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工学结构抗震设计精品课程第7章ppt课件

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工学结构抗震设计精品课程第7章ppt课件_第1页
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第7章 多层砌体及底层框架抗震设计q 7.1 震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理q 7.2 抗震设计方法抗震设计方法q 7.3 构造措施构造措施 7.1 震害及分析  砌体构造房屋的震害主要由墙体和衔接的破坏引起 构造措施和施工质量对其抗震性能有很大影响从国内外历次地震可以看到砌体构造的主要破坏方式有以下几种 7.1.1 墙身破坏  墙身破坏主要表现为墙身出现交叉斜裂痕或墙体压碎普通底层墙体由于遭到的地震剪力较大而容易在地震中蒙受剪切破坏假设底层开洞较少或具有足够的强度,破坏部位会转到较上一层 如图7.2a,当窗下墙较高而窗间墙较窄时,常在窗间墙构成交叉裂痕如图7.2b,当窗下墙较矮或较薄弱而窗间墙较宽时,那么常在窗下墙构成交叉裂痕图7.1 墙体交叉裂痕(a)窗间墙破坏; (b)窗下墙破坏图7.2 开洞墙体的地震破坏 7.1.2 外纵墙倒塌  如图7.3,在地震中外纵墙部分或全部倒塌 纵墙倒塌普通是由于砌体强度低,砌筑质量差,纵横墙衔接不牢,外墙圈梁缺乏或横墙间距过大引起图7.3 外纵墙全部倒塌 图7.4 墙角坠落 7.1.3 墙角破坏墙角破坏 构构造造上上遭遭到到的的地地震震作作用用比比较较复复杂杂,,墙墙角角通通常常是是比比较较敏敏感感的的部部位位。

差差的的施施工工质质量量往往往往引引起起内内墙墙破破坏坏、、隔隔墙墙移移位位和和部部分分破破坏坏,,如图如图7.4,这种破坏多发生在上层这种破坏多发生在上层 7.1.5 附属建筑物破坏 砌体构造上的女儿墙、烟囱、塔楼、雨蓬和阳台由于上部构造的质量和刚度突变,产生“鞭梢效应〞,其衔接和锚固不当普遍产生破坏7.1.4 刚度突变引起的破坏 底层框架多层砌体构造在地震中多发生“鸡腿效应〞破坏由于刚度突变引起部分建筑物在地震中破坏 带坡屋顶的多层砌体构造在斜坡处由于承载面积减少和墙体强度减弱往往引起破坏楼梯间处由于刚度比周围大,往往引起破坏 7.1.6 其他破坏 在地震中抗震横墙布置不当、平面和竖向体型不规那么往往引起多层砌体构造破坏 如图7.5,唐山地震时柴油机厂办公楼,由于平面呈扇形,且门厅部分比两翼建筑高出一层,地震中门厅部分的顶层倒塌,两翼建筑也遭到严重破坏震害调查分析阐明,建筑体型复杂、平面立面布置不合理,将导致建筑部分震害加重,甚至倒塌 图7.5 平面、立面布置不规那么引起的破坏 回想7.1 震害及分析1.1 墙身破坏1.2 外纵墙倒塌1.3 墙角破坏1.4 刚度突变引起的破坏1.5 附属建筑物破坏1.6 其他破坏 第7章 多层砌体及底层框架抗震设计q 7.1 7.1 震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理q 7.2 7.2 抗震抗震抗震抗震设计设计方法方法方法方法q 7.3 7.3 构造措施构造措施构造措施构造措施 第7章 多层砌体及底层框架抗震设计q 7.1 7.1 震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理q 7.2 7.2 抗震抗震抗震抗震设计设计方法方法方法方法q 7.2.1 7.2.1 构造布置构造布置构造布置构造布置q 7.2.2 7.2.2 抗震抗震抗震抗震设计设计q 7.3 7.3 构造措施构造措施构造措施构造措施 7.2 多层砌体及底层框架砌体构造抗震设计7.2.1 构造布置 多层砌体房屋的构造体系,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的构造体系。

其纵横墙的布置要求: 宜均匀对称,沿平面内对齐,沿竖向上下延续;同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀 多层砌体房屋,当立面高差在6m以上,或房屋有错层且楼板高差较大,或各部分构造刚度、质量截然不同时,宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽应根据设防烈度和房屋高度确定,可采用50~100mm 7.2 多层砌体及底层框架砌体构造抗震设计7.2.1 构造布置 底层框架多层砌体房屋的构造布置,应满足以下要求 (1)上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或根本对齐 (2)房屋的底部,应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置或根本均匀对称布置6、7度且总层数不超越五层的底层框架-抗震墙房屋,允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙,但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力;其他情况应采用钢筋混凝土抗震墙 (3)底层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6、7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0 多层砌体房屋的抗震才干与房屋的高度直接相关砌体墙身由于变形才干小,在超载不大时墙身就会产生开裂、继而破碎、引起平面错动,大幅度地降低其竖向承载力。

上部构造的层数愈多,影响愈严重因此我国<规范>规定房屋的层数和高度普通不超越表7.1的要求 对于医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋,总高度应比表7.1的规定降低3m,层数相应减少一层房屋类别最小墙厚度(mm)烈度6789高度层数高度层数高度层数高度层数多层砌体普通砖多孔砖多孔砖小砌块2402401901902421212187772121182177671818151866561212--44--底部框架-抗震墙240227227196--表7.1 房屋的层数和总高度限值(m) 普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高不应超越3.6m;底层框架多层砌体房屋的底层层高不应超越4.5 对多层砌体房屋为防止整体弯曲破坏,除限制房屋总高度外,还要限制其高宽比我国<规范>对多层砌体房屋的总高度与总宽度的最大比值限制如表7.2所示 烈 度6789最大高宽比2.52.52.01.5表7.2 砌体房屋最大高宽比限值注:1 单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度;2 建筑平面接近正方形时,其高宽比宜适当减小 多层砌体构造在平面布置时,房屋的抗震横墙的间距,不应超越表7.3的要求。

表7.3 多层砌体房屋抗震横墙最大间距(m)房屋类别烈度6789多层砌体现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖装配式钢筋混凝土楼、屋盖木楼、屋盖181511181511151171174底层框架-抗震墙上部各层同多层砌体-底层211815-注:1 多层砌体房屋的顶层,最大横墙间距允许适当放宽;2 表中木楼、屋盖的规定,不适用于小砌块砌体房屋 部位6度7度8度9度承重窗间墙最小宽度1.01.01.21.5承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.01.01.21.5非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.01.01.01.0内墙阳角至门窗洞边的最小距离1.01.01.52.0无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度0.50.50.50.0注:1 部分尺寸缺乏时应采取部分加强措施弥补;2 出入口处的女儿墙应有锚固 多层砌体房屋砌体墙段部分尺寸也是进展构造布置时需求思索的问题为防止部分破坏而引起整体构造的破坏甚至倒塌,部分尺寸的最小值应符合表7.4的要求表7.4 房屋的部分尺寸限值(m) 多层砌体房屋的楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处 烟道、风道、渣滓道等不应减弱整体;当墙体被减弱时,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屋面的烟囱。

亦不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐 7.2 多层砌体及底层框架砌体构造抗震设计7.2.1 构造布置 优先采用什么构造体系?对纵横墙的布置有何要求? 对于多层砌体房屋该如何设置防震缝?对设置防震缝有何要求? 底层框架多层砌体房屋的构造布置应满足什么要求?〔抗震墙,上下对齐,平面对称,采取的方式,侧向刚度比的限制〕 多层砌体房屋的房屋的层数和高度的限制规定 多层砌体房屋的层高的限制、高宽比的限制〔总高度与总宽度的最大比值〕 多层砌体房屋抗震横墙最大间距的限制 多层砌体房屋砌体墙段部分尺寸的限制 第7章 多层砌体及底层框架抗震设计q 7.1 7.1 震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理q 7.2 7.2 抗震抗震抗震抗震设计设计方法方法方法方法q 7.2.1 7.2.1 构造布置构造布置构造布置构造布置q 7.2.2 7.2.2 抗震抗震抗震抗震计计算算算算q 7.3 7.3 构造措施构造措施构造措施构造措施 7.2.2 抗震计算 多层砌体房屋和底层框架砌体房屋,刚度沿高度分布普通比较均匀,以剪切变形为主,因此可采用底部剪力法进展抗震计算,并按规定对地震作用效应进展调整。

程度地震作用影响系数 在确定程度地震作用影响系数α1时,由于砌体房屋的根本自振周期在0.18~0.3s之间,α值根本在地震影响系数曲线的平台部分,故计算时可取程度地震影响系数最大值αmax 特征周期值特征周期值TgTg程度地震影响系数程度地震影响系数αmax αmax 抗震承载力验算界面的选取 对砌体房屋,可只选择从属面积较大、竖向应力较小的墙段进展截面抗震承载力验算 q层间等效侧向刚度q进展地震剪力分配和截面验算时,砌体墙段的层间等效侧向刚度与墙段的高宽比相关q墙段的高宽比确实定q 墙段的高宽比指层高与墙长之比,对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比q 当高宽比小于1时,可只计算剪切变形;q 高宽比不大于4且不小于1时,应同时计算弯曲和剪切变形;q 高宽比大于4时,等效侧向刚度不计,且不分配地震力〔1〕地震剪力分配 表7.5 墙段洞口影响系数开洞率0.100.200.30影响系数0.980.940.88注:开洞率为洞口面积与墙段毛面积之比;窗洞高度大于层高50%时,按门洞对待 q 洞口影响系数q 计算砌体房屋的刚度时,墙段宜按门窗洞口划分;对小开口墙段按毛墙面计算的刚度,可根据开洞率乘以表7.5的洞口影响系数。

对需求同时思索弯曲、剪切变形影响的构件,其侧移刚度 可以按式(7.1)计算对仅需思索剪切变形而略去弯曲变形影响的构件,其侧移刚度 可以按式(7.2)计算 (7.1) (7.2) 式中, b 为墙体的宽度; E为砌体弹性模量;h为墙体的高度;t为墙体的厚度 侧移刚度的计算侧移刚度的计算 底层框架-抗震墙房屋的底层纵向和横向地震剪力设计值均应乘以增大系数,其值根据第二层和底层侧向刚度比值的大小在1.2~1.5范围内选用该底层的纵向和横向地震剪力设计值全部由该方向的抗震墙承当,并按各抗震墙侧向刚度比例分配 底层框架柱的地震剪力设计值 底层框架柱的地震剪力设计值,可按各抗侧力构件有效侧向刚度比例分配确定; 有效侧向刚度的取值,框架不折减,混凝土墙可乘以折减系数0.30,砖墙可乘以折减系数0.20地震倾覆力矩 而其框架柱的轴力应计入地震倾覆力矩引起的附加轴力,上部砖房可视为刚体,底部各轴线接受的地震倾覆力矩,可近似按底部抗震墙和框架的侧向刚度的比例分配确定 q底层框架-抗震墙房屋 (7.3) 横墙楼层地震剪力的分配,与楼盖刚性有关。

1.刚性楼盖房屋的第i层各抗震横墙所分担的地震剪力Vim可按下式计算式中, ; 横墙楼层地震剪力的分配横墙楼层地震剪力的分配按按刚度分配度分配 如 , 一样,那么: (7.4) Gim为第i层第m道墙砌体的剪切模量,取Gim=0.4Eim;Eim为第i层第m道墙砌体的弹性模量;Aim为第i层第m道墙砌体的净横截面面积; him第i层第m道墙砌体的高度; ξ为截面剪应力分布不均匀系数,对矩形截面取 ξ=1.2 2.柔性楼盖房屋 (7.5) 式中, 为第 层楼盖上所承当的总重力荷载;为第 层楼盖上第 道墙与左右两侧相邻横墙之间各一半楼盖面积上所承当的重力荷载之和当楼盖上的重力荷载均匀分布时,上式可改为: (7.6) 式中,Fim 为第i层楼盖上第m道墙与左右两侧相邻横墙之间各一 半楼盖面积之和;Fi为第i层楼盖的总面积 按按质量分配量分配 3. 中等刚性楼盖房屋 刚度介于刚性和柔性之间,可取上面两种方法的平均值,即: (7.7) 对于普通房屋,当墙高一样,楼盖上重力荷载均匀分布时,上式可简化为: (7.8) 在纵向地震作用下,纵墙所承当的地震剪力,按纵墙的刚度比例进展分配。

纵墙地震剪力计算纵墙地震剪力计算 各类砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值,按下式计算:式中,fvE为砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值;fv 为非抗震设计的砌体抗剪强度设计值;ζN为砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数,按表7.6采用表7.6 砌体强度的正应力影响系数 (7.9) 砌体类别0.01.03.05.07.010.015.020.0普通砖,多孔砖0.801.001.281.501.701.952.32小砌块1.251.752.252.603.103.954.80注: 为对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力〔2〕 抗震抗剪强度设计值 q 普通砖、多孔砖墙体的截面抗震受剪承载力按下式计算: (7.10) 式中:V为墙体剪力设计值;A为墙体横截面面积,多孔砖取毛截面面积;γRE为承载力抗震调整系数,对于两端均有构造柱、芯柱的抗震墙采用0.9,对自承重墙采用0.75,其它抗震墙采用1.0〔〔3 3〕〕 截面抗震受剪承载力计算截面抗震受剪承载力计算 当按式(7.10)验算不满足要求时,可计入设置于墙段中部、截面不小于240mm×240mm且间距不大于4m的构造柱对受剪承载力的提高作用,按下式计算:(7.11) 式中,Ac 为中部构造柱的横截面总面积〔对横墙和内纵墙, Ac>0.15A时取0.15A;对外纵墙, Ac>0.25A 时取0.25A);ft 为中部构造柱的混凝土轴心抗拉强度设计值; As为中部构造柱的纵向钢筋截面总面积〔配筋率不小于0.6%,大于1.4%时取1.4%〕; fy 为钢筋抗拉强度设计值;ξ 为中部构造柱参与任务系数,居中设一根时取0.5,多于一根时取0.4;ηc为墙体约束修正系数,普通情况下取1.0,构造柱间距不大于2.8m时取1.1。

q 程度配筋普通砖、多孔砖墙体的截面抗震受剪承载力按下式计算 (7.12) 式中, 为层间墙体竖向截面的钢筋总截面面积,其配筋率应不小 于0.07%; 为钢筋参与任务系数,按表7.7采用表7.7 钢筋参与任务系数墙体高宽比0.40.60.81.01.20.100.120.140.150.12 q 混凝土小砌块墙体的截面抗震受剪承载力按下式计算: (7.13) 式中, 为芯柱混凝土轴心抗拉强度设计值; 为芯柱截面总面积; 为芯柱钢筋截面总面积; 为芯柱参与任务系数,按表7.8采用当同时设置芯柱和构造柱时,构造柱截面可作为芯柱截面,构造柱钢筋可作为芯柱钢筋表7.8 芯柱参与任务系数填孔率0.01.01.101.15注:填孔率指芯柱根数〔含构造柱和填实孔洞数量〕与孔洞总数之比 对于底层框架-抗震墙房屋中嵌砌于框架之间的普通砖抗震墙,其底层框架柱的轴向力和剪力,应计入按下式计算的由砖抗震墙引起的附加轴向力和附加剪力 (7.14a) (7.14b) 式中, 为墙体承当的剪力设计值,柱两侧有墙时可取二者的较大值; 为框架柱的附加轴压力设计值; 为框架柱的附加剪力设计值; 分别为框架的层高和跨度。

底层框架柱的附加轴力和附加剪力底层框架柱的附加轴力和附加剪力 嵌砌于框架之间的普通砖抗震墙及两端框架柱的抗震受剪承载力按下式计算7.15) 式中, 为嵌砌普通砖抗震墙及两端框架柱剪力设计值; 为砖墙程度截面的计算面积,无洞口时取实践截面的1.25倍,有洞口时取截面净面积,但不计入宽度小于洞口高度1/4的墙肢截面面积; 分别为底层框架柱上下端的非抗震时正截面受弯承载力设计值; 为底层框架柱的计算高度,两侧均有砖墙时取柱净高的2/3,其他情况取柱净高; 为底层框架柱承载力抗震调整系数,取0.8; 为嵌砌普通砖抗震墙承载力抗震调整系数,取0.9 普通砖抗震墙及两端框架柱的抗震受剪承载力普通砖抗震墙及两端框架柱的抗震受剪承载力 抗震设计根本思绪抗震设计根本思绪q底部剪力法确定层间剪力底部剪力法确定层间剪力q纵横墙剪力的分配纵横墙剪力的分配q墙体的抗剪承载力设计值墙体的抗剪承载力设计值q抗震强度验算抗震强度验算 7.2.3 例题 如图7.6所示五层砖砌体房屋,底层平面如图(a)、楼层平面如图(b),楼、屋盖采用装配式钢筋混凝土预应力圆孔板。

采用横墙承重,墙厚均为240mm,砖的强度等级为MU10,混合砂浆强度等级,1~2层为M5,3~5层为M2.5,层高3m,木内门为1×2.40m,木侧门及正门为1.50×2.40m,木外窗为1.50×1.50m无雪荷载及积灰荷载,7度近震,II类场地,验算该房屋的横向抗震抗剪承载力 图7.6 例题平面、剖面及计算简图1—1200X1500窗洞 2—阳台 3—构造柱 4—圈梁 5—根底顶面 流程与内容流程与内容1.重力荷载代表值重力荷载代表值2. 屋盖、楼盖〔包括楼梯间〕、阳台、墙体〔女儿墙、楼屋盖、楼盖〔包括楼梯间〕、阳台、墙体〔女儿墙、楼层墙体、底层墙体〕、各质点重力荷载代表值〔顶层、中层墙体、底层墙体〕、各质点重力荷载代表值〔顶层、中间层、底层〕间层、底层〕3.程度地震作用程度地震作用4. 总程度地震作用规范值总程度地震作用规范值5. 楼层程度地震作用和地震剪力规范值楼层程度地震作用和地震剪力规范值6.抗震承载力验算抗震承载力验算7. 侧移刚度〔顶层横墙、底层横墙〕侧移刚度〔顶层横墙、底层横墙〕8. 地震剪力规范值的分配〔顶层、底层〕地震剪力规范值的分配〔顶层、底层〕9. 截面抗震抗剪承载力验算〔顶层、底层〕截面抗震抗剪承载力验算〔顶层、底层〕 流程与内容流程与内容1.重力荷载代表值重力荷载代表值2. 屋盖、楼盖〔包括楼梯间〕、阳台、墙体〔女儿墙、楼屋盖、楼盖〔包括楼梯间〕、阳台、墙体〔女儿墙、楼层墙体、底层墙体〕、各质点重力荷载代表值〔顶层、中层墙体、底层墙体〕、各质点重力荷载代表值〔顶层、中间层、底层〕间层、底层〕3.程度地震作用程度地震作用4. 总程度地震作用规范值总程度地震作用规范值5. 楼层程度地震作用和地震剪力规范值楼层程度地震作用和地震剪力规范值6.抗震承载力验算抗震承载力验算7. 侧移刚度〔顶层横墙、底层横墙〕侧移刚度〔顶层横墙、底层横墙〕8. 地震剪力规范值的分配〔顶层、底层〕地震剪力规范值的分配〔顶层、底层〕9. 截面抗震抗剪承载力验算〔顶层、底层〕截面抗震抗剪承载力验算〔顶层、底层〕 1.重力荷载 (1)屋盖 预应力圆孔板120mm厚包括灌缝1.90N/m2,80mm厚〔平均〕石灰焦碴找坡1kN/m2,40mm厚刚性防水层1kN/m2,砖礅折算荷载0.92kN/m2,25mm厚隔热板0.60kN/m2,天棚0.25kN/m2,,合计5.67kN/m2。

屋面面积近似按轴线尺寸计算,13.20×25.20=333m2;屋盖重力荷载代表值,5.67×333=1888kN (2)楼盖〔包括楼梯间〕 预应力圆孔板120mm厚包括灌缝1.90kN/m2,磨石地坪0.65kN/m2,天棚0.25kN/m2,楼面活荷载组合值0.50×1.50=0.75kN/m2,合计3.55kN/m2 楼盖重力荷载代表值3.55×333=1182kN3)阳台 29kN(4)墙体荷载规范值:240mm厚墙双面粉刷5.24kN/m2 1) 500mm高女儿墙 0.50×(13.20+25.20) ×2×5.24=201kN 2) 楼层墙体 横墙 {(5.40-0.24) ×3×11+[(13.20-0.24) ×3-1.50×1.50]+[(13.20-0.24) ×3-1.50×2.40]} ×5.24+(1.50×1.50+1.50×2.40) ×0.20=1270.24kN; 外纵墙 [〔25.20+0.24〕×3-1.50×1.50×7] ×2×5.24+ 1.50×1.50 ×14 ×0.20 =641.07kN; 内纵墙 {[(25.20-0.24) ×3-7×1×2.40]+[(25.20-0.24)-(3.60-0.24)] ×3-5×1×2.40} ×5.24+12×1×2.40×0.20=586.77kN; 合计 1270.24+641.07+586.77=2498kN 3) 底层墙体 横墙 [〔5.40-0.24〕×4×12-1.20×1.50] ×5.24+1.20×1.50×0.20+ 2×{[(13.20-0.24) ×4-1.50×2.40] ×5.24+ 1.50×2.40×0.20}=1288.77 +507 =1795.77kN; 外纵墙 [(25.20+0.24) ×4-1.50×1.50×6-1.50×2.40] ×5.24+ (1.50× 1.50 ×6+1.50×2.40) ×0.20=447.04kN; [〔25.20+0.24〕×4-1.50×1.50×7] ×5.24+ 1.50×1.50 ×0.20×7=453.84kN; 内纵墙 {[(25.20-0.24)-(3.60-0.24)] ×4-6×1×2.40} ×5.24×2 +12×1 ×2.40 ×0.20=760.32kN 合计 1795.77+447.04+453.84+760.32=3457kN (5) 各质点重力荷载代表值 图(7.6d)顶层 4、3、2层 kN; kN; 底层 kN 总的重力荷载代表值 kN 构造等效总重力荷载代表值 kN 流程与内容流程与内容1.重力荷载代表值重力荷载代表值2. 屋盖、楼盖〔包括楼梯间〕、阳台、墙体〔女儿墙、楼屋盖、楼盖〔包括楼梯间〕、阳台、墙体〔女儿墙、楼层墙体、底层墙体〕、各质点重力荷载代表值〔顶层、中层墙体、底层墙体〕、各质点重力荷载代表值〔顶层、中间层、底层〕间层、底层〕3.程度地震作用程度地震作用4. 总程度地震作用规范值总程度地震作用规范值5. 楼层程度地震作用和地震剪力规范值楼层程度地震作用和地震剪力规范值6.抗震承载力验算抗震承载力验算7. 侧移刚度〔顶层横墙、底层横墙〕侧移刚度〔顶层横墙、底层横墙〕8. 地震剪力规范值的分配〔顶层、底层〕地震剪力规范值的分配〔顶层、底层〕9. 截面抗震抗剪承载力验算〔顶层、底层〕截面抗震抗剪承载力验算〔顶层、底层〕 2.2.程度地震作用程度地震作用 (1) 总程度地震作用规范值设防烈度7度, kN ; (2) 楼层程度地震作用和地震剪力规范值 质点 的地震作用规范值 (kN)为:第 层的地震剪力规范值 表7。

9 地震剪力规范值的计算层号 (kN) (m) (kN) (kN)5(顶)333816534080.2943733734370913482170.2663377103370910370900.204259969237097259630.14318211511(底)41894167560.0921171268186541814341268底部剪力法〔第三章内容底部剪力法〔第三章内容〕〕 流程与内容流程与内容1.重力荷载代表值重力荷载代表值2. 屋盖、楼盖〔包括楼梯间〕、阳台、墙体〔女儿墙、楼屋盖、楼盖〔包括楼梯间〕、阳台、墙体〔女儿墙、楼层墙体、底层墙体〕、各质点重力荷载代表值〔顶层、中层墙体、底层墙体〕、各质点重力荷载代表值〔顶层、中间层、底层〕间层、底层〕3.程度地震作用程度地震作用4. 总程度地震作用规范值总程度地震作用规范值5. 楼层程度地震作用和地震剪力规范值楼层程度地震作用和地震剪力规范值6.抗震承载力验算抗震承载力验算7. 侧移刚度〔顶层横墙、底层横墙〕侧移刚度〔顶层横墙、底层横墙〕8. 地震剪力规范值的分配〔顶层、底层〕地震剪力规范值的分配〔顶层、底层〕9. 截面抗震抗剪承载力验算〔顶层、底层〕截面抗震抗剪承载力验算〔顶层、底层〕 3 抗震承载力验算抗震承载力验算1)侧移刚度 (kN/m)(a)顶层各横墙侧移刚度顶层各横墙侧移刚度对于无洞墙〔图7.7〕,因 ,其侧移刚度为: 图7.7 无洞墙 对于中间开洞墙的⑧轴墙,将墙沿高度分为三段,如图7.8所示。

墙, ,其柔度系数为: 墙, ,其柔度系数为: 墙, ,其柔度系数为: 图7.8开洞墙求高度方向各段求高度方向各段墙的柔度系数,然后叠加,求得整体柔度系数,的柔度系数,然后叠加,求得整体柔度系数,进而得而得到到侧移移刚度 总的柔度系数为 侧移刚度为 (kN/m) 对于下边开洞墙的①轴墙(图7.8b) 墙, , 墙, , (kN/m) (b)底层各横墙侧移刚度底层各横墙侧移刚度对于无洞墙〔图7.7括号内尺寸〕, ,侧移刚度为 对于A-B轴间的⑤轴墙〔图7.9〕,图7.9 开洞墙一 图7.10 开洞墙二 上段 , 中段 , , 下段 , 柔度系数侧移刚度 kN/m 对于①轴墙〔图7.10〕,上段 , 中段 , 下段 , 于是 侧移刚度 (kN/m) ⑧轴的侧移刚度仍为 (c)各横墙侧移刚度 汇总 各横墙侧移刚度汇总于表7.10所示同一层墙体的弹性模量一样,表中数值均应乘 表7.10 横墙侧移刚度汇总层数各轴墙的侧移刚度①②、③、④⑤⑥⑦⑧顶层0.3250.1500.3372.312底层0.250.098+0.1130.251.841 2)地震剪力规范地震剪力规范 值的分配值的分配 本工程的楼、屋盖均为装配式钢筋混凝土构造,楼层地震剪力按中等刚性楼盖计算。

a)顶层 由图7.6可见,⑦轴在A~B轴之间横墙S承当的地震剪力较其它横墙承当的地震剪力大,须验算其抗震抗剪承载力该墙段S侧移刚度 ,顶层各横墙侧移刚度之和 ,墙S重力荷载代表值所属之面积 m2,顶层总面积 m2,墙S所承当的楼层地震剪力规范值 (b)底层验算算⑤⑤轴在在A、、B轴之之间的的墙 ;; 墙侧移移刚度,度, 总侧移移刚度度墙重力荷载代表值所属的面积 m2 楼层总面积 m2, kN kN 地震剪力在各墙肢间的分配,地震剪力在各墙肢间的分配,, kN 3)截面抗震抗剪承载力验算截面抗震抗剪承载力验算(a)顶层 验验算算⑦⑦轴轴在在A~B轴轴之之间间的的墙墙,,该墙该墙段的横截面面段的横截面面积积mm2,,该墙该墙段的段的层层高高处处程度截面上重力荷程度截面上重力荷载载代表代表值值引起的平均引起的平均竖竖向向压应压应力力 。

对于M2.5砌体沿灰缝破坏的抗剪强度设计值 为0.09N/mm2,那么N/mm2 查表7-6得, , N/mm2 该墙段承当的地震剪力设计值: kN<128.59kN,抗震抗剪承载力满足由于 , (b)底层底层验算⑤轴在A、B轴之间的墙,图7.11 图7.11 墙体验算对于a段墙, mm2, 接受压力为 kN N/mm2 M5的 mm2,那么 , N/mm2 由于 ,故 地震剪力设计值为 满足要求 对于b段,截面面积为 mm2,竖向压力为 kNN/mm2 , N/mm2,故 抗震剪力设计值 kN<140.45kN抗震抗剪承载力满足要求 第7章 多层砌体及底层框架抗震设计q 7.1 7.1 震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理震害情况分析与破坏机理q 7.2 7.2 抗震抗震抗震抗震设计设计方法方法方法方法q 7.2.1 7.2.1 构造布置构造布置构造布置构造布置q 7.2.2 7.2.2 抗震抗震抗震抗震计计算算算算q 7.3 7.3 构造措施构造措施构造措施构造措施 7.3 构造措施 抗震构造措施是砌体构造抗震设计的一个重要方面,它普通在抗震设计中反映不出来,而在规范中有比较详细的规定。

其详细内容较多,这里仅讨论几个重要方面1. 构造柱 在地震区多层普通砖、多孔砖房屋,底层框架-抗震墙房屋的上部,应设置现浇钢筋混凝土构造柱〔简称构造柱〕,以提高砖混构造的抗震延性同时构造柱与各层圈梁一同构成砌体墙的边框,可以提高墙体平面外的稳定性,防止其失稳倒塌 多层砌体房屋构造柱的设置部位普通应满足表7.11的要求教学楼、医院等横墙较少的房屋,外廊式和单面走廊式的多层房屋应提高要求设置 表7.11 砖房构造柱设置要求房屋层数设置部位6度7度8度9度四、五三、四二、三外墙四角,错层部位横墙与外纵墙交接处,大房间内外墙交接处,较大洞口两侧7、8度时,楼、电梯间的四角;隔15m或单元横墙与外纵墙交接处六、七五四二隔开间横墙(轴线)与外墙交接处,山墙与内纵墙交接处;7~9度时,楼、电梯间的四角八六、七五、六三、四内墙(轴线)与外墙交接处内墙的局部较小墙垛处;7~9度时,楼、电楼间的四角;9度时内纵墙与横墙(轴线)交接处 为更好地发扬构造柱的作用,构造柱应符合以下要求 (1)构造柱的截面普通不小于240mm×180mm,对于底层框架多层砌体房屋不小于240mm×240mm。

2)构造柱的纵向钢筋采用4φ12,箍筋间距不大于250mm,在柱上下端适当加密;普通7度时超越六层,8度时超越五层和9度时,及底层框架多层砌体房屋,构造柱纵向钢筋采用4φ14,箍筋间距不大于200mm3)构造柱必需与砖墙有可靠的衔接,应先砌墙后浇柱,衔接处墙砌成马牙槎,沿墙高每隔500mm设2φ6拉结钢筋,钢筋每边伸入墙内不小于1m4)构造柱必需与圈梁相连,构造柱的纵筋穿过圈梁,保证构造柱纵筋上下贯穿 (5)构造柱混凝土强度等级不宜低于C15,与之相连的砖强度等级不宜低于MU7.5,砂浆强度等级不低于M2.5 2 .圈梁 圈梁对砌体房屋抗震有以下几个方面的作用1)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了,使纵、横墙可以坚持一个整体的箱形构造,充分发扬各片墙的平面内抗震抗剪强度,加强了房屋的整体性2)作为楼、屋盖的边缘构件,提高了楼、屋盖的程度刚度,使部分地震作用可以传送给较多的墙体共同分担,从而减轻了大房间纵横墙平面外破坏的危险性3)限制墙体斜裂痕的开展和延伸,使裂痕仅在两道圈梁之间的墙体内发生,减小了墙体坍塌的能够性4)减小地震时地基不均匀沉降对房屋的不利影响。

5)防止或减轻地震时地面开裂将房屋撕裂 墙类烈度6、789外墙和内纵墙屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处内横墙同上;屋盖处间距不应大于7m;楼盖处间距不应大于15m;构造柱对应部位同上;屋盖处沿所有横墙,且间距不应大于7m;楼盖处间距不应大于7m;构造柱对应部位同上;各层所有横墙表7.12 砖房现浇钢筋混凝土圈梁设置要求现浇钢筋混凝土圈梁的设置要求应满足表7.12和表7.13的规定 表7.13 小砌块房屋现浇钢筋混凝土圈梁设置要求墙类烈度6、78外墙和内纵墙屋盖处及每层楼盖处屋盖处及每层楼盖处内横墙同上;屋盖处沿所有横墙;楼盖处间距不应大于7m;构造柱对应部位同上;各层所有横墙 多层砖房圈梁的截面高度不应小于120mm,其配筋应满足表7.14的要求多层小砌块房屋的圈梁宽度不小于190mm,配筋不少于4φ12,箍筋间距不大于200mm表7.14 砖房圈梁配筋要求配筋烈度6、789最小纵筋4φ104φ124φ14最大箍筋间距(mm)250200150 3 楼、屋盖 为保证楼、屋盖与墙体的整体性,砌体房屋楼、屋盖的楼板搁置长度不应小于120mm,楼板与圈梁、墙体应有可靠拉结,屋架〔梁〕与墙、柱应有可靠锚固、拉结。

对于底层框架多层砌体房屋,过渡层的底板应采用现浇钢筋混凝土板,板厚不小于120mm;并应少开洞、开小洞,当洞口尺寸大于800mm时,洞口周边应设置边梁其它楼层采用装配式钢筋混凝土楼板时均应设现浇圈梁;采用现浇钢筋混凝土楼板时可不另设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋并与相应的构造柱可靠衔接4 芯柱 对于多层砌块房屋,应按表7.15的要求设置芯柱对医院、教学楼等横墙较少的房屋,应根据房屋添加一层后的层数,按表7.15设置芯柱 表7.15 小砌块房屋芯柱设置要求房屋层数设置部位设置数量6度7度8度四、五三、四二、三外墙转角,楼梯间四角;大房间内外墙交接处;隔15m或单元横墙与外纵墙交接处外墙转角,灌实3个孔;内外墙交接处,灌实4个孔六五四外墙转角,楼梯间四角,大房间内外墙交接处,山墙与内纵墙交接处,隔开间横墙(轴线)与外纵墙交接处七六五外墙转角,楼梯间四角;各内墙(轴线)与外纵墙交接处;8、9度时,内纵墙与横墙(轴线)交接处和洞口两侧外墙转角,灌实5个孔;内外墙交接处,灌实4个孔;内墙交接处,灌实4~5个孔;洞口两侧各灌实1个孔七六同上;横墙内芯柱间距不宜大于2m外墙转角,灌实7个孔;内外墙交接处,灌实5个孔;内墙交接处,灌实4~5个孔;洞口两侧各灌实1个孔注:外墙转角、内外墙交接处、楼电梯间四角等部位,应允许采用钢筋混凝土构造柱替代部分芯柱。

为保证芯柱能构成砌块墙的边框而起到较好的约束作用,小砌块房屋的芯柱应符合以下要求:(1)截面不小于120mm×120mm;(2)混凝土强度等级不小于C20;(3)芯柱的插筋应贯穿墙身且与圈梁衔接,插筋不小于1φ12,7度时超越五层、8度时超越四层和9度时,插筋不小于1φ14;(4)芯柱应伸入室外地面下500mm或与埋深小于500mm的根底圈梁相连;(5)为提高墙体抗震受剪承载力而设置的芯柱,宜在墙体内均匀布置,最大净距不大于2.0m对于小砌块房屋中替代芯柱的钢筋混凝土构造柱,其最小截面可采用190mm×190mm,其构造配筋与本节前述多层砌体房屋构造柱类似。

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