第8章砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計2015學生

8砌體(qìtǐ)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計一般只需驗算房屋在橫向和縱向水平地震作用下，橫墻和縱墻在其自身平面內(nèi)的抗震承載力。豎向地震力可以不考慮。對地震的扭轉(zhuǎn)作用，在多層砌體房屋中可不進行計算(jìsuàn)，僅在進行建筑平、立面布置及結(jié)構(gòu)布置時盡量做到質(zhì)量、剛度均勻，以減少地震的扭轉(zhuǎn)作用的影響。共四十二頁8.1結(jié)構(gòu)(jiégòu)布置1房屋的總高度和層數(shù)多層磚房的抗震能力，除與橫墻間矩、磚和砂漿的強度等級(děngjí)、結(jié)構(gòu)的整體性和施工質(zhì)量有關(guān)外，還與房屋的總高度有直接關(guān)系。磚墻是脆性材料，延性差，變形能力??；房屋太高時，地震時的變形大，破壞嚴重。上面的層數(shù)多，重量大，破碎和錯位的磚房就有可能被壓垮。震害調(diào)查表明，房屋的破壞程度隨層數(shù)的增加而加重，倒塌率與房屋的層數(shù)成正比。因此，要限制房屋的總高度和層數(shù)。共四十二頁8.1結(jié)構(gòu)(jiégòu)布置2房屋高寬比限值磚房的整體彎曲破壞與地震烈度、房屋的高寬比以及橫墻的開洞率有關(guān)。烈度高、房屋的高寬比大時，在水平(shuǐpíng)地震傾覆力矩作用下墻體水平(shuǐpíng)截面產(chǎn)生的彎曲應力超過磚砌體的抗拉強度，導致底層外縱墻出現(xiàn)水平(shuǐpíng)裂縫；橫墻上的門窗洞口愈大，橫墻被洞口分割成的墻肢的局部彎曲就愈顯著，彎曲應力則愈容易超過磚砌體的抗拉強度。因此應對房屋的高寬比有一定限值。共四十二頁8.1結(jié)構(gòu)(jiégòu)布置3抗震橫墻的間距限值房屋(fángwū)的空間剛度對房屋(fángwū)的抗震性能影響很大。墻體的布置是影響房屋(fángwū)的空間剛度的主要因素。多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔，橫墻數(shù)量多，間距小，房屋的空間剛度就大，抗震性能就好。不僅橫墻應通過抗震驗算保證足夠的承載能力，而且樓蓋必須具有能將地震力傳遞給橫墻的水平剛度。所以橫墻的間距還取決于樓、屋蓋的水平剛度。對抗震橫墻最大間距的構(gòu)造規(guī)定，就是為了滿足樓蓋對傳遞水平地震力的剛度要求。共四十二頁8.1結(jié)構(gòu)(jiégòu)布置4房屋的局部尺寸限值墻體是多層砌體結(jié)構(gòu)房屋最基本的承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件。地震時，房屋的破壞首先從薄弱環(huán)節(jié)開始，這些薄弱環(huán)節(jié)主要是窗間墻、盡端墻段、突出屋頂?shù)呐畠簤蜔焽璧取ＴO(shè)計時，應保證房屋的各道墻體能同時發(fā)揮它們的最大抗剪強度，并避免由于個別(gèbié)墻段抗震強度不足首先破壞，進而造成整棟房屋的破壞甚至倒塌。共四十二頁8.1結(jié)構(gòu)(jiégòu)布置5結(jié)構(gòu)體系要合理應優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系；不應采用砌體墻和混凝土墻混合(hùnhé)承重的結(jié)構(gòu)體系。平面輪廓凹凸尺寸，不應超過典型尺寸的50%；當超過典型尺寸的25%時，房屋轉(zhuǎn)角處應采取加強措施。樓梯間的位置不宜設(shè)在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處。煙道、風道、垃圾道等不應削弱墻，當墻體被削弱時，應對墻體采取加強措施，不宜采用無豎向配筋的附墻煙囪及出墻面的煙囪?？v橫墻宜均勻?qū)ΨQ，沿平面內(nèi)宜對齊，沿豎向應上下連續(xù)；且縱橫向墻體的數(shù)量不宜相差過大。共四十二頁8.2變形縫1沉降縫設(shè)置沉降縫是消除由于(yóuyú)過大不均勻沉降對房屋造成危害的有效措施。沉降縫將建筑物從屋頂?shù)交A(chǔ)全部斷開，分成若干長高比小、整體剛度好的單元，保證各單元能獨立沉降，而不致引起開裂。下列部位宜設(shè)沉降縫。1）建筑平面的轉(zhuǎn)折部位；2）建筑物高度和荷載差異處（包括局部地下室邊緣）；3）過長建筑物的適當部位；4）地基土的壓縮性有顯著差異處；5）建筑物基礎(chǔ)或結(jié)構(gòu)類型不同處；6）分歧建造的房屋的交界處。共四十二頁8.2變形縫1沉降縫為防止沉降縫兩側(cè)地基應力集中較嚴重，沉降量較大而造成上部結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生向沉降縫靠攏的傾向(qīngxiàng)，應使沉降縫有足夠的寬度。一般軟土地基上的沉降縫寬度可按下表。房屋層數(shù)沉降縫寬度（mm）2~350~804~580~1205層以上≥120共四十二頁8.2變形縫2．伸縮縫使每個單元砌體因收縮和溫度變形而產(chǎn)生的拉應力小于砌體的抗拉強度，從而防止和減少墻體豎向裂縫(lièfèng)的產(chǎn)生。應設(shè)置在因溫度和收縮變形可能引起應力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的部位。溫度伸縮縫的間距可通過計算確定，也可按表采用。共四十二頁8.2變形縫2．伸縮縫伸縮縫的最大間距(jiānjù)（m）屋蓋或樓蓋類別間距整體式或整體裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋或樓蓋50無保溫層或隔熱層的屋蓋40裝配式無檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋或樓蓋60無保溫層或隔熱層的屋蓋50裝配式有檁體系鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)有保溫層或隔熱層的屋蓋75無保溫層或隔熱層的屋蓋60瓦材屋蓋、木屋蓋或樓蓋、輕鋼屋蓋100共四十二頁8.2變形縫3防震縫在地震區(qū)，房屋平面和立面比較復雜(fùzá)時，可用防震縫將整個房屋自上而下分開，自成體系，把復雜(fùzá)體型變?yōu)槿舾蓚€規(guī)整、簡單的體型組合，以免地震時因房屋各部分發(fā)生不同的振動而引起破壞。防震縫應沿房屋全高設(shè)置，其兩側(cè)應設(shè)置墻體，基礎(chǔ)可不設(shè)防震縫。房屋有下列情況之一時宜設(shè)防震縫，縫寬應根據(jù)房屋高度、場地類別及抗震設(shè)防烈度確定，一般可采用50~100mm。（1）房屋立面高差在6m以上；（2）房屋有錯層，且樓板高差比較大；（3）各部分剛度、質(zhì)量截然不同。共四十二頁8.3水平地震(dìzhèn)作用的計算計算特點對多層砌體房屋的高度、高寬比及橫墻間距等均有一定的規(guī)定與限制；房屋高度較低，整體(zhěngtǐ)剛度大；在水平地震作用下，多層砌體房屋的側(cè)移以剪切變形為主，整體彎曲變形所占的比例很小，可以忽略不計。計算原則應沿房屋的兩個主軸方向分別計算水平地震作用并進行抗震驗算，各方向的水平地震作用應由該方向的抗側(cè)力構(gòu)件承擔。共四十二頁8.3水平地震(dìzhèn)作用的計算計算簡圖在計算多層砌體房屋的地震作用時，應以防震縫所劃分的結(jié)構(gòu)單元為計算單元。結(jié)構(gòu)布置滿足對房屋高度、高寬比及橫墻間距等的規(guī)定時，可以認為各層樓、屋蓋水平剛度無限大，在水平地震作用下，僅作平動而不轉(zhuǎn)動。假定(jiǎdìng)各樓層的重量集中在該層樓、屋蓋標高處，各層重量包括樓、屋蓋上的重力荷載代表值、墻體上下各半層的重力荷載。共四十二頁8.3水平(shuǐpíng)地震作用的計算總水平地震作用標準值多層砌體房屋中墻體的數(shù)量多、抗側(cè)移剛度大，因而其橫向(hénɡxiànɡ)和縱向的基本周期都較短，一般不超過0.25s。《抗震規(guī)范》第5.2.1條中規(guī)定，對于多層砌體房屋、底部框架-抗震墻房屋和多層內(nèi)框架房屋，確定水平地震作用時，取α1=αmax。共四十二頁8.4樓層(lóucénɡ)水平地震剪力的分配樓層水平地震剪力Vi主要由與Vi方向一致的各抗震(kàngzhèn)墻體承擔，但由于樓蓋剛度不同，橫向、縱向樓層水平地震剪力在橫向、縱向各抗震(kàngzhèn)墻體之間的分配原則是不同的。橫向分配，取決于墻體的抗側(cè)移剛度，及樓、屋蓋的整體水平剛度?？v向分配，按剛性。共四十二頁8.4.1橫向水平(shuǐpíng)地震剪力的分配橫向樓層水平地震剪力在同一樓層橫向各抗震墻體之間的分配(fēnpèi)，不僅取決于各抗震墻體的抗側(cè)移剛度，而且取決于樓、屋蓋的整體水平剛度。樓、屋蓋的整體水平剛度與樓板的結(jié)構(gòu)類型、樓蓋的長寬比有關(guān)。1．剛性樓蓋2．柔性樓蓋3．中等剛度樓蓋共四十二頁8.4.1橫向水平地震(dìzhèn)剪力的分配剛性樓蓋指現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋，這類樓板結(jié)構(gòu)的整體型好、水平剛度大?？蓪傂詷巧w視為絕對剛性的水平連續(xù)梁，將各抗震墻看作是該梁的彈性支座。即各抗震墻所承受的地震剪力按各墻體的抗側(cè)力等效(děnɡxiào)剛度比例進行分配。共四十二頁8.4.1橫向水平(shuǐpíng)地震剪力的分配剛性(ɡānɡxìnɡ)樓蓋共四十二頁8.4.1橫向水平地震(dìzhèn)剪力的分配柔性(róuxìnɡ)樓蓋柔性樓蓋是指木結(jié)構(gòu)樓蓋或樓面開洞率很大的鋼筋混凝土樓蓋等。這類樓板結(jié)構(gòu)的水平剛度小。在橫向水平地震剪力作用下，在各支承（各橫墻）處，樓蓋的變形不連續(xù)?？梢越频丶俣巧w為分段支承于各片橫墻的多跨簡支連梁，各片墻可以獨立變形。各橫墻所承擔的地震剪力按該墻從屬面積（墻兩側(cè)相鄰橫墻之間一半面積）上的重力荷載比例進行分配。共四十二頁Gjm——第j層第m道橫墻從屬面積上重力荷載(hèzài)代表值；Gj——第j層結(jié)構(gòu)總重力荷載代表值。8.4.1橫向(hénɡxiànɡ)水平地震剪力的分配柔性樓蓋共四十二頁8.4.1橫向(hénɡxiànɡ)水平地震剪力的分配柔性樓蓋當樓層單位面積上的重力荷載代表值相等時，可簡化為按各墻片所承擔的地震作用的面積比進行(jìnxíng)分配：Ajm——第j層第m道橫墻所應分配地震作用的建筑面積；Aj——第j層的建筑面積。共四十二頁8.4.1橫向(hénɡxiànɡ)水平地震剪力的分配中等剛度樓蓋裝配式鋼筋混凝土樓蓋屬于中等剛度樓蓋。其整體性不如剛性樓蓋，其剛度介于剛性與柔性樓蓋之間?！犊拐鹨?guī)范》建議，對于中等剛度樓蓋，第i層第m片橫墻所承擔的地震(dìzhèn)剪力Vim可取剛性樓蓋和柔性樓蓋兩種計算結(jié)果的平均值。各層采用不同類型的樓蓋時，應按不同類型的樓蓋分別計算

共四十二頁8.4.2縱向(zònɡxiànɡ)水平地震剪力的分配一般房屋的縱向尺寸比橫向大很多，樓蓋的縱向變形很小，可認為在其自身平面內(nèi)無變形。因此，無論何種樓蓋類型，其縱向水平剛度都很大，均可視作剛性樓蓋。即縱向樓層水平地震剪力可按縱墻的剛度比例進行分配。縱向尺寸與橫向尺寸接近時，則可采用與橫向相同(xiānɡtónɡ)的方法分配縱向樓層水平地震剪力。共四十二頁8.6抗震構(gòu)造(gòuzào)措施8.6.1設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱在多層磚房的墻體中，縱橫墻連接處和樓梯間墻角等部位設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，并與各層圈梁拉結(jié)，可以(kěyǐ)加強墻體抗彎、抗剪的能力，使墻體在破壞過程中具有一定的延性。構(gòu)造柱可提高墻體的抗剪能力20~30%，其提高的幅度與墻體高寬比、豎向壓力和開洞情況有關(guān)。共四十二頁設(shè)置(shèzhì)鋼筋混凝土構(gòu)造柱在墻體開裂后，構(gòu)造柱阻止墻體的滑移、錯位并減緩(jiǎnhuǎn)墻體的酥碎現(xiàn)象發(fā)生。多次強震震害調(diào)查表明，設(shè)置構(gòu)造柱是一種有效的抗倒塌措施。凡設(shè)有鋼筋混凝土構(gòu)造柱的多層混合結(jié)構(gòu)房屋，與未設(shè)構(gòu)造柱的同類房屋相比，震害顯著減輕。共四十二頁1.構(gòu)造柱的作用:

①構(gòu)造柱可以提高砌體房屋的抗剪強度(qiángdù)，因而提高墻體的初裂荷載和極限承載力。試驗證明，構(gòu)造柱對抗剪強度(qiángdù)的提高大概在20%～30%。②構(gòu)造柱可加強結(jié)構(gòu)的整體性。由于構(gòu)造柱增強了內(nèi)外墻交接處的連接，有效提高了砌體的整體性。內(nèi)外墻交接處是結(jié)構(gòu)的薄弱環(huán)節(jié)，施工中常常不能同時咬槎砌筑，形成內(nèi)外墻的馬牙槎甚至直縫，地震中有可能發(fā)生外墻傾倒。設(shè)置構(gòu)造柱后，允許內(nèi)外墻分別施工，既方便了施工，又增強了內(nèi)外墻的連接。

設(shè)置鋼筋(gāngjīn)混凝土構(gòu)造柱共四十二頁

1構(gòu)造柱的作用:③構(gòu)造柱可以防止墻體或房屋的倒塌(dǎotā)。地震作用下墻體中形成交叉裂縫并破裂成四塊后，構(gòu)造柱可約束破碎的三角形塊體。破碎墻體仍然可以作為支撐上部的豎向荷載，抵抗水平地震作用，消耗地震能量。設(shè)置鋼筋(gāngjīn)混凝土構(gòu)造柱共四十二頁2構(gòu)造(gòuzào)柱的設(shè)置部位:表8-12多層磚砌體房屋構(gòu)造(gòuzào)柱設(shè)置要求房屋層數(shù)設(shè)置部位6789四、五三、四二、三

樓、電梯間四角、樓梯斜梯段上下端對應的墻體處；外墻四角和對應轉(zhuǎn)角；錯層部位橫墻與外縱墻交接處；大房間內(nèi)外墻交接處；較大洞口兩側(cè)隔12m或單元橫墻與外縱墻交接處；樓梯間對應的另一側(cè)內(nèi)橫墻與外縱墻交接處六五四二隔開間橫墻（軸線）與外墻交接處；山墻與內(nèi)縱墻交接處七≥六≥五≥三內(nèi)墻（軸線）與外墻交接處，內(nèi)墻的局部較小墻垛處，內(nèi)縱墻與橫墻（軸線）交接處注：較大洞口，內(nèi)墻指不小于2.1的洞口；外墻在內(nèi)外墻交接處已設(shè)置構(gòu)造柱時允許適當放寬，但洞側(cè)墻體應加強。

設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱共四十二頁共四十二頁共四十二頁8.6抗震(kàngzhèn)構(gòu)造措施8.6.2設(shè)置鋼筋混凝土圈梁震害調(diào)查表明，圈梁是多層磚房的一種經(jīng)濟有效的構(gòu)造措施，可提高房屋的抗震能力，減輕震害。圈梁有以下作用：1．增強房屋的整體性，由于圈梁的約束(yuēshù)作用，使樓蓋與縱橫墻構(gòu)成整體的箱型結(jié)構(gòu)，防止預制樓板散開和墻體出平面的倒塌，以充分發(fā)揮各片墻體的抗震能力；共四十二頁圈梁有以下(yǐxià)作用：2．作為樓板的邊緣構(gòu)件，對裝配式樓蓋在水平面內(nèi)進行約束，提高樓板的水平剛度，保證樓蓋其整體橫隔板作用，以傳遞并分配地震剪力；3．與構(gòu)造柱一起對墻體在豎向平面內(nèi)進行約束，限制(xiànzhì)墻體斜裂縫的開展，且不延伸出兩道圈梁之間的墻體，并減小裂縫與水平方向的夾角，保證墻體的整體性和變形能力，提高墻體的抗剪能力；共四十二頁圈梁有以下(yǐxià)作用：4．可以減輕地震時。地基(dìjī)不均勻沉降與地表裂縫對房屋的影響，特別是屋蓋處和基礎(chǔ)頂面處的圈梁，具有提高房屋的豎向剛度和抵御不均勻沉降的能力現(xiàn)澆混凝土圈梁設(shè)置詳見表8-13共四十二頁表8-13磚房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置(shè