清华大学出版社抗震结构与抗震设计第五章

0.3 1.5
4.7 11.7 81.8
未经抗震设防的多层砖房在高烈度区的倒塌率非 常高。
不同用途多层砖房的震害
天津市8度区住宅、医院、中小学教学楼震害统计（%）
破坏程度 基本完好
建筑用途 住 70.7 宅 医 46.0 院 中小学教学楼 40.0
轻微破坏
中等破坏 严重破坏 倒塌
19.5
9.8 0.0 0.0
第五章 多层砌体结构抗震设计
§5.1

震害及分析
多层砌体房屋：由粘土砖、烧结多孔粘土砖、粉煤灰中型实心砌块 和混凝土中小型砌块砌体通过砂浆砌筑而成的房屋。 多层砌体房屋是我国当前建筑业中使用很广泛的一种建筑形式。 传统的砌体结构多采用粘土实心砖和混合砂浆砌筑，通过内外墙的 咬砌达到具有一定整体性连接。楼板多采用预制钢筋混凝土空心板， 梁和其他构件亦多用预制装配构件。
砌体结构房屋的震害规律
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；


横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋；
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； 预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重；


外廊式房屋往往地震破坏较重；
房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害较重。
房屋类型
普通砖 多层 砌体 房屋 多孔砖
多孔砖
小砌块
190
190 240 190 190
21
21 22 22 22
7
7 7 7 7
18
21 22 19 22
6
7 7 6 7
15
18 19 16 19
5
6 6 5 6
15
18 16 13 16
5
6 5 4 5
12
15 — — —
4
5 — — —
—
9 — — —
注：1 单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度； 2 建筑平面接近正方形时，其高宽比宜适当减小。
5.2.4 抗震横墙间距的限制
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。
房屋类型 现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖 多层砌体房屋 装配式钢筋混凝土楼、屋盖 木屋盖 底部框架-抗震墙房屋 上部各层 底层或底部两层 18 烈 度 6 15 11 9 7 15 11 9 同多层砌体房屋 15 11 8 11 9 4 9 7 4 — — —
5.1.2 墙体转角处的破坏
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。
5.1.3 楼梯间破坏
楼梯自身在水平方向刚度大且为混凝土构件，不易破坏，但墙体空间刚度 差、高厚比大、截面被削弱而容易破坏。
5.1.4 内外墙墙连接破坏
施工时咬槎不好，加之两个方向的地震作用使连接处受力复杂，应 力集中。
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 0.0
注：l 局部尺寸不足时，应采取局部加强措施弥补，且最小宽度 不宜小于1/4层高和表列数据的80%； 2 出人口处的女儿墙应有锚固。
总高度一般从室外地面计算至房屋的檐口，平屋顶时不计入超出屋 面的女儿墙高度，不计入局部突出屋面楼梯间等的高度；高度限值 以米计算，小数位四舍五入，室内外高差大于0.6m 时总高度允许多 1.0m。 控制层数与总高度的计算方法，与结构抗震分析时层数和计算高度 的取法不同。有半地下室时，按地面下的嵌固条件区别对待：例如， 半地下室的顶板高出地面不多，地下窗井墙为每道内横墙的延伸而 形成了扩大的基础底盘，且周围土体的约束作用显著，此时，半地 下室不计入层数，总高度仍可从室外地面算起。
计算简图中底部固定端的确定： 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0.5m处； 当设有整体刚度很大的全地下室时，则取为地下室顶板顶部； 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。
4 楼梯间不宜设置在房屋的尽端或转角处。
5 不应在房屋转角处设置转角窗。 6 横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。
5.2.2. 房屋高度、层数、层高限值
1.一般情况下，层数和总高度不应超过下表
烈度和设计基本地震加速度
最小 抗震 墙厚 度 (mm) 240 240 6 0.05g 高 度 21 21 层 数 7 7 0.10g 高 度 21 21 层 数 7 7 7 0.15g 高 度 21 18 层 数 7 6 0.20g 高 度 18 18 层 数 6 6 8 0.30g 高 度 15 15 层 数 5 5 9 0.40g 高 度 12 9 层 数 4 3
2)平面轮廓凹凸尺寸，不应超过典型尺寸的50%；当超过典型尺寸 的25%时，房屋转角处应采取加强Leabharlann Baidu施；
3)楼板局部大洞口的尺寸不宜超过楼板宽度的30%，且不应在墙体 两侧同时开洞；
4)房屋错层的楼板高差超过500mm时，应按两层计算；错层部位 的墙体应采取加强措施； 5)网一轴线上的窗间墙宽度宜均匀；墙面洞口的面积，6、7度时不 宜大于墙面总面积的55%，8、9度时不宜大于50%； 6)在房屋宽度方向的中部应设置内纵墙，其累计长度不宜小于房屋 总长度的60%（高宽比大于4的墙段不计入）。
5.1.5 楼盖、屋盖破坏
主要是预制构件搁置长度不足，引起局部倒塌。 楼板和屋盖是传递水平地震作用的主要构件。对于预制板楼板、 楼盖，由于整体性较差、板缝偏小混凝土灌缝不够密实，地震时易 于拉裂。9度以上地区，由于墙体开裂、错位、倒塌引起楼板、楼 盖掉落。
缺乏圈梁拉结，纵墙外甩、楼板脱落
造北 措川 施商 ，住 局楼 部整 坍体 塌性 不 够 ， 缺 少 抗 震 构
都江堰一住宅墙体裂缝
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
（2）水平裂缝 当房屋纵向承重，横墙间距大而屋盖刚度弱时，纵墙出平面受弯产 生水平裂缝。或受垂直方向地震力的作用，墙体会因受拉出现水平 裂缝。 高宽比小时—水平裂缝；高宽比大时—水平偏斜
（3）竖向裂缝 大都发生于横纵墙交接处或变化较大的两部体系的交接处。
3 乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表，其层数应减少 一层且总高度应降低3m;不应采用底部框架-抗震墙砌体房屋；
4 本表小砌块砌体房屋不包括配筋混凝土小型空心砌块砌体房屋。 2 横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比表7.1.2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，还应再减少一层。
阁楼层的高度和层数计算，应具体分析。一般的阁楼应当作一层计 算，房屋高度计算到山尖墙的一半；当阁楼的平面面积较小，或仅 供储藏少量物品、无固定楼梯的阁楼，符合《建筑抗震设计规范》 关于突出屋面屋顶间的有关要求时，可不计入层数和高度。
砌体房屋有较大错层时，其层数应按两倍计算。不超过圈梁或大梁 高度的错层，结构计算时可作为下一个楼层看待，但这类圈梁和大 梁应考虑两侧楼板高差导致的扭转，设置相应的抗扭钢筋，还要注 意符合无障碍设计的相关强制性要求。
§5.3

多层砌体房屋抗震计算
5.3.1 计算简图
将水平地震作用在建筑物两个主轴方向分别进行抗震验算； 地震作用下结构的变形为剪切型；
房屋各层楼盖水平刚度无限大，仅做平移运动，因此各抗侧力构件在 同一楼层标高处侧移相同 。 应以防震缝所划分的结构单元作为计算单元。
在计算单元中，各楼层的重量集中到楼、屋盖标高处。各楼层重力荷 载应包括：楼、屋盖自重，活荷载组合值及上、下各半层的墙体、构造 柱重量之和。

大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差 遭到不同程度的破坏。
1923年日本关东大地震，东京约有砖石结构房屋7000栋，几乎全部 1948年原苏联阿什哈巴德地震，砖石结构房屋的破坏和倒塌率达到 70%-80%。 1976年唐山地震，对烈度为10度、11度区的123栋2-8层砖混结构房 屋调查，倒塌率为63.2%，严重破坏为23.6%，尚能修复使用的 4.2%，实际破坏率达95.8%。
注：1 多层砌体房屋的顶层，除木屋盖外的最大横墙间距应允许适 当放宽，但应采取相应加强措施； 2 多孔砖抗震横墙厚度为190mm时，最大横墙间距应比表 中数值减少3m。
5.2.5 房屋局部尺寸
房屋局部尺寸限值(m) 部位 承重窗间墙最小宽度 承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 内墙阳角至门窗洞边的最小距离 无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度
—
3 — — —
底部 普通砖、 框架 多孔砖 -抗 多孔砖 震墙 房屋 小砌块
注：1 房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度，半 地下室从地下室室内地面算起，全地下室和嵌固条件好的半地下室 应允许从室外地面算起；对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高 度处； 2 室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表中的数据适 当增加，但增加量应少于1.0m；
10.0
27.0 17.0 0.0
22.0
19.0 19.0 0.0
横墙间距大震害严重。
§5.2
结构方案与结构布置
5.2.1 平立面及结构布置
1.应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系； 2.纵横向砌体抗震墙的布置应符合下列要求： 1)宜均匀对称，沿平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；且纵横向墙 体的数量不宜相差过大；
注：横墙较少是指同一楼层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的 40%以上；其中，开间不大于4.2m的房问占该层总面积不到 20%且开间大于4.8m的房间占该层总面积的50%以上为横墙很 少。 3 6、7度时，横墙较少的丙类多层砌体房屋，当按规定采取加强措施 并满足抗震承载力要求时，其高度和层数应允许仍按表7.1.2的规 定采用。 4 采用蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖的砌体的房屋，当砌体的抗剪强度仅 达到普通黏土砖砌体的70%时，房屋的层数应比普通砖房减少一层， 总高度应减少3m；当砌体的抗剪强度达到普通黏土砖砌体的取值时， 房屋层数和总高度的要求同普通砖房屋。
楼梯间的破坏
房 屋 尽 端 的 破 坏
附属构件的破坏
不同烈度时砌体房屋的震害
唐山地区多层砖房的震害统计（%）
破坏程度
基本完好
轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌
烈
8
度
9
10
11
11.8 35.3
29.4 23.5 0.0
1.3 6.8
34.3 32.5 25.1
0.6 5.0
6.5 19.9 68.0
墙体均匀、等厚布置 墙体单向布置 墙体不均匀布置
墙体上下连续均匀
墙体不连续
墙体不· 均匀
3 房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应 根据烈度和房屋高度确定，可采用70mm～100mm：
1)房屋立面高差在6m以上；
2)房屋有错层，且楼板高差大于层高的l/4； 3)各部分结构刚度、质量截然不同。
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
70.7 基本完好 11.8

轻微破坏
19.5 轻微破坏 35.3
中等破坏
9.8 中等破坏 29.4
严重破坏
0.0 严重破坏 23.5
倒塌
0.0 倒塌 0.0
唐山地区8度区多层砖房的震害统计（%）
5.1.1墙体破坏
（1）“X”形裂缝：在竖向压力和反复水平剪力作用产生的裂缝。 常出现“X”形裂缝的位置：与主震方向平行的墙体；在横向，房 屋两端的山墙；在纵向，窗间墙。

抗震性能差的原因
刚度大、自重大，地震作用也大； 砌体材料质脆,抗剪、抗拉、抗弯强度低,地震作用
下极易出现裂缝；
受施工质量的影响较大；如砂浆不饱满,易出现裂缝，减弱抗震性能。

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。 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。
多层砌体承重房屋的层高，不应超过3.6m。 底部框架-抗震墙砌体房屋的底部，层高不应超过4.5m;当底层采用 约束砌体抗震墙时，底层的层高不应超过4.2m。 注：当使用功能确有需要时，采用约束砌体等加强措施的普通砖房屋， 层高不应超过3.9m。
5.2.3 房屋高宽比的限制
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：房屋总高度与总宽度的最大比值。 烈度 最大高宽比 6 2.5 7 2.5 8 2.0 9 1.5