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1、6.2砌體房屋抗震設(shè)計(jì)本節(jié)主要介紹多層砌體房屋、底部框架-抗震墻砌體房屋的震害特點(diǎn)、概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算和抗震措施等。6.2.1多層砌體房屋的震害及分析砌體房屋是指采用普通磚(包括燒結(jié)、蒸壓、混凝土普通磚)、多孔磚(包括燒結(jié)、混凝土多孔磚)和混凝土小型空心砌塊等砌體承重的多層房屋。砌體房屋通過塊體和砂漿砌筑而成,一般整體性差,其抗剪、抗拉和抗彎的強(qiáng)度低,容易發(fā)生脆性破壞。砌體房屋的宏觀震害現(xiàn)象主要表現(xiàn)為墻體開裂、局部倒塌或倒塌等。墻體開裂主要是因地震作用引起的內(nèi)力超過砌體房屋的承載力而發(fā)生的破壞,與抗震動(dòng)特性和砌體房屋的結(jié)構(gòu)特性相關(guān)。墻體開裂主要表現(xiàn)為斜裂縫、水平裂縫、整片墻體甩落或墻角破壞等。
2、當(dāng)水平地震作用方向與墻體近似平行時(shí),可能因墻體的主拉應(yīng)力達(dá)到極限強(qiáng)度而產(chǎn)生斜裂縫。由于地震的反復(fù)作用,容易形成交叉裂縫,如圖6.19所示。當(dāng)?shù)卣鹱饔梅较蚺c墻體近似垂直時(shí),可能出現(xiàn)平面彎曲破壞,造成大面積的墻體甩落,如圖6.20所示。當(dāng)受豎向地震作用時(shí),墻體容易受拉而出現(xiàn)水平裂縫,如圖6.21所示。而在扭轉(zhuǎn)地震作用下,房屋倒塌主要是由于砌體房屋某層或局部因墻體(或豎向構(gòu)件)嚴(yán)重破壞而失去承載力導(dǎo)致的,如圖6.23所示。圖6.21墻體底部水平裂縫圖6.22墻角破壞U)底層倒塌(1>>局部倒塌圖6.23砌體房屋的倒塌破壞歷次地震震害調(diào)査表明,砌體房屋具有以下震害特點(diǎn):沒有經(jīng)過合理抗震設(shè)計(jì)
3、的砌體房屋的抗震性能差,但仍具有一定的抗倒塌能力。未經(jīng)抗震設(shè)計(jì)的多層磚房,在6度區(qū)內(nèi)主體結(jié)構(gòu)基本完好或輕微破壞.而女兒墻、出屋面小煙囪等破壞嚴(yán)重;在7度區(qū)內(nèi)主體結(jié)構(gòu)輕微破壞,小部分達(dá)到中等破壞;8度區(qū)內(nèi)多數(shù)結(jié)構(gòu)達(dá)到中等破壞;9度區(qū)多數(shù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重破壞;10度及以上地區(qū)大多數(shù)房屋倒塌。經(jīng)過抗震設(shè)防或加固的砌體房屋的震害輕于沒有經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)的砌體房屋的震害。經(jīng)過抗震設(shè)計(jì)且施工質(zhì)量得到保證的多層砌體房屋具有較好的抗震能力,其平均震害比未進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)的砌體房屋的震害減輕12個(gè)等級(jí),可以達(dá)到砌體房屋在8度區(qū)內(nèi)不出現(xiàn)中等以上破壞、在10度區(qū)不出現(xiàn)倒塌的設(shè)防目標(biāo)。砌體房屋的各部位都可能發(fā)生震害,但受力復(fù)雜和
4、約束減弱處更容易破壞。如房屋兩端、轉(zhuǎn)角,樓梯間、外廊、女兒墻及突出的屋頂間等部位的震害一般較重。結(jié)構(gòu)布置對(duì)砌體房屋的震害影響較大。一般橫墻承重房屋的震害輕于縱墻承重房屋的震害。地震作用時(shí),通常剛性樓蓋房屋的上層破壞輕,下層破壞重;柔性樓蓋房屋的上層破壞重,下層破壞輕。預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)的震害通常重于現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)的震害。地基條件不同震害不同。一般而言,堅(jiān)實(shí)地基上的房屋震害輕于軟弱地基和非均勻地基上的房屋震害。6-2.2多層砌體房屋的抗震概念設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)布置、良好的抗震體系和相應(yīng)的抗震措施是結(jié)構(gòu)抗震性能的重要保證。在罕遇地震下,多層砌體房屋容易發(fā)生倒塌,多層砌體房屋的抗倒塌主要通過總體結(jié)構(gòu)布置和細(xì)部構(gòu)
5、造措施來實(shí)施。1>建筑布置和結(jié)構(gòu)體系要求縱墻承重的結(jié)構(gòu)布置方案,因橫向支承較少,縱墻容易受到彎曲破壞而導(dǎo)致倒塌。因此應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系??v橫墻均勻?qū)ΨQ布置時(shí),可使各墻肢受力基本相同,避免出現(xiàn)薄弱墻肢。因此縱橫墻布置宜均勻?qū)ΨQ.沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);縱橫向墻體的數(shù)量不宜相差過大;同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻。平面輪廊凹凸尺寸不宜過大,當(dāng)較大時(shí),房屋轉(zhuǎn)角處應(yīng)采取加強(qiáng)措施。當(dāng)房屋立面高差在6m以上、房屋有錯(cuò)層且樓板高差大于層高的1/4、各部分結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量截然不同時(shí),宜設(shè)置防震縫,縫兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置墻體,縫寬應(yīng)根據(jù)烈度和房屋高度確定,可采用70100mm。樓梯
6、間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。教學(xué)樓、醫(yī)院等橫墻較少、跨度較大的房屋,宜采用現(xiàn)繞鋼筋混凝土樓、屋蓋。不應(yīng)在房屋轉(zhuǎn)角處設(shè)置轉(zhuǎn)角窗。1 >整體尺寸限定(1)房屋總高度與層數(shù)多層砌體房屋的抗震能力與房屋的總高度直接相關(guān)。震害調(diào)査資料表明:隨層數(shù)增多,砌體房尾的破壞稈度也隨之加重,倒塌率與房屋的層數(shù)近似成正比。因此,對(duì)房屋的高度與層數(shù)要給予一定的限制。抗震規(guī)范對(duì)砌體房的總高度與層數(shù)的限值見表6.13。對(duì)醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少的房屋,總高度應(yīng)比表6.13的規(guī)定相應(yīng)降低3m,層數(shù)應(yīng)相應(yīng)減少1層;對(duì)各層橫墻很少的房屋,還應(yīng)再減少1層。橫墻較少指同一樓層內(nèi)開間大于4.2m的房間占該層總面積的40%以上
7、的橫墻很少指同一樓層內(nèi)開間不大于4.2m的房間占該層總面積不到20%,且開間大于4.8m的房間占該層總面積的30%以上。采用蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚的砌體房屋,當(dāng)砌體的抗剪強(qiáng)度僅達(dá)到普通黏土磚砌體的70%時(shí),房屋的層數(shù)應(yīng)比普通磚房減少1層,總高度應(yīng)減少3m。當(dāng)砌體的抗剪強(qiáng)度達(dá)到普通黏土磚砌體的取值時(shí),房屋層數(shù)和總高度要求同普通磚房屋。6度7度時(shí),橫墻較少的兩類多層砌體房屋,當(dāng)按規(guī)定采取加強(qiáng)措施并滿足抗震承載力要求時(shí),其高度和層數(shù)仍應(yīng)允許按表6.13規(guī)定采用。表6.13房屋的層數(shù)和總高度(m)限值房屋類別最小厚度烈度67890.05g0.10g0.15g0.20g0.30g君0.40g高度層數(shù)高
8、度層數(shù)髙度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)多層砌體房屋普通磚240217217217186155124多孔磚24021721718618615593多孔磚190217186155155124-小砌塊19021721718618615593底部框架-抗震墻砌體房屋普通磚多孔磚240227227196165-多孔磚190227196165134-小砌塊190227227196165-注:房屋的總高度指室外地面到檐或主要屋面板板頂?shù)母叨龋氲叵率覐牡叵率沂覂?nèi)地面算起,全地下室和嵌固條件好的半地下室可從室外地面箅起;帶閣樓的坡屋面應(yīng)算到山尖墻的1/2高度處。室內(nèi)外高差大于0.6m時(shí),房屋總高度可比表中數(shù)據(jù)
9、適當(dāng)增加,但增加量不應(yīng)多于1m。乙類的多層砌體房屋仍按本地區(qū)設(shè)防烈度査表,但層數(shù)應(yīng)減少1層且總高度應(yīng)降低3m。不應(yīng)采用底部框架-抗震墻砌體房屋。本表小砌塊砌體房屋不包括配筋混凝土小型空心砌塊砌體房屋。(2)房屋的高寬比當(dāng)房屋的高寬比大時(shí),地震時(shí)易發(fā)生整體彎曲破壞。多層砌體房屋不做整體彎曲驗(yàn)算,但為了保證房屋的穩(wěn)定性,房屋總高度和總寬度的最大比值應(yīng)滿足表6.14的要求。表6.14 房屋最大高寬比3>局部尺寸限定(1)層高限制普通磚、多孔磚和小砌塊砌體承重房屋的層高,不應(yīng)超過3.6m。當(dāng)使用功能確有需要時(shí),采用約束硬體等加強(qiáng)措施的普通磚砌體的層高不應(yīng)超過3.9m。當(dāng)?shù)讓硬捎眉s束砌體抗震墻時(shí),
10、底層的層高不應(yīng)超過4.2m。(2)抗震橫墻的間距多層砌體房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔(dān),抗震橫墻數(shù)和間距對(duì)多層砌體房屋的抗震性能影響很大。橫墻數(shù)量多、間距小,結(jié)構(gòu)的空間剛度大,抗震性能好,反之抗震性能差。橫墻間距的大小還與樓蓋傳遞水平抗震力的需求相聯(lián)系,過大時(shí),樓蓋剛度可能不足以傳遞水平地震力到相鄰墻體。因此多層砌體房屋的抗震橫墻間距不應(yīng)超過表6.15中的規(guī)定值。«6.15多層砌體房屋抗震橫墻最大間距 單位:m房屋類別烈度79多層砌體現(xiàn)澆和裝配整體式鋼筋混凝土樓屎蓋1515117裝配式鋼筋混凝土樓屋蓋II1194木崖蓋994-底部框架-抗庚墻砌體房屋卜.部各S同多S®體房屋
11、-底部或底部兩層18|15|II-注:多層砌體房屋的頂層,除木屋蓋外,其最大橫墻間距可適當(dāng)放寬,應(yīng)采取相應(yīng)加強(qiáng)措施;多孔磚抗震橫墻厚度為190mm時(shí),最大橫墻間距應(yīng)比表中數(shù)值減少3m,(3>房屋的局部尺寸為避免出現(xiàn)薄弱部位,以防止因局部破壞發(fā)展成為整棟房屋的破壞,多層砌體房屋的局部尺寸應(yīng)符合表6.16要求。表6.16房屋的局部尺寸限值單位:m部位烈度79承*窗間墻最小寬度1.01.01.21.5承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離1.01.01.21.5非承重外墻盡端至門窗洞邊的最小距離1.01.01.01.0內(nèi)墻陽角至門窗洞邊的最小距離1.01.01.52.0無描固女兒墻(非出人口處)的最
12、大高度0.50.50.50.0注:局部尺寸不足時(shí),應(yīng)采取局部加強(qiáng)措*彌補(bǔ),且S小寬度不宜小T1/4)3高和表列數(shù)據(jù)的80ft(出入口處的女兒墻應(yīng)有錨固。6.2.3多層砌體房屋的抗震計(jì)算多層砌體房屋的抗震計(jì)算是對(duì)墻體抗側(cè)力能力進(jìn)行驗(yàn)算,具體而言是砌體房屋薄弱層的墻段的抗震驗(yàn)算多層砌體房屋的抗震計(jì)算基本步驟包括:地震作用與樓層剪力計(jì)算、墻體(或墻段)地震剪力分配、墻體(或墻段)抗震驗(yàn)算。1>地震作用與樓層剪力計(jì)算(1)計(jì)算簡圖多層砌體房屋地震作用計(jì)算時(shí),應(yīng)以防震縫所劃分的結(jié)構(gòu)單元作為計(jì)算單元。在計(jì)算單元中各樓層的集中質(zhì)點(diǎn)設(shè)在樓、屋蓋標(biāo)高處。各樓層質(zhì)點(diǎn)重力荷載包括:樓、屋蓋上的重力荷載代表值和
13、上、下各半層墻體(含構(gòu)造柱)的自重。多層砌體房屋的計(jì)算簡圖如圖6.24所示。 計(jì)算簡圖中底部固定端的標(biāo)髙取值:當(dāng)基礎(chǔ)埋置較淺時(shí),取基礎(chǔ)頂面;當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時(shí),取室外地坪下0.5m;當(dāng)有整體剛度很大的全地下室時(shí),取地下室頂板頂面標(biāo)高;當(dāng)?shù)叵率覄偠容^小或半地下室時(shí),取地下室室內(nèi)地坪標(biāo)髙,且地下室頂板算一層樓面。(b)計(jì)算簡圖(<0樓層地震剪力田<5.24多層砌體房屋的計(jì)算簡S(2)樓層水平地震剪力多層確體房屋層數(shù)一般不超過7層,且質(zhì)量與剛度沿高度分布一般比較均勻,在地震作用下的變形以剪切變形為主。在抗震計(jì)算時(shí)一般只考慮單向水平地震作用,采用底部剪力法進(jìn)行地震作用計(jì)爲(wèi)。多層砌體房屋縱向或
14、橫向承重墻數(shù)量較多,房屋的側(cè)向剛度大,其基本周期一般處于設(shè)計(jì)反應(yīng)譜的平臺(tái)段周期范圍內(nèi),水平地震影響系數(shù)取地震影響系數(shù)最大值。則多層砌體房屋所受到的總地震作用標(biāo)準(zhǔn)值為:(6-44)由于多層砌體房屋基本周期短,忽略高振型的影響,則任一質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值F,為:(6.45)作用于第i層的樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值K為層以上各層所受到的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值之和即:=Xf,(6.46)對(duì)于突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等,鞭梢效應(yīng)的影響,其地震作用應(yīng)乘以地震增大系數(shù)3。但增大的2倍不應(yīng)往下傳遞,即計(jì)算房屋下層層間地震剪力時(shí)不考慮上述地震作用增大部分的影響?!纠?.1】如圖6.25所示4層磚砌體房屋,橫墻承重,
15、樓梯間突出屋頂。已知抗震設(shè)防【解】(1)結(jié)構(gòu)底部地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)防烈度為8度,則16fEk=0.85x0.16x念G;=2373kN(2)樓層地震作用標(biāo)準(zhǔn)值和地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值由式(6.2)和式(6.3)及關(guān)于屋頂間的附加規(guī)定,計(jì)算結(jié)果見表6.17。表6.17樓層地震剪力計(jì)算樓層/kNH,/m/(kN.m)GAic'H',/kN/kN屋頂間25016.441000.036666x3=1984330013.4442200.307127783420010.4436800.3070414S2242007.4310800.215011983155004.4242000.163902373S
16、1745014728023732>墻體(或墻段)地震剪力分配(1)墻體的側(cè)移剛度當(dāng)結(jié)構(gòu)僅發(fā)生平移而不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),可將墻體視作下端固定、上端嵌固的構(gòu)件。將下端固定、上端嵌固的墻體在頂端單位力作用下所產(chǎn)生的側(cè)移稱為墻體的側(cè)移柔度,其倒數(shù)為側(cè)移剛度,如圖6.26所示。墻體在側(cè)向力作用下的變形一般包含彎曲變形與剪切變形兩部分,即:剪切變形:s-=i=i(6.47)彎曲變形:Sb=Y1EI式中七/分別為墻體的水。h、b、t分別為墻體的髙度、寬度和厚度;E、G一分別為墻體的彈性模量與剪切模量,一般G-0.4E;一截面剪應(yīng)力不均勻系數(shù),對(duì)矩形截面取1.2。墻體在側(cè)向力作用下總變形為:fi=(t)3+3
17、(|)(6'49)由式(6.49)可見,墻體在側(cè)向力作用下總變形與墻體的高寬比相關(guān),如圖6.27所示。當(dāng)h/bC時(shí),墻體變形以剪切變形為主;當(dāng)ft/6>4時(shí),墻體變形以彎曲變形為主;當(dāng)I<h/b4時(shí),墻體變形中彎曲變形和剪切變形均占相當(dāng)比例。當(dāng)A/6在1時(shí),僅考慮剪切變形,則墻體的側(cè)移剛度為:El'3(h/b)當(dāng)1<A/6S4時(shí),同時(shí)考慮彎曲及剪切變形,則墻體的側(cè)移剛度為:El(6.50)(6.51)當(dāng)A/6>4時(shí),主要為彎曲變形,側(cè)移很大,可不考慮墻體的側(cè)移剛度,取K=0。對(duì)于開有門窗洞口的墻體,不僅應(yīng)考慮門窗間墻體變形的影響,還應(yīng)考慮洞口上、下水平墻
18、帶變形的影響,如圖6.28所示。因此,對(duì)開有洞口的墻體側(cè)移剛度計(jì)算時(shí),常根據(jù)洞U情況將墻體沿墻高劃分為條墻帶,墻體頂端單位力作用下的側(cè)移為各水平墻帶側(cè)移之和,即:(6.52)則帶洞口墻體的側(cè)移剛度為:(6.53)對(duì)開有規(guī)則洞口的墻體(見圖6.28(a),將墻體劃分為上、下無洞口的墻帶和窗間墻段組成的墻帶。對(duì)無洞口墻帶,因其高寬比/»/6«1時(shí),該墻帶的剛度按式(6.50)計(jì)算;窗間墻墻帶的剛度&等于各窗間墻段剛度&之和,其根據(jù)墻段的高寬比確定D對(duì)于開有不規(guī)則洞口的墻體(見圖6.28(b)在規(guī)則洞口墻體劃分的墻帶基礎(chǔ)上,再沿It;L>J.i>、I(
19、b)不規(guī)則洞口圖6.28多洞a墻體墻帶的長度方向,根據(jù)門洞及窗洞的布置特點(diǎn),將墻帶劃分為幾個(gè)單元墻片,單元墻片的剛度確定方法類似于規(guī)則洞口墻體的方法,墻片由墻段組成。如圖6.28(b)所示,將帶有窗洞和門洞的墻帶再劃分為4個(gè)墻片,其側(cè)移剛度分別為則墻體剛度為:K=rJ(6.54)【wl+»3+尺*4K3式中W=j=£,尺:j'#CUK2,+Aj2Ki2A23+尺2413K2S+Kx(2)樓層地震剪力的分配樓層地S剪力V,般假定由各層與K,方向一致的各抗震墻體共同承擔(dān),即橫向地震作用全部由橫墻承擔(dān),縱向地震作用全部由縱墻承擔(dān)。其在各墻體間的分配主要取決于樓蓋的剛度(類
20、型)和各墻體的抗側(cè)移剛度。橫向地震剪力分配時(shí),根據(jù)樓蓋水平剛度將樓蓋分為剛性樓蓋、中等剛度樓蓋和柔性樓蓋;而縱向抗震剪力分配時(shí),由于結(jié)構(gòu)縱向剛度都很大,通常將其視作剛性樓蓋。剛性樓蓋。剛性樓蓋是指抗震橫墻間距滿足表6.15的現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓蓋或裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋。在橫向水平地震作用下,剛性樓蓋在其水平面內(nèi)產(chǎn)生的變形很小,將樓蓋在其平面內(nèi)視為絕對(duì)剛性的連續(xù)梁,各橫墻視作梁的彈性支座,如圖6.29所示。當(dāng)結(jié)構(gòu)和荷載均對(duì)稱時(shí),各橫墻的水平位移相等,即各彈性支座的位移相等t設(shè)第i層共有m道橫墻,其中第y道橫墻承受的地震剪力為V。,有:=K(6.55)式中,&為第_/道橫墻的側(cè)移剛度與樓i
21、層間側(cè)移4的乘積:%=M(6.56)將式(6.56)代人式(6.55>有:次=將式(6.57)代人式(6.56)有:(6.58)即剛性樓蓋的各橫墻地震剪力按擾震橫墻的側(cè)移剛度比例進(jìn)行分配。當(dāng)同層墻體材料及高度均相同,且只考慮剪切變形時(shí),將式(6.50)代人式(6.58)有:(6.59)即對(duì)剛性樓蓋,當(dāng)各抗震墻的高度、材料均相同時(shí),其樓層地震剪力可按各抗震墻的橫截面面積比進(jìn)行分配。柔性樓蓋是指木結(jié)構(gòu)樓蓋等。由于柔性樓蓋的水平剛度小,在水平地震作用下樓蓋平面內(nèi)變形除平移外還有彎曲變形,樓蓋平面內(nèi)各處水平位移不相等??山茖巧w視作簡支于各橫墻的一多跨簡支梁,如圖6.30所示。各片橫墻產(chǎn)生的水
22、平位移取決于其鄰近從屬面積上樓蓋重力荷載代表值所引起的地震作用,則第i層第/道橫墻所承相的地震剪力可根據(jù)該墻從屬面積上重力荷載代表值的比例進(jìn)行分配,即:(6.60)式中第i層第j道橫墻從屬面積上的重力荷載代表值;G,第t層樓蓋總重力荷載代表值。當(dāng)樓蓋單位面積上的重力荷載代表值相同時(shí),上述計(jì)算可進(jìn)一步簡化為按各墻承擔(dān)的豎向荷載從屬面積的比例進(jìn)行分配,即:96.30柔性樓蓋計(jì)算面圖(6.61)式中<第i層第_/道墻體的從屬荷載面積,一般等于該墻兩側(cè)相鄰墻之間各一半建筑面積之和:A第i層樓羞總面積。中等剛度樓蓋。裝配式鋼筋混凝土樓蓋屬于中等剛度樓蓋,其樓蓋剛度介于剛件樓蓋和柔性樓蓋之間。因而各
23、道橫墻所承擔(dān)的地震作用,不僅與橫墻的側(cè)移剛度相關(guān),還與樓蓋的水平變形有關(guān)。一般取剛性樓蓋和柔性樓蓋兩種計(jì)算結(jié)果的平均值,即G,1(6-62)Ka)當(dāng)墻高相同,所用材料相同且樓蓋上重力荷載分布均勻時(shí),(3)墻段間地震剪力的分配墻段宜按門窗洞口劃分。對(duì)設(shè)置構(gòu)造柱的小開口墻段按毛墻面計(jì)算的剛度,可根據(jù)開洞率乘以表6.18的墻段洞口影響系數(shù)來計(jì)算。開洞率為洞口水平截面面積與墻段水平毛截面面積之比,相鄰洞口之間凈寬小于500mm的墻段視為洞口。表6.18墻段洞口彩響系數(shù)開洞率0.100.200.30影響系數(shù)0.980.940.8S注:洞口中線偏離墻段中線大于墻段長度的1/4時(shí),表中影嘀系數(shù)折減0.9:門
24、洞的洞頂高度大于層高80%時(shí),表中數(shù)據(jù)不適用:窗洞高度大于50¾¾離B丨,按I'J洞對(duì)等對(duì)待。當(dāng)墻體存在規(guī)則門窗洞口時(shí)(見圖6.28(a),上部墻帶為水平實(shí)心墻帶,在水平地震作用下則洞間墻段產(chǎn)生的側(cè)移值應(yīng)相等,因此窗洞間各墻段所承擔(dān)的地震力可按各墻段的側(cè)移剛度&比例進(jìn)行分配。設(shè)第y道墻上共有*個(gè)墻段,則第r個(gè)墻段所分配的地震剪力為:當(dāng)墻體存在不規(guī)則門窗洞口時(shí)(見圖6.28(b),可以采用兩次分配法確定各洞口間墻段的地震剪力,即先確定各單元墻片的地震剪力,再計(jì)算單元墻片中各墻肢的地震剪力。如圖6. 28(b)所示,將作用于墻體的地震剪力按單元墻片側(cè)移剛度(式(
25、6.54)進(jìn)行分配,再將作用于墻片的地震剪力按墻段的側(cè)移剛度分配。與墻體側(cè)移剛度類似,墻段的側(cè)移剛度根據(jù)各墻段的高寬比h/b確定。墻段的高寬比指層高與墻長之比,對(duì)門窗洞邊的小墻段指洞凈高與洞側(cè)墻寬之比。計(jì)算高寬比A/6時(shí),墻段高度ft取值:窗間墻取窗洞髙;門間墻取門洞高;門窗間墻取窗洞高;盡端墻取緊靠盡端的門洞或窗洞高,當(dāng)時(shí),僅考慮剪切變形,按式(6.50)計(jì)算;當(dāng)1時(shí),同時(shí)考慮彎曲及剪切變形,按式(6.51)計(jì)算;當(dāng)h/b>4主要為彎曲變形,則側(cè)移剛度取為0。3>墻段的抗震驗(yàn)算當(dāng)墻段所受的地震剪力確定后,則可進(jìn)行墻段的抗震驗(yàn)箅。包括驗(yàn)算墻段的確定、墻段的抗震抗剪承載力計(jì)算、墻段截
26、面抗剪驗(yàn)算等。驗(yàn)算的墻段理論上所有的墻段都應(yīng)進(jìn)行抗震驗(yàn)算。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),一般只需對(duì)縱、橫向的不利墻段含承受地震剪力較大的墻段、豎向壓應(yīng)力較小的墻段、局部截面較小的墻段進(jìn)行截面驗(yàn)算3(2)墻段的抗震抗剪承載力砌體房屋抗震抗剪承載力的計(jì)算有兩種半理論半經(jīng)驗(yàn)的方法,即主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論和剪切摩擦強(qiáng)度理論。主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論將砌體視為各向同性的彈性材料,認(rèn)為當(dāng)?shù)卣鸺魬?yīng)力r與豎向荷載正應(yīng)力A共同作用在砌體上,當(dāng)階梯形截面上產(chǎn)生的主拉應(yīng)力不大于砌體的抗剪強(qiáng)度/,時(shí),砌體不發(fā)生破壞。即:=-y+y(-y)+T2/,(6.65)由式(6.65)有:7+Y(6.66)剪切摩擦強(qiáng)度理論認(rèn)為,砌體階梯形截面的地震剪應(yīng)力r滿
27、足式(6.67)時(shí)不會(huì)發(fā)生破壞:T«/,+/AO-0(6.67)從靜力試驗(yàn)和計(jì)算分析結(jié)果看,當(dāng)砂裝強(qiáng)度等級(jí)高于M2.5,且1<*吳4時(shí),兩者結(jié)果相近;在/,較低且f相對(duì)較大時(shí),兩者的結(jié)果差異較大??拐鹨?guī)范對(duì)磚砌體的抗震抗剪承載力仍采用主拉應(yīng)力強(qiáng)度公式,但由于砌塊砌體房屋的震害經(jīng)驗(yàn)較少,對(duì)砌塊砌體則采用基于試驗(yàn)結(jié)果的剪切摩擦強(qiáng)度公式。引人正應(yīng)力影響系數(shù),將兩種方法用統(tǒng)一的表達(dá)式給出,即地震作用下砌體沿階梯截面破壞的抗震強(qiáng)度設(shè)計(jì)值統(tǒng)一表示為:/.e=U,(6.68)式中/,非抗震設(shè)計(jì)的砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,可按砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50003)采用;“砌體抗震抗剪強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)
28、5對(duì)磚砌體,根據(jù)主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論,砌體強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)表示為:=rV1+0-457;(6.69>對(duì)于混凝土小砌塊砌體,根據(jù)剪切摩擦強(qiáng)度理論.砌體強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)表示為:1+0.25爺(令在5)=A(6.70)2.25+0.17(f-5)(->5)式(6.69)和式(6.TO)計(jì)算的“值列于表6.19中。砌體類別3_0.01.03.05.07.010.012.0>16.0普通磚、多孔磚0.80.0.991.251.471.651.902.05混凝土小砌塊1.231.692.152.573.023.323.92注:為對(duì)應(yīng)于重力荷載代表值的®體截面平均壓應(yīng)力。(3
29、)墻段截面的抗震抗剪承載力驗(yàn)算墻段材料不同,墻體構(gòu)造措施不同,墻段截面的抗剪承載力驗(yàn)算公式不同。下面分別介紹普通磚(多孔磚)墻段和小砌塊墻段的截面抗剪承載力驗(yàn)算。普通磚、多孔磚墻體:V矣(6.71)式中V墻體(或墻段)地震剪力設(shè)計(jì)值,為地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值的1.3倍;A墻體(或墻段)橫截面面積,多孔磚取毛截面而積;yKE承載力抗震調(diào)整系數(shù),一般抗震墻=1.0,兩端均有構(gòu)造柱、芯柱約束的抗震墻yBE=0.9,自承重墻體7be=0."75。水平配筋普通磚、多孔磚墻體:«+fs/yh>llh)(6.72)式中4墻體橫截面面積,多孔磚取毛截面面積;U鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;層間墻體豎向
30、截面的水平鋼筋截面總面積,配筋率應(yīng)不小于0.07%且不大于0.17%;一鋼筋參與工作系數(shù),可按表6.20采用。表6.20鋼筋參與工作系數(shù)墻體高寬比0.40.60.81.01.2,0.100.120.140.150.12當(dāng)按式(6.72)驗(yàn)算不滿足時(shí),可在墻體(或墻段中部設(shè)置截面不小于240mmx240mm(墻厚190mm時(shí)為240mmx190mm)且間距不大于4m的構(gòu)造柱來提高抗剪承載力,則可按下列簡化方法驗(yàn)算:+6/人+0.08/,丄(6.73)式中次墻體(或墻段)中部構(gòu)造柱的橫截面總面積。對(duì)橫墻和內(nèi)縱墻,當(dāng)忠>0.154時(shí),取0.15_4;對(duì)外縱墻人>0.25/4時(shí),取0.25
31、A。/,墻體(或墻段中部構(gòu)造柱的混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。Ak墻體(或墻段)中部構(gòu)造柱的縱向鋼筋截面總面積。配筋率不小于0.6%,大于1.4%時(shí)取1.4%0U分別為墻體水平鋼筋、構(gòu)造柱鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。L墻體(或墻段)中部構(gòu)造柱參與工作系數(shù)。居中設(shè)一根構(gòu)造柱時(shí),取0.5;構(gòu)造柱數(shù)量多于一根時(shí),取0.4=r,c墻體(或墻段)約束修正系數(shù),一般取1.0;構(gòu)造柱間距不大于3.0m時(shí)取1.1。/L層間墻體豎向截面的總水平鋼筋面積,無水平鋼筋時(shí)取0.0?;炷列⌒推鰤K墻體,多采用芯柱配筋方式,抗震承載力驗(yàn)算表達(dá)式為:v«/ve-4+(0.3/A+0.05/?AJfJ(6.74)7RE式中/,
32、芯柱混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值;(芯柱截面總面積;A.芯柱鋼筋截面總面積;c芯柱參與工作系數(shù),按表6.21査取,表中填孔率p系指芯柱根數(shù)(含構(gòu)造柱和填實(shí)孔洞數(shù)量)與孔洞總數(shù)之比。表6'21芯柱參與工作系數(shù)填孔率Pp<0.150.I5p<0.250.25«p<0.5pO.51.01.101.15【例6.2】結(jié)構(gòu)同例6.U該結(jié)構(gòu)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)蓋,所有墻厚均為240mm,墻體磚的強(qiáng)度等級(jí)為MU15,混合砂漿為M7.5。底層軸線上開有兩個(gè)窗洞,尺寸分別為0.9mxl.5m和1.2mxl.5m,已知該墻肢半高處的截面平面壓應(yīng)力(rrO.SN/niin2。試進(jìn)
33、行底層_線上b墻肢的抗震強(qiáng)度驗(yàn)算。【解】(1)墻體地震剪力的分配該結(jié)構(gòu)抗震橫墻間距滿足表6.15要求,采用樓(屋)蓋為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,為剛性樓蓋。因墻髙相同、墻體材料相同,可按式(6.59)計(jì)算底層軸線墻體所分配的地震剪力。例6. 1中已計(jì)算出底部剪力K=2373kN。Al%i=(5.1+0.24-0.9-1.2)x0.24m2=0.78m24=(5.34x7+12.24x2)x0.24m2+0.78mJ=15.63m2V,3=2373kNxO.78m2/15.63m2=118.42kN<2)墻肢地震剪力的分配該墻體為有規(guī)則洞口的墻體,則底層軸線上a、b、c墻肢的地震剪力按各墻肢的側(cè)移
34、剛度采用式(6.64)分配,側(cè)移剛度根據(jù)高寬比不同分別按式(6.50)或式(6.51)計(jì)算。墻肢a:A/i=1.5/1.12=1.34>1按彎剪變形考慮Ka=l/(1.343+3xl.34)=0.156墻肢b:ft/6=1.5/1.0=1.5>1按彎剪變形考慮=1/(1.53+3xl.5)=0.127墻肢c:/6=1.5/1.12=1.34>1按彎剪變形考慮=1/(1.345+3x1.34)=0.156«m墻肢b分配的地震剪力為:Vb=118.42kNxO.127/(0.156+0.127+0.156)=34.26kN(3)墻肢b抗震強(qiáng)度驗(yàn)算根據(jù)砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范&g
35、t;(GB500032001),磚砌體的抗剪強(qiáng)度值/v=0.14N/mm根據(jù)已知條件,墻肢b半高處的截面平面壓應(yīng)力q=0.8N/mm2,則a。/,=5.72,査表6.19可知砌體強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)“=1.54,按式(6.68)計(jì)算墻體的抗震抗剪承載力/,E=1.54xO.14N/mm2=0.22N/mm2。按式¢6.71)有:=0.22x1000x240/1000kN=52.8kN>34.26kN墻肢b滿足抗震要求。6.2.4多層砌體房屋的抗震構(gòu)造措施結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的主要目的是彌補(bǔ)抗震計(jì)算的不足、實(shí)現(xiàn)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)、提高結(jié)構(gòu)的整體性和抗震性能。多層砌體房屋的抗震構(gòu)造措施主要有
36、設(shè)置圈梁、構(gòu)造柱、連接構(gòu)造等1)鋼筋混凝土構(gòu)造柱和芯柱在多層砌體房屋中設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱或芯柱的主要作用是約束墻體,使之有較高的變形能力,提髙結(jié)構(gòu)的整體性和延性,有效防止地震下房屋的倒塌;構(gòu)造柱或芯柱還能提高砌體的抗剪承載力,構(gòu)造柱可提高抗剪承載力10%-30%,其提高程度與墻體的高寬比、豎向壓力和開洞情況有關(guān)。構(gòu)造柱構(gòu)造柱應(yīng)設(shè)置在震害較嚴(yán)重、連接構(gòu)造比較薄弱和應(yīng)力集中等位置。根據(jù)抗震設(shè)防烈度、房屋層數(shù)和部位不同,表6.22列出了磚房構(gòu)造柱設(shè)置要求對(duì)外廊式或單面走廊式的多層磚房,應(yīng)根據(jù)房屋增加1層后的層數(shù)按表設(shè)置構(gòu)造柱。橫墻較少的房屋,應(yīng)根據(jù)房屋增加1層后的層數(shù)按表設(shè)置構(gòu)造柱;當(dāng)橫墻較少的外
37、廊、單面走廊式房屋,當(dāng)6度不超過4層、7度不超過3層和8度不超過2層時(shí),應(yīng)按增加2層的層數(shù)對(duì)待。各層橫墻很少的房屋,應(yīng)按增加2層的層數(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)造柱。單面走廊兩側(cè)的縱墻均應(yīng)按外墻處理。表6.22多展磚砌體房S構(gòu)進(jìn)柱設(shè)置要求房屋層數(shù)各種層數(shù)和烈度均設(shè)置的部位隨層數(shù)或烈度變化而設(shè)置的部位6度7度8度9度四、五三、四二、三樓、電梯間四角,樓梯斜梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處;外墻四角和對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角隔12m或單元橫墻與外墻交接處;樓梯間對(duì)應(yīng)的另一側(cè)內(nèi)橫墻與外縱墻交接處六五四二錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處隔開間橫墻(軸線)與外墻交接處;山墻與內(nèi)縱墻交接處七S六&五5*三較大洞U兩側(cè);大房間內(nèi)外墻交接處內(nèi)墻(軸線與
38、外墻交接處:內(nèi)墻的局部較小墻垛處;內(nèi)縱墻與檐墻(軸線交接處注:較大洞a,內(nèi)墻指不小于2.1m的洞口;外墻在內(nèi)外墻交接處已設(shè)置構(gòu)造柱時(shí)應(yīng)允許適當(dāng)放寬,但洞口側(cè)邊的埔體應(yīng)加強(qiáng)。采用蒸壓灰砂磚和蒸壓粉煤灰磚的砌體房屋,當(dāng)砌體的抗剪強(qiáng)度僅達(dá)到梓通黏土砌體的70%時(shí),應(yīng)根據(jù)增加1層的層數(shù)設(shè)置構(gòu)造柱;當(dāng)6度不超過4層,7度不超過3層和8度不超過2層時(shí),應(yīng)按增加2層的層數(shù)對(duì)待;各層橫墻很少的房屋,應(yīng)按增加2層的層數(shù)設(shè)計(jì)構(gòu)造柱。構(gòu)造柱如圖6.3丨所示,應(yīng)滿足以下構(gòu)造要求:田6.31構(gòu)造柱構(gòu)造柱的最小截面尺寸可采用180mmx240mm(墻厚190mm時(shí)為180mmx190mm)。構(gòu)造柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C
39、20。縱向鋼筋宜采用4+12,箍筋間距不宜大于250tnm,且在柱上下端適當(dāng)加密。在6度、7度區(qū)超過6層,8度區(qū)超過5層和9度區(qū),構(gòu)造柱縱筋宜采用箍筋間距不宜大于200mm。房屋四角的構(gòu)造柱應(yīng)適當(dāng)加大截面及配筋。對(duì)鋼筋混凝土構(gòu)造柱的施工,應(yīng)要求先砌墻、后澆柱6墻、柱連接處宜砌成馬牙槎,并應(yīng)沿墻高每隔500ram設(shè)2狀水平鋼筋和44分布短筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或4*4點(diǎn)焊鋼筋網(wǎng)片,每邊伸入墻內(nèi)+宜小于1m。6度、7度時(shí)底部1/3樓層,8度時(shí)底部1/2樓層,9度時(shí)全部樓層,上述拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片沿墻體水平通長設(shè)置。構(gòu)造柱與圈梁連接處,構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)在圈梁縱筋內(nèi)側(cè)穿過,保證構(gòu)造柱縱筋t下貫通。構(gòu)造柱可
40、不單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ),但應(yīng)伸入室外地面下500mm,或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。當(dāng)房屋高度和層數(shù)接近表6.13上限時(shí),橫墻內(nèi)構(gòu)造柱間距不宜大于層高的2倍;下部1/3樓層的構(gòu)造柱間距適當(dāng)減小;外縱墻開間大于3.9m時(shí),應(yīng)另設(shè)加強(qiáng)措施;內(nèi)縱墻的構(gòu)造柱間距不宜大于4.2。 (2)芯柱為/增加混凝土砌塊房屋的整體性和延性,提高其抗倒塌能力,在墻體規(guī)定部位將砌塊豎孔澆筑成鋼筋混凝土芯柱,也可設(shè)置替代芯柱的鋼筋混凝土構(gòu)造柱?;炷列≡覊K房屋芯柱設(shè)置部位見表6.23。外廊式或單斷走廊式的多層磚房、橫墻較少的房屋、各層橫墻很少的房屋,應(yīng)滿足其與分別增加層數(shù)的對(duì)應(yīng)要求.增加層數(shù)與構(gòu)造柱規(guī)定相同。表6.23多
41、層小砌塊房厘芯柱設(shè)置要求房尾層數(shù)設(shè)置部位設(shè)置數(shù)量6度7度8度9度四、五三、四二、三外墻轉(zhuǎn)角,樓、電梯間四角,樓梯斜梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處;大房間內(nèi)外墻交接處;錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處:隔12m左右或單元橫墻與外縱墻交接處外墻轉(zhuǎn)角,灌實(shí)3個(gè)孔;內(nèi)外墻交接處,灌實(shí)4個(gè)孔;樓梯斜梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處,灌實(shí)2個(gè)孔六五四同上;隔開間橫墻(軸線)與外縱墻交接處七六五二同h;各內(nèi)墻(軸線>與外縱墻交接處:內(nèi)縱墻與橫墻(軸線交接處和洞口兩側(cè)外墻轉(zhuǎn)角,癯實(shí)5個(gè)孔;內(nèi)外墻交接處,灌實(shí)4個(gè)孔;內(nèi)墻交接處,灌實(shí)4或5個(gè)孔;洞口兩側(cè),各灌實(shí)丨個(gè)孔七S六三同上;橫墻內(nèi)芯柱間距不大于2m外墻轉(zhuǎn)角,灌實(shí)7個(gè)孔;內(nèi)外
42、墻交接處,灌實(shí)5個(gè)孔:內(nèi)墻交接處,灌實(shí)4或5個(gè)孔;洞口兩俐各瘇實(shí)1個(gè)孔注:外墻轉(zhuǎn)角、內(nèi)外*交接處、樓電梯間四角等部位,應(yīng)允許采用鋼筋混凝上構(gòu)造柱替代部分芯柱。混凝土小砌塊房屋芯柱應(yīng)滿足以下構(gòu)造耍求:芯柱截面不宜少于120mmX120mm,芯柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。豎向鋼筋應(yīng)貫通墻身且應(yīng)*5每層圈梁連接。插筋不應(yīng)小于14>12;對(duì)6度、7度時(shí)超過5層,8度時(shí)超過4層和9度時(shí),插筋不應(yīng)少于1由14。芯柱應(yīng)伸入室外地面下500mm或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。為提高墻體抗震抗剪承載力而設(shè)置的芯柱,宜在墻體內(nèi)均勻布置,最大凈距不宜大于m,芯柱與墻連接處應(yīng)設(shè)置拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片,網(wǎng)片可采
43、用直徑4mm的鋼筋點(diǎn)焊而成,沿墻高每隔600mm設(shè)置,并應(yīng)沿墻體水平通長設(shè)置。6度、7度時(shí),底部1/3樓層;8度時(shí),底部1/2樓層;9度時(shí),全部樓層。上述拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片沿墻高間距不大于400mm。2) 圈梁圈梁是砌體房屋的一種經(jīng)濟(jì)有效的抗震措施,可以提高房屋的抗震能力,減輕震害D圈梁的主要作用有:加強(qiáng)縱橫墻之間、墻體與樓(屋)蓋間的連接,提高墻體的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)的整體性;與構(gòu)造柱一起可以有效地約束墻體斜裂縫的發(fā)展,保證墻體的整體性和變形能力,提高墻體的抗剪能力;可以有效地抵抗由于地震或其他原因引起的地基+均勻沉降對(duì)房屋的破壞作用。裝配式鋼筋混凝土樓(屋)蓋或木樓(屋蓋的磚房,橫墻承重時(shí)應(yīng)按表6.2
44、4的要求設(shè)置圈梁;縱墻承重時(shí),應(yīng)每層設(shè)置圈梁,且抗震橫墻上的圈梁間距應(yīng)比表6.24的要求適當(dāng)加密。現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋的多層磚房,¾樓、屋蓋與墻體有可靠連接時(shí)可不設(shè)圈梁。表6.24多居磚砌體房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置要求墻類烈度6,789外墻及內(nèi)縱墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處內(nèi)橫墻同上;屋蓋處間距不應(yīng)大于4.5m;樓蓋處間距不應(yīng)大于7.2m;構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上;各層所有橫墻,a間距不應(yīng)大于4.5m;構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同h:各層所有橫墻圈梁應(yīng)滿足以下構(gòu)造要求:應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。圈梁應(yīng)閉合,遇有洞U應(yīng)上下搭接。圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高或緊靠
45、板底。圈梁在表6.24要求間距范圍內(nèi)尤橫表6.25圈梁配筋要求墻時(shí),應(yīng)利用梁或板縫中配筋替代圈梁。圈梁的截面高度不應(yīng)小于120mm,配筋應(yīng)符合表6.25的要求。為加強(qiáng)基礎(chǔ)整體性和剛性而設(shè)置的基礎(chǔ)圈梁,其截面高度不應(yīng)小于180mm,配筋不應(yīng)少于4辦12。砌塊房屋的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁的設(shè)置位置與多層砌體房屋圈梁的要求相同。圈梁的寬度不應(yīng)小于190mm,配筋不應(yīng)少于42,箍筋間距不應(yīng)大于200mm。3>連接墻體間的拉結(jié)6度、7度時(shí)長度大于7.2m的大房間,以及8度、9度時(shí)外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交接處,應(yīng)沿墻高每隔500mm配置2<>6的通長鋼筋和¢4分布短筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)
46、網(wǎng)片或<(*4點(diǎn)焊網(wǎng)片。多層小砌體房屋,6度時(shí)超過5層、7度時(shí)超過4層、8度時(shí)超過3層和9度時(shí)在底層和頂層的窗臺(tái)標(biāo)高處,沿縱橫墻應(yīng)設(shè)置通長的水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土帶:其截面髙度不小于60mm,縱筋不少于24*10,并應(yīng)有分布拉結(jié)鋼筋;其混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。樓板與墻體及樓板間的連接?,F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓(屋)面板伸進(jìn)縱、橫墻內(nèi)的長度均不應(yīng)小于120mm。對(duì)裝配式鋼筋混凝土樓板或屋面板,當(dāng)圈梁末設(shè)在板的同一標(biāo)高時(shí),板端伸進(jìn)外墻的長度不應(yīng)小于120mm,板端伸進(jìn)內(nèi)墻的長度不應(yīng)小于100mm或采用硬架支模連接,在梁上不應(yīng)小于80mm或采用硬架支模連接。當(dāng)板的跨度大于4.8m并與外墻平行時(shí),靠外
47、墻的預(yù)制板側(cè)邊應(yīng)與墻或圈梁拉結(jié),如圖6.32所示。房屋端部大房間的樓板,6度時(shí)房屋的屋蓋和79度時(shí)房屋的樓、屋蓋,當(dāng)圈梁設(shè)在板底時(shí),鋼筋混凝土預(yù)制板應(yīng)相互拉結(jié)(見S6.33),并應(yīng)與梁、墻或圈梁拉結(jié)。圖6.32預(yù)制板邊與外墻拉強(qiáng)田6.33樓板與內(nèi)墻或圈糶的拉結(jié)屋架(梁)與墻(柱)的連接。樓、屋蓋的鋼筋混凝土梁或屋架應(yīng)與墻、柱(包括構(gòu)造柱)或圈梁可靠連接,不得采用獨(dú)立磚柱。跨度不小于6m大梁的支承構(gòu)件應(yīng)采用組合砌體等加強(qiáng)措施,并滿足承載力要求。坡S頂房屋的屋架應(yīng)與頂層圈梁可靠連接,檁條或屋面板應(yīng)與墻及屋架可靠連接,房屋出人口處的檐口瓦應(yīng)與屋面構(gòu)件錨固。采用硬山擱檁時(shí),頂層內(nèi)縱墻頂宜增砌支承山墻的
48、踏步式墻垛,并設(shè)置構(gòu)造柱,以防端山墻外閃4)樓梯間歷次地震中樓梯間的震害較重,曾多次發(fā)生樓梯間局部倒塌,當(dāng)樓梯間設(shè)置于房屋端部時(shí)震害更重。地震時(shí)樓梯間是疏散人員和進(jìn)行救災(zāi)的要道,因此,對(duì)其抗震構(gòu)造措施要給予足夠的重視6頂層樓禪間墻體應(yīng)沿墻高每隔500mm配置2櫨的通長鋼筋和¢4分布短筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或<M點(diǎn)焊網(wǎng)片;79度時(shí)其他各層樓梯間墻體應(yīng)在休息平臺(tái)或樓層半高處設(shè)置60mm厚、縱向鋼筋不少于24>10的鋼筋混凝土帶或配筋砂漿帶,配筋磚帶不少于3皮,每皮的配筋不少于2<J)6,砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5且不低于同層墻體的砂漿強(qiáng)度等級(jí)。樓梯間及門廳內(nèi)墻陽角
49、處的大梁支承長度不應(yīng)小于500mm,并應(yīng)與圈梁連接。裝配式樓梯段應(yīng)與平臺(tái)板的梁可靠連接,8度、9度時(shí)不應(yīng)采用裝配式樓梯段;不應(yīng)采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯,也不應(yīng)采用無筋磚砌欄板。突出屋頂?shù)臉?、電梯間,構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部,并與頂部圈梁連接,所有墻體應(yīng)沿墻高每隔500mm配置2抽的通長鋼筋和¢4分布短筋平面內(nèi)點(diǎn)焊組成的拉結(jié)網(wǎng)片或<>4點(diǎn)焊網(wǎng)片。6.2.5底部框架-抗震墻房屋抗震設(shè)計(jì)1) 概述底部框架抗震墻房屋主要指結(jié)構(gòu)底層或底部兩層采用鋼筋混凝土框架-抗震墻的多層砌體房屋。這類結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于底部笛要大空間,而上部房屋開間較小的多層房屋,如底層設(shè)置商店、餐廳的多層
50、住宅、旅館、辦公樓等建筑。底部框架-抗震墻房屋的地震震害特點(diǎn)為:震害大多發(fā)生在底層,一般上層震害輕而底層震害重;通常底層各構(gòu)件震害表現(xiàn)為墻比柱重、柱比梁重。其主要原因是該類結(jié)構(gòu)底柔上剛,豎向剛度發(fā)生突變,在剛度相對(duì)薄弱的底層形成變形集中。因此底部桓架-抗震墻砌體房屋的總高度和層數(shù)不宜超過表6.13的限值。.為了防止底部框架-抗震墻房屋底部因變形集中而發(fā)生嚴(yán)重的震害,要求底部框架部分不得采用純框架,必須加設(shè)抗震墻,并對(duì)側(cè)向剛度比加以限定c8度時(shí)應(yīng)采用鋼筋混凝土抗震墻,6度、7度時(shí)應(yīng)采用鋼筋混凝土抗震墻或配筋小砌塊砌體抗震墻。6度且總層數(shù)不超過4層的底層框架-抗震墻砌體房屋,應(yīng)允許采用嵌砌于框架之
51、間的約束普通磚砌體或小砌塊砌體抗震墻,但應(yīng)計(jì)入砌體墻對(duì)框架的附加軸力和附加剪力并進(jìn)行底層的抗震驗(yàn)算。底部抗震橫墻的間距應(yīng)滿足表6.15的要求。底部框架-抗震墻房屋抗震墻的數(shù)量根據(jù)側(cè)向剛度比確定。底層框架抗震墻房屋的縱橫兩方向,第二層計(jì)入構(gòu)造柱影響的側(cè)向剛度與底層側(cè)向剛度的比值,6度、7度時(shí)不應(yīng)大于2. 5,8度時(shí)不應(yīng)大于2,且均不應(yīng)小于1.0。對(duì)于底部兩層框架-抗震墻ffi)體房屋,底層與底部第二層側(cè)向剛度應(yīng)接近;第三層計(jì)入構(gòu)造柱影響的側(cè)向剛度與底部第二層側(cè)向剛度的比值,6度、7度時(shí)不應(yīng)大于2.0,8度時(shí)不應(yīng)大于1.5,且均不應(yīng)小于1.0。第二層與底層側(cè)向剛度比值按下式計(jì)算:T=.(6.75)
52、式中k,、k2分別為底層、二層的側(cè)向剛度;.ml分別為底層框架內(nèi)單片磚墻、二層抗側(cè)力單片磚墻體的側(cè)向剛度,按式(6.50)或式(6.51)計(jì)算;底層單片鋼筋混凝土抗震墻的側(cè)向剛度,應(yīng)同時(shí)考慮剪切變形和彎曲變形的影響,近似按式(6.51)計(jì)算;K底層單柱的側(cè)向剛度,按改進(jìn)的反彎點(diǎn)法計(jì)算。2) 抗展計(jì)算底部框架-抗震墻砌體房屋與多層砌體房屋的抗震計(jì)算,同樣取水平地震影響系數(shù)+=頂部附加地震影響系數(shù)&=0,同樣采用底部剪力法計(jì)算底部框架-抗震墻房屋的地震作用。底部框架以上砌體房屋部分的抗震計(jì)算與多層砌體房屋相同,本節(jié)主要介紹底部框架部分的抗震計(jì)算。(1) 底層地震剪力設(shè)計(jì)值為了減輕底部的薄弱
53、程度,抗震規(guī)范規(guī)定:底層框架-抗震墻砌體房屋的底層地震剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)將底部剪力法所得底層地震剪力再乘以增大系數(shù),即(6.76)式中4為地震剪力增大系數(shù),與第二層與底層側(cè)向剛度之比y有關(guān),f=當(dāng)計(jì)算的f<1.2時(shí),取f=1.2;f>1.5時(shí),取芒=1.5。對(duì)于底部兩層框架房屋的底層與第二層,其縱、橫向地震剪力設(shè)計(jì)值亦均應(yīng)乘以增大系數(shù)f(2) 底層抗側(cè)力構(gòu)件的內(nèi)力分配及抗震計(jì)算底部框架柱和抗震墻的設(shè)計(jì)按兩道防線的思想進(jìn)行:在結(jié)構(gòu)彈性階段,不考慮框架柱的抗剪貢獻(xiàn),而由抗震墻承擔(dān)全部縱向或橫向的地震剪力;在結(jié)構(gòu)進(jìn)人彈塑性階段后,考慮到抗震墻的損傷,由抗震墻和框架柱共同承擔(dān)地震剪力??拐饓Τ袚?dān)
54、的地震剪力按其有效側(cè)向剛度比例進(jìn)行分配,第i片抗震墻分配的地震剪力為:=(6'77)根據(jù)試驗(yàn)研究結(jié)果,鋼筋混凝土抗震墻開裂后的有效側(cè)向剛度約為初始彈性剛度的30%,磚抗震墻或小砌塊砌體抗震墻的有效側(cè)向剛度約為彈性剛度的20%,則第i柱所承擔(dān)的地震剪力為:"0.3X+0.2X.ra+Z尺(6.78)地震作用將對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)底層頂部產(chǎn)生地震傾覆力矩,其在底層抗震墻和框架柱之間按抗震墻和根架柱的有效側(cè)向剛度的比例進(jìn)行分配5框架柱的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮地震傾覆力矩引起的附加軸力。如圖6.34所示,作用丁整個(gè)結(jié)構(gòu)底部框架-抗震墻的頂部地震傾覆力矩況,可按下式計(jì)算:M,=(6.79)底部框.架-抗震墻
55、砌體房屋中嵌砌于框架之間的普通磚或小砌塊的砌體墻時(shí),底部框架柱的軸向力和剪力,應(yīng)計(jì)入磚墻或小砌塊墻引起的附加軸向力iVf和附加剪力V,分別按下式計(jì)算:N,=V,H,/l(6.80)V<=V,式中氏墻體承擔(dān)的剪力設(shè)計(jì)值,柱兩側(cè)有墻時(shí)可取二者的較大者;H,、1分別為框架的層高和跨度。(3) 底部框架柱、框架梁、鋼筋混凝土墻的抗震驗(yàn)算底部中樞架柱、托墻梁、鋼筋混凝土抗震墻按6.1節(jié)進(jìn)行抗瘦驗(yàn)算底部混凝土框架的抗震等級(jí),6、7、8度應(yīng)分別按三、二、一級(jí)采用;底部混凝土墻體的抗震等級(jí),6、7、8度應(yīng)分別按三、三、二級(jí)采用。(4) 底部嵌挪f框架之間的普通磚抗震墻或小砌塊墻及兩端框架柱的抗震計(jì)算底部嵌砌于框架之間的普通磚抗震墻或小砌塊墻及兩端框架柱,其抗震受剪承載力應(yīng)按下式驗(yàn)算:r,(,8I)?REc"0VrEv式中K嵌砌普通磚墻或小砌塊墻及兩端框架柱剪力設(shè)計(jì)值;心碎墻或小砌塊墻水平截面的計(jì)算面積,無洞口時(shí)取實(shí)際截面的1.25倍,有洞口時(shí)取截面凈面積,但不計(jì)入寬度小于洞口高度1/4的墻肢截面面積;分別為底層框架柱上下端的正截面受彎承載力設(shè)計(jì)值,可按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)混
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