建筑结构第十六章多层砌体结构房屋的抗震设计二.ppt

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1、 第十六章第十六章 多层砌体结构的抗震设计多层砌体结构的抗震设计第一节第一节 震害特点震害特点第二节第二节 一般规定一般规定第三节多层粘土砖房的抗震构造措施第三节多层粘土砖房的抗震构造措施第四节第四节 多层砌体房屋抗震计算要点多层砌体房屋抗震计算要点第一节第一节 震害特点震害特点一、宏观震害调查一、宏观震害调查v砌体结构是使用最广泛的一种建筑形式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，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。连接的目的；楼板、梁和其

2、他构件采用预制钢筋混凝土。v整个结构由于组成和连接的原因具有脆性性质整个结构由于组成和连接的原因具有脆性性质(强度低强度低)。抗。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。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，精心施工，仍可在地震区采用。心施工，仍可在地震区采用。v因结构上的地震作用有很大的不确定性，准确计算结构的地因结构上的地震作用有很大的不确定性，准确

3、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。因此必须用。因此必须重视震害的实地考察重视震害的实地考察，找出结构的抗震薄弱环节，找出结构的抗震薄弱环节，总结出有益的，总结出有益的抗震措施抗震措施。二二、震害现象、震害现象1 1墙体墙体v横墙横墙(包括山墙包括山墙)、纵墙上出现斜向、交叉、水平裂缝，严重时、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，变超过相应

4、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。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。v交叉裂缝易出现在交叉裂缝易出现在纵墙的窗间墙或窗肚墙纵墙的窗间墙或窗肚墙(即窗洞上下间墙即窗洞上下间墙)中中，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，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，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出，造成房屋的原地塌落。出的三角形墙体可能被挤出，造成房屋的原地塌落。v水平裂缝多出现

5、在水平裂缝多出现在纵墙窗口上下截面处纵墙窗口上下截面处(房屋中段较重，两端房屋中段较重，两端较轻较轻)；顶层大空间的外纵墙在；顶层大空间的外纵墙在7度时也可出现水平裂缝。产生的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。平面外变形，导致墙体的抗弯强度不足而出现水平裂缝。v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。顶部出现水平裂缝、倒

6、八字裂缝，严重者则墙顶部局部倒塌。2 2墙角的破坏墙角的破坏v房屋四角以及凸出部分阳角的墙面上，出现纵横两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个方向的V形斜裂缝，严重时则发生墙体局部倒塌。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，因此抗震能力有集中，加之其水平约束作用均较弱，因此抗震能力有所降低，容易产生上述裂缝和墙角局部塌落。所降低，容易产生上述裂缝和墙角局部塌落。3

7、3纵横墙连接处的破坏纵横墙连接处的破坏v施工时纵横墙往往不能同时咬搓砌筑，墙体间缺乏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，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。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地基条件不好时，地震时的不均匀沉降也可产生竖向裂缝。裂缝。4 4楼梯间的破坏楼梯间的破坏v楼梯间墙体的震害一般比较重，支承楼梯的横墙破楼梯间墙体的震害

8、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。截面。因此楼梯间的墙体容易产生斜裂缝或交叉裂缝。当楼梯间布置在房屋端部或转角处，因受扭转附加剪当楼梯间布置在房屋端部或转角处，因受扭转附加剪力的影响，其震害

9、更为严重，常引起墙体破坏或倒塌。力的影响，其震害更为严重，常引起墙体破坏或倒塌。v楼梯本身的震害较轻，预制楼梯在接头处裂开；现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浇楼梯与平台梁相接处被拉断。v楼板楼板和和屋盖屋盖是传递水平地震作用的主要构件，其刚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。现浇楼度对房屋抗震性能影响很大。现浇楼盖盖、屋盖整体、屋盖整体性好、水平刚度大，是较理想的抗震构件。预制楼性好、水平刚度大，是较理想的抗震构件。预制楼盖盖、屋盖整体性较差，地震时楼板连接处容易拉裂。、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

10、倒塌常导致预制楼、屋盖的掉墙体开裂、错位乃至倒塌常导致预制楼、屋盖的掉落。落。v另外，预制板端部之间及预制板与墙之间的拉结不另外，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、屋盖的掉落好也可造成楼、屋盖的掉落。5 5楼板与屋盖的震害楼板与屋盖的震害v地震时由于受到地震时由于受到“鞭端效应鞭端效应”的影响，高出屋面的烟的影响，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。平裂缝、错动、甚至倒塌。6 6房屋阻属物的破坏房屋阻属物的破坏v房屋砖墙的特定部位设置了不同截面的钢筋混凝土房屋砖墙的特定部位设置了不

11、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的情况，与未设构造柱的同类房屋对比震害显著减轻。轻。7 7带钢筋混凝土构造柱砖房的震害带钢筋混凝土构造柱砖房的震害承重山墙剪切破坏承重山墙剪切破坏 山墙开洞时窗间墙剪切破坏山墙开洞时窗间墙剪切破坏v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

12、圈梁设置不同时的墙体破坏不同高宽比时窗间墙的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内墙砌留直缝时外纵墙的倒塌横墙圈梁间距过大时横墙圈梁间距过大时外纵墙甩出倒塌外纵墙甩出倒塌 开洞墙体的破坏开洞墙体的破坏墙角的破坏墙角的破坏第二节第二节 一般规定一般规定一、多层砌体房屋的结构体系一、多层砌体房屋的结构体系二、二、底部框架的底部框架的多层砌体房屋多层砌体房屋三、内框架的三、内框架的多层砌体房屋多层砌体房屋一、多层砌体房屋的结构体系一、多层砌体房屋的结构体系v 多层砌体房屋的结构体系应符合下列要求：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

13、系。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。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。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。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）。时应采取加强措施）。6.当房屋立面高差在当房屋立面高差在6m以上或房屋有错层且楼板高差较大

14、，各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，缝宽可采用应设置墙体，缝宽可采用50100mm（应根据烈度和房屋高应根据烈度和房屋高度确定）。度确定）。二、底部框架的多层砌体房屋二、底部框架的多层砌体房屋v 底部框架的多层砌体房屋应符合下列要求：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。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，并应均匀房屋的底部应沿纵横两方向设置一定数量

15、的抗震墙，并应均匀 对称布置。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。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。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、内框架的三、内框架的多层砌体房屋多层砌体房屋v 内框架的多层砌体房屋应符合下列要求：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。通房屋全宽。2.对于横墙间距对于横墙间距18m（7度时）或度时）或

16、15m（8度时），外纵度时），外纵墙的窗间墙宜设置组合柱。墙的窗间墙宜设置组合柱。3.应设置条形基础、筏基或桩基。应设置条形基础、筏基或桩基。第三节第三节 多层粘土砖房的抗震构造措施多层粘土砖房的抗震构造措施一、一、现浇钢筋混凝土构造柱的设置现浇钢筋混凝土构造柱的设置二、二、现浇钢筋混凝土圈梁的设置现浇钢筋混凝土圈梁的设置三、三、楼、屋盖楼、屋盖四、墙体拉结钢筋四、墙体拉结钢筋五、楼梯间五、楼梯间六、其它构造六、其它构造一、现浇钢筋混凝土构造柱的设置一、现浇钢筋混凝土构造柱的设置1.构造柱的设置部位构造柱的设置部位l）一般情况：）一般情况：v 根据房屋层教和设防烈度按下表的要求设置。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：）特殊房屋的设置：v 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，按下表的要求设置的要求设置，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。v 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，按下表的教学楼、医院等横墙较少的房屋，应按房屋