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1、第十六章 多层砌体结构的抗震设计,第一节 震害特点 第二节 一般规定 第三节多层粘土砖房的抗震构造措施 第四节 多层砌体房屋抗震计算要点,第一节 震害特点,一、宏观震害调查 砌体结构是使用最广泛的一种建筑形式，砌体结构多采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑，通过砖块的咬砌达到具有一定整体连接的目的；楼板、梁和其他构件采用预制钢筋混凝土。 整个结构由于组成和连接的原因具有脆性性质(强度低)。抗震设计欠合理的砌体房屋，抗震性能较差，破坏率都比较高。多数砖房的抗破坏能力很低，但具有较高的抗倒塌能力，因此，砌体结构房屋只要进行合理设计和采取必要的抗震措施，精心施工，仍可在地震区采用。 因结构上的地震作用有很大
2、的不确定性，准确计算结构的地震反应还有困难；另一方面，在试验室内难以真实模拟地震作用。因此必须重视震害的实地考察，找出结构的抗震薄弱环节，总结出有益的抗震措施。,二、震害现象 1墙体 横墙(包括山墙)、纵墙上出现斜向、交叉、水平裂缝，严重时出现倾斜、错动和倒塌现象。当地震作用在墙体内产生的主拉应变超过相应极限拉应变时则产生斜裂缝；在地震的反复作用下，形成了交叉裂缝。高宽比较小的横墙，中部出现水平剪切裂缝。 交叉裂缝易出现在纵墙的窗间墙或窗肚墙(即窗洞上下间墙)中，原因是墙上压力较小，而墙体抗拉强度较低。在高烈度地震区，承重横墙开裂后，当水平地震力继续作用，由交叉裂缝所分割出的三角形墙体可能被挤
3、出，造成房屋的原地塌落。 水平裂缝多出现在纵墙窗口上下截面处(房屋中段较重，两端较轻)；顶层大空间的外纵墙在7度时也可出现水平裂缝。产生的原因是：横墙间距过大或楼板水平刚度不足，纵墙产生了过大的平面外变形，导致墙体的抗弯强度不足而出现水平裂缝。 当采用木屋架时，因屋面构件与山墙之间缺乏可靠锚固，山墙顶部出现水平裂缝、倒八字裂缝，严重者则墙顶部局部倒塌。,2墙角的破坏 房屋四角以及凸出部分阳角的墙面上，出现纵横两个方向的V形斜裂缝，严重时则发生墙体局部倒塌。由于扭转影响及墙角部位具有较大的刚度，分配到房屋角部的地震作用效应明显加大，且此处易产生应力集中，加之其水平约束作用均较弱，因此抗震能力有所
4、降低，容易产生上述裂缝和墙角局部塌落。 3纵横墙连接处的破坏 施工时纵横墙往往不能同时咬搓砌筑，墙体间缺乏拉结，或虽同时砌筑，但砌筑质量不好，导致墙体间拉结强度低。在垂直于纵墙的地震力的作用下，纵横墙连接处产生破坏，出现竖向裂缝或纵墙整片倒塌。地基条件不好时，地震时的不均匀沉降也可产生竖向裂缝。,4楼梯间的破坏 楼梯间墙体的震害一般比较重，支承楼梯的横墙破坏更为普遍。因其横墙间距较小，其水平抗剪刚度较大，因而承担较大的水平地震剪力；而其空间刚度相对较小，特别是顶层休息平台以上的外纵墙常为一层半高，且竖向压力较小；楼梯踏步板又削弱了墙体的截面。因此楼梯间的墙体容易产生斜裂缝或交叉裂缝。当楼梯间布
5、置在房屋端部或转角处，因受扭转附加剪力的影响，其震害更为严重，常引起墙体破坏或倒塌。 楼梯本身的震害较轻，预制楼梯在接头处裂开；现浇楼梯与平台梁相接处被拉断。,楼板和屋盖是传递水平地震作用的主要构件，其刚度对房屋抗震性能影响很大。现浇楼盖、屋盖整体性好、水平刚度大，是较理想的抗震构件。预制楼盖、屋盖整体性较差，地震时楼板连接处容易拉裂。墙体开裂、错位乃至倒塌常导致预制楼、屋盖的掉落。 另外，预制板端部之间及预制板与墙之间的拉结不好也可造成楼、屋盖的掉落。,5楼板与屋盖的震害,地震时由于受到“鞭端效应”的影响，高出屋面的烟囱、塔楼、楼梯间、水箱问的墙面上出现交叉裂缝、水平裂缝、错动、甚至倒塌。,
6、6房屋阻属物的破坏,房屋砖墙的特定部位设置了不同截面的钢筋混凝土柱，地震时，由于混凝土柱约束着破碎的墙体没有一塌到底，因此上层楼屋盖没有塌落，形成了裂而未倒的情况，与未设构造柱的同类房屋对比震害显著减轻。,7带钢筋混凝土构造柱砖房的震害,承重山墙剪切破坏,山墙开洞时窗间墙剪切破坏,承重横墙的破坏与圈梁的设置情况有密切的联系。地震中破坏时，在上、下圈梁间的墙体发生锯齿形塌落，这说明抗震圈梁对墙体有显著的约束作用。,圈梁设置不同时的墙体破坏,不同高宽比时窗间墙的破坏,内墙砌留直缝时外纵墙的倒塌,横墙圈梁间距过大时 外纵墙甩出倒塌,开洞墙体的破坏,墙角的破坏,第二节 一般规定,一、多层砌体房屋的结构
7、体系 二、底部框架的多层砌体房屋 三、内框架的多层砌体房屋,一、多层砌体房屋的结构体系,多层砌体房屋的结构体系应符合下列要求： 1. 应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。 2. 纵横墙的布置宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续，洞一轴线上的窗间墙宜宽度均匀。 3. 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。 4. 不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。 5. 墙体附属构件（烟道、垃圾道等）不应削弱墙体。当被削弱时应采取加强措施）。 6. 当房屋立面高差在6m以上或房屋有错层且楼板高差较大，各部分结构刚度与质量截然不同时，宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽可采用50100mm（应根
8、据烈度和房屋高度确定）。,二、底部框架的多层砌体房屋,底部框架的多层砌体房屋应符合下列要求： 1. 上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。 2. 房屋的底部应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀 对称布置。 3. 在房屋的纵横两个方向，应避免砌体结构和底部框架抗震墙 侧向刚度的过大差异。 4. 底部框架抗震墙房屋的抗震墙应设置条形基础、筏基或桩基。,三、内框架的多层砌体房屋,内框架的多层砌体房屋应符合下列要求： 1. 房屋宜采用矩形平面，立面宜规则，楼梯间横墙宜贯通房屋全宽。 2. 对于横墙间距18m（7度时）或15m（8度时），外纵墙的窗间墙宜设置组合柱。 3. 应设
9、置条形基础、筏基或桩基。,第三节 多层粘土砖房的抗震构造措施,一、现浇钢筋混凝土构造柱的设置 二、现浇钢筋混凝土圈梁的设置 三、楼、屋盖 四、墙体拉结钢筋 五、楼梯间 六、其它构造,一、现浇钢筋混凝土构造柱的设置,1. 构造柱的设置部位 l ）一般情况： 根据房屋层教和设防烈度按下表的要求设置。 2）特殊房屋的设置： 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，按下表的要求设置，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。 教学楼、医院等横墙较少的房屋，应按房屋增加一层后的层数，按下表的要求设置。当为外廊式或单面走廊式房屋时，尚应按1）的要求设构造柱，且6度不超过四层、7三层和8度不超过
10、二层时应按增加二层后的层数对待。 2. 构造柱作法 1）截面尺寸及配筋： 最小截面尺寸采用240*180mm； 纵向钢筋宜采用412，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端宜适当加密； 房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋； 对7度时超过六层、8度时超过五层及9度时，构造柱纵向钢筋宜采用414，箍筋间距不应大于200mm。,2）与墙体连接： 构造柱与墙连接处应砌成马牙搓，并沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋，每边伸入墙内不宜小于l m； 应先砌墙后浇筑混凝土。 3）与圈梁连接： 构造柱纵筋应穿过圈梁，保证构造柱纵筋上下贯通。 4）构造柱基础 构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500m
11、m，或 ； 与埋深小于500mm的基础圈梁相连。 5）构造柱间距：当房屋高度和层数接近规定限值时，纵、横墙内构造柱间距尚应满足下述要求： 横墙内的构造柱间距不宜大于层高的2倍，下部l3楼层的构造柱间距适当减小； 当外纵墙开间大于3.9m时， 应另设加强措施，内纵墙构造柱间距不宜大于4.2m。,二、现浇钢筋混凝土圈梁的设置,1. 圈梁的设置部位 对装配式钢筋混凝土楼、屋盖或木楼、屋盖砖房，楼墙承重时应按下表要求设置圈梁； 纵墙承重时每层均应设置圈梁，且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。 现浇或装配整体武钢筋混凝土楼屋盖与墙体有可靠连接的房屋，允许不另设圈架，但楼板沿墙体周边应加强配筋并应
12、与相应构造柱钢筋可靠连接。 2. 圈梁截面及配筋 圈架截面高度不应小于120mm；基础圈梁高度不应小于180mm。 圈梁的纵向钢筋不应少于410（6、7度时）、412（8度时）和414（9度时）；基础圈梁纵向钢筋不应少于412。 最大箍筋间距分别为250mm（6 、7度时）、200mm （8度时） 和150mm（9度时）。 3. 圈梁其它构造 圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底； 在要求布置圈梁的位置无横墙时，应利用梁或板缝中配筋替代圈梁； 圈梁应闭合，遇洞口被打断时，应在洞口处进行搭接（同非抗震作法。,三、楼、屋盖,1.楼板的支承长度和拉结 装配武钢筋混凝土楼板或屋面板，当圈梁未设在板的
13、同一标高时，板端伸入外墙的长度不应小于120mm；伸入内墙长度不应小于100mm；在梁上不应小于80mm。 现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内长度均不应小于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； 房屋端部大房间的楼盖、8度时的屋盖和9度时的楼、屋盖当圈梁设在板底时，预制板应相互拉结并应梁、墙或圈梁拉结。 2. 梁或屋架的连接 楼盖和屋盖处的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱、构造柱或圈梁等可靠连接 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。,四、墙体拉结钢筋 对7度时长度大于7.2m的大房间及8度和9度时，外墙转角
14、及内外墙交接处应沿墙高每隔500mm配26拉结钢筋，并每边伸入墙内不宜小于1m。 五、楼梯间 突出屋顶的楼梯间、电梯间，构造柱应伸到顶部并与顶部圈梁连接；内外墙交接处应沿墙高每隔500mm配26拉结钢筋，且每边伸入墙内不宜小于1m。 8度和9度时，顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设26通长钢筋；9度时其他各层楼梯间墙体应在休息平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带或配筋砖带，其纵向钢筋不应小于210，砂浆强度等级不应低于M7.5。 8度和9度时的楼梯间及门厅内墙转角处的大梁支承长度不应小于500mm，并应当圈梁连接。 不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的楼梯，不应采用无筋
15、砖砌栏板； 装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接。,六、其它构造,1. 过梁 门窗洞口处不应采用无筋砖过梁； 过梁支承长度不应小于240mm（68度时）或360mm（9度时）； 2. 基础 同一结构单元的基础宜采用同一类型，底面宜埋置在同一标高上（否则应增设基础圈梁并应按1：2台阶逐步放坡）。 3. 后砌非承重隔墙 后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔500mm配置26拉结钢筋与承重墙或柱拉结，每边伸入墙内不应少干500mm；8度和9度时，长度大于5m的后砌隔墙墙顶尚应与楼板或梁拉结。,4. 横墙较少的住宅楼：对横墙较少的多层普通砖、多孔砖住住宅楼，其总高度和层数达到或接近规定限值时，应有如下加强措施：
16、 房屋的最大开间尺寸不大于6m； 横墙和内纵墙上洞口宽度不宜大于15m。外纵墙上洞口宽度不宜大于2.1m或开间尺寸的一半；内外墙上的洞口位置不应影响内外纵墙与横墙的整体连接； 同一结构单元内横墙错位数量不超过横墙总数的13，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、屋面板均应采用现浇钢筋混凝土板； 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； 所有纵横墙交接处及横墙中部，均应增设构造柱。构造柱的设置要求见下表； 房屋底层和顶层的窗台标高处，宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带； 同一结构单元的楼、屋面板应设置在同一标高处。,第四节 多层砌体房屋抗震计算要点,一、水平地震作用计算 二、抗震验算位置 三、地震剪力的分配 四、截面抗震受剪承载力验算,一、水平地震作用计算,可采用底部剪力法计算水平地震作用。由于房屋刚度较大，基本自振周期小，可取1 max，n0 。 二、抗震验算位置 对干砌体房屋，可只选择从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行。 三、地震剪力的分配 按砌体墙段的层间等效侧向刚度比
