11 4多层砌体结构抗震设计

8度区
9度区 10度区
多数出现震害，近半数达到中等破坏。
房屋普遍遭到破坏，多数达到严重破坏。 少数严重破坏，大多数倒塌。
事实说明： 多数砖房的抗破坏能力较低，但仍具有较高的抗倒
塌能力。仅在10度11度才有大量砖房倒塌。
经过抗震设计并且施工质量得到保证的砌体结构，其 平均震害程度可比未经抗震设计的砌体结构的震害减轻 1~2个等级。 通过抗震设计，可以保证砌体结构在8度区内不出现 中等以上破坏，在10度区内不出现倒塌。
砌筑围栏有水平拉结措施，地震前正在拆 砌改造，未拆卸部分地震时完好无损。
外墙脱落
外墙倒塌
楼梯间破坏
江油市某办公楼设置在 建筑尽端的楼梯间倒塌
汉旺某中学四层砖混教学楼， 设置在房屋尽端的楼梯间倒塌
楼梯间破坏
汶川县漩口镇电力局
汉旺镇某住宅楼
3.2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：
房屋最大高宽比 表3.2
烈 度
最大高宽比
6 2.5
7 2.5
8 2.0
9 1.5
3.2.4 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，同时使纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵 墙倒塌。 为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度，抗震 规范对房屋抗震横墙的最大间距规定见下表。
墙体转角的破坏
墙体转角开裂
（二）内在因素主要是指结构特征。在受力复 杂、约束减弱、附属结构等部位常常易于发生较 为严重的震害。 纵横墙连接处，地震时易于出现竖向裂缝、拉脱, 甚至造成纵墙整片倒塌; 楼梯间墙体，由于在高度方向缺乏有力支撑，约 束作用减弱，空间刚度小，往往易于破坏; 预制钢筋混凝土楼屋盖，楼板端部往往会在地震 种受拉裂开，甚至出现倒塌; 房屋附属物如女儿墙、出屋面烟囱、垃圾道、屋 顶小间，鞭梢效应的影响，在地震中常常破坏。
女儿墙脱落
局部突出构件、围护结构的破坏：
绵竹市公安局，5层 砖混，顶部钟楼坠落
什邡市红白镇，出 屋Fra Baidu bibliotek楼梯间破坏
江油市太平镇社某门 诊楼，4层砖混，突出 屋面墙体局部倒塌。
都江堰大酒店，顶层 出屋面楼梯间倒塌
女儿墙偏高，无任何拉结措施，或拉结措施不当，地震时易开裂或闪落。
墙体交叉裂缝
外廊栏板无任何拉结 措施，地震时闪落。
(1)钢筋混凝土构造柱
(2)钢筋混凝土芯柱
3.3.2 设置钢筋混凝土构造柱
钢筋混凝土构造柱的主要功能，约束墙体，使之有较高的变形能力。
（一）钢筋混凝土构造柱
1、设置位置和要求（多层砖房）
2、截面尺寸、配筋和连接的要求 （1）截面与配筋 构造柱最小截面可采用240×180mm，纵向钢筋宜采用 412 ， 箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端适当加密；6、7度时超过 六层、8度时超过五层和九度时，构造柱纵向钢筋宜采用 4 14 ， 箍筋间距不应大于200mm；房屋四角的构造柱可适当加大截面及配 筋。 （2）构造柱与墙体的连接 构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎，并应沿墙高每隔500mm设 2 6 水平钢筋和 4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或 4 点 焊钢筋网片，每边深入墙内不宜小于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 平通长贯通。
§3.1 砌体结构震害特点
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， 砌体结构的破坏率高。

1923年日本关东大地震，东京约有砖石结构房屋7000栋，几乎全部遭 到不同程度的破坏。 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%。
3.1.2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。
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
5. 多层砌体房屋的层高，不应超过3.6m。当使用功能有明确需要时，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。
•横墙较少：同一层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的40% 以上；其中，开间不大于4.20m 的房间占该层总面积不到20%且 开间大于4.80m的房间占该层总面积的50%以上为横墙很少。 •层数：阁楼仅做屋面不算层数，住人、放物空间较大，算一层； 全地下室不算一层，半地下室算一层。 •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。 带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处； 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可从室外地面算起； 带女儿墙，女儿墙不算总高； •室内外高差大于0.6m时，房屋总高度允许比表中数据适当增加， 但不应多于1m；
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
受垂直方向地震力的作用，墙体会因受拉出现水平裂缝。
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
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。
房屋抗震横墙最大间距(m)
房 屋 类 型
现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖 装配式钢筋混凝土楼、屋盖 木楼、屋盖
烈
6 15 11 9 7 15 11 9
度
8 11 9 4 9 7 4 -
3.2.5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。
2. 楼板间及楼板与墙体的连接
φ 8通长筋与板端 胡子筋（l=100）绑扎 豆石混凝土灌实
空心板
网梁
座浆
图 楼板与外墙体的拉接
图 楼板与内墙或圈梁的拉接
3、楼板搁臵长度
现浇楼板
120mm
梁上 80mm
预制楼板:外墙 120mm 内墙 100mm
4、屋架（屋面梁）与墙柱的锚拉
3.3.2
9
层数 4 3 --3
高度 21 21 18 21
多孔砖
混凝土小砌块
2. 横墙较少的多层砌体房屋（医院、教学楼），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，还应再减少一层。 3. 6、7度时，横墙较少的丙类多层砌体房屋(住宅），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本表规定采用。 4. 采用蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体时，当砌体的抗剪强度仅达到普通粘土砖 砌体的70%时，房屋的层数就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粘土砖砌体的取值时，房屋的层数和总高度的要求同普通砖 砌体房屋。

3.对8度、9度区且有下列情况之一时宜设防震缝
⑴立面高差在6m以上 ⑵房屋有错层，且楼板高差大于层高的1/4； ⑶部分结构的刚度、质量截然不同 4. 楼梯间不宜设臵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；不宜采用无 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。
震害及其分析 墙体开裂、破坏
3.1.3 震害规律 砌体房屋的震害，大体存在以下规律: ① 刚性楼盖房屋,上层破坏轻,下层破坏重,柔性楼盖 则恰好相反; 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 上的房屋震害; ④ 外廊式房屋往往地震破坏较重; ⑤ 预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重; ⑥ 房屋两端、转角、楼梯间及附属结构的震害较重.
7.不应在房屋转角处设置转角窗。 8.横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、 屋盖。
3.2.2 房屋的总高度和层数
●为什么限制？
砌体房屋的震害与其总高度和层数有密切关系，随
层数增加，震害随之加重，特别是房屋的倒塌率与 房屋的层数成正比率增加
对砌体房屋的总高度及层数要予以限制，这也是一
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 结构布置
§3.2 多层砌体结构选型与布置
3.2.1 结构布臵

基本要求：规则、均匀、对称，避免质量和刚度发生突变， 避免楼层错层 砌体房屋对结构布臵的基本要求是： 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。不应采用砌体墙与混凝土墙混合 承重的结构体系。 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。
如果采用增设构造柱等措施，则局部尺寸可适当放宽
房屋局部部位的破坏（2）－墙肢尺寸不足
§3.3
砌体结构抗震构造措施
结构抗震构造措施的主要目的在于加强结构的整体 性、保证抗震计算目的的实现，弥补抗震计算的不 足。尤其对于砌体结构，采取合理的构造措施显的 尤为重要。常常包括以下几个方面：
加强结构的连接 设臵钢筋混凝土构造柱 合理布臵圈梁 重视楼梯间的设臵
§3.1 砌体结构震害特点
只要经过认真的抗震设计，通过合理的抗震设防、得当的 构造措施、良好的施工质量保证，即使在中、强地震区，砌 体结构房屋也能够不同程度地抵御地震的破坏。
§3.1 砌体结构震害特点
3.1.1 宏观灾害统计
对历次大地震的灾害调查结果的统计分析表明:
6度区 7度区 主体结构基本完好, 女儿墙、小烟囱严重破坏。 主体结构轻微损坏，小部分中等损坏。
楼层地震剪力的分配
横向的地震剪力由横向墙体承担。 纵向的地震剪力由纵向墙体承担。
楼层地震剪力的分配与墙体的刚度和楼盖的刚度 有关。
3.3.1 加强结构的连接
1. 纵横墙的连接 当未设构造柱时，应沿墙高每隔0.5m配臵 2Q6 拉结钢筋
沿墙高每500 放2φ 6
沿墙高每500 放2φ 6
图 纵横墙的连接
绵阳市某8层砖混住宅楼 横墙开裂，破坏轻微
住宅类砌体结构横向墙体数量 相对较多、开洞较少，抗震能 力相对要高，地震时开裂破坏 轻微，但对于教学楼、医院等 横墙数量较少的建筑，破坏也 比较严重
绵阳市汉旺镇中心幼儿园 横墙开裂严重，但未倒塌
3.2.3 房屋的高宽比
《抗震规范》通过限制房屋高宽比的规定来确保砌体房
第三章 砌体结构房屋的抗震设计
3.1 3.2 3.3 3.4
砌体结构震害特点 砌体结构选型与布臵 砌体结构抗震构造措施 底部框架-抗震墙砌体房屋抗震设计
第三章 砌体结构房屋的抗震设计
砌体结构：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结构。 多层砌体结构房屋包括： 砌体承重的多层房屋 底层或底部两层框架—抗震墙砌体房屋 多层的多排柱内框架砌体房屋
设臵钢筋混凝土构造柱
1、构造柱的作用 构造柱可以部分提高墙体的抗剪强度（10%-30%），可以 大大增强房屋的变形能力。墙体开裂后，构造柱与圈梁 形成的约束体系可以有效的限制墙体散落，使墙体以滑 移等方式大量消耗地震能量，保证房屋不致倒塌。 2、构造柱和芯柱的设臵要求 设臵在震害较重、连接构造比较薄弱和易于应力集 中的部位
种最经济的抗震措施。
《抗震规范》对砌体房屋的限值如表3.1所示
1.一般情况下，层数和总高度不应超过下表
表3.1
烈 度 7 8
层数 7 7 6 7 高度 18 18 15 18 层数 6 6 5 6 高度 12 9 --9
房屋类别
普通粘土砖
最小 6 厚度 (mm) 高度 层数
240 240 190 190 21 21 21 21 7 7 7 7
房屋局部尺寸限值(m)
部 位
1.0 1.0 1.0 1.0 0.5
烈 度
6 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
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
屋不发生整体弯曲破坏，而在抗震强度验算时只验算墙片 的抗剪强度，不再进行整体弯曲强度验算。为了使多层砌 体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力，对房屋的高宽比 进行限制。
表3.2为《抗震规范》对房屋高宽比的限值。其中，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。