第6章砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)

建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)主講教師：尹紅宇yhyamy@126.co木學(xué)院6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——震害特點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)統(tǒng)計(jì)分析表明：未經(jīng)抗震設(shè)防的多層磚房

6度區(qū)內(nèi)，主體結(jié)構(gòu)一般處于基本完好狀態(tài)；

7度區(qū)內(nèi)，主體結(jié)構(gòu)將出現(xiàn)輕微破壞，小部分達(dá)到中等破壞；

8度區(qū)內(nèi)，多數(shù)房屋達(dá)到中等破壞的程度；

9度區(qū)內(nèi)，多數(shù)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)嚴(yán)重破壞；10度及以上地震區(qū)內(nèi)，大多數(shù)房屋倒毀。宏觀震害統(tǒng)計(jì)上述事實(shí)說(shuō)明：未經(jīng)抗震設(shè)防的多層磚房的抗地震破壞能力較低。建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)

震害現(xiàn)象震害的發(fā)生是由外部條件（地震動(dòng)）和內(nèi)在因素（結(jié)構(gòu)特征）兩方面原因促成的。一、倒塌全部倒塌：房屋整體性好，而底層強(qiáng)度不足時(shí)；房屋整體性不好，而上層墻體過(guò)于弱時(shí)；上部倒塌：房屋上層自重大，剛度差；上層砌體強(qiáng)度過(guò)弱，整體性差時(shí)；局部倒塌：個(gè)別部位的整體性特別差，縱墻與橫墻間聯(lián)系不好，平面或立面有顯著的局部突出，抗震縫處理不當(dāng)?shù)取?.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——震害特點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)

唐山大地震中某三層客房外縱墻全部被甩落6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——震害特點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)二、裂縫抗剪承載力不足,產(chǎn)生裂縫,主要有“X”形、水平和豎向三種類型。1、“X”形裂縫：墻體在豎向壓力和反復(fù)水平剪力作用產(chǎn)生的裂縫。常出現(xiàn)“X”形裂縫的位置：與主震方向平行的墻體；在橫向，房屋兩端的山墻；在縱向，窗間墻。若主震方向與橫縱墻成某一角度時(shí)，常在房屋的角部出現(xiàn)局部倒塌。墻體轉(zhuǎn)角的破壞6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——震害特點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)水平裂縫1999年9月21日大地震位于震中的臺(tái)中縣霧峰鄉(xiāng)光復(fù)國(guó)中教舍墻壁上出現(xiàn)水平裂縫2、水平裂縫：大都發(fā)生于外縱墻窗口的上下皮處。當(dāng)房屋縱向承重，橫墻間距大而屋蓋剛度弱時(shí)，縱墻出平面受彎產(chǎn)生水平裂縫。6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——震害特點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)3、豎向裂縫：大都發(fā)生于橫縱墻交接處或變化較大的兩部體系的交接處。6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——震害特點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)三、其它破壞1、樓梯間破壞原因：橫墻間距小，抗剪剛度大；空間剛度較?。粔w有削弱等。2、房屋附屬物突出屋面的屋頂間（電梯機(jī)房、水箱間等）、煙囪、女兒墻，由于“鞭端效應(yīng)”引起破壞。房屋附屬物的破壞比下部主體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。6度區(qū)有所破壞，7度區(qū)普遍破壞，8-9度區(qū)幾乎全部破壞或倒塌。3、樓板和屋蓋樓板和屋蓋是地震時(shí)傳遞水平地震作用的主要構(gòu)件。對(duì)于預(yù)制板樓板、樓蓋，由于整體性較差、板縫偏小混凝土灌縫不夠密實(shí)，地震時(shí)易于拉裂。9度以上地區(qū)，由于墻體開(kāi)裂、錯(cuò)位、倒塌引起樓板、樓蓋掉落。預(yù)制板端部擱置長(zhǎng)度過(guò)短或無(wú)可靠的板與板及板與墻的拉接措施，也造成震害。6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——震害特點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)震害規(guī)律1、剛性樓蓋房屋，上層破壞輕、下層破壞重；柔性樓蓋房屋，上層破壞重、下層破壞輕；2、橫墻承重房屋的震害輕于縱墻承重房屋；3、堅(jiān)實(shí)地基上的房屋震害輕于軟弱地基和非均勻地基上的震害；4、預(yù)制樓板結(jié)構(gòu)比現(xiàn)澆樓板結(jié)構(gòu)破壞重；5、外廊式房屋往往地震破壞較重；6、房屋兩端、轉(zhuǎn)角、樓梯間、附屬結(jié)構(gòu)震害較重；6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——震害特點(diǎn)建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)房屋的總高度與層數(shù)對(duì)醫(yī)院、教學(xué)樓等及橫墻較少的多層砌體房屋，總高度應(yīng)比前表的規(guī)定降低3m,層數(shù)相應(yīng)減少一層；各層橫墻很少的多層砌體房屋，還應(yīng)根據(jù)具體情況再適當(dāng)降低總高度和減少層數(shù)。磚房和砌塊房屋的層高，不宜超過(guò)3.6m。------618721721190混凝土小砌塊------5156187211904126187217212404126187、821824240普通磚層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度6789烈度最小墻厚(mm)房屋類別多孔磚6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——結(jié)構(gòu)選型與布置6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——結(jié)構(gòu)選型與布置建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)房屋高寬比抗震規(guī)范對(duì)多層砌體房屋不要求作整體彎曲的承載力驗(yàn)算。為了使多層砌體房屋有足夠的穩(wěn)定性和整體抗彎能力，房屋的高寬比應(yīng)滿足下表：房屋高寬比：房屋總高度與總寬度的最大比值。烈度6789最大高寬比2.52.52.01.5房屋高寬比的限值表6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——結(jié)構(gòu)選型與布置建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)抗震橫墻的間距橫向地震作用主要由橫墻承受。橫墻間距較大時(shí)，樓蓋水平剛度變小，不能將橫向水平地震作用有效傳遞到橫墻，致使縱墻發(fā)生較大出平面彎曲變形，造成縱墻倒塌。471111木樓、屋蓋7111515裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋11151818現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓、屋蓋9876烈度房屋類型房屋抗震橫墻最大間距(m)6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——結(jié)構(gòu)選型與布置建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)房屋的局部尺寸在強(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取?.51.51.02.00.01.21.21.01.50.51.01.01.01.00.51.01.01.01.00.5承重窗間墻最小寬度承重外墻盡端至門(mén)窗洞邊的最小距離非承重外墻盡端至門(mén)窗洞邊的最小距離內(nèi)墻陽(yáng)角至門(mén)窗洞邊的最小距離無(wú)錨固女兒墻(非出入口處)的最大高度9876烈度部位房屋局部尺寸限值(m)6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——結(jié)構(gòu)選型與布置建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)合理的結(jié)構(gòu)體系1、應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)構(gòu)體系；2、縱橫墻的布置宜對(duì)稱，沿水平面內(nèi)宜對(duì)齊，沿豎向應(yīng)上下連續(xù)；同一軸線上的窗間墻宜均勻；6.1砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定——結(jié)構(gòu)選型與布置建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)3、防震縫：對(duì)于體形不對(duì)稱的結(jié)構(gòu)較體形均勻?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)破壞更嚴(yán)重一些。加防震縫可以將體形復(fù)雜的結(jié)構(gòu)劃成體形對(duì)稱均勻的結(jié)構(gòu)。有下列情況之一時(shí)宜設(shè)置防震縫：（1）房屋立面高差在6m以上；（2）房屋有錯(cuò)層，且樓板高差較大；（3）各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。防震縫兩側(cè)均應(yīng)布設(shè)墻體，縫寬可取70~100mm。4、樓梯間不宜設(shè)在房屋的盡端或轉(zhuǎn)角處，否則應(yīng)采取局部加強(qiáng)措施，如在樓梯間四角設(shè)鋼筋混凝土構(gòu)造柱等。5、煙道、風(fēng)道、垃圾道等不應(yīng)削弱墻體，當(dāng)墻體被削弱時(shí)，應(yīng)對(duì)墻體采取加強(qiáng)措施，不宜采用無(wú)豎向配筋的附墻煙囪及出墻面的煙囪。6、不宜采用無(wú)錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。水平地震作用——底部剪力法只進(jìn)行多遇地震作用下的抗震承載力驗(yàn)算不算基本周期，直接取地震影響系數(shù)最大值，且不考慮頂部附加地震作用只作墻體抗剪驗(yàn)算，不作墻體整體彎曲驗(yàn)算按橫向和縱向分別計(jì)算一般可只選擇承載面積較大或豎向壓力較小的墻段驗(yàn)算計(jì)算方法6.2多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算6.2多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)砌體的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值普通磚、多孔磚墻體的截面抗震抗剪承載力驗(yàn)算水平配筋墻體的截面抗震抗剪承載力混凝土小砌塊墻體的截面抗震抗剪承載力墻體在水平力作用下的側(cè)移=剪切變形+彎曲變形計(jì)算原則一般考慮h/b<1，K只考慮剪切變形影響1<=h/b<=4，K同時(shí)考慮剪切變形和彎曲變形影響h/b>1，K只考慮彎曲變形影響幾點(diǎn)概念同一點(diǎn)、同一方向的側(cè)移剛度與側(cè)移柔度總成倒數(shù)同一水平面上剛度可以疊加同一豎面上柔度可以疊加墻體側(cè)移剛度和側(cè)移柔度6.2多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)橫向樓層地震剪力分配從樓層剪力分配到墻片剛性樓蓋——按橫墻抗側(cè)力等效剛度（水平截面積）分配柔性樓蓋——按橫墻從屬面積重力荷載代表值分配半剛性樓蓋——取上述兩種結(jié)果平均值從墻片分配到墻肢按墻肢抗側(cè)力等效剛度分配縱向樓層地震剪力分配從樓層剪力分配到墻片按縱墻抗側(cè)力等效剛度（水平截面積）分配從墻片分配到墻肢按墻肢抗側(cè)力等效剛度分配地震剪力在墻體上的分配6.2多層砌體結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)6.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施的主要目的在于加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體性、保證抗震設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)、彌補(bǔ)抗震計(jì)算的不足，使之具有一定的變形能力（延性）。多層磚房的抗震構(gòu)造措施設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱1設(shè)置鋼筋混凝土圈梁2屋蓋、樓蓋的構(gòu)造要求3橫墻較少的多層磚房的加強(qiáng)措施4墻體之間的連接5加強(qiáng)樓梯間的整體性66.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱1、鋼筋混凝土構(gòu)造柱的主要功能：約束墻體，使之有較高的變形能力。

2、設(shè)置位置和要求（多層磚房）內(nèi)墻(軸線)與外墻交接處,內(nèi)墻的局部較小墻垛處,7-9度時(shí),樓、電梯的四角,9度時(shí),內(nèi)縱墻與橫墻(軸線)交接處三、四五、六六、七八隔開(kāi)間橫墻(軸線)與外墻交接處,山墻與內(nèi)縱墻交接處,7-9度時(shí),樓、電梯的四角二四五六、七7、8度時(shí)，樓、電梯的四角，每隔15m左右的橫墻或單元橫墻與外墻交接處二、三三、四四、五9度8度7度6度房屋層數(shù)設(shè)置部位外墻四角，錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處較大洞口兩側(cè)，大房間內(nèi)外墻交接處6.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)3、截面尺寸、配筋和連接的要求（1）截面與配筋構(gòu)造柱最小截面可采用240×180mm，縱向鋼筋宜采用4φ12，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端適當(dāng)加密；7度時(shí)超過(guò)六層、8度時(shí)超過(guò)五層和九度時(shí)，構(gòu)造柱縱向鋼筋宜采用4φ14，箍筋間距不應(yīng)大于200mm；房屋四角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋。（2）構(gòu)造柱與墻體的連接構(gòu)造柱與墻體連接處應(yīng)砌成馬牙槎，并應(yīng)沿墻高每隔500mm設(shè)拉結(jié)鋼筋，每邊深入墻內(nèi)不宜小于1m。（3）構(gòu)造柱與圈梁的連接構(gòu)造柱與圈梁連接處，構(gòu)造柱的縱筋應(yīng)穿過(guò)圈梁，保證構(gòu)造柱縱筋上下貫通。6.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)（4）構(gòu)造柱的基礎(chǔ)構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)置基礎(chǔ)，但應(yīng)深入室外地面下500mm，或與埋深小于500mm的基礎(chǔ)圈梁相連。（5）房屋高度和層數(shù)接近限值時(shí)的構(gòu)造柱間距房屋高度和層數(shù)限值時(shí)，縱橫墻內(nèi)的構(gòu)造柱間距尚應(yīng)符合下列要求：

1）橫墻內(nèi)構(gòu)造柱間距不宜大于層高的二倍，下部1/3的樓層的構(gòu)造柱間距適當(dāng)減小；

2）外墻的構(gòu)造柱間距應(yīng)每開(kāi)間設(shè)置一柱；當(dāng)開(kāi)間大于3.9m時(shí)，應(yīng)令設(shè)加強(qiáng)措施。內(nèi)縱墻的構(gòu)造柱間距不宜大于4.2m。6.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)設(shè)置鋼筋混凝土圈梁1、鋼筋混凝土圈梁的主要功能增加縱橫墻體的連接，加強(qiáng)整個(gè)房屋的整體性；圈梁可箍住樓蓋，增強(qiáng)整體剛度；減小墻體的自由長(zhǎng)度，增強(qiáng)墻體的穩(wěn)定性；可提高房屋的抗剪強(qiáng)度，約束墻體裂縫的開(kāi)展；抵抗地基不均勻沉降，減小構(gòu)造柱計(jì)算長(zhǎng)度。圈梁與構(gòu)造柱一起,形成砌體房屋的箍，使其抗震性能大大改善。2、鋼筋混凝土圈梁的設(shè)置部位及構(gòu)造要求（1）裝配式鋼筋混凝土樓蓋、屋蓋或木樓蓋、屋蓋的磚房，橫墻承重時(shí)應(yīng)按下表的要求設(shè)值圈梁，縱墻承重時(shí)每層均應(yīng)設(shè)置圈梁，且抗震墻上的圈梁間距應(yīng)比表內(nèi)要求適當(dāng)加密。6.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)同上；各層所有橫墻同上；屋蓋處沿所有橫墻，且間距不應(yīng)大于7m；樓蓋處間距不應(yīng)大于7m，構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上;屋蓋處間距不應(yīng)大于7m，樓蓋處間距不應(yīng)大于15m，構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位內(nèi)橫墻屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處屋蓋處及每層樓蓋處外墻及內(nèi)縱墻986、7墻類設(shè)防烈度（2）現(xiàn)澆或裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋、屋蓋與墻體可靠連接的房屋可不另設(shè)圈梁，但樓板沿墻體周邊應(yīng)加強(qiáng)配筋，并應(yīng)與相應(yīng)的構(gòu)造柱鋼筋可靠連接。（3）圈梁應(yīng)閉合，遇有洞口應(yīng)上下搭接，圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠板底。6.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)

（4）圈梁在前表要求的間距內(nèi)無(wú)橫墻時(shí)，應(yīng)利用梁或板縫中配筋替代圈梁。3、圈梁的截面尺寸及配筋圈梁的截面高度一般不應(yīng)小于180mm，配筋應(yīng)符合右表要求，但在軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土層上的砌體房屋的基礎(chǔ)圈梁，截面高度不應(yīng)小于180mm，配筋不應(yīng)少于4φ12。配筋烈度6、789最小縱筋4φ104φ124φ14最大箍筋間距(mm)2502001506.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)屋蓋、樓蓋的構(gòu)造要求1、現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板或屋面板伸進(jìn)縱、橫墻內(nèi)的長(zhǎng)度，均不宜小于120mm。2、裝配式鋼筋混凝土樓板或屋面板，當(dāng)圈梁未設(shè)在板的同一標(biāo)高時(shí)，板端伸進(jìn)外墻的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120mm，伸進(jìn)內(nèi)墻的長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm，在梁上不應(yīng)小于80mm。3、當(dāng)板的跨度大于4m并與外墻平行時(shí)，靠外墻的預(yù)制板側(cè)邊與墻或圈梁拉接。6.3砌體結(jié)構(gòu)抗震構(gòu)造措施建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)-砌體結(jié)構(gòu)房屋抗震設(shè)計(jì)4、房屋端部大房間的樓蓋，8度時(shí)房屋的屋蓋和9度時(shí)房屋的樓蓋、屋蓋，圈梁設(shè)在板底時(shí)，鋼筋混凝土預(yù)制板應(yīng)相互拉結(jié)，并應(yīng)與梁、墻或圈梁拉結(jié)。5、樓、屋蓋的鋼筋混凝土梁或物價(jià)，應(yīng)與墻、柱（包括構(gòu)造柱）或圈梁可靠連接，梁與磚柱的連接不應(yīng)削弱柱截面，各層獨(dú)立磚柱頂部應(yīng)在兩個(gè)方向均有可靠連接。6、坡屋頂房屋的屋架應(yīng)與頂層圈梁可靠連接，檁條或屋面板應(yīng)與墻及屋架可靠連接，房屋出入口的檐口瓦應(yīng)與屋面構(gòu)件錨固；8度和9度時(shí)，頂層內(nèi)縱墻頂宜增砌支撐端山墻的踏步式墻垛。7、門(mén)窗洞口不應(yīng)采用無(wú)筋磚過(guò)梁，過(guò)梁支撐長(zhǎng)度，6