《建筑结构16(砌体抗震)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《建筑结构16(砌体抗震)(32页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、1. 一般规定,CH.16 多层砌体结构房屋的抗震设计,2. 多层粘土砖房的抗震构造措施,多层砌体房屋是我国当前建筑业中使用最广泛的一种建筑形式。在民用建筑中约占90%以上,在整个建筑业中约占80%。,传统的砌体结构多采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑,通过内外墙的咬砌达到具有一定整体性连接。楼板多采用预制钢筋混凝土空心板,梁和其他构件亦多用预制装配构件。,大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差:,1923年日本关东大地震,东京约有砖石结构房屋7000栋,几乎全部遭到不同程度的破坏。 1948年原苏联阿什哈巴德地震,砖石结构房屋的破坏和倒塌率达到70%-80%。 1976年唐山地震,对烈度为10度、
2、11度区的123栋2-8层砖混结构房屋调查,倒塌率为63.2%,严重破坏为23.6%,尚能修复使用的4.2%,实际破坏率达95.8%。,震害及分析,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,交叉裂缝,空旷空间墙体的开裂,通长水平裂缝,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。,转角墙及内外墙连接处的破损,竖向裂缝,外纵墙倒塌,转角裂
3、缝,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。,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。,碰撞损坏,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,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,突出部位震害,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
4、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,抗震性能差的原因:,1、刚度大、自重大,地震作用也大;,2、砌体材料质脆,抗剪、抗拉、抗弯强度低,地震作用下极易出现裂缝;,3、受施工质量的影响较大;如砂浆不饱满,易出现裂缝,减弱抗震性能。,若能针对砌体结构的弱点进行合理设计,采用适当的构造措施,确保施工质量,砌体结构的抗震性能是能够得到改善的。,从震害调查可见:经抗震设防可减轻砌体结构的震害,减少严重破坏和倒塌率。,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
5、念设计主要内容: 建筑总体布置:平面布置宜规则、对称 ;优先采用横墙承重或纵横墙共同承重体系;立面布置宜规则 ,应避免局部的突出和错层;楼梯间布置合理,不宜设在房屋端部的第一开间及转角处,不宜突出或开设过大的窗洞。 结构选型:砌体结构房屋高度、层高、高宽比限制 ;承重方案的选择;防震缝的设置 ;抗震横墙最大间距限制 ;墙体局部尺寸限制 ;地下室与基础 抗震构造措施:钢筋混凝土构造柱 ;钢筋混凝土圈梁 ;墙体间的拉结 ;楼(屋)盖梁板与墙柱间的连接,16.1 一般规定,一、平立面布置要规则,二、房屋高度、层数、层高要限制,房屋平面最好为矩形。,1.一般情况下,层数和总高度不应超过下表,2.对医院
6、、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋,总高度应比前表的规定降低3m,层数相应减少一层;各层横墙很少的多层砌体房屋,还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。,3.横墙较少的多层砌体住宅楼,当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时,其高度和层数可按上表采用。,4.砖和砌块承重房屋的层高不应超过3.6m。,三、房屋高宽比的限制,为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力,房屋的高宽比应满足下表:,房屋高宽比:房屋总高度与总宽度的最大比值。,房屋高宽比的限值表,四、抗震横墙间距的限制,横向地震作用主要由横墙承受。横墙间距较大时,楼盖水平刚度变小,不能将横向水平地震作用有效传递到横墙,致使纵墙发
7、生较大出平面弯曲变形,造成纵墙倒塌。,五、房屋局部尺寸的限制,在强烈地震作用下,房屋首先在薄弱部位破坏,这些薄弱部位一般是,窗间墙、尽端墙段、突出屋顶的女儿墙等。,六、结构体系要合理,1、应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系;,2、纵横墙的布置宜对称,沿水平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;同一轴线上的窗间墙宜均匀;,3、防震缝,有下列情况之一时宜设置防震缝,(1)房屋立面高差在6m以上; (2)房屋有错层,且楼板高差较大; (3)各部分结构刚度、质量截然不同。,体形不对称的结构较体形均匀对称的结构破坏更严重一些。加防震缝可以将体形复杂的结构划成体形对称均匀的结构。,4、楼梯间的位置,不宜
8、设在房屋的尽端和转角处。,5、烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体,当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施,不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出墙面的烟囱。,6、不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。,各种构造措施的目的只有一个:即加强房屋的整体性,使之具有一定的变形能力(延性)。,一、现浇钢筋混凝土构造柱的设置,16.2 多层粘土砖房的抗震构造措施,构造柱的主要功能:增加砌体结构房屋的延性,提高房屋的抗侧移能力和抗剪承载力,防止或延缓房屋的倒塌。,(一)构造柱的设置部位,1. 一般情况,2、特殊房屋的设置,(1)外廊式和单面走廊式的多层房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按前表设置构造柱,且单面走廊两侧的
9、纵墙均应按外墙处理。,(2)教学楼、医院等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按上表设置构造柱;当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时,应按前款要求设置构造柱,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。,1. 截面尺寸与配筋,构造柱最小截面可采用240180mm,纵向钢筋宜采用 ,箍筋间距不宜大于250mm,且在柱上下端适当加密;7度时超过六层、8度时超过五层和九度时,构造柱纵向钢筋宜采用 ,箍筋间距不应大于200mm;房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。,2. 构造柱与墙体的连接,构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎,并应沿墙高每隔500
10、mm设 拉结钢筋,每边深入墙内不宜小于1m。,(二)构造柱做法,构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应穿过圈梁,保证构造柱纵筋上下贯通。,3. 构造柱与圈梁的连接,构造柱可不单独设置基础,但应深入室外地面下500mm,或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。,4. 构造柱的基础,5. 房屋高度和层数接近限值时的构造柱间距,房屋高度和层数限值时,纵横墙内的构造柱间距尚应符合下列要求:,1)横墙内构造柱间距不宜大于层高的二倍,下部1/3的楼层的构造柱间距适当减小;,2)外墙的构造柱间距应每开间设置一柱;当开间大于3.9m时,应另设加强措施。内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2m。,二、现浇钢筋混凝土圈梁的设
11、置,钢筋混凝土圈梁的主要功能:,增加纵横墙体的连接,圈梁可箍住楼(屋)盖,增强其整体刚度;减小墙体的自由长度,增强墙体的稳定性;可提高房屋的抗剪强度,约束墙体裂缝的开展;抵抗地基不均匀沉降,加强整个房屋的整体性,提高房屋抗震能力。,圈梁与构造柱一起,形成砌体房屋的箍,使其抗震性能大大改善。,(1)装配式钢筋混凝土楼盖、屋盖或木楼盖、屋盖的砖房,横墙承重时应按下表的要求设值圈梁,纵墙承重时每层均应设置圈梁,且抗震墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。,(一)设置部位,(2)现浇或装配整体式钢筋混凝土楼盖、屋盖与墙体可靠连接的房屋可不另设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋,并应与相应的构造柱钢筋可靠连
12、接。,(3)圈梁应闭合,遇有洞口应上下搭接,圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。,(4)圈梁在前表要求的间距内无横墙时,应利用梁或板缝中配筋替代圈梁。,(二)圈梁的截面尺寸及配筋,圈梁的截面高度一般不应小于120mm,配筋应符合下表要求,但在软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层上的砌体房屋的基础圈梁,截面高度不应小于180mm,配筋不应少于 。,三、对楼盖、屋盖的要求,1.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。,2.装配式钢筋混凝土楼板或屋面板,当圈梁未设在板的同一标高时,板端伸进外墙的长度不应小于120mm,伸进内墙的长度不应小于100mm,在梁上
13、不应小于80mm。,3.当板的跨度大于4m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧边与墙或圈梁拉接。,4.房屋端部大房间的楼盖,8度时房屋的屋盖和9度时房屋的楼盖、屋盖,圈梁设在板底时,钢筋混凝土预制板应相互拉结,并应与梁、墙或圈梁拉结。,5.楼、屋盖的钢筋混凝土梁或屋架,应与墙、柱(包括构造柱)或圈梁可靠连接,梁与砖柱的连接不应削弱柱截面,各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。,6.坡屋顶房屋的屋架应与顶层圈梁可靠连接,檩条或屋面板应与墙及屋架可靠连接,房屋出入口的檐口瓦应与屋面构件锚固;8度和9度时,顶层内纵墙顶宜增砌支撑端山墙的踏步式墙垛。,四、墙体之间的连接,7度时长度大于7.2m的大房间
14、及8度和9度时,外墙转角及内外墙交接处,应沿墙高每隔500mm配置 拉结钢筋,并每边深入墙内不宜小于1m。,五、对楼梯间的要求,2. 同一结构单元的基础(或桩承台),宜采用同一类型的基础,底面宜埋在同一标高上,否则应增设基础圈梁并应按1:2的台阶逐步放坡。,六、其他构造,1. 门窗洞口不应采用无筋砖过梁,过梁支撑长度,68度时不应小于240mm;9度时不应小于360mm。,3. 后砌的非承重砌体隔墙应沿墙高每隔500mm配置 拉结钢筋与承重墙或柱拉结,并每边深入墙内不宜小于500mm;8度和9度时长度大于5m的后砌非承重砌体隔墙的墙顶,尚应与楼板或梁拉结。,4. 横墙较少砖房的住宅楼,横墙较少
15、的多层普通粘土砖、多孔粘土砖房的总高度和层数接近或达到规定限制,应采取下列加强措施:,1)房屋的最大开间尺寸不宜大于6.6m。,2)同一个结构单元内横墙错位数量不宜超过横墙总数的1/3,且连续错位不宜多于两道;错位的墙体交接处均应增设构造柱,且楼、屋面板应采用现浇钢筋混凝土板。,3)横墙和内纵墙上洞口的宽度不宜大于1.5m;外纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1m或开间尺寸的一半;内外墙上洞口位置不应影响外纵墙和横墙的整体连接。,4)所有纵横墙均应在楼、屋盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁,圈梁的截面高度不小于150mm,上下纵筋各不应少于 ,箍筋不小于 ,间距不大于300mm。,5)所有纵横墙交界处及横墙的中部,均应设置加强柱;该加强柱在横墙内的柱距不宜大于层高,在纵墙内的柱距不宜大于4.2m,最小截面尺寸不宜小于240mm240mm,配筋宜符合下表的要求。,位置,纵向钢筋,箍筋,100,6)同一结构单元的楼、屋面板应设在同一标高处。,7)房屋的底层和顶层,在窗台标高处宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带,其截面高度不小于60mm,宽度不小于240mm,纵向钢筋不少于 。,