1、1,第六章 砌体结构房屋抗震设计 第一节 砌体结构房屋的震害,一、由地震引起的建筑物破坏情况主要有:受震破坏、地基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。 二、砌体结构房屋的破坏情况有两大类: 1、由于结构或构件承载力不足而引起的破坏; 2、因为房屋结构布置不当或在构造上存在缺陷,比如内外墙之间以及楼板与墙体之间缺乏可靠的联结,在地震时联结破坏,房屋丧失了整体性,墙体发生出平面的倾倒,楼板随之由墙上滑落等等。 三、在砌体结构房屋的抗震设计中,应用计算理论对结构进行强度验算;另一方面,还应对房屋的体型、平面布置、材料、结构形式等进行合理选择,对构件间的联结采取加强措施,并从结构强度方面着眼,使构件布
2、局合理,从而获得整个房屋的最大抗震能力。,西南科技大学网络教育课程,back,2,第二节 多层砌体结构房屋抗震设计的一般规定,一、房屋总高度和层数的限制 1、一般情况下,多层砌体结构房屋的层数和总高度不应超过表6.1的规定。 2、对医院、教学楼等横墙较少的多层砌体房屋总高度,应比表6.1的规定降低3m,层数相应减少一层。 3、砖和砌块砌体承重房屋的层高,不应超过3.6m。 4、横墙较少的多层住宅楼,当满足下列规范规定,采取加强措施并满足抗震承载力要求时,其高度和层数可仍按表6.1的规定采用。 (1)、房屋的最大开间尺寸不得大于6.6m。 (2)、一个结构单元内横墙错位数量不宜超过总墙数的l3,
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。,西南科技大学网络教育课程,back,3,(3)、横墙和内纵横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,圈梁的截面高度不宜小于150mm,上下纵筋各不应少于 310。 (5)、所有纵横墙交接处及横墙的中部,均应增设满足下列要求 的构造柱: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240mmx240
4、mm,配筋宜符合表6.2的 要求。 (6)、同一结构单元的楼、屋面板应设置在同一标高处。 (7)、房屋的底层和顶层,在窗台板处宜设置现浇钢筋混凝土带, 其厚度为60mm,宽度不小于240mm,纵向钢筋不少于36,两端伸 入墙体不宜小于360mm。,西南科技大学网络教育课程,back,4,二、房屋高宽比的限制 多层砌体房屋总高度与总宽度的最大比值宜符合表6.3。 三、墙体的布置 1、结构布置 应优先选用横墙承重或纵横墙共同承重的方案。2、横墙间距 横墙间距必须根据楼盖的水平刚度给予一定的限制。 房屋抗震横墙最大间距见表6.4。3、墙段的局部尺寸 从表面上看,墙体的局部尺寸不当,有时仅造成局部破坏
5、,并未影 响房屋的整体安全,事实上,它往往降低了房屋总的承载能力。 房屋的局部尺寸限值宜符合表6.5的要求。 四、平立面布置和防震缝的设置 1、房屋的平立面布置应尽可能简单,西南科技大学网络教育课程,back,5,2、房屋有下列情况之一时宜设防震缝 (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。 防震缝应沿房屋全高设置,两侧应布置墙体,基础可不设防震缝。 防震缝的缝宽应根据地震烈度和房屋高度确定,一般取50100mm。 3、楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。 五、材料及截面尺寸要求 1、砌体材料应符合下列要求: 普通粘土砖和粘土
6、多孔砖的强度等级不应低于MU10,砖砌体的砂浆 强度等级不应低于M5。 2、砌体剪力墙的截面,应符合下列要求: (1)、烧结普通砖剪力墙的厚度不应小于240mm。 (2)、剪力墙开洞洞口的水平截面积不应超过墙体水平截面面积的50。,西南科技大学网络教育课程,back,6,第三节 多层砌体结构房屋抗震计算要点,一、计算简图和地震作用 地震时,多层砌体房屋的破坏主要是由水平地震作用而引起的。 多层砌体房屋的高度不超过40m,质量和刚度沿高度分布比较均匀, 水平振动时以剪切变形为主,因此采用底部剪力法的简化方法。 1、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
7、楼盖处。重力荷载Gi:i层楼盖自重和作用在该层楼面上 的可变荷载,以及该楼层上下层墙体自重的一半。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表6.6采用。,西南科技大学网络教育课程,back,7,2、地震作用 (1)、总水平地震作用标准值结构总水平地震作用标准值;相当于结构基本自振周期的水平地震影响系数,多层砌体房屋可取水平地震影响系数最大值 。结构等效总重力荷载,单质点应取总重力荷载代表值,多质点可取总重力荷载代表值的85。,西南科技大学网络教育课程,back,8,(2)、沿高度i质点的水平地震作用标准值质点i的水平地震作用标准值;分别
8、为集中于质点i,j的重力荷载代表值;分别为质点i,j的计算高度。(3)、各楼层水平地震剪力标准值第i层的楼层水平地震剪力标准值;剪力系数,7度时为0.012,8度时为0.024,9度时为0.040。,西南科技大学网络教育课程,back,9,二、水平地震剪力的分配 1、横向水平地震剪力的分配 (1)、刚性楼盖 按抗侧力构件等效刚度的比例分配。第i楼层第k道墙所承担的水 平地震剪力为:第i层第k道墙砌体的剪切模量。 (2)、柔性楼盖 按该抗侧力构件两侧相邻的抗侧力构件之间一半面积上的重力荷载 代表值的比例分配。第i层第k道墙承担的重力荷载代表值。,西南科技大学网络教育课程,back,10,(3)、
9、中等刚性楼盖 按上述两种分配结果的平均值。2、纵向水平地震剪力的分配 按墙体刚度比例分配给各纵墙。,西南科技大学网络教育课程,back,11,3、进行地震剪力分配和截面验算时,砌体墙段的层间抗侧力等效刚度应按下列原则确定: (1)、刚度的计算应计及高宽比的影响。 (2)、墙段宜按门窗洞口划分,对小开口墙段按毛截面计算的刚度,可根据开洞率乘以表6.8的洞口影响系数。 三、墙体抗震承载力的验算结构构件内力组合的设计值,包括组合的弯矩、轴力和剪力设计值。结构构件承载力设计值。承载力抗震调整系数,应按表6.9采用。,西南科技大学网络教育课程,back,12,1、砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度砌体沿
10、阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值。非抗震设计的砌体抗震抗剪强度设计值。砌体强度的正应力影响系数,按表6.10采用。,西南科技大学网络教育课程,back,13,2、粘土砖、多孔砖墙体的截面抗震承载力一般情况下,应按下式验算。墙体剪力设计值。砖砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值。墙体横截面面积,多孔砖取毛截面面积。承载力抗震调整系数。,西南科技大学网络教育课程,back,14,第四节 多层砌体结构房屋抗震构造措施,一、多层砖房构造措施 1、构造柱的设置和构造 (1)、构造柱的设置蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖房屋的构造柱设置要求。 (2)、构造柱的构造要求 A:构造柱的最小截面为240mmx18
11、0mm,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。 B:构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,并沿墙高每隔500mm设26拉结钢筋,每边伸入墙内不宜小于1m。 C:构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm,或锚入浅于500mm的基础圈梁内。2、圈梁的设置和构造 圈梁可加强墙体间以及墙体与楼盖间的连接,增强房屋的 整体性和空间刚度。,西南科技大学网络教育课程,back,15,(1)、多层粘土砖、多孔砖房的现浇钢筋混凝土圈梁设置,应符合表6.18的要求。 (2)、多层粘土砖、多孔砖房的现浇钢筋混凝土圈梁的构造,应符合下列要求: A:圈梁应闭合,遇有洞口圈梁应上下
12、搭接。圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。 B:圈梁在表6.18中要求的间距内无横墙时,应利用梁或板缝中配筋替代圈梁。 C:圈梁的截面高度不应小于120mm,配筋应符合表6.19的要求。基础圈梁的截面高度不应小于180mm,配筋不应少于412。3、楼梯间的设置 楼梯间不宜布置在房屋端部的第一开间及转角处,也不宜突出,不 宜开设过大的窗洞,以免将楼层圈梁切断。同时,应特别注意楼梯 间顶层墙的稳定性。,西南科技大学网络教育课程,back,16,4、其他构造要求 (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
13、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。 (3)、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,各层独立砖柱顶部应在两个方向均有可靠连接。 (4)、预制阳台应与圈梁和楼板的现浇板带可靠连接。 (5)、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,每边伸入墙内不小于500mm。 (6)、门窗洞口处不应采用无筋砖过梁,过梁支承长度:68度不小于240mm,9度时不小于360mm。,西南科技大学网络教育课程,back,17,二、多层砌块房屋构造措施 1、多层混凝土小
14、型空心砌块房屋芯柱、构造柱的设置要求和构造 (1)、混凝土小型空心砌块房屋芯柱设置要求见表6.20。 (2)、芯柱截面不宜小于120mm120mm。 (3)、芯柱混凝土强度等级不应低于C20。 (4)、芯柱的竖向插筋应贯通墙身且与圈梁连接,插筋不应小于112。 (5)、芯柱应伸入室外地面下500mm或锚入浅于500mm的基础圈梁内。 (6)、为提高墙体抗震承载力而设置的芯柱,宜在墙体内均匀布置,最大净距不宜大于2.0m。 2、圈梁的设置 砌块房屋现浇钢筋混凝土圈梁应按表6.21的要求设置,圈梁宽度不 应小于190mm,配筋不应小于412,箍筋间距不应大于200mm。,西南科技大学网络教育课程,back,