砌体结构抗震分析及防震措施
砌体结构建筑震害及抗震措施
砌体结构建筑的震害及抗震措施摘要:2011年3月11日,日本发生里氏9级特大地震,无论从人员还是财产方面都造成了巨大的损失。
而我国作为地震多发国,在历次的破坏性地震中房屋遭受不同程度的损毁。
文章分析砌体结构建筑的震害、成因及采取有效的抗震措施无论对于国家还是人民都具有十分重要的意义。
关键词:砌体结构;建筑;抗震措施2011年3月11日,日本发生里氏9及特大地震,其中,因房屋毁损造成的人员伤亡事故占70%以上。
而我国作为地震多发国,更是经历了唐山大地震、海城地震、包头地震、汶川以及盈江等不同强度的地震。
而在地震过程中,由于房屋建筑倒塌导致的人员伤亡及对财产所造成的损失也不为少数。
据调查,砌体结构在我国的建筑行业中作为最普遍的结构存在。
在住宅建筑构造体系中达到80%以上,在整个建筑业中则占据70~80%。
因此,加强对砌体结构建筑的震害及原因分析是采取有效抗震措施的必要条件,对实现“小震不坏、中震可修、大震不倒的”目标具有十分重要作用。
一、砌体结构建筑的震害特点在不同震级的地震破坏下,砌体结构会发生不同程度的损毁,而产生震害的原因可分为内部与外部两方面原因。
其中外因为地震动,地震波有纵波产生垂直力,横波造成水平力以及扭转力,面波产生垂直力、水平力及扭转力,由于力的相互作用,房屋就会出现挤压、受损甚至坍塌的现象。
而内因则是因为砌体建筑本身的结构,由于在施工过程中,砌体结构本身材料的脆性及各个部件与基础构件的连接不当是造成砌体结构房屋整体抗震能力较差的主要原因。
其中,主要有以下不同程度的震害:(1)砌体结构建筑局部或整体倒塌。
由于砌体结构建筑底层或整体抗震能力不足导致的整体倒塌。
由于底层抗震能力不足,或造成底层墙体的倒塌。
当建筑上部整体性较好时,不会造成倒塌而是整体坠落。
而上部整体性较差时则会造成整体倒塌;(2)砌体结构建筑的墙体裂缝。
由于墙体的自身状况、地震方向及地震强度的不同,墙体会慢慢从存在缺陷的部位开裂进一步变的更大更宽,另外,经研究表明,墙体出现裂缝的状态与墙体高宽大小有关。
汶川地震建筑震害分析及设计改进建议
汶川地震建筑震害分析及设计改进建议[引言]汶川大地震后,福建省设协结构与抗震专业委员会组织结构专家到成都、彭州(彭州市区、通济镇、白麓镇、小鱼洞)、都江堰、绵竹市、汉旺镇等地进行震害调查,涉及的结构型式有钢筋混凝土框架、框架-剪力墙、砌体、排架、钢结构等,为了认真总结震害经验教训,分析结构的破坏机理,提出设计的改进建议,对新建筑的设计有重要的指导意义。
一、汶川地震基本参数:根据地震部门提供的数据,这次地震的基本参数如下:震级M8.0,断层为龙门山断裂,震源深度14KM,断裂长度185KM(主震),烈度分布6~11度。
这次地震震害给人的总体感觉,随地形分布,西北高震害严重,东南底震害较轻。
二、典型震害及实景照片:图1都江堰都江之春楼盘有一幢纯框架结构的七层建筑,底层空旷,上部有隔墙,图2楼梯梯板拉裂的震害图3 水泥厂结构的震害图4 白鹿镇中学在地震断裂带两侧教学楼的震害图5 都江堰都江之春楼盘底层柱破坏图6 汉旺镇东方汽轮机厂,框架结构的办公楼隔墙震害图7 汉旺镇东方汽轮机厂单层厂房震害图7 小鱼洞大桥的震害三、结构概念设计问题:1、多道抗震防线:结构必须有多道抗震防线,这是抗震设计中非常重要的一个基本概念。
在这次汶川地震中也充分表现出来,有些建筑倒塌,而有些建筑不倒,下面从空旷建筑倒塌来看结构有多道抗震防线的必要性:这次震害学校教学楼较为严重,一般说来,钢筋混凝土框架结构的抗震性能要优于砌体结构,但这次震害表明空旷的学校(框架结构)教学楼倒塌(如映秀镇漩口中学教学楼,建于2007年3月),而附近的4层砌体结构办公楼,尽管破坏非常严重,但并没倒塌。
为什么在强震作用下,性能比较好的钢筋混凝土框架结构反而不如抗震性能相对较差的砖混结构?其主要原因就是纯框架结构只有一道防线,在大震时,一旦这道防线突破,结构就丧失了全部的承载力而倒塌;而砌体结构住宅和办公楼,由于小开间布置,纵、横墙体较多,按照规范设置构造柱和圈梁,其整体性和延性较好。
砌体结构房屋抗震设计
第七章 砌体结构房屋抗震设计7.1 震害及其分析一、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。
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。
7.1 震害及其分析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 70.7 基本完好 11.8 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌 19.5 9.8 0.0 0.0 唐山地区8度区多层砖房的震害统计(%) 轻微破坏 35.3 中等破坏 29.4 严重破坏 23.5 倒塌 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。
7.1 震害建筑物破坏—砖混结构预制板和简支梁端部链接破坏都江堰(无构造柱)砖混结构震害江油花园路初级中学教学楼 纵向承重墙和砖柱严重破坏雁门中心小学教学楼 预制板拉结不足导致破坏7.1 震害及其分析二、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。
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7.1 震害及其分析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。
唐山大地震中某三层客房外纵墙全部被甩落7.1 震害及其分析受垂直方向地震力的作用,墙体会因受拉出现水平裂缝。
情境6砌体结构抗震构造要求..
图1—3—12 钢筋混凝土构造柱
(7)构造柱的基础处理
构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地 面以下500mm,或锚固于浅于500mm的基 础圈梁之内。
(8)构造柱与墙、圈梁的连接
• 构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,并应沿 墙高每隔500rnm设2φ6拉结筋,且每边伸 人墙内不宜小于1m。 • 构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应穿 过圈梁,保证构造柱纵筋上下贯通。
190
21
7
21
7
18
6
-
-
2、多层房屋的最大高宽比
烈度 6 7 8 9
最大高 宽比
2.5
2.5
2.0
1.5
3、房屋抗震横墙的最大间距
房屋类别 烈度 6 多层砌体 现浇或装配式钢筋混 凝土楼、屋盖 18 7 18 15 11 8 15 11 7 9 11 7 4
装配式钢筋混凝土楼、15 屋盖 11 木楼、屋盖 底部框架-抗 震墙 多排柱内框架 上部各层 底层或底部两层
6、其他构造要求
(1)门窗洞口处不应采用无筋砖过梁;过梁支承长度, 6~8度时不应小于240mm,9度时不应小于 360mm。 (2)预制阳台应与圈梁和楼板的现浇板带可靠连接。 (3)后砌的非承重砌体隔墙应符合轻质、均匀对称布 置和主体结构有可靠的柔性连接,不得采用嵌砌 砌体墙。 (4)同一结构单元的基础(或桩承台),宜采用同一 类型的基础,底面宜埋置在同一标高上,否则应 增设基础圈梁并应按1:2的台阶逐步放坡。
(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 拦板。 (4)突出屋顶的楼、电梯间,构造柱应 伸到顶部,并与顶部圈梁连接,内外墙 交接处应沿墙高每隔500mm配置2φ6拉 结钢筋,且每边伸入墙内不应小于1m。
砌体结构房屋如何做到“大震不倒”
烈 度约小 1 5度 )的地震 动参数 , . 5 用 弹性 反 应 谱 法 求 得 结 构 在 弹 性 状 态 下 的地 震 作 用标 准值 和 相 应
的地震 作 用效 应 , 后与 其他 荷 载 然
设 计人 员在 进行 完房 屋 的建 模 后 ,
度 区的最大 高宽 比为 25 8度 区为 .,
国现 行 的建筑 抗震 设 计 规 范要 求 , 保证 砌体 结 构房 屋 的抗 震能 力 , 从
应合 理 的选 择尺 寸 、 置 纵 向筋 和 配
箍筋 ,避免 剪切 先 于 弯 曲破 坏 、 混 凝 土压 溃先 于钢 筋 屈 服 、 筋锚 固 钢 粘结 先于构 件破 坏 。
22 结构 应具 有 良好的 整体性 .
而保护人 民生命财产安全 , 是每个
相关设 计人员 的重 要职 责 。
1 选 取 有 利 的 建筑 场 地
选 择稳 定基 岩 , 硬 土 , 阔 、 坚 开
构 件 节 点 的强 度 和 预 埋 件 的 锚 固 强 度 ,应 不 低 于连 接 件 的 强 度 ; 配 式结 构 的 连接 应 能保 证 结 装 构的整 体性 。 选 取 合理 的材 料 , 以减 少材 料 的脆 性 , 保证 构 件有 足 够 的 塑性 变 形 能力 , 从而 贯彻 以上设 计 意 图。
抗 震结 构体 系要求 受力 明确 、 传
修、 大震 不倒 ” 的抗震设 防 目标 。第
一
阶段 是 在 方 案 布 置 符 合 抗 震 原
架 , 束 破 坏后 的 墙 体 , 其 不 致 约 使
一
则 的前 提 下 , 与基 本 烈度 相 对 应 按 的多 遇地 震烈 度 ( 当 于小 震 ,0 相 5
第37讲砌体结构房屋抗震构造
§1.多层砌体房屋抗震
三、多层砖砌体房屋抗震构造措施 1.构造柱的设置
(1)定义——在砌体房屋墙 体的规定部位,按构造配 筋,并按先砌墙后浇灌混 凝土柱的施工顺序制成的 混凝土柱,称为混凝土构 造柱,简称构造柱。
(2)构造柱的作用 ①提高砌体的受剪承载力; (约10%~30%) ②约束砌体,提高变形能力, 增加延性和整体性; ③提高墙体的稳定性;
§2.底部框架—抗震墙砌体房屋抗震
(6)材料的强度等级要求: ①框架柱、抗震墙和托墙梁的混凝土强度等级不应低于C30。 ②过渡层墙体的砌筑砂浆等级不应低于M7.5。
结束! 谢谢大家!
§1.多层砌体房屋抗震
(3)设置部位
多层砖砌体房屋构造柱设置要求
§1.多层砌体房屋抗震
(4)构造要求
④ ①最小截面为240mm×180mm,纵筋宜采用4Ф12,箍筋间距不宜大于250mm,且 在柱上下端适当加密;6、7度超过六层、8度时超过五层和9度时,纵筋宜采用4Ф14, 箍筋间距不宜大于200mm;房屋四角的构造柱可适当加大截面及配筋。 ②构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,沿墙高每隔500mm设2Ф6水平钢筋和Ф4分布短 筋平面内点焊组成的拉结网片,每边伸入墙内不宜小于1m。 6、7度时底部1/3楼层, 8度时底部1/2楼层,9度时全部楼层,上述拉结钢筋网片应沿墙体水平通长设置。 ③构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm ,或与埋深小于500mm 的基础圈梁相连。
§2.底部框架—抗震墙砌体房屋抗震
底框结构——是指底部为钢筋砼框架-抗震墙 结构,上部为多层砖砌体结构的房屋。
§2.底部框架—抗震墙砌体房屋抗震
1.震害特点 底部框架砖房的破坏相当严 重,破坏部位都发生在底部 框架部分。 底部框架砖房震害加重的原因: 上部纵横墙较密,不仅重量大而 且侧向刚度比下部框架大得多, 形成上刚下柔的结构体系。
第五章 多层砌体房屋抗震
§5-3 抗震设计的一般规定
烈度 6 最大高宽比 2.5
7 2.5
8 2.0
9 1.5
这主要 从实际震害观察中总结得到的,为了保证房屋的稳定 性,给出的限制。
§5-3 抗震设计的一般规定
三、抗震横墙间距限制
多层砌体房屋的横向水平地震作用主要由横墙来 承受。对于横墙,除了要求满足抗震承载力外,还 要使横墙间距能保证楼盖对传递水平地震作用所需 的刚度要求。承载力要求可以通过验算来确定,而 横墙间距必须依靠楼盖水平刚度来确定。
§5-4 多层砌体房屋的抗震验算
第j层各横墙所分配到的地震剪力之和应等于该层的总地震剪力,则
(4.8)
V
m 1
n
jm
Vj
(5-4a)
Vjm为第m道横墙的侧移刚度Kjm与楼j层层间侧移Δ j的乘积
Vjm K jm j (5-4b)
(5-4c)
jm
(5-4b)代入(5-4a)给出
§5-4 多层砌体房屋的抗震验算
一、水平地震作用的计算 多层砌体房屋可按底部剪力法计算地震作用。由于砌体 房屋刚度大,周期短,一般在0.2-0.3s,故地震影响系数 取最大影响系数。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,故可以按底部剪 力法计算地震作用。可取结构底部地震剪力为:
层 数
7 7 6 7
高 度
18 18 18 18
层 数
6 6 6 6
高 度
12 12
层 数
4 4
混凝土 小砌块
§5-3 抗震设计的一般规定
房屋总高度:指室外地面到檐口或主要屋面板板顶 的高度,半地下室可从地下室室内算起,全地下室 和嵌固好的半地下室可从室外地面算起。带阁楼的 坡屋面应算到山尖墙的1/2。
砌体结构抗震设计一般规定.
2.抗震设计的一般规定
(1)底部框架-抗震墙房屋的结构布置,应符合下 列要求:
1)上部的砌体抗震墙与底部的框架或抗震墙应对齐 或基本对齐。
2)房屋的底部,应沿纵横两个方向设置一定数量的 抗震墙,并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。
6、7度且总层数不超过五层的底部框架-抗震墙 房屋,应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙, 但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力;其 余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。
2)采用普通砖抗震墙时,其构造应符合下列要求: ①墙体厚度不应小于240mm,砌筑砂浆强度等级不
应低于M10,并应先砌墙后浇筑框架柱。
②沿框架柱高每500mm配值2φ6拉结钢筋,并沿砖 墙全长设置;在墙体半高处尚应设置与边框柱相连的 钢筋混凝土水平系梁。
③墙长大于5m时,应在墙内增设钢筋混凝土构造 柱。
1)房屋的最大开间尺寸不宜大于6.6m。 2)同一结构单元内横墙错位数量不宜超过横墙总 数的1/3,且连续错位不宜多于两道;错位墙体交接处 均应增设构造柱,且楼(屋)面板应采用现浇钢筋混 凝土板。 3)横墙和内纵墙上洞口的宽度不宜大于1.5m;外 纵墙上洞口的宽度不宜大于2.1m或开间尺寸的一半; 且内外墙上洞口位置不应影响内外纵墙与横墙的整体 连接。
12.3.2抗震设计的一般规定 1.多层房屋的层数和高度应符合下列要求: 1)一般情况下,房屋的层数和总高度不应超过表
12.3.1的规定。 2)医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋,
总高度比表12.3.1中的规定降低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。
②抗震墙的厚度不宜小于160mm,且不应小于墙板 净高的1/20;抗震墙宜开设洞口使其形成若干墙段, 各墙段的高宽比不宜小于2。
外墙抗震构造措施
外墙抗震构造措施一、墙体材料选择具有较好抗震性能的墙体材料是提高建筑物抗震性能的基础。
常用的墙体材料包括混凝土、砖、砌块等,这些材料在抗震性能方面具有较好的表现。
在选择墙体材料时,应根据建筑物的高度、跨度、地质条件等因素进行综合考虑。
二、墙体厚度墙体的厚度是影响其抗震性能的重要因素。
较厚的墙体能够提供更好的抗侧刚度,有利于减小地震作用下的墙体变形。
根据抗震设计规范,墙体的厚度应根据建筑物的高度、跨度等因素进行确定。
三、墙体连接墙体的连接是影响其抗震性能的关键因素之一。
墙体的连接应牢固、稳定,能够传递地震作用下的剪力和拉力。
在砌体结构中,应采用钢筋混凝土构造柱和圈梁等构件进行连接;在混凝土结构中,应采用焊接、螺栓等连接方式进行连接。
四、墙体加固对于抗震性能较差的墙体,需要进行加固处理。
常用的墙体加固方法包括增加构造柱、加大墙体厚度、采用高强度材料等。
在加固过程中,应注意保持墙体的整体性和稳定性。
五、窗口设计窗口是影响外墙抗震性能的关键部位之一。
窗口的设计应满足抗侧力的要求,采用合适的窗框材料和连接方式,保证窗框与墙体的可靠连接。
同时,应合理设置窗扇的位置和开启方式,以减小地震作用下的破坏。
六、防水处理外墙的防水处理也是影响其抗震性能的重要因素之一。
外墙的防水层应采用耐久性好、粘结力强的防水材料,并合理设置排水系统,防止雨水渗入墙体内部。
在地震作用下,防水层可能会受到破坏,因此应定期进行检查和维护。
七、防震缝设置根据抗震设计规范,建筑物应根据需要设置防震缝。
防震缝的设置应根据建筑物的体型、高度、跨度等因素进行综合考虑,并应满足相关规范的要求。
防震缝的设置能够有效减小地震作用下的破坏。
八、墙体装饰墙体的装饰材料和施工方式也会影响其抗震性能。
在选择装饰材料时,应选择具有较好抗拉强度和剪切强度的材料,并合理设置连接点,以保持墙体的整体稳定性。
同时,在施工过程中应采用可靠的固定方式和固定件,以保证墙体的安全性。
抗震构造措施
抗震构造措施目录定义根据抗震概念设计原则,一般不需要计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。
常见的有:砌体结构的圈梁和构造柱圈梁、防震缝等。
常见抗震构造措施多层砌体房屋多层砌体房屋是我们目前的主要结构类型之一。
但是这种结构材料脆性大,抗拉、抗剪能力低,抵抗地震的能力差。
震害表明,在强烈地震作用下,多层砌体房层的破坏部位主要是墙身,楼盖本身的破坏较轻。
因此,采取如下措施:1)设置钢筋混凝土构件柱,减少墙身的破坏,并改善其抗震性能,提高延性。
2)设置钢筋混凝土圈梁与构造柱连接起来,增强了房屋的整体性,改善了房屋的抗震性能,提高了抗震能力。
3)加强墙体的连接,楼板和梁应有足够的长度和可靠连接。
4)加强楼梯间的整体性等。
框架结构钢筋混凝土框架房屋是我国工业与民用建筑较常用的结构形式。
震害调查表明,框架结构震害的严重部位多发生在框架梁柱节点和填充墙处。
一般是柱的震害重于梁,柱顶的震害重于柱底、角柱的震害重于内柱、短柱的震害重于一般柱,为此采取了一系列措施。
把框架设计成延性框架,遵守强柱、强节点、强锚固,避免短柱、加强角柱,框架沿高度不宜突变,避免出现薄弱层,控制最小配筋率,限制配筋最小直径。
构造上采取受力筋锚固适当加长,节点处箍筋适当加密等措施。
防震缝不论什么结构形成,防震缝可以将不规则的建筑物分割成几个规则的结构单元,每个单元在地震作用下受力明确、合理,避免产生扭转或应力集中的薄弱部位,有利于抗震。
与抗震措施的区别在《建筑抗震设计规范》(GB50011—2010)中对“抗震措施”与“抗震构造措施”有不同的定义。
抗震措施(规范2.1.10条):除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。
抗震构造措施(规范2.1.11条):根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。
1. 规范中相关的规定(不包括丁类建筑)1.1. 抗震措施(规范3.1.3条)·甲类建筑,抗震措施,当抗震设防烈度为6~8度时,应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求,当为9度时,应符合比9度抗震设防更高的要求。
浅谈提高砌体结构抗震能力的措施
浅谈提高砌体结构抗震能力的措施摘要:提高砌体结构的抗震能力,能够有效的保障砌体结构房屋的使用安全,减轻地震给国家及人民的生命财产带来的损害,对我国社会的发展有着良好的推动作用。
本文简要的介绍了砌体结构的特点和应用状况,并提出了提高砌体结构抗震能力的有效措施。
关键词:砌体结构;抗震能力;地震;措施采用砌体结构进行工程建设,有着方便、经济、快捷的特点,在建筑施工领域有着广泛的应用。
提高砌体结构的抗震能力,可以有效的减少地震对砌体结构建筑造成的损害,对促进我国的社会主义现代化建设有着重要的意义。
一、砌体结构的特点及其在建筑工程中的应用所谓的砌体结构是指使用砖石或混凝土小砌块等材料修建而成的建筑结构,具有取材方便、经济实用、施工简单等特点,因此在工业及民用建筑领域有着广泛的应用。
由于砌体结构是由众多小砌块结合而成,不同砌块的结合主要依靠砂浆的作用,故抗压强度、抗剪强度以及抗弯强度均远远低于其他类型的建筑结构。
采用砌体结构修建的房屋,往往具有较好的抗压性能,但是抗震能力却十分有限,如果在修建时未能采取有效的防震措施,便很容易在地震来临时产生开裂,而当地震强度较大时,砌体房屋甚至会出现倒塌现象,从而给国家及人民的生命财产带来巨大的损失。
纵观我国的历史,在地震时发生倒塌的房屋中,砌体结构房屋的数量占到了倒塌房屋总数的60%以上。
因此,采用科学的手段,提高砌体结构的抗震能力,对保障砌体结构房屋的使用安全,维护国家及人民的生命财产安全有着重要的意义。
通常情况下,地震对砌体房屋的损害主要集中在墙角、烟囱、楼梯间、墙体连接处、房屋裂缝及凹凸不平处、钢筋混凝土预制板的连接部位以及房屋的辅助结构等部分。
因此,在对砌体房屋进行设计时,应当重点针对上述结构进行抗震设计,并对砌体结构房屋的整体进行合理的规划,通过改变砌体结构房屋的设计理念、调整砌体结构房屋的施工方案,并在砌体结构房屋的建设中增加抗震结构等方式,来提高砌体结构房屋的抗震能力,使砌体房屋在面对地震时做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”,有效的降低地震对造成的损害,保护国家及人民的生命财产安全。
砌体结构6-砌体结构房屋抗震设计
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2、粘土砖、多孔砖墙体的截面抗震承载力一般情况下,应按下式 验算。
V ≤ fVE A / γ RE
V
fVE
-墙体剪力设计值。 -砖砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值。 -墙体横截面面积,多孔砖取毛截面面积。
第六章 砌体结构房屋抗震设计
第一节 砌体结构房屋的震害
一、由地震引起的建筑物破坏情况主要有:受震破坏、地 基失效引起的破坏和次生效应引起的破坏。 二、砌体结构房屋的破坏情况有两大类:
1、由于结构或构件承载力不足而引起的破坏; 2、因为房屋结构布置不当或在构造上存在缺陷,比如内外墙之间 以及楼板与墙体之间缺乏可靠的联结,在地震时联结破坏,房屋 丧失了整体性,墙体发生出平面的倾倒,楼板随之由墙上滑落等 等。 三、在砌体结构房屋的抗震设计中,应用计算理论对结构进行强度 验算;另一方面,还应对房屋的体型、平面布置、材料、结构形 式等进行合理选择,对构件间的联结采取加强措施,并从结构强 度方面着眼,使构件布局合理,从而获得整个房屋的最大抗震能 back 1 力。 西南科技大学网络教育课程
2、纵向水平地震剪力的分配 按墙体刚度比例分配给各纵墙。
Vim =
Dim
∑D
m =1
k
VEKi
im
back 10
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3、进行地震剪力分配和截面验算时,砌体墙段的层间抗侧力等效 刚度应按下列原则确定: (1)、刚度的计算应计及高宽比的影响。 (2)、墙段宜按门窗洞口划分,对小开口墙段按毛截面计算的刚 度,可根据开洞率乘以表6.8的洞口影响系数。
砌体结构房屋的质量检测与抗震鉴定
砌体结构房屋的质量检测与抗震鉴定摘要:砌体作为块材墙的一种简称,主要是由砂浆等胶接材料将砖石块材组砌而成的结构。
砌体结构的房屋拥有较好的保温、隔热性能,在同样的承载能力下,其施工操作也非常简单。
但也正是因为砌体结构房屋的现场湿作业较多,使得其建造的劳动强度大、难以工业化,而且在质量和抗震等方面差强人意,本文将从砌体结构的结构检测出发,进一步探讨砌体结构房屋的抗震鉴定,从而总结出砌体结构房屋的抗震加固方法。
关键词:砌体结构;质量检测;抗震鉴定与发达国家的房屋建筑结构检测水平来说,我国的结构检测在上世纪六十年代中期才开启了零的突破,发挥至今经历了从无到有、从单一到全面、从局部到整体的发展路程,已经有了比较全面的理论基础与施工技术,以及较为健全的法律法规。
但不可否认的是,从整体的执行水平来说,砌体结构房屋的质量检测水平还有提升的空间,特别是对于抗震鉴定这一方面,我国更是从1976年唐山大地震之后,才开始着重发展这一方面的鉴定与加固技术。
在这之前修建的房屋基本没有在防震方面做出设计规划,而这一部分老式房屋有很多都是砌体结构,这就使得砌体结构房屋的质量检测与抗震鉴定是目前房屋检测的重难点。
1 砌体结构房屋的结构检测方法以砌体作为主体结构的房屋,其结构检测的抗压强度包括砖抗压强度、砂浆抗压强度和砌体结构的抗压强度,具体的检测方法如下。
对于砖这种材料进行抗压强度检测时,采用的比较多的方法是回弹法,适用于检测普通砖或多孔砖所砌成的砖墙抗压强度,但是对于表面已经风化或者受到过冻害、侵蚀的这两类砖的抗压强度测定是不适用的。
不适用的原因是因为回弹法是利用回弹仪,对于砖的表面硬度进行检测,根据砖的变形回弹数值进行相应的计算,将变形的程度换算成相应的抗压强度。
在进行砂浆抗压强度的测试中,具体的测试方法可以分为回弹法、贯入法、简压法、砂浆片剪法、点荷法和射钉法共六种方法,应用的较为广泛的是回弹法和贯入法。
回弹法广泛应用于砌体工程的现场检测中,这是由于回弹法属于原位无损检测的一种,不受到测区限制的同时能够减少对被测墙体的损伤。
多层砌体结构房屋震害分析及抗震设计要点
多层砌体 结构房 屋震 害分析 及抗 震设 计要 点
■ 刘 秦 ’王 涛
等 非 结 构 构 件 在 地 震 中 的破 坏 屡 有 发 生 , 应 给 予 足 够 重视 。后 砌 的非 承 重 隔墙 应沿 墙 高 每 隔5 0 0 ~
为若 干简单 、刚度均匀 的单元 。楼梯 间不宜 设在房 屋 的近端或转角处 ,应 加强对楼梯间 的抗震构造措 施 , 如 在 楼 、 电梯 间 四 角 设 置 构 造 柱 ,在 顶 层 墙 体
料 一般 属于脆性材 料,砌筑而成 的结构也属脆性 ,
因而 砌 体 结 构 的抗 震 性 能 较 差 。对 我 国 近 现 代 历 史 上 的 历 次 大 地 震 的 震 害 调 查 结 果 的 分 析 表 的结构 布置
平地 震作用走 向大体一致的墙体 ,会因为墙体 的主 拉应 力强度达到 极限之而产生斜裂 缝。与地震作 用
屋总 高度与总宽度 的最 大 比值宜符合 《 建筑抗 震设
计 规 范 》要 求 。
【 摘
要】本文针对砌体结构 常发生的震害 ,分 析了砌体结
2 . 加 强 楼 、屋 盖 与墙 体 的连 接 构 造 经过 对 历 次 震 害 中 多 层 砌 体 房 屋 楼 屋 盖 破 坏 情 况 的 分 析 , 可 以 看 出 预 制 与 现 浇 式楼 盖均 出 现 过 倒
中设 置 混 凝 土 水 平 条 带 等 , 以加 强其 连 接 及 整 体 性 。
6 0 0 m m 配置 2 根直径6 l i l m 的I 级钢 拉结 筋与承重 墙或 柱 拉结 ,每边深 入墙 内不应少 于5 0 0 I f I Ⅱ I ,8 度和9 度 时,长度大 于5 I l l 的后砌 隔墙 ,墙顶 尚应 与楼板拉结 ,
砖混结构的抗震性能以及抗震措施
连接不牢靠的地方 ,都很容易遭受地震的破坏 。
2 . 抗震性 能的最优设计及分析
2 . 1平 立 面 的设 计 要 匀 称 、规 则
在多层建筑 中,为了防止在地震时 ,砌体结构发生刚度突变 、楼层错 位的情 况 ,其结构要设计 匀称规则 ,避免 因为建筑体 的形体复杂 、受力不匀 等原因引发 作用力太复杂或是结构伴随扭曲现象 ,导致 建筑物遭受损坏 。
2 . 2横 向 和 竖 向 的 墙体 一 起 承 担 作用 力
3 . 4 连接墙体
在多层建筑 中 ,横向和竖向墙体一起承担作用力的结构 ,要优先使用 ,并且 最好是横 向、竖 向承担的作用力要匀称。横 向要对齐 ,竖 向要连接 到位 .在一条 轴线上 的窗间墙 ,宽度要一致 ,楼梯最好不要设计在建筑物 一端或 是某个角 ,烟 道 的设计 不能让墙体消弱 ,如果必须要消弱 ,一定要有别 的加 固的方法 ,没有纵 向配筋 的烟 囱,不要设计 。 2 . 3限制建筑物的高度和宽度 历来 的地震 受损数据显示 ,建筑物 的受损程度和建筑物本 身的高度和宽度有 着很大 的关系。建筑物的层数越多 ,地震受损程度就越高 。所 以 ,在建筑物设计 中,一 定要限制建筑物的层数和高度 ,多层建筑 的横墙承担 了大部 分的地震横向 作用力 ,如果横墙的间距不均匀 ,会使楼层平 面变形 ,降低了横墙的抗震能力 , 所 以,横墙 的间距也要均匀 。
层。
1 . 地震损害情况分析
发 生地震时 ,砌体受到 的地震损 害大体分 为外在原 因和内在原因两种情况 。 外在原 因是指地震产生 的冲击力 ,地震 冲击 波可以分为横向的和纵向的 ,横 向波 产 生水平力或是扭转力 ,纵 向波产生垂直力。当横向波产生的水平力和墙 的方 向 平 行时 ,因为墙体 的剪力作用 , 会 在墙体 上出现裂缝 ;当水平力和墙体方 向垂直 时,墙体弯曲 ,平面受损 ,为 了避 免这一情 况发生 ,建议在多层建筑 中,使用 圈 粱或是构造柱 ;当发生 等级低 的地震时 ,同时建筑物的层数较少时 ,是 ,如果建筑物的层数较多时 ,纵波产生 的垂直力 ,会在较高 的楼层上 ,形 成拉应 力 ,为此 ,用砖混结构建成 的建筑物 , 般 会限制层数 ; 横波产生的扭转力 , 会使建筑物 中离 中心较远的地方受损严重 , 例如 :边角 。导致砌体 受损 的内在力是结构的脆性较高 、整体连接不牢靠 ,当地 震 发生的时候 ,建筑体脆 薄的地方 、受力复杂的地方 、建筑体突 出的地方 、 建筑
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35.
【2】李锡,赵喻民,罗文来.高海拔矿区用金 刚石钻头的研制与应用效果【J】.超硬材 料工程,2008(02):30-32.
【3】林金志.金刚石钻头的研制及试验【J】. 能源与环境,2008(03):95-97,103.
(上接63页)
筋混凝土边框的抗侧力体系,对砌体结构 形成分割、包围的作用,使砌体墙在遭遇强 烈地震作用时,发挥各片砖墙在平面内的 抗剪承载力,提高楼盖的水平刚度,限制墙 体斜裂缝的开展和延伸。因此,合理的设置 圈梁和构造柱对提高结构的抗震能力有重 要意义。
(1)建筑平面、立面宜尽可能简洁、规 则,使结构质量中心与刚度中心相一致。避 免在地震作用下产生扭转效应,加剧地震 的破坏力度。合理地控制房屋的高宽,使多 层砌体房屋有足够的稳定性和抗弯能力, 避免产生整体弯曲破坏。
(2)结构体系要合理,传力路径简单明 确合理,优先采用纵横墙共同承重的结构 体系。纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内 宜对齐,沿竖向应上下连续,同一轴线上的 窗间墙宽度宜均匀。
(4)减少扭转效应,力求房屋的重量与 刚度能均匀对称,使结构的刚度中心和质 量中心尽量接近。
2抗震设防中存在的问题
目前,多层砌体房抗震设防中存在的 主要问题有:
2.'抗震设防的标准低 在建筑设计中,消防、人防、抗震是灾
害预防设计的三项主要内容。从这三种灾 害的后果看,地震灾害远远大于前两项,但 在相应的规范中,抗震设计的安全概率是 最低的。与国外相比,我国的抗震标准明显 偏低,而且多数砌体房屋未作抗震承载力 计算,加之缺乏工程经验,使相近的多层砖 房采用的砌体强度等级相距甚远,许多建 筑是经不起地震作用的考验。 2.2结构设计不合理
克服钻头打滑现象。减少钻头与岩石的接 触面积是提高单位面积压力的一种有效的 方法,而高低刃形式的底唇面,能实现既减 少钻头与岩石的接触面积以提高单位面积 压力,又保证绳索取心钻头内外径与钻具 的级配,并且高刃磨耗后,低刃继续工作, 钻头寿命得以延长。
钻探施工现场,大多用往孔内投掷石 英砂,或者投掷与打滑岩石硬度相当的碎 砾,人为地实现钻头胎体的磨损和金刚石 的锐化。 3.2“打滑”地层绳取钻头技术参数的选择
多次震害调查表明,设置圈梁和构造 柱能增加砌体结构整体性和变形能力,减 轻震害。
圈梁和构造柱等延性构件组成的带钢(下转65页) Nhomakorabea万方数据
科技创新导报Science and Technology Innovation Herald
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工业技术
是有道理的。因为经验证明在钻进坚硬地 层时需要较大的孔底压力。在钻进打滑地 层就需要更大的孔底压力。但现在的钻杆、 钻具、钻机不能无限制地增加孔底压力,因 此就不能单纯依靠增加孔底压力的办法来
患。因此,随着国民经济水平的提高,我国 应适当提高砌体结构的抗震设防标准,这 对于建设费用的增加是有限的,而带来的 好处是无限的。 3.2重视抗震概念设计
要使建筑物具有尽可能好的抗震性 能,首先应作好抗震概念设计,要设置多道 防线,避免因部分结构或构件破坏而导致
整个结构丧失承载能力,从根本上消除建 筑物中的抗震薄弱环节,然后再辅以必要 的抗震计算,才能较好的控制震害的发生。 砌体结构的概念设计应注意以下几点:
抗震设计要求建筑的平、立面布置宜 规正.对称,建筑的质量分布和刚度变化宜 均匀。但有的平面设计存在严重的不对称: 一边进深大,一边进深小。一边设计大开 间,一边为小房间。同一结构单元内,结构 平面形状和刚度不均匀不对称,对抗震不 利。还有的在一个结构单元内采用两种不 同的结构受力体系,如:一边墙落地承重, 一边又为柱承重;下层采用框架,上层采用 砖墙承重,造成平面刚度和竖向刚度产生 突变,对抗震十分不利。 2.3现行抗震规范过分偏重理论.对抗震概 念设计重视不够
构造柱的截面宜与墙同厚,角柱、边柱 和楼梯间构造柱应适当加大配筋。构造柱 应设置在外墙转角和内外墙交接处及在大 于800mm的洞口两侧设置,楼(电)梯间增设 抗震构造柱。墙段较长时适当加密柱距。圈 梁宜每层均设置,基础、外墙和屋面处圈梁 截面和配筋宜加大,圈梁应拉通。
此外为了提高墙体的抗震能力,可在 抗震力不够的承重墙段内配置水平钢筋, 使地震力由砌体及水平钢筋共同承担。可 以有效地提高墙段的抗震性能,减少脆性, 增加延性,水平钢筋宜采用HPB 235, HRB335钢筋,并应保证有足够的钢筋锚固 长度。 3.4作好各构件之间的拉结
由于地震本身的随机性、结构本身的 复杂性,目前的抗震计算设计仍处在较低 水平。像5.12汶川这种山崩地裂的大震中, 任何一种计算模型都是苍白的。因此,好的 抗震设计,不能一味地死扣地震力,而应该 是在保证建筑物的整体性、延性、多重防线 上下功夫,作好抗震的概念设计,从根本上 消除建筑物中的抗震薄弱环节。 2.4施工质量参差不齐
很好的经济效益。
4结语 (1)在钻探生产过程中,必须依据岩石
的特性来选择技术参数与岩石相适应的钻 头,同时配合以合适的钻进技术参数,才能 达到预期的效果。
(2)在钻头适应性选择的过程中,不但 要考虑施工地层的特性,而且更要考虑在 大压力下求高效的钻进工艺条件。
参考文献 【11李剑峰.金刚石钻头在火成岩钻进中的
我们先后对休瓦促钼矿和普朗铜矿 “打滑”地层岩心的石英含量、研磨性等指 标进行分析,继而对影响钻头寿命和钻进 效率的钻头的主要技术参数进行了选择、。
(1)胎体硬度的确定。 原用的常规钻头胎体硬度为HRClD 15,为增加胎体的耐磨性、延长钻头寿命, 我们选用了无锡中钻地质装备有限公司引 进的zz国外胎体系列zzl2号(相当于国内 HRC20 25)的较硬胎体。zzl2采用国外先 进配方,既实现了胎体与金刚石磨耗的匹
中图分类号:P315
文献标识码:A
文章编号l 1674-098X(2009)01(a)-0063--02
地震作为一种自然灾害是不可避免 的,据了解,全世界因地震死亡的人数中, 90%左右是建筑物倒塌所致。在我国,多层 砌体结构因其工程造价较低,目前仍是应 用较为广泛的结构型式,在整个建筑业中 占有的较大的比重。从国内外历次大地震 来看,砌体房屋的破坏率都比较高,人员伤 亡多,房屋倒塌严重。因此,作好砌体结构 的抗震设防工作,是减轻地震灾害,保护人 的生命安全最有效、最根本的预防措施。
砌体结构中墙体是主要竖向承重构 件,墙体的砌筑质量直接影响结构的承载 能力。施工中,砌体灰缝不饱满、留搓,接搓 不符要求等质量问题时有发生,严重影响 了砌体质量,削弱房屋的抗震能力。构造柱 作为多层砖混结构提高抗震能力的一种有 效手段,已被普遍采用,但施工中柱内钢筋 错位,搭接不规范、根部清理不净、拉结筋 经常漏放或错放,锚固长度不足等质量问 时题有发生,不但达不到抗震目的,反而影 响了结构安全。
(3)楼板要有较大的水平刚度,尽量采 用现浇钢筋混凝土楼板,不宜采用预制楼 板。
(4)为避免底部墙体因压力或剪力过大 而产生破坏,应严格控制砌体房屋的总高 度及总层数,适当提高底层墙体的厚度或 砂浆强度等级,以增加底层砌体的抗震承 载力。
(5)减少悬挑、局部突出构件,避免在地 震时脱落伤人。
(6)教学楼、医院等大空间房屋应尽量 避免使用砖混结构。 3.3合理设置圈梁和构造柱
砌体交接处的牢固程度将直接影响建 筑物的整体性及抗震性,这种影响所造成 的危害后果在正常情况下有时潜伏着,当 遇有地震等外力作用时就会毁于一旦。因
此砌体结构房屋建筑中,墙与墙之间,圈 粱、构造柱与墙体,楼屋盖与圈梁墙体以及 其他混凝土构件与墙体之间均应设置可靠 连接。 3.5加大施工监管的力度
国家规范制定科学,建筑设计合理,如 果没有严格的建筑施工,没有质量过关的 建筑材料,专业的施工队伍,建筑抗震也是 枉然。所以,要保证砌体的施工质量,各地 的质量监督机构要加大施工监管的力度, 比如:监督砌体使用的砖是否符合要求,砂 浆是否经过试配和按配比配合,砌体临时 间断处是否衔接牢固,构造柱是否有夹层 与断柱情况,是否与砌体衔接牢固。组砌形 式是否有严重缺陷等。对砌筑质量差,不能 保证砌体整体性与稳定性的,一定要进行 处理,消灭在砌筑工程中长期存在的质量 通病,只有这样,才能把建筑抗震真正落到 实处。
(2)多层砌体房屋主要依靠纵横墙组成 抗侧力体系,抗震设防的重点应放在加强 构件间的连接和整体性方面。
(3)砌体结构房屋的纵、横墙的空间整 体共同工作,主要依靠楼屋盖等水平传力 结构的刚度。如果楼屋盖刚度不大,而抗震 墙间距过大,势必不能保证在其平面内较 好地传递水平地震力,从而降低了整体房 屋的抗震能力。因此,抗震设防的重点在于 增加抗震墙,或采取措施加强平面传力结 构的强度和刚度。
4结语 综上所述,要作好砌体结构地抗震设
防,必须有建筑上的合理布局,结构上的构 造措施和施工质量等多方面保证。在设计 方面,应加强结构抗震体系和概念设计的 教育;在抗震构造措施方面严格执行设计 规范的规定·在施工方面,应严格保证工程
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配,又增强了胎体的抗磨损性和胎体对金 刚石的包焊能力,继而延长钻头寿命。
(2)金刚石强度的确定。 常规钻头的金刚石为JR3或JR4,我们 在镜下观察了使用过的钻头,发现掉粒的 占多数,JR4比JR3为甚。我们本着“宁要金 刚石碎裂,不使脱粒”的原则,选用了JR3型 金刚石。 (3)金刚石粒度的确定。 原常规钻头的金刚石粒度,大都为70# 或80#。由于粒度小,在大压高效的条件下, 钻头唇面胎体与岩石之间的间隙很小,通 水、排粉及冷却条件很差,我们选用了粒度 较粗的60#金刚石。 (4)金刚石浓度的确定。 原用常规钻头金刚石浓度为100%,在 大压高效的条件下,金刚石易压碎和整体 脱粒。选型钻头的金刚石浓度为120%。 (5)钻头唇面形状的设置 采用中钻公司特有的齿轮形唇面形 状。 我们委托中钻公司按以上参数进行加 工,并于2007、2008年先后投入休瓦促钼矿、 普朗铜矿施工,结合孔内投砂(砾)等手段, 共计进尺“打滑”地层621.34m,小时效率 由原来的0.15m/8h(休瓦促)和0.22m/8h (普朗),提高到0.75m/h和1.23m/h,钻头 平均寿命由5m提高至U60m,最高122m,取得