會(huì)計(jì)學(xué)1砌體建筑抗震設(shè)計(jì)第1頁(yè)/共31頁(yè)第5章多層砌體建筑抗震設(shè)計(jì)

教學(xué)目標(biāo)與要求1.了解砌體建筑震害特征及原因。2.深刻理解砌體結(jié)構(gòu)的抗震概念設(shè)計(jì)的要求。3.掌握多層砌體結(jié)構(gòu)建筑抗震計(jì)算方法和步驟。4.熟悉和掌握多層砌體結(jié)構(gòu)建筑的主要抗震構(gòu)造措施。5.了解配筋混凝土小型空心砌塊抗震墻建筑的抗震設(shè)計(jì)要點(diǎn)。第2頁(yè)/共31頁(yè)導(dǎo)入案例5.12汶川特大地震中，多處磚混結(jié)構(gòu)校舍坍塌（如北川中學(xué)教學(xué)樓），但還有一些學(xué)校的同類型教學(xué)樓卻屹立不倒。據(jù)了解，香港苗圃行動(dòng)在四川南部資助監(jiān)督建造了61所學(xué)校，其中6所位于震中附近，它們既沒(méi)有倒塌，也未出現(xiàn)傷亡。地震造成砌體結(jié)構(gòu)的破壞結(jié)果卻截然不同，給我們的啟示是什么？為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象呢？我們可以通過(guò)本章的學(xué)習(xí)得到解釋。

第3頁(yè)/共31頁(yè)5.1震害特征及原因1．砌體墻開(kāi)裂呈交叉斜裂縫2．縱橫墻連接處破壞3．墻角破壞4．樓梯間墻體破壞5．樓、屋蓋塌落6．房屋倒塌7．附屬構(gòu)件的破壞第4頁(yè)/共31頁(yè)第5頁(yè)/共31頁(yè)第6頁(yè)/共31頁(yè)5.2抗震概念設(shè)計(jì)5．2．1結(jié)構(gòu)承重體系和布置優(yōu)先選用橫墻承重或縱橫墻共同承重方案;縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ，對(duì)齊，沿豎向上下連續(xù)，同一軸線上窗間墻寬度宜均勻;簡(jiǎn)單、規(guī)則，避免由于不規(guī)則使結(jié)構(gòu)各部分的質(zhì)量和剛度分布不均質(zhì)量中心與剛度中心不重合而導(dǎo)致震害加重;

設(shè)防震縫;樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處，否則，應(yīng)在樓梯間四角設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱等加強(qiáng)措施。第7頁(yè)/共31頁(yè)5．2．2房屋層數(shù)和總高度的限制表5-1房屋的層數(shù)和總高度限值（m）房屋類型最小墻厚度（mm）設(shè)防烈度6度7度8度9度0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)高度層數(shù)普通磚240217217217186155124多孔磚24021721718618615593190217186155155124——小砌塊19021721718618615593第8頁(yè)/共31頁(yè)5．2．3房屋高寬比的限制表5-2

房屋最大高寬比設(shè)防烈度6度7度8度9度最大高寬比2.52.52.01.55．2．4砌體抗震橫墻的間距表5-3房屋抗震橫墻最大間距（m）樓蓋類別設(shè)防烈度6度7度8度9度現(xiàn)澆或裝配整體鋼筋混凝土樓、屋蓋1515117裝配式鋼筋混凝土樓、屋蓋111194木屋蓋994—第9頁(yè)/共31頁(yè)5．2．5房屋局部尺寸限制表5-4房屋局部尺寸限值（m）部位設(shè)防烈度6度7度8度9度承重窗間墻最小寬度1.01.01.21.5承重外墻盡端至門(mén)窗洞口邊的最小距離1.01.01.21.5非承重外墻盡端至門(mén)窗洞口邊的最小距離1.01.01.01.0內(nèi)墻陽(yáng)角至門(mén)窗洞口邊的最小距離1.01.01.52.0無(wú)錨固女兒墻（非出入口處）的最大高度0.50.50.50.0第10頁(yè)/共31頁(yè)5．2．6對(duì)結(jié)構(gòu)材料的要求燒結(jié)普通磚、蒸壓磚及燒結(jié)多孔磚的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU10，其砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M5；混凝土小型空心砌塊的強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于MU7.5，其砌筑砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5。第11頁(yè)/共31頁(yè)5.3砌體結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算5．3．1計(jì)算簡(jiǎn)圖一般為基礎(chǔ)頂面多層砌體剖面計(jì)算簡(jiǎn)圖樓蓋結(jié)構(gòu)標(biāo)高處第12頁(yè)/共31頁(yè)5．3．2水平地震作用及地震剪力的計(jì)算樓層地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值總剪力標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算出的每層樓層地震剪力均應(yīng)符合最小剪力的要求。當(dāng)考慮突出屋面的屋頂間，女兒墻、煙囪等部位的鞭梢效應(yīng)時(shí)，這些部位的地震剪力宜乘以增大系數(shù)3，但不向下傳遞。第13頁(yè)/共31頁(yè)5．3．3樓層水平地震剪力的分配1．墻體的側(cè)移剛度剪切柔度彎曲柔度墻體側(cè)移剛度第14頁(yè)/共31頁(yè)2．橫向樓層水平地震剪力的分配（1）剛性樓蓋(現(xiàn)澆或裝配整體鋼筋混凝土樓、屋蓋

)某樓層地震剪力該樓層的某墻片地震剪力側(cè)移剛度第15頁(yè)/共31頁(yè)（2）柔性樓蓋(木樓屋、蓋

)重力荷載代表值從屬面積墻片剪力第16頁(yè)/共31頁(yè)（3）中等剛性樓蓋

(裝配式樓、屋蓋)3．縱向樓層水平地震剪力的分配由于樓蓋沿縱向的尺寸比橫向大，其縱向水平剛度很大，因此，不論哪種樓蓋都可看成是剛性樓蓋?？v向水平地震剪力可按同層各縱墻的抗側(cè)移剛度的比例分配

第17頁(yè)/共31頁(yè)4．同一道墻上各墻肢間的地震剪力分配墻肢的抗側(cè)移剛度確定：（1）側(cè)移剛度的計(jì)算應(yīng)考慮墻肢高寬比的影響。高寬比小于1時(shí)，可只考慮剪切變形的影響；高寬比不大于4且不小于1時(shí)，應(yīng)同時(shí)考慮彎曲和剪切變形；高寬比大于4時(shí)，以彎曲變形為主。（2）墻段宜按門(mén)窗洞口劃分。對(duì)小開(kāi)口墻段，為了避免計(jì)算剛度時(shí)的復(fù)雜性，可按不開(kāi)洞的毛墻面計(jì)算剛度，再根據(jù)開(kāi)洞率乘以表5-5的洞口影響系數(shù)。第18頁(yè)/共31頁(yè)5．3．4墻體抗震承載力計(jì)算1．抗震抗剪強(qiáng)度的計(jì)算砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值正應(yīng)力影響系數(shù)2．砌體截面抗震承載力驗(yàn)算1）無(wú)筋砌體截面抗震承載力驗(yàn)算第19頁(yè)/共31頁(yè)2)網(wǎng)狀配筋或水平配筋磚砌體截面抗震承載力驗(yàn)算

鋼筋參與工作系數(shù)

3）磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻截面構(gòu)造柱參與工作系數(shù)墻體約束修正系數(shù)第20頁(yè)/共31頁(yè)4）混凝土小型空心砌塊墻體的截面5．3．5多層砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)實(shí)例第21頁(yè)/共31頁(yè)5．4砌體建筑抗震構(gòu)造措施

在砌體建筑抗震設(shè)計(jì)中，除了對(duì)房屋進(jìn)行抗震概念設(shè)計(jì)、抗震計(jì)算及驗(yàn)算之外，還必須采取合理可靠的抗震構(gòu)造措施?？拐饦?gòu)造措施可以加強(qiáng)砌體結(jié)構(gòu)的整體性，提高變形能力，保證抗震計(jì)算目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，特別是對(duì)防止結(jié)構(gòu)在大震時(shí)倒塌具有重要作用。5．4．1設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱構(gòu)造柱最小截面尺寸可采用240mm×180mm，縱向鋼筋宜采用4φ12，箍筋間距不宜大于250mm，且在柱上下端宜適當(dāng)加密。第22頁(yè)/共31頁(yè)表5-12磚房構(gòu)造柱設(shè)置要求房屋層數(shù)設(shè)置部位6度7度8度9度4、53、42、3樓、電梯間四角，樓梯斜梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處；外墻四角和對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)角；錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處；大房間內(nèi)外墻交接處；較大洞口兩側(cè)隔12m或單元橫墻與外縱墻交接處；樓梯間對(duì)應(yīng)另一側(cè)內(nèi)橫墻與外縱墻交接處6542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≥6≥5≥3內(nèi)墻（軸線）與外墻交接處；內(nèi)墻的局部較小墻垛處；內(nèi)縱墻與橫墻（軸線）交接處第23頁(yè)/共31頁(yè)5．4．2設(shè)置鋼筋混凝土芯柱鋼筋混凝土芯柱是多層及高層小型空心砌塊房屋的一項(xiàng)重要抗震構(gòu)造措施。混凝土小型空心砌塊房屋，應(yīng)按表5-13的要求設(shè)置鋼筋混凝土芯柱，對(duì)醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少的房屋，應(yīng)根據(jù)房屋增加一層后的層數(shù)，按表5-13的要求設(shè)置芯柱?；炷列⌒涂招钠鰤K房屋芯柱截面不宜小于120mm×120mm，芯柱混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C20。芯柱的豎向插筋應(yīng)貫通墻身且與圈梁連接，插筋不應(yīng)小1φl(shuí)2，7度時(shí)超過(guò)五層、8度時(shí)超過(guò)四層和9度時(shí)，插筋不應(yīng)小于1φ14。第24頁(yè)/共31頁(yè)房屋層數(shù)設(shè)置部位設(shè)置數(shù)量6度7度8度9度4、53、42、3樓、電梯間四角，樓梯段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處；外墻轉(zhuǎn)角；錯(cuò)層部位橫墻與外縱墻交接處；大房間內(nèi)外墻交接處；隔12m或單元橫墻與外縱墻交接處外墻轉(zhuǎn)角，灌實(shí)3個(gè)孔；內(nèi)外墻交接處，灌實(shí)4個(gè)孔；樓梯斜段上下端對(duì)應(yīng)的墻體處，灌實(shí)2個(gè)孔654同上；隔開(kāi)間橫墻（軸線）與外縱墻交接處7652同上；各內(nèi)墻（軸線）與外縱墻交接處；內(nèi)縱墻與橫墻（軸線）交接處和洞口兩側(cè)外墻轉(zhuǎn)角，灌實(shí)5個(gè)孔；內(nèi)外墻交接處，灌實(shí)4個(gè)孔；內(nèi)墻交接處，灌實(shí)4~5個(gè)孔；洞口兩側(cè)各灌實(shí)1個(gè)孔7≥6≥3同上；橫墻內(nèi)芯柱間距不大于2m外墻轉(zhuǎn)角，灌實(shí)7個(gè)孔；內(nèi)外墻交接處，灌實(shí)5個(gè)孔；內(nèi)墻交接處，灌實(shí)4~5個(gè)孔；洞口兩側(cè)各灌實(shí)1個(gè)孔表5-13多層混凝土小砌塊房屋芯柱設(shè)置要求第25頁(yè)/共31頁(yè)5．4．3合理設(shè)置圈梁圈梁在砌體結(jié)構(gòu)中作用:①圈梁可以加強(qiáng)墻體間的連接以及墻體與樓蓋間的連接，與構(gòu)造柱一起，增強(qiáng)了房屋的整體性和空間剛度；②圈梁作為樓(屋)蓋的邊緣構(gòu)件，將裝配式樓(屋)蓋箍住，從而提高了樓(屋)蓋的整體性和水平剛度；③此外還可以約束墻體，限制裂縫的展開(kāi)，提高墻體的穩(wěn)定性，減輕地基不均勻沉降的不利影響。震害調(diào)查表明，合理設(shè)置圈粱的房屋，其震害較輕；否則，震害較重。

磚砌體圈梁設(shè)置部位要求見(jiàn)表5-14。第26頁(yè)/共31頁(yè)表5-14多層磚砌體房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置要求墻類設(shè)防烈度6、7度8度9度外墻和內(nèi)縱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內(nèi)橫墻同上；屋蓋處間距不應(yīng)大于4.5m；樓蓋處間距不應(yīng)大于7.2m；構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上；各層所有橫墻,且間距不應(yīng)大于4.5m；構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上；各層所有橫墻表5-15混凝土小砌塊房屋現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁設(shè)置要求墻類設(shè)防烈度6、7度8度9度外墻和內(nèi)縱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內(nèi)橫墻同上；屋蓋處間距不應(yīng)大于4.5m；樓蓋處間距不應(yīng)大于7.2m；構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上；各層所有橫墻,且間距不應(yīng)大于4.5m；構(gòu)造柱對(duì)應(yīng)部位同上；各層所有橫墻第27頁(yè)/共31頁(yè)5．4．4加強(qiáng)樓梯間的構(gòu)造措施在抗震設(shè)計(jì)時(shí)，樓梯間不宜布置在房屋端部的第一開(kāi)間及轉(zhuǎn)角處，不宜開(kāi)設(shè)過(guò)大的窗洞。否則應(yīng)采取加強(qiáng)措施。5．4．5加強(qiáng)結(jié)構(gòu)各部位的連接

（1）縱橫墻之間的連接。第28頁(yè)/