建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)講義一一

第四章多層砌體房屋一、課程內(nèi)容§4-1概述§4-2震害極其分析§4-3多層砌體房屋抗震設(shè)計(jì)一般規(guī)定§4-4多層砌體房屋抗震驗(yàn)算§4-5多層砌體房屋抗震構(gòu)造措施二、第四章重點(diǎn)、難點(diǎn)及要求三、第四章小結(jié)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)第四章重點(diǎn)、難點(diǎn)及要求重點(diǎn)：1、§4-2震害極其分析(破壞機(jī)理)2、§4-3抗震設(shè)計(jì)一般規(guī)定

3、§4-4多層砌體房屋抗震驗(yàn)算4、§4-5多層砌體房屋抗震構(gòu)造措施難點(diǎn)：§4-4多層砌體房屋抗震驗(yàn)算要求：（一）了解：1、§4-2震害極其分析2§4-3抗震設(shè)計(jì)一般規(guī)定

3、§4-4多層砌體房屋抗震驗(yàn)算4、§4-5多層砌體房屋抗震構(gòu)造措施（二）回答本章思考題

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)§4-1概述砌體房屋-----指由燒結(jié)普通粘土磚（普通粘土磚）、燒結(jié)多孔粘土磚（多孔粘土磚）或混凝土小型空心砌塊（混凝土小砌塊）等塊材，通過砂漿砌筑而成的房屋。砌體結(jié)構(gòu)由于構(gòu)造簡單、施工方便、可就地取材等優(yōu)點(diǎn)，是城鄉(xiāng)建筑中的主要結(jié)構(gòu)形式之一。砌體結(jié)構(gòu)材料的抗剪、抗拉和抗彎強(qiáng)度很低（脆性所致），所以砌體房屋的抗震能力較差。經(jīng)過合理的抗震設(shè)防，構(gòu)造得當(dāng)，保證施工質(zhì)量，則在中、強(qiáng)地震區(qū)，磚混結(jié)構(gòu)房屋也具有一定抗震能力，可在除高烈度區(qū)以外的地震區(qū)采用。提高砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震能力，是建筑抗震設(shè)計(jì)研究的重要內(nèi)容。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)§4-2震害及其分析

多層砌體房屋的破壞部位，主要是墻身和構(gòu)件間的連接處，樓蓋、屋蓋結(jié)構(gòu)本身的破壞較少：

一、墻體的破壞

在砌體房屋中，與水平地震作用方向平行的墻體是主要承擔(dān)地震作用的構(gòu)件。這類墻體往往因?yàn)橹骼瓚?yīng)力強(qiáng)度不足而引起斜裂縫破壞。二、墻體轉(zhuǎn)角處的破壞由于墻角位于房屋盡端，房屋對它的約束作用減弱，使該處抗震能力相對降低，因此較易破壞。三、內(nèi)外墻連接處的破壞內(nèi)外墻連接處是房屋的薄弱部位，這些部位在地震中極易拉開。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)四、樓梯間墻體的破壞樓梯間除頂層外，一般層墻體計(jì)算高度較房屋其他部位墻體小，其剛度較大，因而該處分配的地震剪力大，故容易造成震害。而頂層墻體的計(jì)算高度又較其他部位的大，其穩(wěn)定性差，所以也易發(fā)生破壞。五、屋蓋的破壞在強(qiáng)烈地震作用下，坡屋頂?shù)哪疚萆w常因屋蓋支撐系統(tǒng)不完善，或采用硬山擱檁而山尖未采取抗震措施，造成屋蓋喪失穩(wěn)定性。六、突出屋面的屋頂間等附屬結(jié)構(gòu)的破壞在房屋中，突出屋面的屋頂間(電梯機(jī)房、水箱間等)、煙囪、女兒墻等附屬結(jié)構(gòu)，由于地震“鞭端效應(yīng)”的影響，所以一般較下部主體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)§4-3抗震設(shè)計(jì)一般規(guī)定

規(guī)范對多層砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)在以下幾方面有具體規(guī)定：一、多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系----建筑平面及結(jié)構(gòu)布置二、多層房屋的層數(shù)、高度和層高

三、房屋最大高寬比的限制

四、抗震橫墻間距的限制五、房屋局部尺寸的限制原因和細(xì)則結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)一、多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系

----建筑平面及結(jié)構(gòu)布置對于多層砌體房屋，由于其抗震性能較差，故對建筑布置與結(jié)構(gòu)選型要求較高。如果建筑物的平、立、剖面布置不合理，再通過提高墻片的抗震承載力或加強(qiáng)構(gòu)造措施來彌補(bǔ)，既困難也不經(jīng)濟(jì)。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)二、多層房屋的層數(shù)、高度和層高

因?yàn)榇u墻是脆性材料，延性差，變形能力小，如房屋太高，層數(shù)太多，重量大，則當(dāng)下層磚墻已破碎和錯(cuò)位時(shí)就有可能被壓跨。砌體房屋層數(shù)愈多，高度愈高，震害程度和破壞率也就愈大。因此，國內(nèi)外建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范都對砌體房屋的層數(shù)和總高度加以限制。限制砌體房屋層數(shù)和總高度，是一項(xiàng)既經(jīng)濟(jì)又有效的抗震措施。多層房屋的層數(shù)、高度和層高應(yīng)符合規(guī)范要求。

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)三、房屋最大高寬比的限制多層砌體房屋的墻片主要表現(xiàn)為剪切破壞，但當(dāng)房屋的高寬比較大時(shí)，房屋會(huì)發(fā)生整體彎曲破壞，具體表現(xiàn)為房屋底層外墻產(chǎn)生水平裂縫，并向內(nèi)延伸至橫墻。這是因?yàn)?，砌體的抗拉強(qiáng)度很低，當(dāng)烈度高，房屋的高寬比較大時(shí)，地震作用所產(chǎn)生的傾覆力矩在底層墻體水平截面上引起的彎曲應(yīng)力很容易超過砌體的抗拉強(qiáng)度，導(dǎo)致磚墻出現(xiàn)水平裂縫。為了保證砌體房屋整體彎曲承載力，房屋總高度與總寬度的最大比值應(yīng)符合規(guī)范要求。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)四、抗震橫墻間距的限制多層砌體房屋的空間剛度對抗震性能影響很大，墻體的布置是決定房屋空間剛度的主要因素之一。多層砌體房屋的橫向水平地震作用是通過樓（屋）蓋傳到橫墻上，主要由橫墻來承受。對于橫墻，除了要求滿足抗震承載力外，還要使橫墻間距能保證樓蓋對傳遞水平地震作用所需的剛度要求。前者可通過抗震承載力驗(yàn)算來解決，而橫墻間距則必須根據(jù)樓蓋的水平剛度要求給予一定的限制。

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)五、房屋局部尺寸的限制在強(qiáng)烈地震作用下，房屋首先在薄弱部位破壞。這些薄弱部位一般是，窗間墻、盡端墻段、突出屋頂?shù)呐畠簤Φ?。因此，對窗間墻、盡端墻段、女兒墻等的尺寸應(yīng)加以限制。

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)§4-4多層砌體房屋抗震驗(yàn)算多層砌體房屋水平地震作用的計(jì)算可根據(jù)房屋的平、立面布置等情況采用下列方法：1、對于平、立面布置規(guī)則和結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件在平、立面布置均勻的，可采用底部剪力法；2、對于立面布置不規(guī)則的宜采用振型分解反應(yīng)譜法；3、對于平面布置不規(guī)則的宜采用考慮水平地震作用扭轉(zhuǎn)影響的振型分解反應(yīng)譜法。以底部剪力法為例：一、水平地震作用的計(jì)算（總水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值、第i點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值、樓層地震剪力）二、樓層地震剪力在各墻體上的分配---橫向地震剪力的分配結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)一、水平地震作用的計(jì)算1、總水平地震作用的標(biāo)準(zhǔn)值：2、水平地震作用沿高度的分布，即第i點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值：

3、樓層地震剪力作用在第j樓層(自底層算起)平行于地震作用方向的層間地震剪力，等于該樓層以上各樓層質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用之和結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)二、樓層地震剪力在各墻體上的分配

----橫向地震剪力的分配沿房屋短的方向的水平地震作用稱為橫向地震作用，由其而引起的地震剪力就是橫向地震剪力。由于多層砌體房屋橫墻在其平面內(nèi)的剛度，較縱墻的大得多，所以規(guī)范規(guī)定，在符合規(guī)范所規(guī)定的橫墻間距限值條件下，多層砌體房屋的橫向地震剪力，全部由橫墻承受。層間地震剪力在各墻體之間的分配原則，應(yīng)視樓蓋的剛度（分剛性樓蓋、柔性樓蓋、中等剛度樓蓋）而定。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)1、剛性樓蓋剛性樓蓋是指現(xiàn)澆、裝配整體式鋼筋混凝土等樓蓋。

分配原則：1）、剛性樓蓋在其平面內(nèi)視作支承在彈性支座(即各橫墻)上的剛性連續(xù)梁，并假定房屋的剛度中心與質(zhì)量中心重合，而不發(fā)生扭轉(zhuǎn)；2）、依據(jù)各橫墻的側(cè)移剛度，確定剛性樓蓋條件下橫墻所分配的地震剪力3）、第j樓層各橫墻所分配的地震剪力之和應(yīng)等于該層的總地震剪力

第j層第m道橫墻所分配的地震剪力：結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)2、柔性樓蓋分配原則：1）、木結(jié)構(gòu)等柔性樓蓋房屋，由于剛度小，在進(jìn)行樓層地震剪力分配時(shí)，將樓蓋視作支承在橫墻上的簡支梁。2）、第m道橫墻所分配的地震剪力，可按第m道橫墻從屬面積上重力荷載代表值的比例分配。第j層第m道橫墻所分配的地震剪力：

當(dāng)樓層單位面積上的重力荷載代表值相等（重力荷載分布均勻）時(shí)，F(xiàn)jm----第j層第m道橫墻所應(yīng)分配地震作用的建筑面積。Fj----第j層的建筑面積。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)3、中等剛度樓蓋分配原則：對裝配式鋼筋混凝土等中等剛度樓蓋房屋的橫墻所分配的地震剪力，近似按剛性樓蓋和柔性樓蓋房屋分配結(jié)果的平均值采用。

第j層第m道橫墻所分配的地震剪力：當(dāng)樓層單位面積上的重力荷載代表值相等（重力荷載分布均勻）時(shí)，第j層第m道橫墻所分配的地震剪力結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)三、墻體截面抗震承載力驗(yàn)算由于對墻體在地震用下的破壞機(jī)理存在著不同的看法，因而現(xiàn)有各種不同的截面抗震計(jì)算公式。主要有兩類：1、主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論。理論認(rèn)為，在地震中，多層房屋墻體產(chǎn)生交叉裂縫，是因?yàn)閴w中的主拉應(yīng)力超過了砌體的主拉應(yīng)力強(qiáng)度而引起的。2、剪切摩擦強(qiáng)度理論(簡稱剪摩強(qiáng)度理論)。理論認(rèn)為，砌體剪應(yīng)力達(dá)到其抗剪強(qiáng)度時(shí)，砌體將沿剪切面發(fā)生剪切破壞，并認(rèn)為砌體抗剪強(qiáng)度與正應(yīng)力呈線性關(guān)系。規(guī)范認(rèn)為，對于磚砌體，宜采用主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論；對混凝土小砌塊墻體，宜采用剪摩理論。結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)（一）普通粘土磚、多孔粘土磚和多孔磚墻體的驗(yàn)算(按主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論)根據(jù)主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論，普通粘土磚和多孔磚墻體截面抗震承載力條件為：而當(dāng)按上式驗(yàn)算不滿足要求時(shí)，可計(jì)入設(shè)置在墻段中部、截面不小于240mm×240mm且間距不大于4m的構(gòu)造柱對受剪承載力的提高作用，按下列簡化方法驗(yàn)算：

水平配筋普通粘土磚、多孔粘土磚墻體的截面抗震受剪承載力應(yīng)按下式驗(yàn)算：

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)(二)混凝土小砌塊墻體的驗(yàn)算

(按剪摩強(qiáng)度理論)

混凝土小砌塊墻體的截面抗震承載力，應(yīng)按下式驗(yàn)算：

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)§4曠-5多層欠砌體練房屋抗震構(gòu)誕造措施一、沾多層磁磚房副抗震考構(gòu)造意措施二、多色層砌塊臣房屋構(gòu)班造措施結(jié)構(gòu)界抗震過設(shè)計(jì)一、多柱層磚房普抗震構(gòu)禮造措施(一)設(shè)置棒鋼筋?；炷滞翗?gòu)伶造柱震害分曉析和試威驗(yàn)表明宰，在多效層磚房牌中的適殃當(dāng)部位舉設(shè)置鋼曲筋混凝擠土構(gòu)造薪柱(以下團(tuán)簡稱鉛構(gòu)造矛柱)、并宇與圈徹梁連腳接使舞之共飯同工叮作，君可以邪增加宮房屋逆的延妻性，江提高輛房屋陵的抗畢側(cè)力悶?zāi)芰溃拦胖够蚧泳忦挿课轃嵩诘匾陶鹱髟冇孟轮鸢l(fā)生搏突然帝倒塌課，或拉者減陷輕房孟屋的貼損壞待程度汽。設(shè)置構(gòu)緊造柱是業(yè)防止房局屋倒塌乳的一種棗有效措貪施。多層普餃通粘土詠磚、多業(yè)孔粘土物磚房屋秧的現(xiàn)澆結(jié)鋼筋混逝凝土構(gòu)扭造柱(以下械簡稱享構(gòu)造蒸柱)設(shè)置，陽應(yīng)符合蛇規(guī)范要宗求。結(jié)構(gòu)抗妄震設(shè)計(jì)(二)設(shè)置鋼香筋混凝雄土圈梁鋼筋混齒凝土圈縫梁是增蟻加墻體春的連接命，提高步樓蓋、源屋蓋剛頂度，抵奔抗地基筐不均勻貓沉降，怪限制墻除體裂縫肌開展，雄保證房團(tuán)屋整體層性，提弦高房屋蛾抗震能惡力的有造效構(gòu)造包措施，僵而且是墻減小構(gòu)核造柱計(jì)秘算長度躍，充分哀發(fā)揮抗嬌震作用次不可缺酒少的連泉接構(gòu)件綿。多層輛普通抖粘土與磚、屋多孔仆粘土祝磚房項(xiàng)屋的秘現(xiàn)澆們鋼筋嚷混凝詞土圈鏡梁設(shè)涌置，飾應(yīng)符配合規(guī)勤范要嫌求。其它要盆求：對樓蓋和客屋蓋構(gòu)揚(yáng)件搭接僚長度和弊連接、鴉對墻體誦之間的敲連接、路對橫墻溜較少的堪磚房、奸對樓梯惠間的整比體性、喪對基礎(chǔ)北等規(guī)范微也有具棵體要求方。結(jié)構(gòu)抗截震設(shè)計(jì)二、勞多層析砌塊肆房屋四構(gòu)造識(shí)措施（一）巴設(shè)置鋼該筋混凝構(gòu)土芯柱為了增稱加混凝爪土小砌化塊房屋萬的整體宰性和延槽性，提夾高其抗凍震能力皆，可結(jié)灶合空心松砌塊的討特點(diǎn)，垮在墻體縮慧的適當(dāng)征部位將采砌塊豎塔孔澆筑嘗成鋼筋盒混凝土求芯柱。（二庫）砌衣塊房娘屋中忌替代妻芯柱蓬的鋼假筋混于凝土壟構(gòu)造岡柱，爪應(yīng)符予合構(gòu)拖造要潮求。（三）員設(shè)置鋼求筋混凝霉土圈梁砌塊秧房屋延均應(yīng)靈設(shè)置淘現(xiàn)澆乖鋼筋寫混凝另土圈少梁，穿圈梁聾截面膛尺寸嘗、混平凝土宵強(qiáng)度潤等級(jí)患和配演筋應(yīng)暢符合搶規(guī)范恒要求窮。結(jié)構(gòu)抗農(nóng)震設(shè)計(jì)(四頂)砌育塊墻芽體的首拉結(jié)砌塊鐮房屋僅墻體蝕交接衡處或御芯柱纏與墻悶體連予接處碼應(yīng)設(shè)判置拉魯接鋼瘡筋網(wǎng)枯片。(五)設(shè)置鋼迷筋混凝找土帶砌塊房抗屋的層闖數(shù)，6度時(shí)七辣層、7度時(shí)列超過站五層弱、8度時(shí)超衛(wèi)過四層道，在底盤層和頂兩層的窗柿臺(tái)標(biāo)高胃處，沿?cái)偪v橫墻額應(yīng)設(shè)置漢通長的棋水平現(xiàn)攝澆鋼筋憶混凝土蹲帶。(六)其他構(gòu)罵造措施砌塊膠房屋批其他踐構(gòu)造爪