06多层砌体房屋抗震设计

如图6.2所示并取i n 0
，计算公式为 Fi
(6-2) 1.15
Fi
Gi Hi
n
FEk
GjH j
j1
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
n
Vi
Fi
i1
图6.2 多层砌体房屋地震作用分布图
作用在第 i 层的地震剪力 Vi 等于 i 层以上各层地震作用之和，即
1.16
n
Vi
Fi
1.8 下室和嵌固条件好的半地下室可从室外地面算起；带阁楼的坡面应算到山尖墙的1/2高度处。
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.2 抗震设计一般规定
(4) 砖和砌块承重房屋的层高不应超过3.6 m；底部框架—抗 震墙房屋的底部和内框架房屋的层高，不应超过4 m。 多层砌体房屋最大高宽比限值见表6-2
表6-2 房屋最大高宽比
1.4
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.2 抗震设计一般规定
6.2.1 建筑平面及结构布置 在进行砌体结构平面、立面以及结构抗震体系的布置与选择上，除应
满足一般原则要求外，还必须遵循以下一些规定。 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
底部框架—抗震墙房屋的结构布置，应符合下列要求。 (1) 底部框架房屋的底部，应沿纵横两个方向对称布置一定数量
的抗震墙。6度、7度且总层数不超过5层时，可采用嵌砌于框架之间的砌 体墙；其余情况宜采用钢筋混凝土墙。
1.5
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.2 抗震设计一般规定
(2) 底层框架—抗震墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧 移刚度的比值，6度、7度时不应大于2.5，8度、9度时不应大于2.0，且 均不得小于1.0。
(3) 底部两层框架—抗震墙房屋纵横两个方向，底层与底部第 二层侧移刚度应接近，第三层与底部第二层侧移刚度的比值：在6度、7 度时不应大于2.0，8度、9度时不应大于1.5，且均不宜小于1.0。
1.6
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.2 抗震设计一般规定
6.2.2 多层房屋的总高度和层数限值 (1) 一般情况下，房屋的层数和总高度不应超过表6-1的规定。 (2) 对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋总高度，应
24 8 21 7 18 6 12 4
21 7 21 7 18 6 12 4 21 7 18 6 15 5 — — 21 7 21 7 18 6 12 4
21 7 21 7 19 6 11 3
多排柱内框架
240 16 6 16 5 14 4 7
注：房屋的总高度指室外地面到檐口或屋面板顶的高度，半地下室可从地下室室内地面算起，全地
烈度
6度
7度
8度
9度
最大高宽比
2.5
2.5
2.0
1.5
注：① 单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度； ② 点式、墩式建筑的高宽比宜适当减小。
房屋抗震横墙的最大间距见表6-3
1.9
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.2 抗震设计一般规定
表6-3 房屋抗震横墙的最大间距(m)
房屋类别
烈度
6度
7度
8度
9度
现浇或装配整体式钢筋混凝土
教学要求：本章要求学生了解多层砌体房屋设计的有关规定、抗震 计算方法以及构造要求。
1.1
第6章 多层砌体房屋抗震设计
本章内容
●6.1 震害及其分析 ●6.2 抗震设计一般规定 ●6.3 多层砌体房屋的抗震设计 ●6.4 构 造 要 求 ●6.5 设 计 实 例 ●6.8 习 题
1.2
第6章 多层砌体房屋抗震设计
部位 承重窗间墙最小宽度
烈度
6度
7度
8度
9度
1.0
1.0
1.2
1.5
承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离
1.0
1.0
1.2
1.5
非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 1.0
1.0
1.0
1.0
内墙阳角至门窗洞边的最小距离
1.0
1.0
1.5
2.0
无锚固女儿墙(注非：出①入口局处部)尺的寸最不大足高时度应采0取.5局部加强措0.施5 弥补； 0.0
1.7
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.2 抗震设计一般规定
表6-1 房屋的层数和高度限值
房屋类别
最小 厚度 /mm
实心黏土 240
砖
多
层 砌
多孔砖
240 190
体
混凝土小 190
砌块
底部框架—抗震墙 240
烈度
6度
7度
8度
9度
高 度 /m
层 数
高 度 /m
层 数
高 度 /m
层 数
高 度 /m
层 数
(5) 楼梯间破坏。主要是墙体破坏，而楼梯本身很少破坏。这是因为楼 梯在水平方向刚度大，不易破坏，而墙体在高度方向缺乏有力支撑，空间刚度 差，且高厚比较大，稳定性差，容易造成破坏。
(6) 楼盖与屋盖破坏。主要是由于楼板支承长度不足，引起局部倒塌， 或是其下部的支承墙体破坏倒塌，引起楼、屋盖倒塌。
(7) 附属构件的破坏。主要是由于这些构件与建筑物本身连接较差等原 因，在地震时造成大量破坏。如突出屋面的小烟囱、女儿墙、门脸或附墙烟囱 的倒塌，隔墙等非结构构件、室内外装饰等开裂、倒塌。
0.0
② 出入口处的女儿墙应有锚固。
1.11
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
地震时，在水平及垂直方向都有地震作用，某些情况下还有地 震扭转作用。一般来讲，对于多层砌体房屋不要求计算垂直地震，也不 计算地震的扭转作用。在满足规范所要求的一般规定的条件下，多层砌 体房屋抗震计算，只需验算房屋在横向和纵向水平地震作用下，横墙和 纵墙在其自身平面内的剪切强度。同时，《抗震规范》规定，进行多层 砌体房屋抗震强度验算时，可只选择承载面积较大或竖向压力较小的墙 段进行截面抗震承载力验算。
FEk a1Geq
考虑到多层砌体房屋中纵向或横向承重墙体的数量较多，房屋的侧移刚度很大，
其纵向和横向基本周期较短，一般均不超过0.25 s，所以《抗震规范》规定：确定多层砌
体房屋水平作用时，采用 在计算第 层的水平地震作用标准值
a1
a时max，?地¬为a震m水a作x平用地采震用影倒响三系角数形最分大布值，。
(2) 墙体开裂、破坏。墙体裂缝形式主要是水平裂缝、斜裂缝、交叉裂缝和 竖向裂缝。墙体出现斜裂缝主要是抗剪强度不足，高宽比较小的墙片易出现斜裂 缝，高宽比较大的窗间墙易出现水平偏斜裂缝，当墙片平面外受弯时，易出现水 平裂缝；当纵横墙交接处连接不好时，易出现竖向裂缝。
1.3
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.1 震害及其分析
砌体结构，通常指由黏土砖、混凝土砌块等砌成的结构，主要是砌体承重的 多层房屋。考虑块材承重的共性，也把底层或底部两层框架-抗震墙及多层多排柱 内框架砌体房屋包括其中。
由于砌体是一种脆性材料，其抗拉、抗剪、抗弯强度均较低，因而砌体房屋 的抗震性能相对较差。在国内外历次强烈地震中，砌体结构的破坏率相当高。
连续；同一轴线上的窗间墙宽度应均匀。 (3) 7度、8度和9度时设置震缝的原则见第2.2节。 (4) 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处。 (5) 烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体。当墙体被削弱时，应
对墙体采取加强措施；不宜采用竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。 (6) 不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
楼层地震剪力 Vi 在同一层各墙体间的分配主要取决于楼盖的水平刚 度、类型以及各墙体的抗侧力等效刚度。
1. 墙体的层间抗侧力等效刚度
1.18
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
进行多层砌体房屋的抗震分析时，需要确定墙体的层间抗侧力等效刚度。 如各层楼盖仅发生平移而不发生转动，可视其为下端固定、上端嵌固的构 件，如图6.3所示。这类构件在单位水平力作用下由弯曲引起的变形与由剪 切引起的变形，如图6.4所示。
图6.3 构件的侧移柔度、侧移刚度
图6.4 单位水平力作用下构件的弯曲、剪切变形
1.19
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
弯曲变形为
b
h3
12EI
1 Et
h h 2 b b
(6-4)
剪切变形为
s
h
AG
3
1 Et
h b
(6-5)
式中： h ——墙体、门间墙或窗间墙高度；
6.1 震害及其分析
(3) 墙角破坏。墙角处于纵横两个方向地震作用的交汇处，应力状态复 杂，因而破坏形态多样，通常有受剪斜裂缝、受压竖向裂缝、块材被压碎或墙 角脱落。
(4) 纵横墙连接破坏。一般是因为施工时纵横墙没有很好地咬槎，连接 差，加之地震时两个方面的地震作用，使连接处受力复杂，应力集中，这种破 坏将导致整片纵墙外闪甚至倒塌。
1.14
图6.1 多层砌体房屋的计算简图
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
6.3.2 水平地震作用的计算
由于多层砌体结构房屋的质量和刚度沿高度分布比较均匀，且以剪切变形为主，符合
底部剪力法的使用条件，可用底部剪力法来确定其地震作用。结构底部总水平地震作用的
标准值
为
FEk
(6-1)
1.17
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
6.3.3 楼层水平地震剪力在各抗侧力墙间的分配 进行墙体的抗震承载力验算时，必须知道作用在该墙段上的地震剪力。
为此，需要解决楼层地震剪力的分配问题。通常采用两次分配法。由于楼层地震 剪力 Vi 是作用在整个房屋某一楼层上的剪力，所以首先要把它分配到同一楼 层的各道墙上，然后再把每道墙上的地震剪力分配到同一道墙的某一墙段上。
比表6-1的规定降低3 m。层数相应减少一层；各层横墙很少的多层砌体 房屋，还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。
(3) 横墙较少(横墙较少指同一层内开间大于4.2 m的房间占该 层总面积的40%以上)的多层住宅楼，当按规定采取加强措施并满足抗震 承载力要求时，其高度和层数可仍按表6-1的规定采用。
第6章 多层砌体房屋抗震设计
教学提示：多层砌体房屋包括砌体承重的多层房屋，底层或底部两 层框架—抗震墙和多层的多排柱内框架砌体房屋，这是我国居住、办公 、学校等建筑中普遍使用的一种主要结构形式。在具体进行建筑平面、 立面以及结构抗震体系的布置与选择方面，除应满足一般原则要求外， 还必须遵循其特有的规定。
1.12
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
6.3.1 地震作用下计算模型的建立 首先确定地震作用下多层砌体结构房屋的计算简图，在确定其计
算简图时，有以下假定。 (1) 地震作用下结构的变形为剪切型。 (2) 房屋各层楼盖水平刚度无限大，各抗侧力构件在同一楼层标
高处侧移相同。 多层砌体房屋地震作用计算时，以防震缝所划分的结构单元作为
计算单元，把计算单元中各楼层重力荷载代表值集中在楼、屋盖标高处 ，简化为串联的多质点体系如图6.1所示。各楼层质点重力荷载应包括楼 、屋盖上的重力荷载代表值及墙体上、下层各半的重力荷载。
1.13
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
计算简图中结构底部固定端标高的取法：对于多层砌体结构房 屋，当基础埋置较浅时，取为基础顶面；当基础埋置较深时，可取为室 外地坪下0.5 m处；当设有整体刚度很大的全地下室时，则取为地下室 顶板部；当地下室整体刚度较小或为半地下室时，则应取为地下室室内 地坪处。
在砌体结构房屋中，由砌块砌成的墙体是主要的承重构件，它不仅承受垂直方 向的荷载，也承受水平和垂直方向的地震作用，受力复杂，地震时在墙体上很容 易产生裂缝。在反复地震作用下，裂缝将不断发展、增多、加宽，最后导致墙体 崩塌、楼盖塌落、房屋破坏。其震害主要表现如下。
(1) 房屋倒塌。当房屋墙体特别是底层墙体整体抗震强度不足时，易造成房 屋整体倒塌；当房屋局部或上层墙体抗震强度不足时，易发生局部倒塌；当个别 部位构件间连接强度不足时，易造成局部倒塌。
18
18
15
11
多层砌体
装配式钢筋混凝土
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18
18
15
11
木
11
11
7
4
上部各层 底部框架抗震墙
底层或底部两层
同多层砌体结构
21
18
16
11
多排柱内框架
25
21
18
15
1.10
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.2 抗震设计一般规定
6.2.３ 房屋局部尺寸限值见表6-4
表6-4 房屋的局部尺寸限值(m)
i1
(6-3)
第6章 多层砌体房屋抗震设计
6.3 多层砌体房屋的抗震设计
由于突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等附属建筑的地震作用效应过 于强烈、容易造成严重的震害，因此在计算上述部位构件的抗震承载力时宜乘以 增大系数3，以考虑鞭梢效应。此增大部分的地震作用效应不往下层传递，即计 算房屋下层层间剪力地震剪力时不考虑地震作用增大部分的影响。
A I
——墙体、门间墙或窗间墙的水平截面面积，A