砌体结构房屋抗震相关设计学生

砌体结构房屋抗震相关设计学生8.1结构布置1房屋的总高度和层数多层砖房的抗震能力，除与横墙间矩、砖和砂浆的强度等级、结构的整体性和施工质量有关外，还与房屋的总高度有直接关系。砖墙是脆性材料，延性差，变形能力小；房屋太高时，地震时的变形大，破坏严重。上面的层数多，重量大，破碎和错位的砖房就有可能被压垮。震害调查表明，房屋的破坏程度随层数的增加而加重，倒塌率与房屋的层数成正比。因此，要限制房屋的总高度和层数。8.1结构布置2房屋高宽比限值砖房的整体弯曲破坏与地震烈度、房屋的高宽比以及横墙的开洞率有关。烈度高、房屋的高宽比大时，在水平地震倾覆力矩作用下墙体水平截面产生的弯曲应力超过砖砌体的抗拉强度，导致底层外纵墙出现水平裂缝；横墙上的门窗洞口愈大，横墙被洞口分割成的墙肢的局部弯曲就愈显著，弯曲应力则愈容易超过砖砌体的抗拉强度。因此应对房屋的高宽比有一定限值。8.1结构布置3抗震横墙的间距限值房屋的空间刚度对房屋的抗震性能影响很大。墙体的布置是影响房屋的空间刚度的主要因素。多层砌体结构房屋的横向地震力主要由横墙承担，横墙数量多，间距小，房屋的空间刚度就大，抗震性能就好。不仅横墙应通过抗震验算保证足够的承载能力，而且楼盖必须具有能将地震力传递给横墙的水平刚度。所以横墙的间距还取决于楼、屋盖的水平刚度。对抗震横墙最大间距的构造规定，就是为了满足楼盖对传递水平地震力的刚度要求。8.1结构布置4房屋的局部尺寸限值墙体是多层砌体结构房屋最基本的承重构件和抗侧力构件。地震时，房屋的破坏首先从薄弱环节开始，这些薄弱环节主要是窗间墙、尽端墙段、突出屋顶的女儿墙和烟囱等。设计时，应保证房屋的各道墙体能同时发挥它们的最大抗剪强度，并避免由于个别墙段抗震强度不足首先破坏，进而造成整栋房屋的破坏甚至倒塌。8.1结构布置5结构体系要合理应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系；不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。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措施。楼梯间的位置不宜设在房屋的尽端和转角处。烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙，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墙面的烟囱。纵横墙宜均匀对称，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。8.2变形缝1沉降缝设置沉降缝是消除由于过大不均匀沉降对房屋造成危害的有效措施。沉降缝将建筑物从屋顶到基础全部断开，分成若干长高比小、整体刚度好的单元，保证各单元能独立沉降，而不致引起开裂。下列部位宜设沉降缝。1）建筑平面的转折部位；2）建筑物高度和荷载差异处（包括局部地下室边缘）；3）过长建筑物的适当部位；4）地基土的压缩性有显著差异处；5）建筑物基础或结构类型不同处；6）分歧建造的房屋的交界处。8.2变形缝1沉降缝为防止沉降缝两侧地基应力集中较严重，沉降量较大而造成上部结构可能产生向沉降缝靠拢的倾向，应使沉降缝有足够的宽度。一般软土地基上的沉降缝宽度可按下表。房屋层数沉降缝宽度（mm）2~350~804~580~1205层以上≥1208.2变形缝2．伸缩缝使每个单元砌体因收缩和温度变形而产生的拉应力小于砌体的抗拉强度，从而防止和减少墙体竖向裂缝的产生。应设置在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的部位。温度伸缩缝的间距可通过计算确定，也可按表采用。8.2变形缝2．伸缩缝伸缩缝的最大间距（m）屋盖或楼盖类别间距整体式或整体装配式钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖或楼盖50无保温层或隔热层的屋盖40装配式无檩体系钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖或楼盖60无保温层或隔热层的屋盖50装配式有檩体系钢筋混凝土结构有保温层或隔热层的屋盖75无保温层或隔热层的屋盖60瓦材屋盖、木屋盖或楼盖、轻钢屋盖1008.2变形缝3防震缝在地震区，房屋平面和立面比较复杂时，可用防震缝将整个房屋自上而下分开，自成体系，把复杂体型变为若干个规整、简单的体型组合，以免地震时因房屋各部分发生不同的振动而引起破坏。防震缝应沿房屋全高设置，其两侧应设置墙体，基础可不设防震缝。房屋有下列情况之一时宜设防震缝，缝宽应根据房屋高度、场地类别及抗震设防烈度确定，一般可采用50~100mm。（1）房屋立面高差在6m以上；（2）房屋有错层，且楼板高差比较大；（3）各部分刚度、质量截然不同。8.3水平地震作用的计算计算特点对多层砌体房屋的高度、高宽比及横墙间距等均有一定的规定与限制；房屋高度较低，整体刚度大；在水平地震作用下，多层砌体房屋的侧移以剪切变形为主，整体弯曲变形所占的比例很小，可以忽略不计。计算原则应沿房屋的两个主轴方向分别计算水平地震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向的抗侧力构件承担。8.3水平地震作用的计算计算简图在计算多层砌体房屋的地震作用时，应以防震缝所划分的结构单元为计算单元。结构布置满足对房屋高度、高宽比及横墙间距等的规定时，可以认为各层楼、屋盖水平刚度无限大，在水平地震作用下，仅作平动而不转动。假定各楼层的重量集中在该层楼、屋盖标高处，各层重量包括楼、屋盖上的重力荷载代表值、墙体上下各半层的重力荷载。8.3水平地震作用的计算总水平地震作用标准值多层砌体房屋中墙体的数量多、抗侧移刚度大，因而其横向和纵向的基本周期都较短，一般不超过0.25s。《抗震规范》第条中规定，对于多层砌体房屋、底部框架-抗震墙房屋和多层内框架房屋，确定水平地震作用时，取α1=αmax。8.4楼层水平地震剪力的分配楼层水平地震剪力Vi主要由与Vi方向一致的各抗震墙体承担，但由于楼盖刚度不同，横向、纵向楼层水平地震剪力在横向、纵向各抗震墙体之间的分配原则是不同的。横向分配，取决于墙体的抗侧移刚度，及楼、屋盖的整体水平刚度。纵向分配，按刚性。8.4.1横向水平地震剪力的分配横向楼层水平地震剪力在同一楼层横向各抗震墙体之间的分配，不仅取决于各抗震墙体的抗侧移刚度，而且取决于楼、屋盖的整体水平刚度。楼、屋盖的整体水平刚度与楼板的结构类型、楼盖的长宽比有关。1．刚性楼盖2．柔性楼盖3．中等刚度楼盖8.4.1横向水平地震剪力的分配刚性楼盖指现浇或装配整体式钢筋混凝土楼盖，这类楼板结构的整体型好、水平刚度大。可将刚性楼盖视为绝对刚性的水平连续梁，将各抗震墙看作是该梁的弹性支座。即各抗震墙所承受的地震剪力按各墙体的抗侧力等效刚度比例进行分配。8.4.1横向水平地震剪力的分配刚性楼盖8.4.1横向水平地震剪力的分配柔性楼盖柔性楼盖是指木结构楼盖或楼面开洞率很大的钢筋混凝土楼盖等。这类楼板结构的水平刚度小。在横向水平地震剪力作用下，在各支承（各横墙）处，楼盖的变形不连续。可以近似地假定楼盖为分段支承于各片横墙的多跨简支连梁，各片墙可以独立变形。各横墙所承担的地震剪力按该墙从属面积（墙两侧相邻横墙之间一半面积）上的重力荷载比例进行分配。Gjm——第j层第m道横墙从属面积上重力荷载代表值；Gj——第j层结构总重力荷载代表值。8.4.1横向水平地震剪力的分配柔性楼盖8.4.1横向水平地震剪力的分配柔性楼盖当楼层单位面积上的重力荷载代表值相等时，可简化为按各墙片所承担的地震作用的面积比进行分配：Ajm——第j层第m道横墙所应分配地震作用的建筑面积；Aj——第j层的建筑面积。8.4.1横向水平地震剪力的分配中等刚度楼盖装配式钢筋混凝土楼盖属于中等刚度楼盖。其整体性不如刚性楼盖，其刚度介于刚性与柔性楼盖之间。《抗震规范》建议，对于中等刚度楼盖，第i层第m片横墙所承担的地震剪力Vim可取刚性楼盖和柔性楼盖两种计算结果的平均值。各层采用不同类型的楼盖时，应按不同类型的楼盖分别计算

8.4.2纵向水平地震剪力的分配一般房屋的纵向尺寸比横向大很多，楼盖的纵向变形很小，可认为在其自身平面内无变形。因此，无论何种楼盖类型，其纵向水平刚度都很大，均可视作刚性楼盖。即纵向楼层水平地震剪力可按纵墙的刚度比例进行分配。纵向尺寸与横向尺寸接近时，则可采用与横向相同的方法分配纵向楼层水平地震剪力。8.6抗震构造措施8.6.1设置钢筋混凝土构造柱在多层砖房的墙体中，纵横墙连接处和楼梯间墙角等部位设置钢筋混凝土构造柱，并与各层圈梁拉结，可以加强墙体抗弯、抗剪的能力，使墙体在破坏过程中具有一定的延性。构造柱可提高墙体的抗剪能力20~30%，其提高的幅度与墙体高宽比、竖向压力和开洞情况有关。设置钢筋混凝土构造柱在墙体开裂后，构造柱阻止墙体的滑移、错位并减缓墙体的酥碎现象发生。多次强震震害调查表明，设置构造柱是一种有效的抗倒塌措施。凡设有钢筋混凝土构造柱的多层混合结构房屋，与未设构造柱的同类房屋相比，震害显著减轻。1.构造柱的作用:

①构造柱可以提高砌体房屋的抗剪强度，因而提高墙体的初裂荷载和极限承载力。试验证明，构造柱对抗剪强度的提高大概在20%～30%。②构造柱可加强结构的整体性。由于构造柱增强了内外墙交接处的连接，有效提高了砌体的整体性。内外墙交接处是结构的薄弱环节，施工中常常不能同时咬槎砌筑，形成内外墙的马牙槎甚至直缝，地震中有可能发生外墙倾倒。设置构造柱后，允许内外墙分别施工，既方便了施工，又增强了内外墙的连接。

设置钢筋混凝土构造柱1构造柱的作用:③构造柱可以防止墙体或房屋的倒塌。地震作用下墙体中形成交叉裂缝并破裂成四块后，构造柱可约束破碎的三角形块体。破碎墙体仍然可以作为支撑上部的竖向荷载，抵抗水平地震作用，消耗地震能量。设置钢筋混凝土构造柱2构造柱的设置部位:表8-12多层砖砌体房屋构造柱设置要求房屋层数设置部位6789四、五三、四二、三

楼、电梯间四角、楼梯斜梯段上下端对应的墙体处；外墙四角和对应转角；错层部位横墙与外纵墙交接处；大房间内外墙交接处；较大洞口两侧隔12m或单元横墙与外纵墙交接处；楼梯间对应的另一侧内横墙与外纵墙交接处六五四二隔开间横墙（轴线）与外墙交接处；山墙与内纵墙交接处七≥六≥五≥三内墙（轴线）与外墙交接处，内墙的局部较小墙垛处，内纵墙与横墙（轴线）交接处注：较大洞口，内墙指不小于2.1的洞口；外墙在内外墙交接处已设置构造柱时允许适当放宽，但洞侧墙体应加强。

设置钢筋混凝土构造柱8.6抗震构造措施8.6.2设置钢筋混凝土圈梁震害调查表明，圈梁是多层砖房的一种经济有效的构造措施，可提高房屋的抗震能力，减轻震害。圈梁有以下作用：1．增强房屋的整体性，由于圈梁的约束作用，使楼盖与纵横墙构成整体的箱型结构，防止预制楼板散开和墙体出平面的倒塌，以充分发挥各片墙体的抗震能力；圈梁有以下作用：2．作为楼板的边缘构件，对装配式楼盖在水平面内进行约束，提高楼板的水平刚度，保证楼盖其整体横隔板作用，以传递并分配地震剪力；3．与构造柱一起对墙体在竖向平面内进行约束，限制墙体斜裂缝的开展，且不延伸出两道圈梁之间的墙体，并减小裂缝与水平方向的夹角，保证墙体的整体性和变形能力，提高墙体的抗剪能力；圈梁有以下作用：4．可以减轻地震时。地基不均匀沉降与地表裂缝对房屋的影响，特别是屋盖处和基础顶面处的圈梁，具有提高房屋的竖向刚度和抵御不均匀沉降的能力现浇混凝土圈梁设置详见表8-13表8-13砖房屋现浇钢筋混凝土圈梁设置要求设防烈度6、7度8度9度外墙和内纵墙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内