为横向水平支撑、纵向水平支撑、竖向支撑和系杆等。
2.1.13 结构缝 structural joint
根据结构设计需求而采取的分割结构间隔的各种缝的总称。
2.2 符 号
2.2.1 作用和作用效应
M——弯矩设计值；
V——剪力设计值。
2.2.2 材料性能
ftk、ft——混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；
fy——钢材的屈服强度、普通钢筋的抗拉强度设计值。
2.2.3 几何参数
h——截面高度；
b——截面宽度；
H——结构总高度或构件总高度；
e——偏心距或安装偏心距，孔隙比；
La——纵向受拉钢筋的锚固长度；
LaE——纵向受拉钢筋的抗震锚固长度；
I——截面惯性矩。
2.2.4 计算系数及其他
γ0——结构重要性系数；
γRE——结构构件抗震承载力调整系数；
ρ——配筋率。
3 基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 除有特殊要求的厂房外，有色金属工业厂房结构的设计使用年限和建筑结构安全等级应符合下列规定：
1 厂房结构的设计使用年限应为50年，临时性厂房结构设计使用年限应为5年。
2 厂房结构的安全等级，应根据结构破坏可能产生的后果的严重性划分为一级、二级和三级。厂房结构的安全等级宜取二级，抗震设防类别乙类的厂房宜为一级。其他有特殊要求的厂房，结构安全等级应根据具体情况按现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定执行。
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3.1.2 厂房结构应能承受在施工和使用期间可能出现的各种荷载和作用，具有足够的承载力、耐久性能和良好的使用性能。
3.1.3 腐蚀性环境和高温环境的厂房结构应采取防护措施，并应在设计文件中提出使用阶段的维护及检测要求。
3.1.4 受高温作用厂房的结构设计应符合下列规定：
1 钢筋混凝土结构，当结构表面温度高于100℃或有生产热源且结构表面温度经常高于60℃时，应采取相应的防护措施。
2 当结构构件表面温度长期处于150℃以上时，宜采用钢结构，并应对结构构件采取相应的防护隔热措施。
3.1.5 有扩建计划的工程，前、后期厂房建筑结构应统一确定，并应作出各分期和最终形成的建筑结构整体方案，具体要求应符合本规范附录A的规定。
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3.1.6 建筑布置应符合现行国家标准《厂房建筑模数协调标准》GB／T 50006的有关规定，建筑体形宜规则、简单，厂房轴线宜正交。装配式或部分装配式厂房的装配构件宜采用标准构件，并且同一工程中所采用的构配件类型宜统一。
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3.1.7 在满足工艺和建筑功能要求的条件下，结构选型和结构布置应便于施工。
3.2 结构体系和结构布置
3.2.1 有色金属工业厂房可采用钢筋混凝土结构和钢结构，也可根据具体情况采用钢-混凝土混合结构，小型厂房也可采用砌体结构。
3.2.2 厂房结构体系和结构布置除应符合本节规定外，尚应符合本规范第7章～第9章的规定。
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3.2.3 厂房结构设计应根据建筑场地和地基条件、厂房功能要求，以及场地抗震设防要求，选择结构体系和结构布置。结构布置应符合下列规定：
1 结构设计应注重结构整体方案，并应保证整体工作性能和具有抗连续倒塌的能力。
2 厂房的平面宜为矩形，平面形状和竖向体型宜简单、规则，刚度和承载力分布宜合理。
3 厂房结构单元内，纵向和横向均应布置抗侧力构件。厂房抗侧力体系应具有足够的承载能力和良好的变形能力。
4 应具有明确的计算简图及合理的荷载和作用传递途径，传递路线中的构件及节点不应发生脆性破坏；应避免因部分结构或构件的破坏而导致整体结构丧失承受各种荷载和作用的能力。
5 厂房内设置有较大振动设备的平台应与厂房主体结构脱开，当确有困难时，设备在平台基座处应设置减振或隔振装置。
6 高重心储仓的支承结构及其配料工作平台宜与厂房主体结构脱开。
7 设备布置在厂房楼面上时，在设备下应设梁。当采用单梁时，应避免梁受扭；采用两根或多根梁时，梁宜以设备和机座的总质心对称布置。
3.2.4 抗震设计时，结构设计应符合抗震概念设计的要求，厂房结构体系和结构布置除应符合本规范第3.2.3条的规定外，尚应符合下列规定：
1 结构体系和结构布置应满足规则性要求。厂房结构的规则性要求应符合本规范第3.3.4条的规定。
2 厂房的横向和纵向抗侧力体系应具有必要的抗震承载力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力，对可能出现的薄弱部位应采取提高抗震能力的加强措施。
3 结构在两个主轴方向的动力特性宜相近。
4 结构体系宜有多道抗震防线。
5 钢筋混凝土或钢结构结构体系中，不应采用部分为砌体(墙或柱)承重的混合结构体系。
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3.2.5 抗震设计时，多层厂房结构体系和结构布置尚应符合下列规定：
1 厂房结构单元的刚度中心与质量中心宜接近。质量大的设备宜布置在结构单元中部，不宜布置在结构单元的边缘楼层上。
2 厂房平面和竖向刚度分布应合理。对薄弱部位或薄弱层，应采取提高其抗震能力的加强措施。
3 重型设备宜低位布置或设置独立支承结构。
3.2.6 抗震设计时，多层框架结构以及竖向框排架的下部结构部分，乙类厂房以及高度大于24m的丙类厂房不应采用单跨框架结构；高度不大于24m的丙类厂房不宜采用单跨框架结构。侧向框排架结构的多层结构部分，高度大于24m时不宜采用单跨框架结构。
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3.2.7 运输机通廊、栈桥等构筑物与厂房结构之间宜采用双柱或端头悬挑形式脱开，也可采用滑(滚)动铰连接，但连接节点应采取可靠的构造和安全措施。抗震设计时，运输机通廊、栈桥等构筑物与厂房之间宜设防震缝脱开；8度和9度时应设防震缝脱开。
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3.2.8 楼层上的设备，除通长的运输机和管线外，不应跨结构缝布置。通长的运输机、管线穿越结构缝时，结构设计应与相关设备专业配合，要求穿越结构缝布置的设备和设施，应有能适应结构变形以及防止设备自身断裂的措施。
3.2.9 抗震设计时，多层厂房结构宜避免错层布置，当房屋不同部位因功能不同而使楼层错层时，宜设防震缝划分为独立结构单元。当采用错层结构时，错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系，并应采取避免形成结构薄弱层的措施。
8'>《有色金属工业厂房结构设计规范[附条文说明]》GB 51055-2014B.3 截面计算和构造
B.3.1 荷载作用效应组合和有地震作用的效应组合，应按本规范第5.4节的规定计算，并应符合下列规定：
1 无地震作用效应组合计算时，风荷载的分项系数应取1.4，组合系数应取1.0。
2 有地震作用效应组合计算时，宜取0；风荷载起控制作用时，应取0.2。
B.3.2 山墙柱的截面计算应符合下列规定：
1 山墙柱截面尺寸应按计算确定，并应符合本规范第B.1.2条的规定。
2 宜按偏心受压构件计算。当只承受柱自重和风荷载或地震作用时，可按受弯构件计算。
3 当山墙采用砌体墙且砌体墙与山墙柱的连接符合本规范第3.6节的规定时，可不进行平面外的计算。
4 抗震设计8度和9度时，高大厂房山墙柱应进行平面外的截面抗震验算。
B.3.3 按偏心受压构件计算时，山墙柱计算长度的确定应符合下列规定：
1 计算简图，单铰宜采用本规范图8.2.5-1，双铰应采用本规范图B.2.5-2，平面内计算长度应按表B.3.3采用。
2 平面外的计算长度，可按本规范第B.1.2条的规定取山墙柱两个支点的最大距离乘以系数1.25。
表B.3.3 山墙柱平面内的计算长度
B.3.4 山墙柱的截面配筋计算应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定执行。
B.3.5 山墙柱的配筋构造应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010有关铰接排架柱的规定，并应符合下列规定：
1 山墙柱在变截面处一侧的竖向钢筋应用作柱肩的纵向受拉钢筋锚入柱肩，锚固构造应与牛腿纵向钢筋的构造相同(图B.3.5)。
2 抗震设计时，山墙柱的抗震等级应与排架柱相同。
图B.3.5 柱肩配筋构造
本规范用词说明
1 为便于在执行本标准条文时区别对待，对要求严格程度不同的用词说明如下：
1)表示很严格，非这样做不可的：
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：
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：
正面词采用“宜”，反面词采用“不宜”；
4)表示有选择，在一定条件下可以这样做的，采用“可”。
2 条文中指明应按其他有关标准执行的写法为：“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
《砌体结构设计规范》GB 50003
《厂房建筑模数协调标准》GB／T 50006
《建筑地基基础设计规范》GB 50007
《建筑结构荷载规范》GB 50009
《混凝土结构设计规范》GB 50010
《建筑抗震设计规范》GB 50011
《钢结构设计规范》GB 50017
《岩土工程勘察规范》GB 50021
《建筑抗震鉴定标准》GB 50023
《工业建筑防腐蚀设计规范》GB 50046
《工业建筑可靠性鉴定标准》GB 50144
《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153
《多层厂房楼盖抗微振设计规范》GB 50190
《构筑物抗震设计规范》GB 50191
《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223
《混凝土结构加固设计规范》GB 50367
《有色金属工程结构荷载规范》GB 50959
《耐候结构钢》GB／T 4171
《厚度方向性能钢板》GB／T 5313
《焊接结构用铸钢件》GB／T 7659
《一般工程用铸造碳钢件》GB／T 11352
《机器动荷载作用下建筑物承重结构的振动计算和隔振设计规程(试行)》YSJ 009
《岩土工程勘察技术规范》YS 5202
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3
《空间网格结构技术规程》JGJ 7
《建筑桩基技术规范》JGJ 94
《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99
《建筑抗震加固技术规程》JGJ 116
《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ 123
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