【土木建筑】6砌體結(jié)構(gòu)課件

1、第6章 多層砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)6.1 概述一、多層砌體磚房占民用建筑的90%，整個(gè)建筑業(yè)80%。二、砌體結(jié)構(gòu)是一種抗震性能較差的結(jié)構(gòu)。三、歷次大地震的震害表明，砌體結(jié)構(gòu)破壞嚴(yán)重。1923年日本關(guān)東大地震，7000幢磚石結(jié)構(gòu)房屋，只有1000幢能恢復(fù)使用。1906年美國的舊金山地震，磚石房屋破壞特別嚴(yán)重1948年，蘇聯(lián)的阿什哈巴德地震，磚石結(jié)構(gòu)的破壞和倒塌率為70%80%四、經(jīng)過抗震設(shè)防的砌體結(jié)構(gòu)具有一定的抗震能力。五、砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)內(nèi)容：（1）結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置（2）結(jié)構(gòu)構(gòu)造處理（3）地震作用計(jì)算（4）墻體的抗剪驗(yàn)算概念設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)6.2 結(jié)構(gòu)方案與結(jié)構(gòu)布置 多層砌體房屋的抗震措施，既屬概

2、念設(shè)計(jì)范圍，也屬防倒塌設(shè)計(jì)的問題。 防倒塌問題不是依靠罕遇地震作用下的變形驗(yàn)算，而是做好細(xì)部處理和總體布置。一、房屋的體型與防震縫 1、 建筑平立面應(yīng)規(guī)則，抗側(cè)力墻應(yīng)均勻布置不規(guī)則體型2、 優(yōu)先采用橫墻承重和縱橫墻承重方案 不宜采用縱墻承重方案橫墻承重縱橫墻承重縱墻承重震害經(jīng)驗(yàn)：縱墻易摔出。3、 縱橫墻宜均勻?qū)ΨQ，上下左右對齊，易于傳力。4、 樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處樓梯間的整體性差，房屋的端部和轉(zhuǎn)角處變形大。震害經(jīng)驗(yàn)：不規(guī)則建筑：立面高差在6m以上房屋有錯(cuò)層，且樓板高差較大結(jié)構(gòu)的剛度、質(zhì)量截然不同二、房屋的總高度與最大高寬比要求1、總高度 見表P138 6-1以粘土磚房為例：5、

3、對8度、9度區(qū)不規(guī)則的建筑宜設(shè)防震縫地震作用隨高度而增大，高度越大，震害越重 對醫(yī)院、學(xué)校等、橫墻間距較大的建筑，總高度應(yīng)減少3m2、最大高寬比 為了防止建筑物在水平地震作用下不發(fā)生整體彎曲破壞，規(guī)范未規(guī)定對這類建筑進(jìn)行整體彎曲驗(yàn)算，而是對最大高寬比的限制做了規(guī)定。三、抗震橫墻的最大間距 （見P 139表6-3） 樓蓋要有足夠的剛度，不使縱墻因彎曲而破壞。 樓蓋的剛度與橫墻的間距有關(guān)。 規(guī)范規(guī)定的橫墻的最大間距如： 7度: 現(xiàn)澆樓蓋 18m，裝配樓蓋15m。地震力的傳遞：質(zhì)量集中在樓蓋橫墻基礎(chǔ)一、構(gòu)造柱1、 構(gòu)造柱的震害經(jīng)驗(yàn)6.3 多層砌體結(jié)構(gòu)房屋的抗震構(gòu)造措施（概念設(shè)計(jì)）設(shè)置構(gòu)造柱的房屋的震

4、害明顯小于無構(gòu)造柱的房屋。2、構(gòu)造柱的的作用 構(gòu)造柱對砌體的初裂荷載無明顯提高，對砌體抗剪強(qiáng)度可提高1030%。一般不考慮，構(gòu)造柱對強(qiáng)度的提高。 主要作用是對墻體起約束作用，使之有較高的變形能力，是一種有效的抗倒塌措施。3、 構(gòu)造柱和芯柱的設(shè)置要求 構(gòu)造柱的設(shè)置可分為四個(gè)檔次。 見表P146 表6.94、構(gòu)造柱的構(gòu)造要求 最小截面 240*180 7度6層 8度5層 9度 馬牙槎（五皮磚）與墻連接 1m長與墻拉結(jié) 構(gòu)造柱的上下拉接 上與圈梁拉接，下伸入室外地面下500mm 二、圈梁1、作用： 提高房屋的整體性，使房屋形成整體箱形。 提高樓蓋的剛度和整體型。 提高墻體的整體性和變形能力。 減輕地

5、基不均勻沉降對建筑的影響。2、圈梁的設(shè)置要求 見P147表6.10 縱墻： 6、7度隔層設(shè)，8度、9度層層設(shè) 內(nèi)橫墻：6、7度屋蓋間距 7m 樓蓋 15 m 8度屋蓋處所有橫墻，樓蓋處 7m 9度所有橫墻 3、構(gòu)造要求 閉合，宜與板在同標(biāo)高 截面：三、連接1、墻與墻的拉接 2、樓板擱置長度現(xiàn)澆樓板預(yù)制樓板（未與圈梁同標(biāo)高）外墻內(nèi)墻 （宜）梁上3、 樓板與圈梁、墻體的拉結(jié)4、 屋架（屋面梁）與墻柱的錨拉四、樓梯間 由于空曠，破壞較嚴(yán)重。 注意墻體的拉結(jié)，增加整體性。不采用削弱墻體的懸挑踏步，五、房屋的局部尺寸 見表P139，表6.4 局部墻體尺寸不能太小，當(dāng)采用構(gòu)造柱時(shí)可適當(dāng)放寬。 承重窗間墻的

6、最小尺寸； 承重外墻盡端至門洞邊的尺寸； 非承重外墻盡端至門洞邊的尺寸； 內(nèi)墻陽角至門洞邊的尺寸； 無錨固女兒墻的高度。6.4 多層砌體房屋抗震計(jì)算 要點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)的自振周期較短，T=0.25s以內(nèi)，一般不再計(jì)算。 2、地震作用采用底部剪力法計(jì)算。 3、只考慮橫墻及縱墻分別在水平地震作用下，平面內(nèi)的抗剪強(qiáng)度，不考慮豎 向地震作用。 4、只需驗(yàn)算不利的墻段：承載面積較大，豎向應(yīng)力較小。 一、水平地震作用計(jì)算1、計(jì)算簡圖 注意底層H的取法： 一般取至室外地坪下0.5m。2、樓層水平地震作用 周期：由于砌體房屋的橫墻很多，剛度很大，一般T不超過0.25s，所以取3、突出屋頂?shù)男〗ㄖ?，地震剪力放?倍

7、二、樓層水平地震剪力在各抗側(cè)力墻體間的分配 地震剪力通過樓板傳給橫墻，分給各墻體的地震力大小與樓板的剛度和墻體的剛度有關(guān)。 1、 樓層地震剪力的分配 橫向的地震剪力由橫向墻體承擔(dān)。 縱向的地震剪力由縱向墻體承擔(dān)。 橫向樓層地震剪力的分配：與墻體的 剛度和樓蓋的剛度有關(guān)。a、 剛性樓蓋 現(xiàn)澆鋼筋砼樓蓋或裝配整體式鋼筋砼樓蓋認(rèn)為樓蓋為剛性，各墻體的側(cè)移均相同。設(shè)第i層的剪力為Vi 第m道墻體的剪力b、柔性樓蓋：木結(jié)構(gòu)樓蓋等，視結(jié)構(gòu)為分段獨(dú)立的簡支梁，其各自的變形與產(chǎn)生其地震剪力的重力荷載代表值有關(guān)。 則當(dāng)面荷載相等時(shí)c、 中等剛度樓蓋。取平均值。（裝配式 鋼筋砼樓蓋） 縱向地震剪力分配。 由于縱向

8、樓蓋的剛度都很大，則均視為剛性樓蓋。 多洞口墻體中各墻段間地震剪力分配 按各墻段的剛度分配2、實(shí)心墻體的層間抗側(cè)力等效剛度 假定實(shí)心墻體為下端固定，上端嵌固的構(gòu)件考慮其彎曲變形和剪切變形的總和。彎曲變形剪切變形對矩形截面剪應(yīng)變不均系數(shù) =1.2彎曲變形 b 和剪切變形s 的大小與高寬比 h/b 有關(guān)?？拐鹨?guī)范規(guī)定： 當(dāng) 時(shí)只考慮剪切變形影響。 當(dāng) 時(shí) 當(dāng) 時(shí)，柔度很大，不考慮k值， K=03、開洞墻體的剛度 對于開有規(guī)則洞口的墻體，墻頂在單位力作用下墻頂位移與應(yīng)等于各墻段側(cè)移 之和。K2左右分段時(shí)，總剛度為各段剛度之和上下分段時(shí)，總?cè)岫葹楦鞫稳岫戎汀?K=K1+K2+K3K1K2K3132=

9、 1 + 2 + 3 剛度柔度互為倒數(shù)K=1/復(fù)式框架的剛度計(jì)算左右分段時(shí)，總剛度為各段剛度之和上下分段時(shí)，總?cè)岫葹楦鞫稳岫戎汀?三、砌體結(jié)構(gòu)抗震強(qiáng)度驗(yàn)算1、 砌體抗震抗剪強(qiáng)度2、砌體抗剪驗(yàn)算V6.5 底部框架-抗震墻房屋的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、震害分析及結(jié)構(gòu)布置 這種結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是上部剛度很大，下部剛度較小，形成相對薄弱的底層，在地震作用下致使底層破壞嚴(yán)重。（雞腿式）結(jié)構(gòu)布置要點(diǎn)：底層要布置一定數(shù)量的抗震墻，使底層的具有一定的側(cè)移剛度。 二、底部框架磚房抗震計(jì)算 特點(diǎn)：底層側(cè)移剛度的控制底層地震剪力的分配傾覆力矩的分配底層的剛度和強(qiáng)度1、底部側(cè)移剛度的控制 這種房屋的特點(diǎn)使底層較柔，上層較剛，地震

10、時(shí)在房屋的薄弱層將發(fā)生變形集中，使底部出現(xiàn)過大側(cè)移的嚴(yán)重破壞，為減輕震害，抗震規(guī)范規(guī)定：底層框架磚房的底層，應(yīng)沿縱向橫向?qū)ΨQ布置一定數(shù)量的抗震墻，且要求第二層與底層側(cè)移剛度比不能太小。6、7度時(shí) 8度時(shí) 底層地震剪力設(shè)計(jì)值：由底部剪力法，考慮剛度不均，乘以增大系數(shù)進(jìn)行修正。2、底層地震剪力的分配 抗震墻間的地震剪力分配 關(guān)于抗震防線的問題：在抗震墻未開裂之前，墻的剛度很大，令其承擔(dān)全部地震剪力，而不考慮框架的作用，在墻開裂后，剛度降低，這時(shí)考慮由框架和墻共同承擔(dān)地震剪力。第i片抗震墻的地震剪力 框架柱的地震剪力 抗震墻開裂后，框架柱處于彈性狀態(tài)，這時(shí)考慮磚墻抗震墻的剛度降致20%，混凝土抗震墻

11、的剛度降致30%，則框架柱的地震剪力 3、地震傾覆力矩的分配 作用于底層頂部的地震傾覆力矩傾覆力矩按墻（混凝土）和框架柱的整體彎曲剛度比例進(jìn)行分配?；炷翂Φ目箯潉偠然炷翂Φ目箯潉偠犬a(chǎn)生 = 1rad所需的力矩M,為柔度的倒數(shù)。 柔度 由兩部分組成: 一為混凝土墻自身的變形 二為地基的變形 地基的抗彎剛度系數(shù) 基礎(chǔ)底面積慣性矩框架的彎曲剛度:框架的彎曲剛度: 同樣 由兩部分組成，框架柱自身的變形地基的變形由 在框架柱中產(chǎn)生的附加軸力按 下式計(jì)算。三、底部框架磚房抗震措施1、總高度和層數(shù)限制 2、抗震橫墻間距的限制 3、抗震等級 鋼筋混凝土的框架和抗震墻按采取不同的措施可分為抗震等級?？拐鸬燃?/p>

12、的主要依據(jù)是烈度，場地類別，結(jié)構(gòu)型式等?？拐饓Γ?6、7度可采用磚。 M7.5 砂漿混凝土墻：豎向、橫向配筋率：墻邊構(gòu)件最小配筋量：4、構(gòu)造柱與組合柱 多層內(nèi)框架房屋的構(gòu)造柱設(shè)置比磚房嚴(yán)格。 組合柱：鋼筋砼與磚組合。5、樓蓋和屋蓋 底層框架磚房的底層樓蓋應(yīng)采用現(xiàn)澆或裝配整體式樓蓋。厚度不宜小于120mm。 內(nèi)框架磚房的屋蓋應(yīng)采用現(xiàn)澆或裝配整體式屋蓋。6、圈梁 采用裝配式鋼筋砼板時(shí)，各層均應(yīng)設(shè)圈梁，現(xiàn)澆樓板，可不設(shè)圈梁，但板中鋼筋需與構(gòu)造柱鋼筋相連。6.6 內(nèi)框架房屋的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)一、震害及分析 組合結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土框架 +磚砌體 構(gòu)件的性能不同，破壞嚴(yán)重。磚砌體框架二、多層內(nèi)框架磚房的抗震

13、計(jì)算1、 地震剪力 沿高度的分配，考慮頂部附加剪力 取 則2、樓層地震剪力的分配 抗震墻地震剪力。同底部框架磚房，抗震墻承擔(dān)全部剪力，并按剛度分配到各墻片。 內(nèi)框架磚房柱的地震剪力 由于磚柱和混凝土柱的材料不同，造成在受力過程中的變形、剛度變化復(fù)雜，規(guī)范考慮各種影響因素用電算計(jì)算了360例，分析歸納后得到經(jīng)驗(yàn)公式 柱類型系數(shù) 混凝土內(nèi)柱 0.012 ，外墻組合磚柱 0.075， 無筋磚柱 0.005 抗震橫墻間的開間數(shù) 內(nèi)框架的跨數(shù) 抗震橫墻間距與房屋總寬度的比值，小于0.75 取 0.75 計(jì)算系數(shù)按P158表6-17，與總層數(shù)有關(guān)三、多層內(nèi)框架磚房抗震措施（略）第6章結(jié)束肚松衯宸&愮鐝D)

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