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1、多层砌体房屋的震害与设计对策多层砌体房屋的震害与设计对策 多层砌体房屋的震害特征 多层砌体房屋的抗震概念设计要求 构造柱与圈梁多层砌体房屋的震害特征 不同烈度时的破坏部位变化不大，破坏程度有显 著差别。 层数与总高度是影响砌体房屋震害的最重要因素 。 房屋的底层、四角、大房间、楼梯间的墙体是薄 弱部位。多层砌体房屋的抗震概念设计要求 1 体系要求（优先采用横墙承重或纵横墙共同承重 ） 2 规则性要求规则性要求（防震缝问题）下列情况之一时宜设防震缝：房屋立面高差在 6m以上；房屋有错层，且楼板高差较大；各部分 结构刚度、质量截然不同。规范的原则：尽可能不设缝（震害经验、建筑要 求）。不设缝时的处
2、理：计算模型要符合实际，抗震分 析要精确，易损部位要加强。设缝时的处理：设双墙，缝宽满足中震不碰撞。3 层数及总高度控制2010版抗震规范的砌体房屋总高度及层数限值（m） 6度普通砖房屋高度和层数降低、增加0.15 g和0.3 g限值。 对层数控制的补充说明：乙类建筑不按提高一度查表，但 限值减一层及3m。横墙较少的房屋，限值减一层及3m，横 墙很少的房屋再减一层及3m。4 高宽比控制2.5（6、7度），2.0（8度），1.5（9度 ）目的控制结构的整体弯曲及稳定性。外走廊和单面走廊的房屋，总宽度不包括走廊 宽度。平面凹凸房屋，总宽度可按面积加权平均，局 部凹凸可不计。 5 抗震墙间距控制（刚
3、性体系要求、防止纵墙出平 面破坏）地震中，横墙间距大小对房屋倒塌影响很大， 2010版抗震规范比01版减少2 3m。6 局部尺寸控制防止局部破坏导致整体破坏，2010版抗震规 范明确了局部尺寸不足时的弥补措施。局部尺寸不足时，应采取局部加强措施，且最 小宽度不宜小于层高1/4和限值的80% 。局部加强措施一般为增设构造柱。 7 其他要求：楼梯间不宜设在尽端及转角处，否则应采取 加强措施。烟道、风道等不应削弱墙体，否则应采取水 平配筋等加强措施。多层砌体房屋的抗震构造措施构造柱 1 构造柱作用 约束墙体，提高砌体墙的极限变形能力，使砌体 墙在遭遇强烈的地震作用时，虽然开裂严重但不 至于突然倒塌；
4、 增强了内外墙联接的整体性，而且形成了一个由 圈梁和构造柱组成的带钢筋混凝土边框的抗侧力 体系，大大增强了砌体结构的整体作用。 对墙体抗震抗剪承载能力有一定的提高。2 构造柱设置部位 2010版抗震规范的多层砌体房屋构造柱设置要求01版为15m构造柱设置部位： 关键部位必须设置（楼梯间、外墙四角等）。 其他部位与烈度、层数有关。 对于外廊式、单面走廊式的多层砖房，应根据房 屋增加一层的层数，按表的要求设置钢筋混凝土 构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均要按外墙的要 求设置构造柱。 对于教学楼、医院等横墙较少的多层砖房，应根 据房屋增加一层后的层数，按表的要求设置钢筋 混凝土构造柱；当教学楼、医院等横
5、墙较少的房 屋为外廊式或单面走廊式时，应按上一条要求设 置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过三层和8 度不超过二层时，应按增加二层后的层数考虑。多层砌体房屋的抗震构造措施圈梁 1 圈梁作用 增强房屋的整体性，提高房屋的抗震能力。由于 圈梁的约束，预制板散开以及砖墙出平面倒塌的 危险性大大减小。使纵、横墙能够保持一个整体 的箱形结构。充分地发挥各片砖墙在平面内抗剪 承载力。 作为楼盖的边缘构件，提高了楼盖的水平刚度， 使局部地震作用能够分配给较多的砖墙来承担， 也减轻了大房间纵、横墙平面外破坏的危险性。 圈梁还能限制墙体斜裂缝的开展和延伸，使砖墙 裂缝仅在两道圈梁之间的墙段内发生，斜裂缝的 水
6、平夹角减小，砖墙抗剪承载力得以充分地发挥 和提高。2 圈梁设置要求 现浇或装配整体式楼屋盖可不设置，但板边应设 配筋加强带，并与构造柱有可靠连接。 装配式、木楼屋盖，应按规范要求设置。建筑隔震设计建筑隔震设计 建筑隔震基本原理 隔震层组成 隔震技术应用范围和适用条件 隔震设计的设防目标与基本要求 隔震建筑的设计方法 隔震层设计 隔震层以上的上部结构设计 隔震层以下的下部结构与基础设计建筑隔震基本原理建筑隔震就是在建筑物的基础或下部 结构和上部结构之间设置隔震装置（或系 统），形成隔震层，以达到阻隔地震时地 面振动向上部结构传递地震力（或振动能 量），降低结构在地震下的振动反应的目 的。建筑隔震
7、动力学原理 地震作用与刚度成正比，结构位移与刚度成反比 。 如果将结构刚度减少，虽然地震作用降低了，但 结构变形仍然很大，并没有达到降低地震反应的 目的。 不降低结构的刚度，在结构和基础之间设置水平 刚度较小的隔震层，隔震层与上部结构组成的结 构周期变长，结构大的变形集中在隔震层，上部 结构由于地震作用小了，刚度不变，变形也就小 了。隔震层组成隔震层一般由隔震支座和消能器组成。隔震支 座一方面要支撑建筑物的竖向重量，另一方面在 水 平方向提供一个较小的水平刚度，并且具有自 复位的功能。目前建筑常用的隔震支座主要有叠 层橡胶支座和滑动隔震支座。消能器又称阻尼器 ，主要用来吸收或耗散地震能量，抑制
8、隔震层产 生较大的位移。铅芯叠层橡胶支座则是将叠层橡 胶支座与铅阻尼器完美结合在一起，发挥隔震作 用的同时，又能起消能的作用。橡胶隔震支座橡胶隔震支座是由多层橡胶和多层钢板或其他 材料交替叠置结合而成的隔震装置 ，目前常用的 橡 胶隔震支座有两种：普通橡胶支座和铅芯橡胶 支座。普通叠层橡胶支座本身没有明显的阻尼性能，通常需要与阻尼器一起使用。橡胶隔震支座铅芯橡胶支座铅芯橡胶支座在普通橡胶支座中部挖孔，灌入 铅芯。利用铅棒的变形吸收能量，使支座具有一 定的阻尼作用，无需另设阻尼器。铅棒还可以增 加支座的早期刚度，控制结构的风振反应和地基 微振动。滑动隔震支座隔震层位置隔震层在基础顶 隔震层在基础
9、和地下室之间（无地下室）隔震层设置在地下室内隔震层在地下室与上部结构之间隔震层群房与上部结构之间 中间层隔震隔震技术应用范围和适用条件 2001版抗震规范作如下要求： 1 非隔震时，结构基本周期小于1.0s。 2 体型基本规则，高度不超过40m，在两个主轴方向 以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均 匀的结构，以及近似于单质点体系的结构。 3 建筑场地宜为、类，并应选用稳定性较 好的基础类型。 4 风荷载和其它非地震作用的水平荷载标准值产生 的总水平力，不宜超过结构总重力的10%。随着隔震技术的深入研究，隔震技术也逐渐 应用到了中高层建筑。在隔震发展成熟的日本， 隔震大量用于高层建筑，有些
10、甚至是超高层建筑 。隔震技术应用范围和适用条件2010抗震规范作如下要求： 1 结构高宽比宜小于4，且变形特征接近剪切形，最 大高度应满足规范非隔震结构要求；高宽比大于4 的结构采用隔震设计时，应进行专门研究。 2 建筑建筑场地宜为、类，并应选用稳定 性较好的基础类型。 3 风荷载和其他非地震作用的水平荷载标准值产生 的总水平力，不宜超过结构总重力的10%。取消了非隔震时结构基本周期小于1.0s和高 度不超过40m两个主要限制，还取消了隔震建筑主 要应用于8、9区的条款，有利于隔震技术进一步 推广应用。隔震设计的设防目标采用隔震技术的建筑的抗震设防水准高于同 条件下的非隔震建筑。达到的设防目标
11、是：当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震时， 应不损坏且不影响使用功能；当遭受本地区设防烈度的地震时，可产生非 结构性损坏或轻微的结构损坏，一般不需修理仍 可继续使用；当遭受高于本地区设防烈度的罕遇地震时， 应不致发生危及生命的破坏和丧失使用功能。该设防目标高于三水准的基本目标，属专门 目标。隔震建筑还可根据需要采用更高要求的专 门目标。隔震设计基本要求 1 隔震建筑的体型应基本规则，上部建筑重心尽可 能与隔震层的刚度中心接近，保证隔震结构地震 时不至因太大的扭转而发生意外的破坏。 2 合理设置隔震结构（隔震层）的基本周期，避开 场地周期和上部结构的周期，有效发挥隔震技术 的效用。 3 隔震设计
12、应根据预期的水平向减震系数和位移控 制要求，选择适当的隔震支座和阻尼器（消能 器 ）。如果需要，还要设置抵抗风荷载的部件（ 如 抗风拉杆或抗风销键）。隔震建筑的设计方法1 计算模型由于隔震层以上的上部结构、隔震层、隔震 层以下的下部结构和基础有不同的抗震要求，所 以不能直接采用该计算模型进行计算、配筋。隔震建筑设计方法2 分部设计法分部设计法把整个隔震结构体系分成隔震层 以上的上部结构、隔震层、隔震层以下的下部结 构和基础四部分，分别进行设计。采用分部设计法并引入水平向减震系数，可以 在隔震设计和抗震设计之间建立起一座相互沟通 的桥梁，使抗震设计资源和技术能应用到隔震设 计中。隔震建筑设计方法
13、3 水平向减震系数明确隔震层以上的上部结构的地震作用与抗震措 施是隔震设计的首要问题。在分部设计中，上部结 构进行隔震后的强度设计时，可以采用非隔震结构 的地震作用与水平向减震系数的乘积并考虑调整系 数后作为隔震结构的地震作用，减震效果（隔震后 上部结构设防烈度的降低）也可以通过水平向减震 系数确定。水平向减震系数定义为：多遇地震下，对于多层 建筑，结构隔震与非隔震各层层间剪力的最大比值 ；对于高层建筑，尚应考虑隔震与非隔震各层倾覆 力矩的最大比值，并与层间剪力的最大比值相比较 ，取较大者。确定水平向减震系数的办法a 建立带隔震层的隔层结构计算模型（模型1）和不 带隔震层的非隔震结构计算模型（
14、模型2）。 b 按抗震设计计算的规定，分别在两个计算模型进行 小震下弹性计算，算出模型1隔震层以上的上部结 构各层和与其对应的模型2各层的层间剪力和各层 倾覆力矩（高层建筑）。 C 对于多层建筑，取模型1与模型2各层层间剪力的最 大比值；对于高层建筑，尚应考虑模型1与模型2各 层倾覆力矩的最大比值，并与层间剪力的最大比值 相比较，取较大者。小震下弹性计算，除砌体结构及与其基本周期 相当的结构可采用简化办法计算外，其他应采用反 应谱分析法或时程分析法计算，且两种模型计算应 采用同一种方法。隔震结构地震作用计算 a 水平地震影响系数可按抗震计算的规定，但水平 地震影响系数最大值按下式计算：maxl
15、= max / maxl隔震后水平地震影响系数最大值； 水平向减震系数； 调整系数、一般取0.8。 b 隔震层以上结构的总水平地震作用不得低于非隔 震结构在6度设防时的总水平地震作用。各楼层水 平地震剪力应符合抗震设计的本地区设防烈度的 最小地震剪力系数的规定。 C 9度时和8度且水平向减震系数不大于0.3时，隔震 层以上结构应进行竖向地震作用的计算。水平向减震系数与隔震结构地震作用的 大致对应烈度隔震后的上部结构可直接取maxl按非隔震结 构计算。从宏观的角度，可以将隔震后结构的水 平地震作用大致归纳为比非隔震时降低半度、一 度和一度半三个档次：本地区设设防烈度0.530.40.4 0.27
16、 0.279（0.40 g ）8（0.30 g ）8（0.20 g ）7（0.15 g ） 8（0.30 g ）8（0.20 g ）7（0.15 g ）7（0.10 g ） 8（0.20 g ）7（0.15 g ）7（0.10 g ）7（0.10 g ） 7（0.15 g ）7（0.10 g ）7（0.10 g ）6（0.05 g ） 7（0.10 g ）7（0.10 g ）6（0.05 g ）6（0.05 g ）水平向减震系数与隔震后上部结构采取 抗震措施所对应的烈度隔震后上部结构采取抗震措施所对应的烈度可 以适当降低，但降低不能超过一度。因为抗震措 施只能按一度分档，所以以=0.4分挡：0.4时，0.15g基本没降，其他可降一度（ 轴压比要求不降低）。本地区设设防烈度 0.4 0.49（0.40 g ）不降低8（0.20 g ） 8（0.3
