第4章-2 多层砌体结构抗震设计
多层砌体结构抗震
地震剪力的计算与分配
1. 楼层地震剪力
多层砌体结构房屋的质量与刚度沿高度分布一般比较均匀,且以剪切变形为主,故可以按本书第三章所述底部剪力法计算地震作用。可取结构底部地震剪力为:
(4.1)
其次,考虑到多层砌体结构在线弹性变形阶段的地震作用基本上按倒三角形分布,顶部附加地震影响系数δn=0。
在扭转地震力的作用下,房屋的端部、尤其是墙角处易于产生严重的震害。
图4-4 墙体转角的破坏
从结构特征方面考察可以发现:在受力复杂、约束减弱、附属结构等部位,往往是震害易于发生的地方。
例如:纵横墙连接处,砌体结构的楼梯间,预制 钢筋混凝土楼屋盖,女儿墙、突出顶面的屋顶间地震 容易发生破坏。
1. 刚性楼盖房屋,上层破坏轻、下层破坏重; 柔性楼盖房屋,上层破坏重、下层破坏轻; 2. 横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋; 3. 坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的震害; 4. 预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重; 5. 外廊式房屋往往地震破坏较重; 6. 房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害较重;
1
这样,任一质点i的水平地震作用标准值Fi为:
2
作用于第i层的楼层地震剪力标准值Vi为i层以上的地震作用标准值之和,即:
3
(4.3)
6
(i=1,2,…,n) (4.2)
5
!
4
鞭梢效应,但增大的两倍不往下传递 。
[例题4-1] 某四层砖砌体房屋,尺寸如图4-6(a)(b)所示。结构设防烈度为7度。楼盖及屋盖均采用预应力混凝土空心板,横墙承重。楼梯间突出屋顶。除图中注明者外,窗口尺寸为1.5m×2.1m ,门洞尺寸为1.0m×2.5m 。试计算该楼房楼层地震剪力。
A
多层砌体结构房屋的抗震设计
多层砌体结构房屋的抗震设计【摘要】砌体结构多采用砖和砂浆砌筑,通过内外砖墙的咬砌达到整体连接性,这种组成材料和连接方式决定了其脆性性质,变形能力小,虽经几次规范修改,加强措施,但抗震性能,抗拉和抗剪能力均低,结构易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌,因此在震设防地区多层砖混砌体房屋改善结构延性,提高抗震性能意义极其重要。
【关键词】砌体结构抗震设计由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点,砌体结构房屋在我国当前城镇民用建筑中使用广泛,近年来随着我国经济的发展虽然比例有所减少,但仍有不少应用。
不少地方的廉租房,棚户区改造工程即以砌体结构为主。
我认为,结合自身设计的实践经验,在满足现行建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范的前提下,多层砖混房屋抗震设计上应注意以下几方面。
一、建筑平面和立面的科学布局结构设计中一个十分基础、重要的内容是建筑平面、立面的规整性。
平面布置不规则的房屋,质心与刚度中心不易重合,地震作用下产生扭转效应,加剧地震的破坏力度;立面不规则的房屋,错落的立面,突出的结构,则容易发生鞭梢效应。
因此抗震设计中,建筑平面宜尽可能简洁、规则,结构质量中心与刚度中心相一致,平面形状应具有良好的整体作用;建筑的立面和竖向剖面力求规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,墙体沿竖向布置上下应连续,避免刚度突变;竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小,避免抗侧力构件的承载力突变。
建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案,这就要求结构设计人员在建筑方案设计阶段即参与进来,提出相应的建议,比如在适当部位设置防震缝,将体型复杂,平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元,房屋的顶层不建议设置空旷大房间,房屋的底层不宜设铺面等通敞开大门洞等等。
当确需设置时,应采取弥补薄弱部位的加强型措施或进行专门研究。
二、材料的采用砌体房屋通常采用烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等砌体承重。
建筑抗震设计-第4章-框架、抗震墙
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
防震缝的震害 防震缝宽度过小,地震时结构相互碰撞造成震害。 建 筑 抗 震 设 计 总结以上震害调查结果,除注意场地和地基因素外,从 结构上主要应注意:
1)结构的刚度在平面上和沿竖向的分布要规则、均匀;
2)结构构件要有足够的承载力和延性; 3)重视构造,加强对混凝土的约束,防止剪切、锚固 等脆性破坏; 4)保证施工质量。
天津城建大学
TIANJIN CHENGJIAN UNIVERSITY
建 筑 抗 震 设 计
建筑抗震设计
主讲人:王庆鹏
•目录
1 2 建 筑 抗 震 设 计 3 4 5 6 7 抗震设计原则 场地、地基与基础 地震作用与结构抗震验算
框架、抗震墙与框架-抗震墙
多层砌体房屋 底部框架-抗震墙、多层内框架砖砌房屋 单层钢筋混凝土柱厂房
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
4.1 概述 抗震墙 建 筑 抗 震 设 计
框架-抗震墙
抗震墙结构是由纵、横向的 钢筋混凝土墙所组成的结构。 因为墙体较多,侧向刚度大, 所以它可以建的很高。
框架房屋
抗震墙主要承受水平荷载,框架主要承受竖向荷载。
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框架、抗震墙与框架-抗震墙
4.2 震害及其分析 框架梁、柱的震害 梁柱变形能力不足,构件过早发生 破坏。一般是梁轻柱重,柱顶重于柱底, 尤其是角柱和边柱更易发生破坏。 1、柱顶 柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或 交叉裂缝。重者混凝土压碎崩落,柱 内箍筋拉断,纵筋压曲成灯笼状。
4
框架、抗震墙与框架-抗震墙
§4.3 抗震设计的一般规定
一、房屋的适用最大高度
《抗震规范》规定:乙、丙和丁类建筑的框架结构和框架-抗震墙结构适 用的最大高度应不超过下表的规定。
建筑结构抗震设计课后习题答案
武汉理工大学《建筑结构抗震设计》复试第1章绪论1.震级和烈度有什么区别和联系?震级是表示地震大小地一种度量,只跟地震释放能量地多少有关,而烈度则表示某一区域地地表和建筑物受一次地震影响地平均强烈地程度.烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度. 距离震中地远近以及地震波通过地介质条件等多种因素有关.一次地震只有一个震级,但不同地地点有不同地烈度.2.如何考虑不同类型建筑地抗震设防?规范将建筑物按其用途分为四类:甲类(特殊设防类).乙类(重点设防类).丙类(标准设防类).丁类(适度设防类).1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度地预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全地严重破坏地抗震设防目标.2)重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度地要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施;地基基础地抗震措施,应符合有关规定.同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度地要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高地要求采取抗震措施.同时,应按批准地地震安全性评价地结果且高于本地区抗震设防烈度地要求确定其地震作用.4)适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度地要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低.一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用.3.怎样理解小震.中震与大震?小震就是发生机会较多地地震,50年年限,被超越概率为63.2%;中震,10%;大震是罕遇地地震,2%.4.概念设计.抗震计算.构造措施三者之间地关系?建筑抗震设计包括三个层次:概念设计.抗震计算.构造措施.概念设计在总体上把握抗震设计地基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性. 加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果地有效性.他们是一个不可割裂地整体.5.试讨论结构延性与结构抗震地内在联系.延性设计:通过适当控制结构物地刚度与强度,使结构构件在强烈地震时进入非弹性状态后仍具有较大地延性,从而可以通过塑性变形吸收更多地震输入能量,使结构物至少保证至少“坏而不倒” .延性越好,抗震越好.在设计中,可以通过构造措施和耗能手段来增强结构与构件地延性,提高抗震性能.第2章场地与地基1.场地土地固有周期和地震动地卓越周期有何区别和联系?由于地震动地周期成分很多,而仅与场地固有周期T接近地周期成分被较大地放大,因此场地固有周期T也将是地面运动地主要周期,称之为地震动地卓越周期.2.为什么地基地抗震承载力大于静承载力?地震作用下只考虑地基土地弹性变形而不考虑永久变形.地震作用仅是附加于原有静荷载上地一种动力作用,并且作用时间短,只能使土层产生弹性变形而来不及发生永久变形,其结果是地震作用下地地基变形要比相同静荷载下地地基变形小得多.因此,从地基变形地角度来说,地震作用下地基土地承载力要比静荷载下地静承载力大.另外这是考虑了地基土在有限次循环动力作用下强度一般较静强度提高和在地震作用下结构可靠度容许有一定程度降低这两个因素.3.影响土层液化地主要因素是什么?⑴土地类型.级配和密实程度⑵土地初始应力状态(地震作用时,土中孔隙水压力等于固结水压力是产生土体液化地必要条件)⑶震动地特性(地震地强度和持续时间)⑷先期振动历史或者:土层地质年代;土地颗粒组成及密实程度;埋置深度.地下水;地震烈度和持续时间.第3章结构地震反应分析与抗震计算1.结构抗震设计计算有几种方法?各种方法在什么情况下采用?底部剪力法.振型分解反应谱法.时程分析法.静力弹塑性法⑴高度不超过40m .以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀地结构,以及近似于单质点体系地结构,可采用底部剪力法等简化方法.⑵除⑴外地建筑结构,宜采用振型分解反应谱法.⑶特别不规则地建筑.甲类建筑和表3—10所列高度范围地高层建筑,应采用时程分析法进行多遇地震下地补充计算,可取多条时程曲线计算结果地平均值与振型分解反应谱法计算结果地较大值.2.什么是地震作用?什么是地震反应?地震作用:结构所受最大地地震惯性力;地震反应:由地震动引起地结构内力.变形.位移及结构运动速度与加速度等统称为结构地震反应.是地震动通过结构惯性引起地.3.什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系?地震反应谱:为便于求地震作用,将单自由度体系地地震最大绝对加速度.速度和位移与其自振周期T地关系定义为地震反应谱.设计反应谱:地震反应谱是根据已发生地地震地面运动记录计算得到地,而工程结构抗震设计需考虑地是将来发生地地震对结构造成地影响.工程结构抗震设计不能采用某一确定地震记录地反应谱,考虑到地震地随机性.复杂性,确定一条供设计之用地反应谱,称之为设计反应谱.设计抗震反应谱和实际地震反应谱是不同地,实际地震反应谱能够具体反映1次地震动过程地频谱特性,而抗震设计反应谱是从工程设计地角度,在总体上把握具有某一类特征地地震动特性.地震反应谱为设计反应谱提供设计依据.4.计算地震作用时结构地质量或重力荷载应怎样取?质量:连续化描述(分布质量) .集中化描述(集中质量);进行结构抗震设计时,所考虑地重力荷载,称为重力荷载代表值.结构地重力荷载分恒载(自重)和活载(可变荷载)两种.活载地变异性较大,我国荷载规范规定地活载标准值是按50 年最大活载地平均值加0.5〜1.5倍地均方差确定地,地震发生时,活载不一定达到标准值地水平,一般小于标准值,因此计算重力荷载代表值时可对活载折减.抗震规范规定:G E = D k+EV i L ki -5 .什么是地震系数和地震影响系数?它们有什么关系?• •口 X ..…S“(T )F = mg -g max ―a, --g xg 1 一 g max 是确定地震烈度地一个定量指标. P (T ) —动力系数.a (T ) = k P (T ) a 为地震影响系数,是多次地震作用下不同周期T,相同阻尼比Z 地理 想简化地单质点体系地结构加速度反应与重力加速度之比.6 .为什么软场地地错误!未找到引用源。
多层砌体结构房屋的抗震设计
多层砌体结构房屋的抗震设计多层砌体结构房屋的抗震设计是确保房屋在地震发生时能够保持结构完整性、人员安全的重要措施。
砌体结构房屋在设计中需要考虑各个方面的抗震设计要求,包括结构的抗震设计、墙体的布置和加固、屋面和地基的抗震设计等。
以下是多层砌体结构房屋抗震设计的一些建议。
首先,结构的抗震设计是多层砌体结构房屋抗震设计中最基本的要求。
在设计时需要考虑地震产生的惯性荷载和地震波的作用,选择合适的结构形式和构造。
常见的多层砌体结构房屋结构形式包括框架结构、框剪结构和筒体结构等。
其中,框架结构是一种较常见的结构形式,通过设置纵横向的钢筋混凝土框架来承受地震荷载。
框架结构设计时需要考虑墙体和柱子的相互作用,通过设置合适的墙柱配筋和连接方式来提高房屋的整体抗震能力。
其次,墙体的布置和加固是多层砌体结构房屋抗震设计中的另一个重要方面。
在多层砌体结构房屋中,墙体起到承担地震力的作用,因此需要合理布置和加固。
一般情况下,墙体应沿着房屋周边和内部的支撑结构布置,以增加抗震能力。
墙体的加固可以采用加厚墙体、设置纵向和横向加筋等方式来提高抗震能力。
此外,使用抗震构造技术,如水泥砂浆填塞、钢筋加固等,也可以有效提高墙体的抗震能力。
第三,屋面和地基的抗震设计也需要考虑。
屋面在地震发生时容易受到地震波的冲击和水平力的作用,因此需要采取有效的措施来加固屋面结构,如增加屋面横向抗倾覆设计、采用加筋梁等。
地基在地震中是房屋抗震的基础,需要选择合适的地基类型和加固措施,如采用钢筋混凝土地基、地基加固灌浆等,以增加地基的稳定性和抗震能力。
最后,对于多层砌体结构房屋的抗震设计,还需要进行相应的工程勘察和试验分析。
通过工程勘察,了解地震易发区的地形地貌特点、地层情况等,为抗震设计提供依据。
试验分析可以通过使用抗震模型、模拟地震波进行振动台试验等方法,检验和验证设计方案的可行性。
综上所述,多层砌体结构房屋的抗震设计需要全面考虑结构、墙体、屋面和地基等方面的因素。
抗震试卷——精选推荐
一、填空题(每小题1分,共20分)1、天然地震主要有()与()。
2、地震波传播速度以()最快,()次之,()最慢。
3、地震动的三要素:();();()。
4、多层土的地震效应主要取决于三个基本因素:()()()。
5、结构的三个动力特性是:()()()。
6、地震动的特性的三要素:()()()。
7、框架按破坏机制可分为:()()。
8、柱轴压比的定义公式为:()。
二、判断题(每小题2分,共20分)1、非结构构件的存在,不会影响主体结构的动力特性。
()2、场地类比是根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度综合确定。
()3、一般工程结构均为欠阻尼状态。
()4、地震动振幅越大,地震反应谱值越大。
()5、当结构周期较长时,结构的高阶振型地震作用影响不能忽略。
()6、多遇地震下的强度验算,以防止结构倒塌。
()7、砌体房屋震害,刚性屋盖是上层破坏轻,下层破坏重。
( )8、柱的轴力越大,柱的延性越差。
( )9、抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和暗梁。
( )10、排架结构按底部剪力法计算,单质点体系取全部重力荷载代表值。
()三、简答题(每小题8分,共40分)1、影响土层液化的主要因素是什么?2、什么是地震反应谱?什么是设计反应谱?它们有何关系?3、什么是时程分析?时程分析怎么选用地震波?4、在多层砌体结构中设置圈梁的作用是什么?5、抗震设计为什么要尽量满足“强柱弱梁”、“强剪弱弯”、“强节点弱构件”的原则?如何满足这些原则?四、计算题(20分)已知框架如图所示,抗震设防烈度为8度,Ⅰ类场地条件,地震分组为第一组m 1=60t ,m 2=50t ,T 1=0.358s ,T 2=0.156s ,振型为:X 11=0.448,X 12=1.000,X 21=1.710,X 22=-1.000,试用振型分解反应谱法和底部剪力法分别计算结构在多遇地震作用下的层间剪力,并作误差对比。
(0.16,0.25s ,不考虑鞭梢效应)建筑结构抗震设计试卷(A)标准答案一、填空题(每空1分,共20分)1、构造地震、火山地震2、纵波、横波、面波3、峰值、频谱、持时4、覆盖土层厚度、剪切波速、阻尼比5、自振周期、振型、岩土阻抗比6、振幅、频率、持时7、梁铰机制、柱铰机制8、n=N/(fc A c )二、判断题(每小题2分,共20分)1、×2、√3、√4、√5、√6、×7、√8、√9、×10、√三、简答题(每小题8分,共40分)1、答案:影响土层液化的主要因素有:地质年代,土层中土的粘性颗粒含量,上方覆盖的非液化土层的厚度,地下水位深度,土的密实度,地震震级和烈度。
砌体结构抗震设计中应注意的问题和意见
砌体结构抗震设计中应注意的问题和意见摘要:砌体结构作为我国传统的建筑形式,仍在我国各类建筑中占有十分重要的位置,砌体结构的抗震设计进展也始终为结构工程师所关注。
结合新抗震设计规范,介绍了砌体结构设计中存在的主要问题;根据抗震设防的目标,提出了砌体结构抗震设计应该注意的一些意见。
可供工程人员在运用新的抗震设计规范时参考。
关键词:砌体 ; 抗震设计 ; 构造柱 ; 圈梁; 砂浆砌体结构由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点,多年来砌体房屋是我国建筑市场中使用最广范的一种建筑形式;其中民用住宅建筑中约占90% 以上。
砌体结构多采用砌块和混合砂浆砌筑,通过内外墙体的咬砌达到具有一定整体连接性的目的。
在地震设防地区,多层砌体房屋由于组成的基本材料和连接方式决定了其脆性性质,变形能力小,抗拉和抗剪能力均低,在强烈地震作用下,砌体结构易于发生脆性的剪切破坏,从而导致房屋的破坏和倒塌;因此改善砌体结构延性,提高房屋的抗震性能具有极其重要意义。
根据现行建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范,结合自身设计的实践经验,我总结了一些目前在砌体结构房屋抗震设计上存在的主要问题和解决的方法。
1. 目前多层砌体房屋抗震设计中存在的主要问题(1)城市住宅砌体房屋建设中,房屋超高或超层时有发生,尤其是底层为“家带店”的砖房,高度经常超过限值。
(2)在“综合楼”砌体房屋中,底层或顶层有采用“混杂”结构体系的,即为满足部分大空间需要,在底层或顶层局部采用钢筋砼内框架结构。
有的仅将构造柱和圈梁局部加大,当作框架结构。
(3) 住宅砌体房屋中,为追求大客厅,布置大开间和大门洞,有的大门洞间墙宽仅有240mm,并将阳台作成大悬挑(悬挑长度大于2m)延扩客厅面积;部分“局部尺寸”不满足要求时,有的不采取加强措施,有的采用增大截面及配筋的构造柱替代砖墙肢;住宅房屋中限于场地或“造型”,布置成复杂平面,或纵、横墙沿平面布置多数不能对齐,或墙体沿竖向布置上下不连续等等。
砌体结构抗震设计
砌体结构抗震设计摘要:砌体结构是一种传统的结构形式,在我国的各类建筑中仍占82%以上的比例。
本文结合砌体结构抗震新规范,探讨砌体结构抗震设计。
关键词:新规范;砌体结构;抗震设计1.引言传统的砌体结构是一种由脆性材料砌筑,屋面一般采用装配式结构或装配整体式组成的结构,经过破坏性大地震(邢台、唐山大地震),表明砌体结构在经受大地震的考验时抗震性能较差。
因此,国外抗震规范一般只允许建造3层及以下的砌体建筑。
考虑中国有丰富的黄土和砂石资源,有传统的生产和施工工艺,再者在城镇建设中,由于受人口集中,土地和经济的有限,砌体结构有其较好的适用性。
为了提高砌体结构的延性和抗震性能,在研究和总结地震震害的基础上抗震规范进行了多次修订。
汶川地震后,《建筑抗震设计规范》又进行了修订,此次规范修订,总结了震害经验,对设防烈度进行了调整,就砌体部分也做了修订,从抗震构造和抗震设计对砌体结构都有了更高的要求。
2.砌体结构概念设计砌体结构的墙体布置,直接涉及结构的抗震安全性,要求建筑和结构专业设计人员密切配合,确定建筑方案有较好的结构体系,结构工程师熟悉抗震概念设计的原则,在确定建筑方案时给出合理的建议对于多层砌体结构,新规范延续了01规范在墙体布置方面的规定,这些规定包括:(l)控制房屋总高度、层高、层数和高宽比等,避免整体弯曲变形。
(2)应优先采用横墙承重体系并控制最大横墙间距,以减少楼盖平面内变形的不利影响。
(3) 砌体房屋局部尺寸的限制,避免因局部失效而导致整体结构的破坏甚至倒塌(4)墙体宜均匀对称,对齐;竖向应上下连续,防止侧向刚度的突变。
较小房间的隔墙可改用非抗震墙。
(5)接梯间布置于房屋的尽端或转角处时,应采取加强墙体约束等措施,提高楼梯间的安全性。
(6) 对于竖向和平面严重不规则的房屋,如立面高差大丁6m、较大错层、或各部分结构刚度和质量截然不同,宜设置防震缝并符合最小缝宽的要求。
在遵循了以上基本规定之后,结合建筑方案,争取布置出合理的结构方案。
结构抗震课后习题答案
《建筑结构抗震设计》课后习题解答建筑结构抗震设计》第 1 章绪论1、震级和烈度有什么区别和联系震级是表示地震大小的一种度量,只跟地震释放能量的多少有关,而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。
烈度不仅跟震级有关,同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。
一次地震只有一个震级,但不同的地点有不同的烈度。
2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防规范将建筑物按其用途分为四类:甲类(特殊设防类)、乙类(重点设防类)、丙类(标准设防类)、丁类(适度设防类)。
1 )标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
2 )重点设防类,应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9 度时应按比9 度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。
同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 )特殊设防类,应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9 度时应按比9 度更高的要求采取抗震措施。
同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
4 )适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为 6 度时不应降低。
一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3.怎样理解小震、中震与大震小震就是发生机会较多的地震,50 年年限,被超越概率为%;中震,10%;大震是罕遇的地震,2%。
4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系建筑抗震设计包括三个层次:概念设计、抗震计算、构造措施。
概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则;抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段;构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。
砌体结构抗震设计
论砌体结构抗震设计[摘要]:砌体结构是当前建筑工程中常用的结构形式之一,由于其原材料来源广泛,易于就地取材,具有良好的耐火性和耐久性,且保温、隔热、隔声性能较好,使砌体结构在一定的适用范围内具有优于其他结构的经济效益和良好的使用性能,在各类建筑与构筑物中得到广泛的应用,但是砌体结构砂浆和块体间的粘结力较弱,与钢筋混凝土结构等相比其整体性差,所以在砌体结构的设计施工中要采取一定的措施加强结构的整体性,提高其抗震性能,[关键词]:砌体结构抗震设计结构设计中图分类号:tu973+.31 文献标识码:tu 文章编号:1009-914x(2012)26-0316-01砌体结构房屋是我国民用建筑的主要结构类型之一,在我国城镇建设中,这类房屋的数量最多,分布最广。
但是这类房屋建筑,由于是由脆性材料的粘土砖和砂浆砌筑而成,在未合理的抗震设计时,其抗震性能一般来说是较差的。
尽管砌体结构的抗震性能如此之差,然而在城镇建设中,由于我国人口集中,土地有限,所以我们不可能把砌体结构限制过严,而是要适应发展的需要,在研究和总结震害的基础上,改进砌体的抗震性能,提高它的建造层数和高度,满足抗震需要。
1 影响震害的主要因素地震造成房屋的破坏,影响的因数是多方面的。
由于砌体结构的布置形式,结构反应和动力特性不同,抗震性能也各有不同。
其主要影响因素分析如下:1.1房屋空间刚度的影响房屋的抗震能力取决于房屋的空间整体刚度和整体稳定性。
多层砌体房屋因有纵横墙和刚性楼盖组成了一个有空间刚度的结构体系,由于它的刚度大,自重大,承受的地震作用也大。
当其平立面布置较规则时,房屋的质量重心和刚度中心接近或重合,结构因地震作用引起的偏心扭转效应很小,表现出较好的抗震性能,对于外伸或内收尺寸较大时(如l型或t型平面),在房屋转角出则由于应力集中有较大的地震反应,破坏也比较集中。
1.2 墙体强度的影响多层砖房的墙体破坏严重,主要是因为砖石砌体材料是脆性材料,抗拉和抗剪强度都很低。
浅谈多层砖砌体结构抗震设计
在强烈地震作用下 , 多层砖砌体房屋的破坏部位主要是墙身 建筑的总体布局是影响建筑抗震性能的关键。简单规则, 才 和构件问的连接处, 楼盖、 屋盖结构本身的破坏较少, 而且一般规 能 准确地确定结构计算简 图和分配地震作用 。 律是下重上轻, 这是因为多层房屋的墙体下部地震剪力大 的缘 1 ) 满足抗震 横墙 最 大间距 要 求。结构 承重尽 量采 用横 墙承 故。在一般场地下, 砌体房屋层数愈多, 高度越高 , 它的震害程度
中圈分类号 ' U3 2 1 T 5.1 文献标识 码 : A 讲, 不论 是否住人 , 阁楼层均 应作为一 个质点考虑 , 房屋 总高度应
1 设计原则
/ 高度处。5如阁楼层采用轻型材料, ) 如木屋架 目 前我 国抗震设计规 范采用 了“ 阶段” 二 的抗震设 防 目 , 计算到尖墙的 12 标 即 木 用轻墙作 隔断, 则可不 在进行 建筑抗震设计 时 , 原则上 应满 足三水 准抗 震设 防 目 , 标 在 或 钢屋 架 , 檩条或轻檩条 上铺轻 型屋面 , 算一层 , 即此层不 计入 房屋 的总高 度 。6 在 住宅 设计 中 , 跃层 ) 若 具体做法上采用了二阶段设计方法。第一阶段设计是指抗小震 0%, 应按一层考虑。7 当多层砌体住宅 ) 作用效应和其他荷载效应 的基本组合验算结构构件的承载能力 的面积超过总面积的 5 如楼 0 l ln以上时, l 结构计算应作 为 以及在小震作用下验算结构的弹性变形 以满足第一水准的要求。 楼 有较大错层时 , 面高差在 50l
容易满足 。
3 设 计 方法
3 1 确 定房屋 的 总 高度和 层数 .
2房屋纵横 承重墙 体在平面 上的布 置宜均匀 、 。当房屋 ) 对称
根据《 抗震规范》 712条表注: 固条件好的地下室, 第 .. 嵌 计 高宽 比大 于 15时 , 向承重 墙还 应尽量沿各 自 . 横 轴线对 齐 、 。 贯通 3多层 砌体住宅应 设置不 少于三道承重纵 墙 , ) 每道纵墙还应 算房屋高度时, 可从室外地坪算起, 计算房屋层数时, 可不作为一
多层砌体结构抗震概念设计
浅谈多层砌体结构的抗震概念设计摘要:砖混结构多层砌体结构由于其构件组成和连接方式的内在原因,抗震性能较差。
但抗震分析研究和震害调查表明,只要在多层砌体结构的设计中,进行合理的抗震设防,采取适当的构造措施,经过必要的抗震验算,切实保证施工质量,则多层砌体结构仍可满足抗震的要求。
在分析砌体结构抗震性能的基础上,本文对多层砌体结构的抗震概念设计进行了论述。
关键词: 砌体结构;抗震性能;抗震概念设计;抗震构造措施在地震力作用下, 多层砌体结构由于其本身的结构特点,其抗拉、抗剪、抗弯强度及变形能力都比较低。
震害调查显示,在地震烈度7、8度区,甚至在9度区,砖砌体房屋只受到轻微破坏,甚至基本完好的房屋也不少。
虽然地震造成房屋破坏的因素较多,但总的来说有两方面:一是地震烈度和场地的地质条件;二是建筑物本身的抗震能力。
多层砌体结构震害调查表明,只要经过合理的抗震设防,构造措施得当,保证施工质量, 多层砌体结构仍具有一定的抗震能力。
一、限制房屋层数和总高,合理进行结构布置为降低房屋可能受到的震害,新修订的“建筑抗震设计规范”(gb50011—2001)首先对多层砌体房屋的总高度和层数作了严格而明确的规定,并且作为强制性条文。
随着房屋层数的增多、总高度的增加,使多层砖房的弯曲变形增加、剪切变形减小。
作为以抵抗剪切变形为主的砖墙体,由于弯曲变形的增加,其上部墙体的抗震效果降低,下部墙体的抗剪能力下降。
为解决上述问题,目前设计中通常采用增加构造柱数量,增大圈梁、构造柱的断面及配筋,以及采用配筋砌体等措施。
另一方面,为了提高多层砌体砖房的抗震能力,加强其抗侧刚度,房屋的高宽比应符合“建筑抗震设计规范”(gb50011—2001)第7.1.4条的要求。
因为高宽比过大的房屋,当地震烈度较高时,由于倾覆力矩引起的弯曲应力较大,当弯曲应力超过砌体的抗拉强度时,外墙将出现水平裂缝。
二、房屋的体型应力求规整(一)平面一般房屋的平面最好为矩形,纵横墙的设置尽可能对称于房屋平面的两个主轴,且上下层墙体应对齐。
多层砌体结构住宅抗震设计技术探讨
王中坚 徐 月兴
浙江勤业建筑设计有 限公 司 浙江
杭州 3 1 1 2 0 0
【 摘 要 】由于砌体结构具有选材方便 、施工简单 工期短 .造价低等特 点. 目 前砌体结构房屋在我 国仍 占有相 当大的比重。因而.砌体结构 的抗 震设计便成为结构设 计中不可忽视 的问题 。本文对多层砌体 结构住 宅抗震设计技术进行探讨 ,供 大家参考 【 关键词 】多层砌体 抗震设计 构造 延性
每边伸入墙内不小于 1 m 。 第三 , 对墙与墙在地震烈度为 7 度, 长度大于 7 。2 m的大房间 ,以及墙 与墙在地震烈度为 8 度和 9 度时 , 外墙转角及
内外墒交接处未设构造柱时.应沿墙高每隔 5 0 0mm设 2根 d 6i n o 的拉 t
结钢筋 , 每边伸入墙内不小于 1 m 。第四, 屋顶阃的连接。对突出屋面的 楼梯 问,构造柱应从下一层伸到屋顶问顶部 ,并与顶部圈粱连接 。屋顶 间的构造柱与砖墙以及砖墒与砖墙的连接 ,可按上述抗震措施采取 。 ( 3 ) 悬臂构件的连接。 第一 , 女儿墙在地震烈度为 6 度~ 8 度, 2 4 0 m m
( 3 ) 在住宅砖房建设中.为追求大厅 ,布置大开问和大门洞( 有的大
门洞间墙竟仅有 2 4 0 m  ̄ ) . 并将阳台做成大悬挑( 悬挑长度大于 2 m ) , 延扩
客厅面积 ,对部分 “ 局部尺寸”不满足要求时,有 的不采取加强措施 ,
对横墙承重或纵横墙共同承重的装配式钢筋砼楼 、屋盖或木楼、屋盖的 多层砖房 ,应按要求设置圈梁 ;对于隔开 问或每开问设置构造柱 的多层
( 2 ) 在综合楼的建设 中.勾满足部分大空间需要.在底层或顶层局部
采取可靠的抗震措施是多层砖房 “ 大震不倒”和不做 “ 二阶段设计”
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第4章 多层砌体结构抗震设计
二、设置钢筋混凝土构造柱 设置钢筋混凝土构造柱可以明显改善多层砌体 结构房屋的抗震性能,其作用如下。 结构房屋的抗震性能,其作用如下。 (1) 提高砌体的抗剪强度,一般可提高 提高砌体的抗剪强度,一般可提高10%~30% ~ 左右。 左右。 (2) 对砌体起约束作用,提高其变形能力。 对砌体起约束作用,提高其变形能力。 (3) 位于连接构造比较薄弱和易于产生应力集中部 位的构造柱可起到减轻震害的作用。 位的构造柱可起到减轻震害的作用。 构造柱的设置要求见下表。 构造柱的设置要求见下表。
第4章 多层砌体结构抗震设计
2、楼板间及楼板与墙体的连接 现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、 (1) 现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵 、 横墙内的 长度,均不宜小于120mm。 120mm 长度,均不宜小于120mm。 装配式钢筋混凝土楼板或屋面板, (2) 装配式钢筋混凝土楼板或屋面板 , 当圈梁未设在 板的同一标高时,板端伸进外墙的长度不应小于 120mm 伸进内墙的长度不应小于100mm, mm, 100mm 120mm,伸进内墙的长度不应小于100mm,在梁上不应 小于80mm。 80mm 小于80mm。 (3) 当 板 的 跨 度 大于4 大于 4.8m 并与外 墙平行时, 墙平行时 , 靠外 墙的预制板侧边 与墙或圈梁拉接。 与墙或圈梁拉接 。
7度 度
三、 四
8度 度
设置部位
设置数量
二、 外墙转角 楼梯间四角 大房间内外墙 外墙转角,楼梯间四角 楼梯间四角;大房间内外墙 三 交接处;隔 交接处 隔15m或单元横墙与外纵墙 或单元横墙与外纵墙
交接处 六
五 四
外墙转角,楼梯间四角; 外墙转角,楼梯间四角;大房间内外 墙交接处;山墙于内纵墙交接处 山墙于内纵墙交接处,隔开 墙交接处 山墙于内纵墙交接处 隔开 间横墙(轴线) 间横墙(轴线)与外纵墙交接处
第4章 多层砌体结构抗震设计
第4章 多层砌体结构抗震设计
第4章 多层砌体结构抗震设计
混凝土小砌块房屋应按下表要求设置钢筋混 凝土芯柱 对医院、教学楼等横墙较少的房屋, 芯柱; 凝土芯柱;对医院、教学楼等横墙较少的房屋, 应根据房屋增加一层后的层数按下表要求设置芯 柱。
房屋层数 6度 度
四、 五
第4章 多层砌体结构抗震设计
4.4 多层砌体结构抗震构造措施
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第4章 多层砌体结构抗震设计
4.4 多层砌体结构抗震构造措施 一、加强结构的连接 1、纵墙的连接 度时长度大于7 的大房间及8 度和9 度时, ( 1 ) 7 度时长度大于 7.2m 的大房间及 8 度和 9 度时 , 外墙转角及内外墙交接处, 应沿墙高每隔500mm配 外墙转角及内外墙交接处 , 应沿墙高每隔 500mm 配 500mm 2φ 6 拉结钢筋,并每边深入墙内不宜小于1 置 拉结钢筋,并每边深入墙内不宜小于1m。
第4章 多层砌体结构抗震设计
四、重视楼梯间的设计 楼梯间应符合下列要求: 楼梯间应符合下列要求: 1、顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm 顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm 通长钢筋; 设 2φ 6 通长钢筋;7~9度时其它各层楼梯间可在休 息板平台或楼层半高处设置60mm 60mm厚的钢筋混凝土带 息板平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带 或配筋砂浆带,砂浆强度等级不应低于M7.5 M7.5, 或配筋砂浆带,砂浆强度等级不应低于M7.5,钢筋 不宜少于 2φ10 。 2、8度和9度时,楼梯间及门厅内墙阳角处的 度和9度时, 大梁支承长度不应小于500mm 并应与圈梁连接。 500mm, 大梁支承长度不应小于500mm,并应与圈梁连接。
第4章 多层砌体结构抗震设计
三、合理布置圈梁 圈梁是提高多层砌体结构房屋抗震性能的一种 经济有效的措施,其主要功能如下。 经济有效的措施,其主要功能如下。 加强纵横墙的连接、增强房屋的整体性、 ① 加强纵横墙的连接、增强房屋的整体性、增加 墙体的稳定性。 墙体的稳定性。 作为楼盖的边缘构件,提高了楼盖的水平刚度。 ② 作为楼盖的边缘构件 , 提高了楼盖的水平刚度 。 限制墙体斜裂缝的开展和延伸。 ③ 限制墙体斜裂缝的开展和延伸。 减轻地震时地基不均匀沉陷对房屋的影响。 ④ 减轻地震时地基不均匀沉陷对房屋的影响。 减轻和防止地震时的地表裂隙将房屋撕裂。 ⑤ 减轻和防止地震时的地表裂隙将房屋撕裂。
第4章 多层砌体结构抗震设计
装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接, 3、装配式楼梯段应与平台板的梁可靠连接, 不应采用墙中悬挑式踏步或踏步竖肋插入墙体的 楼梯,不应采用无筋砖砌栏板。 楼梯,不应采用无筋砖砌栏板。 突出屋顶的楼、电梯间, 4、突出屋顶的楼、电梯间,构造柱应伸到顶 并与顶部圈梁连接, 部 , 并与顶部圈梁连接 , 内外墙交接处应沿墙高 每隔500mm设 500mm 拉结钢筋, 每隔500mm设 2φ 6 拉结钢筋,且每边伸入墙内不应 小于1 小于1m。
外墙转角,灌实 个孔 外墙转角 灌实3个孔 灌实 个孔; 内外墙交接处,灌实 灌实4个孔 内外墙交接处 灌实 个孔
七
六
五
外墙转角,楼梯间四角 各内墙 轴线) 外墙转角,灌实 个孔;内外墙交接 灌实5个孔 外墙转角 楼梯间四角;各内墙(轴线) 外墙转角 灌实 个孔 内外墙交接 楼梯间四角 各内墙( 与外纵墙交接处;8、 度时 度时, 灌实4个孔 内墙交接处,灌实 与外纵墙交接处 、9度时,内纵墙 处,灌实 个孔 内墙交接处 灌实 灌实 个孔;内墙交接处 与横墙(轴线) 4~5个孔 洞口两侧各灌实1个孔 ~ 个孔;洞口两侧各灌实 个孔 与横墙(轴线)交接处和洞口两侧 个孔 洞口两侧各灌实 同上; 同上; 横墙内芯柱间距不宜大于2m 横墙内芯柱间距不宜大于 外墙转角,灌实 个孔 外墙转角 灌实7个孔 内外墙交接 灌实 个孔;内外墙交接 灌实5个孔 内墙交接处,灌实 处,灌实 个孔 内墙交接处 灌实 灌实 个孔;内墙交接处 4~5个孔 洞口两侧各灌实 个孔 个孔;洞口两侧各灌实 ~ 个孔 洞口两侧各灌实1个孔
第4章 多层砌体结构抗震设计
4.4 多层砌体结构抗震构造措施
震害经验表明, 震害经验表明 , 凡是未经过合理抗震设 计的多层砌体结构房屋,抗震性能较差, 计的多层砌体结构房屋,抗震性能较差,特别 是在强烈地震下极易倒塌,因此, 是在强烈地震下极易倒塌,因此,防倒塌是多 层砌体结构房屋抗震设计的重要问题。 层砌体结构房屋抗震设计的重要问题。多层砌 体结构房屋的抗倒塌, 体结构房屋的抗倒塌,主要通过必要的抗震构 造措施来实现。 造措施来实现。
第4章 多层砌体结构抗震设计
圈梁在表4-13要求的间距内无横墙时,应利用 要求的间距内无横墙时, ④ 圈梁在表 要求的间距内无横墙时 梁或板缝中配筋替代圈梁 圈梁的截面高度不应小于120 mm,配筋应符合 ⑤ 圈梁的截面高度不应小于 , 的要求; 表4-14的要求;为加强基础整体性和刚性而增设的 的要求 基础圈梁,截面高度不应小于180 mm,配筋不应 基础圈梁,截面高度不应小于 , 少于4 φ12。 少于 。
现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、 ② 现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、层盖与墙 体可靠连接的房屋可不另设圈梁, 体可靠连接的房屋可不另设圈梁 , 但楼板沿墙体 周边应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可靠连 接。 圈梁应闭合,遇有洞口,圈梁应上下搭接。 ③ 圈梁应闭合,遇有洞口,圈梁应上下搭接。 圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。 圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底。
七
六
第4章 多层砌体结构抗震设计
芯柱截面尺寸、 芯柱截面尺寸、混凝土强度等级和配筋 ( 1 ) 混凝土小砌块房屋芯柱截面尺寸不宜小于 120mm 120mm mm× mm。 120mm×120mm。 (2)芯柱混凝土强度等级,不应低于C20。 芯柱混凝土强度等级,不应低于C20。 C20 (3)芯柱竖向钢筋应贯通墙身且与圈梁连接,插筋 芯柱竖向钢筋应贯通墙身且与圈梁连接, 度时超过五层、 度时超过四层和9 不应小于 1φ12 ,7度时超过五层、8度时超过四层和9 度时, 度时,插筋不应小于 1φ14 。 (4)芯柱应伸入室外地面下500mm,或与埋深小于 芯柱应伸入室外地面下500mm,或与埋深小于 500mm, 500mm的基础圈梁相连 的基础圈梁相连. 500mm的基础圈梁相连. (5)为提高墙体抗震受剪承载力而设置的芯柱, 为提高墙体抗震受剪承载力而设置的芯柱, 宜在墙体内均匀布置,最大净距不宜大于2m 2m。 宜在墙体内均匀布置,最大净距不宜大于2m。
第4章 多层砌体结构抗震设计
(2)后砌的非承重 砌体隔墙应沿墙高每隔 500mm mm配置 500mm配置 2φ 6拉结钢筋 与承重墙或柱拉结, 与承重墙或柱拉结 , 并 每边深入墙内不宜小于 500mm mm; 度和9 500mm;8度和9度时长度 大于5 大于 5m 的后砌非承重砌 体隔墙的墙顶, 体隔墙的墙顶 , 尚应与 楼板或梁拉结。 楼板或梁拉结。 (3)混凝土小砌块房屋墙体交接处或芯柱与墙 ) 体连接处应沿墙高每隔0.6m设置 φ 4 点焊钢筋网 体连接处应沿墙高每隔 设置 片,网片每边伸入墙体不宜小于1m。 网片每边伸入墙体不宜小于 。
第4章 多层砌体结构抗震设计
砖房构造柱设置要求 6度 度 房屋层数 7度 8度 度 度 9度 度 设置部位
7度、8度时,楼、电梯间的 度 度时, 度时 外墙四 四角,每隔 m左右的横墙 4、5 3、4 2、3 四角,每隔15 左右的横墙 、 、 、 角,错 与外墙交接处 层部位 隔开间横墙(轴线 轴线)与外墙交 隔开间横墙 轴线 与外墙交 横墙与 接处,山墙与内纵墙交接处, 接处,山墙与内纵墙交接处, 5 4 2 外纵墙 6、7 、 7度~9度时,楼、电梯间的 度时, 度 度时 交接处, 交接处, 四角 较大洞 轴线)与外墙交接处 口两侧,内墙(轴线 与外墙交接处, 口两侧,内墙 轴线 与外墙交接处, 内墙的局部较小墙垛处, 大房间 内墙的局部较小墙垛处,7 8 6、7 5、6 3、4 内外墙 度~9度时,楼、电梯间的 度时, 、 、 、 度时 四角, 度时内纵墙与横墙 交接处 四角,9度时内纵墙与横墙 (轴线 交接处 轴线)交接处 轴线