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梁板与墙柱间连接
房屋高度、层 高、高宽比
砌体结构房屋层数愈多、总 高度愈大、层高愈高、高宽 比愈大,房屋所受的地震作 用效应愈大,由房屋整体弯 曲在墙体中产生的附加应力 也愈大,震害可能愈严重。
烈度 多层砌 最小墙 体房屋 厚(mm) 普通砖 多孔砖 240 240 6 7 8 9
高度
24 21
层数
墙体 间拉结
在地震烈度为7长度>7.2m的大房间的 外墙转角及内外墙交接处,及地震烈度 为8、9度的房屋外墙转角及内外墙交接 处均应沿墙高每隔500mm配臵2φ6拉结 钢筋,并伸入墙内不宜<1m。
后砌的自承重砌体隔墙应沿墙高每隔 500mm配臵2 φ 6拉结钢筋与承重墙或柱 连接;在地震烈度为8、9度长度>5m的 后砌的自承重砌体隔墙的墙顶应与楼板 或梁拉结。 防震缝间同一结构单元的基础宜采用同 一类型,基础底部宜埋臵在同一标高处, 否则应设圈梁并按1:2台阶逐步放坡。
碰撞破坏
墙体交叉裂缝 转角墙破坏
纵横墙连接处破坏 空旷房间墙体破坏
碰撞破坏
附属结构破坏 变形缝的缝宽未满足防震缝的要求, 房屋楼盖破坏 变形缝两侧的房屋因振动频率和振幅不 同引起相互碰撞,导致房屋局部破坏。 门窗过梁破坏 钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
附属结构破坏
墙体交叉裂缝
烟 囱 震Baidu Nhomakorabea断
地震的 “鞭鞘效应” 纵横墙连接处破坏 使水平地震 空旷房间墙体破坏 剪力放大引 起的。 碰撞破坏
V
V :墙体剪力设计值, V 1.3Vim
RE
A:所验算墙体的横截面净面积; :承载力抗震调整系数,多 层砌体房屋墙体取1.0,当 墙体两端均有钢筋混凝土构 造柱时,取0.9;
f vE A
RE
fVE :砌体沿阶梯形截面破坏的抗震 抗剪强度设计值, fVE N fV
fV :非抗震设计的砌体抗剪强度设计值;
第34章 砌体房屋抗震设计
34.1 地震对砌体结构的破坏
1976年唐山地震, 烈度为 10 度、 11度区 1923 年 9 月 1 日,日本 的 123栋2-8层砖混结 关东地区发生 7.9级强烈 地震,东京约有砖石结 构房屋调查,倒塌率 构房屋 7000 栋,几乎全 为 63.2% ,严重破坏 部遭到不同程度的破坏, 为 23.6%,尚能修复 财产损失65亿日元。 使用的4.2%,实际 破坏率达95.8%。
f t :中部构造柱的混凝土轴心抗拉强度设计值;
1
f y :钢筋抗拉强度设计值; Ac :中部构造柱的横截面总面积;
c :墙体约束修正系数,一般取1.0,构造柱间距时,取1.1;
:中部构造柱参与工作系数,居中设一根时取0.5,多于一根时取0.4。
地震对砌体房屋破坏
抗剪 强度 不足
构造 上的 缺陷
结构 合理 布置
结构 承载 核算
小震不坏,中震可修, 大震不倒
34.2 抗震构造措施
建筑抗震设计规范 抗震构造措施
钢筋混凝土构造柱 限制房屋高度、层高、高宽比
一般规定
钢筋混凝土圈梁
多层砌体房屋的结构体系
墙体间拉结
限制抗震横墙最大间距
基础
限制墙体局部尺寸
纵横墙连接处破坏 空旷房间墙体破坏
碰撞破坏
墙角位于尽端,约束作用相对较 附属结构破坏 弱,地震对房屋的扭转作用在墙角 房屋楼盖破坏 处也较大,墙角处受力较复杂,易 门窗过梁破坏 产生应力集中。
钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
纵横墙连接处破坏
墙体交叉裂缝 转角墙破坏
纵横墙连接处破坏 空旷房间墙体破坏
碰撞破坏
附属结构破坏 房屋楼盖破坏 门窗过梁破坏 钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
转角墙破坏
女 儿 墙 倒 塌
房屋楼盖破坏
墙体交叉裂缝 转角墙破坏
纵横墙连接处破坏 空旷房间墙体破坏
碰撞破坏
附属结构破坏
板、梁在墙体的支承长度不够,且 房屋楼盖破坏 横墙承重预制板与外纵墙无可靠连 门窗过梁破坏 接引起的。
钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
构造柱 圈梁
圈梁
设置方式
房屋层数 6 7 8 9
随层数或烈度变化而增设的部位
7、8度时,楼、电梯间的四角;隔15m或 单元横墙与外纵墙交接处
四、 三、 二、 五 四 三 六、 五 七 四 二 外墙四角、错层部位横墙 与外纵墙交接处,较大洞 口两侧、大房间内外墙交 接处
隔开间横墙(轴线)与外墙交接处,山墙与 内纵墙交接处; 7~9度时,楼、电梯间 的四角
纵横墙连接处受到两个方向的 房屋楼盖破坏 地震作用,易产生应力集中。若 门窗过梁破坏 缺乏足够的拉结,将出现纵墙外 闪倒塌。
附属结构破坏
钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
空旷房间墙体破坏 墙体交叉裂缝 转角墙破坏
纵横墙连接处破坏 空旷房间墙体破坏
碰撞破坏
附属结构破坏 墙体相距较远,地震剪力不能通过楼板直接传给墙体, 大部分水平地震作用要由垂直与水平地震作用方向的 房屋楼盖破坏 墙体承担,而这些墙体平面外刚度小,抗弯强度低。 常发生在外纵墙或山墙。 门窗过梁破坏 钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
门窗过梁破坏 墙体交叉裂缝
转角墙破坏
纵横墙连接处破坏 空旷房间墙体破坏
碰撞破坏
附属结构破坏 房屋楼盖破坏 门窗过梁破坏 钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
墙体交叉裂缝 钢筋混凝土构造柱的墙体破坏 转角墙破坏
纵横墙连接处破坏 空旷房间墙体破坏
碰撞破坏
附属结构破坏 房屋楼盖破坏 门窗过梁破坏 钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
烈度 6 18 15 11 7 18 15 11 8 15 11 7 9 11 7 4
楼(屋)盖类别 现浇或装配整 体式钢筋混凝土 装配式钢筋混凝土 木
墙体局部 尺寸
墙体局部部位的失效将 会造成整栋结构的破坏 甚至倒塌。
部位 承重窗间墙最小宽度 承重外墙尽端至门窗洞边最小距离 自承重外墙尽端至门窗洞边最小距离 内墙阳角至门窗洞边最小距离 无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度
N :砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数。
三、无筋砌体不满足承载力要求时可采取的措施 1、采用水平配筋墙体 水平配筋墙体截面抗震受剪承载力:
V
1
RE
f
vE
A s f y As
fy:钢筋抗拉强度设计值
;
s :钢筋参与工作系数,查表34-7;
As s A, AS:层间墙体竖向截面的钢筋总截面面积,
34.3
抗震验算
一、水平地震作用的计算
只计算水平地震作用下的结构构件内 力
基 本 假 定
水平地震作用分别沿房屋的两个主轴 方向进行,每个方向的水平地震作用 全部由平行于地震作用方向的墙体承 担
多质点受力体系 底部剪力法
结构底部的总水平地震作用:
FE 1Geq
1
:水平地震影响系数,取α1
当房屋立面高差>6m,或有楼板高差较大的错层,或房屋 各部分结构刚度、质量截然不同时,宜在上述部位设防震缝。 楼梯间不宜设在房屋尽端和转角处,也不宜突出于外纵墙 平面外。
不宜用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐,不应使烟道、风道、 垃圾道削弱承重墙体。
抗震横墙 最大间距
房屋的空间刚度对房屋的 抗震性能影响很大,横墙 的间距直接影响到水平地 震作用的传递,以至影响 房屋的空间刚度,因此必 须注意横墙的布臵。
j 1 j
n
Fe
j
hj :第j层楼面之基础顶面的距离
任 一 剪楼 力层 地 震
V j Fi
j i
n
n:该砌体房屋的总楼层数
分配到层间各横墙水平地震剪力
D
横墙所受 水平地震剪力 按其等效刚度 比值分配
Et ( 1) 4
Aim vim vi Ai
vim Dim vi
刚 性 楼 盖
震害形态及其分析
墙体交叉裂缝 墙体交叉裂缝
转角墙破坏
纵横墙连接处破坏 空旷房间墙体破坏
碰撞破坏
附属结构破坏
往复水平地震力与竖向压力 房屋楼盖破坏 引起的主拉应力过大而产生 门窗过梁破坏 的剪切破坏裂缝。常发生在 内外纵墙上、窗间墙上 。 钢筋混凝土构造柱的墙体破坏
转角墙破坏
墙体交叉裂缝 转角墙破坏
s 为水平钢筋面积配筋率;
2 、采用砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的截面 抗震受剪承载力: 砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的截面抗震受 剪承载力:
V
c fVE A Ac f t Ac 0.08 f y As RE
AS :中部构造柱的纵向钢筋截面总面积;
八 七
高度
21 21
层数
七 七
高度
18 18
层数
六 六
高度
12 12
层数
四 四
多孔砖
小砌块
190
190
21
21 2.5
七
七
18
21 2.5
六
七
15
18 2
五
六
/
/ 1.5
/
/
最大高宽比
优先采用横墙或纵横墙承重的结构体系
结构体系
纵横墙布臵要均匀对称,平面内横墙宜 对齐,沿纵向应上下连续,同一轴线墙 体各窗间墙宽度宜均匀。
设置方式
墙的类别
9
外墙及内纵墙
内横墙
最小纵筋 最大箍筋间距
屋盖处及每层楼盖 处 屋盖处及每层楼盖 处;屋盖处间距不 应大于7m;楼盖处 间距不应大于15m; 构造柱对应部位 4ф10
250
屋盖处及每层楼盖处
屋盖处及每层 楼盖处
屋盖处及每层楼盖处; 屋盖处沿所有横墙, 屋盖处及每层 且间距不应大于7m ; 楼盖处;各层 楼盖处间距不应大于 所有横墙 7m;构造柱对应部位 4ф12 4ф14 200 150
刚 柔 性 楼 盖
第i层第m横墙的水平地震剪力为:
1 Aim Gim vim vi 2 Ai Gi
分配到层间各纵墙水平地震剪力
通常由于纵向墙体的间距较小, 水平刚度较大,可按纵墙墙肢 净截面面积与纵墙总净截面面 积的比值进行分配。
二、墙体截面抗震受剪承载力验算 无筋墙体截面抗震受剪承载力:
Et D 3 (1 4) ( 4 )
D
j 1
r
ij
4 时,侧
移刚度忽略不计
墙肢抗侧移刚度
Aim:第i层第m横墙的净截面面积
第i层第m横墙 水平地震剪力
E:弹性模量 t:墙体的厚度 :墙体的高宽比
A i :第i层全部横墙的净截面面积
柔 性 楼 盖
层间各横墙所承受的水平地震剪力按 本横墙从属面积上重力荷载代表值的比 值分配,第i层第m横墙的水平地震剪 力为: Gim vim vi Gi Gim:第i层第m横墙所承担的重力荷载代表 值 Gi:第i层所有横墙所承担的重力荷载代表 值
= α max
Geq:结构等效总重力荷载,单质点体系取GE,
多质点体系取0.85GE GE :结构的总重力荷载代表值
GE Gi
i 1 n
Gj :集中于j质点处的重力荷载代表值, 1 G j G楼面 (G上层墙重 G下层墙重) 2
分配到任一楼层处的地震作用:
Fi
hi Gi
h G
六、 五、 三、 八 七 六 四
内墙(轴线)与外墙交接处,内墙的局部较 小墙垛处;7~9度时,楼、电梯间的四角; 9度时,内纵墙与横墙交接处
钢筋混 凝土圈梁
圈梁增强纵 横墙的连接, 限制外纵墙 山墙的平面 外变形
烈度
6、 7 8
在平面上应封闭,遇洞 口被切断时另设附加圈 梁,与预制板设臵在同 一标高处或紧靠板底
基础
现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵横墙内 的长度不宜<120mm。
装配式钢筋混凝土楼板或屋面板应与圈梁设 臵在同一标高处,否则,板端伸进外墙的长 度不应<120mm,伸进内墙的长度不应< 100mm,在梁上不应<80mm。 梁板与 当板的跨度>4.8m并与外墙平行时,靠外墙 墙柱间 的预制板边应与墙或圈梁拉结;楼屋盖的钢 连接 筋混凝土梁或屋架应与墙、柱、圈梁拉结; 各层独立砖柱顶部应在两个方向均有拉结。 房屋端部大房间的楼盖在8、9度且圈梁设在 板底时,钢筋混凝土预制板应相互拉结,并 与梁、墙、圈梁拉结。 突出屋顶的楼、电梯间、构造柱应伸到顶部, 并与顶部圈梁拉结。
烈度
6 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5
7 1.0 1.0 1.0 1.0 0.5
8 1.2 1.2 1.0 1.5 0.5
9 1.5 1.5 1.0 2.0 -
钢筋混凝 土构造柱
构造柱对墙 体开裂后的 滑移错位、 延缓墙体剥 落、提高墙 体变形能力 作用很大
各种层数和烈度均设臵的 部位
构造柱