第四章---多层砌体结构抗震设计

第四章 多层砌体结构抗震设计
主要内容
§4.1 多层砌体结构的震害特点 §4.2 多层砌体结构选型与布置 §4.3 多层砌体结构的抗震计算 §4.4 多层砌体结构抗震构造措施 §4.5 底部框架砌体房屋抗震设计
§4.1多层砌体结构的震害特点
4.1.1宏观震害统计
统计分析表明：未经抗震设防的多层砖房在 ❖ 6 度区内，主体结构一般处于基本完好状态； ❖ 7 度区内，主体结构将出现轻微破坏，小部分达到中等破坏； ❖ 8 度区内，多数房屋达到中等破坏的程度； ❖ 9 度区内，多数结构出现严重破坏； ❖ 10度及以上地震区内，大多数房屋倒毁。
4.1.3震害规律
砌体结构房屋的震害，在宏观上存在以下规律：
❖ 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；
4.2.4 抗震横墙的间距
横向地震作用主要由横墙承受。横墙间距较大时，楼盖 水平刚度变小，不能将横向水平地震作用有效传递到横墙， 致使纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌。
房屋抗震横墙最大间距(m)
房屋类型
烈度
6
7
8
9
现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖
18
18
15
11
装配式钢筋混凝土楼、屋盖
15
5.楼梯间不宜设在房屋的尽端或转角处，否则应采取 局部加强措施，如在楼梯间四角设钢筋混凝土构造柱等。
4.2.2房屋的总高度与层数
1.一般情况下，层数和总高度不应超过下表
房屋类别
普通粘土砖 多孔砖
混凝土小砌块
最小
厚度
6
(mm) 高度 层数
240 24 8
240 21 7
190 21 7
190 21 7
上述事实说明：未经抗震设防的多层砖房的抗地震破坏能力较低。
若能针对砌体结构的弱点进行合理设计，采用适当的构造措施， 确保施工质量，砌体结构的抗震性能是能够得到改善的。
天津市8度区经7度设防的74年通用住宅震害统计（%）
基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌
70.7
19.5
9.8
0.0
0.0
唐山地区8度区多层砖房的震害统计（%）
烈 7 高度 层数 21 78 21 7 18 6 21 7
度 8
高度 层数 18 6 18 6 15 5 18 6
9 高度 层数 12 4 12 4 --- ----- ---
2.对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比前表的 规定降低3m,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。
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
（二）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。
15
11
7
木楼、屋盖
11
11
7
4
4.2.5房屋的局部尺寸
为了避免出现薄弱部位、防止因局部的破坏发展成 为整栋房屋的破坏，多层砌体房屋的墙体局部尺寸应符 合下表的要求。
房屋局部尺寸限值(m)
部位
烈度
6
78
9
承重窗间墙最小宽度
1.0
承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离
1.0
非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 1.0
§4.2多层砌体结构选型与布置
结构的选型与布置，属于概念设计的范畴。对多层砌体结 构房屋，宜遵守以下几方面的原则：
结构布置 房屋的总高度与层数 房屋的高宽比 抗震横墙的间距 房屋的局部尺寸
4.2.1结构布置
1.对于多层砌体结构房屋，应优先采用横墙承重的结
构布置方案，其次考虑采用纵、横墙共同承重的结构布置 方案，避免采用纵墙承重方案。
内墙阳角至门窗洞边的最小距离
1.0
无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度 0.5
1.0 1.2 1.5 1.0 1.2 1.5 1.0 1.0 1.0 1.0 1.5 2.0 0.5 0.5 0.0
§4.3作用和扭转作用。
对多层砌体结构的抗震计算，一般只要求进行 水平地震作用条件下的计算。计算的归结点，是对 薄弱区段的墙体进行抗剪强度的复核。
3. 砖房和砌块房屋的层高，不宜超过3.6m。
4.2.3房屋高宽比
房屋高宽比：房屋总高度与总宽度的最大比值。
抗震规范对多层砌体房屋不要求作整体弯曲的承载力验 算。为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力， 房屋的高宽比应满足下表：
房屋高宽比的限值表
烈度
6
7
8
9
最大高宽比
2.5
2.5
2.0
1.5
基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌
11.8
35.3
29.4
23.5
0.0
从震害调查可见：经抗震设防可减轻砌体结构的震害，减少严重破 坏和倒塌率。
4.1.2震害现象
震害的发生是由外部条件（地震动）和内在因素（结构特征）两方面原因促成的。 （一）从地震动的角度考察，地震波包括有水平、垂直、扭转等方向的分量。 与水平地震力作用方向大体一致的墙体，会因墙体的主拉应力强度达到限值而产生 斜裂缝。因地震力的反复作用，形成交叉裂缝。
图4-1 1999年9月21日 九二一大地震中台湾的 台中县一实验室学生室 墙壁出现交叉裂缝
与水平地震力作用方向基本垂直的墙体，尤其是房屋的纵墙，则会因出平 面的弯曲破坏造成大面积的墙体甩落。
图4-2 唐山大地震中某三层客房外纵墙全部被甩落
受垂直方向地震力的作用，墙体会因受拉出现水平裂缝。
图4-3 水平裂缝1999年9月21日 九二一大地震位于震中央的台 中县雾峰乡光复国中教舍墙壁 上出现水平裂缝
2.纵横墙应对称、均匀布置，沿平面应对齐、贯通， 同一轴线上墙体宜等宽匀称，沿竖向宜上下连续。
3.在烟道、风道、垃圾道等部位，应避免墙体的局部
削弱。
4.当地震烈度为8度或9度且有下列情况之一时，应设 置防震缝。
1) 房屋立面高度差在6m以上； 2) 房屋有错层，且楼板高差较大； 3) 部分结构刚度、质量截然不同。 防震缝两侧均应布设墙体，缝宽可取50~100mm。