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1、第8章 砌体结构房屋抗震设计,第一节 砌体结构房屋常见震害 第二节 砌体结构房屋的抗震措施 第三节 多层砌体结构房屋的抗震计算,砌体结构房屋抗震能力较差 材料抗剪承载力较低，延性差 结构整体连接性能较差 砌体结构房屋的抗震要点 方案选型 构造措施 施工质量,第一节 砌体结构房屋常见震害,水平地震作用下的砌体结构房屋震害： 1墙体交叉裂缝 产生原因：主拉应力过大 裂缝形状：倾斜阶梯状且交叉 出现部位：内外纵横墙、窗间墙 分布规律：底层墙体比顶层严重,2转角墙及内外墙连接处的破损,竖向裂缝,2转角墙及内外墙连接处的破损,转角裂缝,2转角墙及内外墙连接处的破损,外纵墙倒塌,2转角墙及内外墙连接处的破
2、损,产生原因：转角处分担地震作用较多 裂缝形状：竖向裂缝、三角形或菱形 出现部位：内外墙连接处、房屋转角 分布规律：纵墙承重房屋比横墙承重房屋严重；墙体布置不对称时比规则严重；不设置圈梁时比设置时严重；大洞口、空旷房间或楼梯间严重；内外墙拉结差时严重。,3空旷空间墙体的开裂,产生原因：抗震墙体相距较远，墙体受弯剪或水平弯曲作用 裂缝形状：通长水平裂缝 出现部位：大房间房屋顶层，大开间房屋外墙 分布规律：空旷房间的外纵墙或山墙开裂严重；错层、房屋平面凹凸变化处、墙体在门窗洞口过分被削弱处开裂严重。,通长水平裂缝,4碰撞损坏,产生原因：墙体振动，互相碰撞挤压 出现部位：伸缩缝和沉降缝两侧,5突出屋
3、面楼梯间、电梯间、附墙烟囱、女儿墙等附属结构的破损,5突出屋面楼梯间、电梯间、附墙烟囱、女儿墙等附属结构的破损,产生原因：“鞭鞘效应” 出现部位：房屋突出部位 分布规律：突出部分的面积相对于下层面积愈小，破损愈严重。,6 砌体结构房屋楼盖的破损,产生原因：板、梁墙上支承长度不够或无可靠拉结 出现部位：预制板和承重墙连接处 分布规律：无圈梁房屋较有圈梁房屋严重；现浇楼盖的抗震性能优于预制楼盖,7 门窗过梁的损坏,产生原因：砖拱对变形极为敏感 裂缝形状：支座倒八字裂缝和跨中竖缝 出现部位：砖砌平拱、弧拱过梁 分布规律：房屋尽端处损坏比中部过梁严重，上层比下层损坏严重,8设有钢筋混凝土构造柱时墙体的
4、损坏,产生原因：水平往复地震作用 裂缝形状：交叉裂缝 出现部位：墙体和构造柱柱端 分布规律：墙体裂缝的宽度不会很大，构造柱柱端混凝土崩裂、钢筋屈曲，集中配筋约束墙体抗倒塌能力较强、具有很大的抗变形能力,8设有钢筋混凝土构造柱时墙体的损坏,9非结构构件的震害,多层砖房震害规律： 层数越多，破坏越重； 横墙越少，破坏越重； 层高越高，破坏越重； 砂浆强度等级低，破坏重； 房屋两端及转角处震害重； 下层比上层的破坏重； 预制楼板比整体现浇楼板的破坏重； 墙肢平面布置不均匀时破坏重。,10、512地震砖混结构的破坏,比较典型的破坏形式有：结构抗震体系单薄，未设置构造柱，也有未设置圈梁，预制楼板未拉结。
5、 当合理设置构造柱和圈梁，砖混结构也能有效抵御地震破坏，在震害调查中也发现基本没有受到破坏的砖混结构。因此，对于砌体结构，如何保证结构的整体性和侧向承载力是抗震设计的关键。,10、512地震砖混结构的破坏,南坝镇小学教学楼垮塌,10、512地震砖混结构的破坏,汉旺镇铁路货运站宿舍楼倒塌,10、512地震砖混结构的破坏,蓥华中学教学楼右段倒塌（左段为框架结构）,10、512地震砖混结构的破坏,江油花园路初级中学教学楼纵向承重墙和砖柱严重破坏,10、512地震砖混结构的破坏,雁门中心小学教学楼预制板拉结不足导致破坏,10、512地震砖混结构的破坏,安县合理设置构造柱和圈梁的砌体结构,11、512地
6、震震害情况统计 512地震按结构形式震害情况统计,512地震按结构形式震害情况统计,破坏程度严重而应立即拆除和停止使用所占的比例来看，不同结构形式的抗震性能按以下顺序依次增强：砌体结构砌体框架混合结构框架结构框架剪力墙（核心筒）结构/钢结构。除了各类结构本身抗震性能的差别以外，结构体系和施工质量的离散程度也对结构的抗震性能有一定的影响。比如各种砌体结构，建造随意，有时没有进行设计，很多情况是结构体系不清楚，因此结构的抗震性能难以把握，破坏情况也多种多样，可能是砌体墙剪切破坏或砂浆强度不足错动剪切破坏，也可能是楼板拉结破坏和砌体墙的倾覆破坏,512地震按结构形式震害情况统计,512地震按建造年代
7、震害情况统计,512地震按建造年代震害情况统计,512地震按建造年代震害情况统计,512地震按地震区烈度震害情况统计,512地震按使用用途震害情况统计,第二节 砌体结构房屋的抗震措施,砌体房屋抗震性能与建筑平面布置、结构选型、抗震计算、构造措施和施工质量相关 砌体房屋抗震设计原则：“小震不坏、中震可修、大震不倒” 抗震概念设计主要内容： 建筑总体布置 结构选型 抗震构造措施,一、建筑平立面布置,1平立面布置要求 房屋的平面布置宜规则、对称： 刚度中心和质量中心应尽量接近 平面布置应避免墙体局部突出和凹进 应尽量避免将大房间布置在单元的两端 房屋的立面布置宜规则： 房屋的质量分布和刚度沿高度方向
8、变化宜均匀 应避免局部的突出 楼层不宜有错层,2楼梯间的布置,楼梯间不宜布置在房屋端部的第一开间及转角处 楼梯间不宜突出或开设过大的窗洞，以免将楼层圈梁切断,应特别注意楼梯间顶层墙体的稳定性,二、方案选型,1砌体结构房屋高度、层高、高宽比限制 表:砌体结构房屋总高度(m)、层数和高宽比限值,注：,1房屋总高度指室外地面到檐口的高度，半地下室可从地下室室内地面算起，全地下室可从室外地面算起； 2单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度。 3对医院、教学楼等横墙较少的房屋的总高度，应比表的规定相应降低3m，层数相应减少一层。同时，砖和砌块砌体房屋的层高不宜超过4m。 4。砖和砌块砌体承重房屋的层高，不应
9、超过3.6m。 由于配筋砌体的抗震性能较好，应优先选用配筋砌体。,2多层砌体结构房屋的方案选型,（1）承重方案的选择 多层砖房应优先采用横墙或纵横墙承重方案。 纵横墙的布置应均匀对称，沿平面宜对齐，沿竖向应上下连续，同一轴线上的窗间墙宜均匀。 在房屋的一个独立单元内，宜采用相同的结构材料。,2多层砌体结构房屋的方案选型,（2）防震缝的设置 要求设置防震缝的房屋 (a)房屋的立面高差在6m以上； (b)房屋有错层，且楼板高差较大； (c)各部分结构刚度、质量截然不同。 防震缝的设置 防震缝应沿房屋全高设置，基础可不设防震缝，两侧应布置抗震墙。 防震缝按房屋高度和设防烈度不同，缝宽一般取50mm1
10、00mm。,2多层砌体结构房屋的方案选型,（3）抗震横墙最大间距限制 表:抗震墙最大间距(m),2多层砌体结构房屋的方案选型,（4）墙体局部尺寸限制 表:房屋的局部尺寸限值(m),2多层砌体结构房屋的方案选型,（5）地下室与基础 地下室对上部结构的抗震性能影响较大，砌体房屋宜优先选择刚度较大的基础类型。 软弱地基（包括软弱粘性土，可液化和严重不均匀地基）上的房屋宜沿外墙及所有承重内墙增设基础圈梁一道。,三、抗震构造措施,1钢筋混凝土构造柱 钢筋混凝土构造柱的作用： 可提高墙体抗剪承载力1020%，墙体的刚度增大不多； 加强结构的整体性 约束墙体的变形，防止墙体倒塌，提高无筋砌体延性34倍；,1
11、钢筋混凝土构造柱,建筑抗震设计规范构造柱设置部位的规定 表:砖房构造柱设置要求,注：外廊式和单面走廊式的多层砖房以及教学楼、医院等横墙较少的房屋，均应按增加一层后的层数查本表；单面走廊两侧纵墙均应按外墙处理。 构造柱设置规定 构造柱最小截面尺寸240mm180mm； 混凝土强度等级不低于C20； 纵筋采用412(角柱用414)，箍筋6250，柱上、下端适当加密（有的图集是各500mm箍筋加密至100mm） 。 构造柱应先砌墙后浇筑混凝土，应砌成马牙槎； 构造柱沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于1000mm。 (如下图),构造柱的构造 (a) 构造柱配筋 (b) 构造柱基础
12、 (c) 构造柱拉结,2钢筋混凝土圈梁,圈梁抗震作用： 增强纵横墙的连接，加强房屋的整体性和空间刚度 限制墙体平面外的变形； 圈梁与构造柱整体现浇形成约束框架，共同发挥对墙体的约束作用。,表：砖房现浇钢筋混凝土圈梁设置要求,2钢筋混凝土圈梁,圈梁设置规定 圈梁高度不应小于120mm； 圈梁在平面上应封闭，当遇有洞口被切断时应上下搭接； 圈梁应先砌墙后与构造柱一起现浇成整体；,2钢筋混凝土圈梁,3墙体间的拉结,大房间的外墙转角及内外墙交接处，均应沿墙高每隔500mm配置26拉结钢筋，并伸入墙内不宜小于1m。,后砌的自承重隔墙应沿墙高每隔500mm配置26拉结钢筋与承重墙或柱连接，每边伸入墙内不小
13、于500mm。 当设防烈度为8、9度时，长度大于5.1m的后砌非承重砌体隔墙的墙顶尚应与楼板或梁拉结。,梁板与墙柱间的拉结,4楼(屋)盖梁板与墙柱间的连接,装配式钢筋混凝土楼板或屋面板，当圈梁未设在板同一标高时，板端伸进外墙的长度不应小于120mm，伸进内墙的长度不宜小于100mm，且不应小于80mm，在梁上不应小于80mm；,4楼(屋)盖梁板与墙柱间的连接,现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵横墙内的长度，均不宜小于120mm； 当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时，靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结。楼(屋)盖的钢筋混凝土梁或屋架，应与墙、柱（包括构造柱）或圈梁有可靠的连接。梁与砖柱的连接不应
14、削弱砖柱截面，独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。,第三节 多层砌体结构房屋的抗震计算,二阶段设计 按地区设防烈度进行构件截面抗震承载力计算 弹性分析 按高于本地区设防烈度的预估罕遇地震作用验算构件弹塑性变形 概念设计构造措施,一、水平地震作用的计算,1基本假定 一般情况仅计算水平地震作用下结构构件的内力 水平地震作用应分别沿房屋的两个主轴方向进行，每个方向的水平地震作用全部由平行于地震作用方向的墙体承受 2水平地震作用下砌体房屋抗震计算简图 多层砌体房屋，可视为嵌固于基础顶面竖立的悬臂梁，并将各层质量集中于各层楼盖处。将各层楼盖及顶层屋盖简化多质点受力体系。,2水平地震作用下砌体房屋抗震计
15、算简图,当房屋高度不超过40m，结构以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀时，计算方法可采用底部剪力法计算沿高度方向水平地震作用分布值。,计算简图,3水平地震作用,结构的总水平地震作用标准值FEK按下式确定： FEK=1Geq 1相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值，多层砌体房屋、多层内框架砖房取1=max；6度时max=0.04，7度时max=0.08，8度时max=0.16。 Geq结构等效总重力荷载，多质点体系取总重力代表值的85%；,计算地震作用时，建筑的重力荷载代表值应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数，应按下表采用。,其中，楼盖处质点的重力荷载代表值取楼盖自重、作用于楼面上的可变荷载以及相邻上、下层墙体自重的一半,3水平地震作用,底部剪力法可确定质点i的水平地震作用标准值为 顶部附加水平地震作用 Fn=nFEK,3水平地震作用,Fn=nFEK Hi、Hj、Gi、Gj质点i、j的计算高度和集中于i、j的重力荷载代表值； n顶部附加地震作用系数，多层内框架砖房可采用0.2，其他砖房取0。,3水平地震作用,第i楼层的水平地震剪力标准值 Vi第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力； Gj第j层的重力荷载代表值。 剪力系数。对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数；,3水平地震作用
