建筑结构抗震设计讲义一八

第四章多层砌体房屋4.1概述多层砌体房屋：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最广泛的一种建筑形式。在民用建筑中约占90%以上，在整个建筑业中约占80%。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。大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差：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%。抗震性能差的原因：1、刚度大、自重大，地震作用也大；2、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;3、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。0.00.09.819.570.7倒塌严重破坏中等破坏轻微破坏基本完好0.023.529.435.311.8倒塌严重破坏中等破坏轻微破坏基本完好天津市8度区经7度设防的74年通用住宅震害统计（%）唐山地区8度区多层砖房的震害统计（%）4.2震害及其分析一、倒塌1、全部倒塌房屋整体性好，而底层强度不足时；房屋整体性不好，而上层墙体过于弱时；2、上部倒塌房屋上层自重大，刚度差；上层砌体强度过弱，整体性差时；3、局部倒塌个别部位的整体性特别差，纵墙与横墙间联系不好，平面或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当等；外纵墙全部脱开横墙而坍塌是较常见的震害。二、裂缝抗剪承载力不足,产生裂缝,主要有“X”形、水平和竖向三种类型。1、“X”形裂缝墙体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。若主震方向与横纵墙成某一角度时，常在房屋的角部出现局部倒塌。2、水平裂缝大都发生于外纵墙窗口的上下皮处。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。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。三、窃其它虚破坏楼梯灾间的果墙体煤一般今震害搜较重汽。横墙暴间距巾小，惊抗剪爬刚度薪大；1、楼烧梯间飘破坏原因袍是：空间泄刚度骄较小盲；墙体林有削率弱等队；突出傲屋面冻的屋泊顶间能（电疏梯机勺房、壶水箱沟间等目）、吧烟囱卷、女露儿墙辞，由誓于“歉鞭端辜效应横”引旋起破剪坏。2、房蹦屋附偏属物房屋侮附属袖物的察破坏俩比下炭部主肌体结漫构破脱坏严波重。6度区遥有所请破坏肃，7度区炉普遍急破坏乏，8-逗9度区溉几乎液全部讨破坏戴或倒雁塌。5、楼序板和割屋盖楼板该和屋衔盖是浸地震稿时传多递水鸟平地沿震作区用的巾主要摘构件泪。对于胃预制种板楼垃板、矮楼盖千，由逐于整敌体性警较差缺、板息缝偏叶小混迎凝土舞灌缝沫不够盏密实默，地捷震时日易于钳拉裂恐。9度以确上地高区，而由于呀墙体小开裂壶、错侦位、材倒塌创引起杨楼板奖、楼得盖掉吗落。激预制辞板端辈部搁仙置长阔度过哑短或践无可害靠的恋板与迹板及伶板与厅墙的拢拉接质措施太，也各造成灿震害惨。四、岂不同望烈度吉地震沫作用逝下多谎层砖豆房的参震害唐山地区多层砖房的震害统计（%）81.868.025.10.0倒塌11.719.932.523.5严重破坏4.76.534.329.4中等破坏1.55.06.835.3轻微破坏0.30.61.311.8基本完好111098破坏程度烈度未经犬抗震翻设防喂的多抢层砖怎房在械高烈府度区姑的倒怎塌率讽非常南高。五、杰不同熟用途畅多层诵砖房骑的震驻害0.00.00.0倒塌19.017.00.0严重破坏19.027.09.8中等破坏22.010.019.5轻微破坏40.046.070.7基本完好中小学教学楼医院住宅破坏程度建筑用途天津描市8度区骑住宅幼、医借院、撒中小振学教病学楼荒震害杨统计拣（%）横墙艰间距矛大震阅害严烟重。4.透3抗震漠设计释的一城般规己定一、纯平立南面布衡置要携规则二、悼房屋落高度演、层坑数、标层高千要限疯制房屋宁平面佣最好宾为矩诵形。1.一般臣情况洪下，滴层数让和总忘高度卸不应限超过宰下表------618721721190混凝土小砌块------5156187211904126187217212404126187821824240普通粘土砖层数高度层数高度层数高度层数高度6789烈度最小(mm)房屋类别多孔粘土砖2.对医赖院、任教学扯楼等荣及横在墙较在少的铁多层芒砌体艘房屋稀，总筝高度照应比播前表会的规踏定降揭低3m,层数旱相应桨减少暑一层探；各毙层横投墙很壳少的姓多层扒砌体遍房屋潜，还撕应根涌据具千体情伶况再校适当撑降低仰总高谊度和屈减少养层数贪。3.横墙竿较少问的多傍层砌叹体住视宅楼悬，当烛按规雷定采距取加腥强措扫施并祝满足割抗震倚承载训力要清求时论，其逆高度袜和层括数可型按上谎表采呆用。4.砖和溉砌快视承重园房屋抹的层驳高不句应超掘过3.俗6m。三、典房屋耐高宽瓜比的倦限制抗震非规范莲对多贪层砌伸体房旷屋不括要求培作整层体弯晃曲的垮承载旺力验哗算。钟为了为使多乘层砌攀体房葡屋有劣足够求的稳溪定性祸和整景体抗亚弯能孝力，局房屋惠的高址宽比采应满稻足下壮表：房屋欺高宽泊比：哭房屋友总高拒度与俩总宽绍度的阿最大醉比值蒸。烈度6789最大高宽比2.52.52.01.5房屋君高宽纺比的誉限值誓表四、抗震厨横墙绿间距青的限仰制横向橡地震泪作用倾主要悲由横宝墙承慢受。瓜横墙嗽间距锡较大纠时，律楼盖策水平址刚度旧变小拿，不着能将生横向养水平贞地震晓作用术有效疑传递索到横乎墙，俘致使刷纵墙六发生炉较大己出平遍面弯窑曲变侨形，此造成华纵墙龙倒塌槽。471111木楼、屋盖7111515装配式钢筋混凝土楼、屋盖11151818现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖9876烈度房屋类型房屋抗震横墙最大间距(m)五、房屋壮局部毛尺寸程的限六制在强因烈地鸦震作溪用下跨，房锣屋首盒先在迹薄弱蚊部位头破坏青，这虏些薄期弱部伟位一礼般是胀，窗款间墙衰、尽霉端墙症段、旱突出槽屋顶窃的女愧儿墙穿等。1.51.51.02.00.01.21.21.01.50.51.01.01.01.00.51.01.01.01.00.5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9876烈度部位房屋局部尺寸限值(m)六、鸣结构训体系俭要合置理1、应行优先唉采用话横墙勇承重励或纵板横墙容共同承谎重的秧结构青体系代；2、纵滨横墙受的布仆置宜碎对称腿，沿谁水平跃面内命宜对缩慧齐，沟沿竖迎向应骄上下容连续；鲜同一欠轴线邻上的尤窗间局墙宜先均匀略；4、楼丝式梯间沙的位趟置不宜夸设在珠房屋朵的尽局端和歇转角住处。5、烟圣道、泪风道斜、垃律圾道毒等不正应削四弱墙属体，宁当墙炎体被惯削弱时动，应子对墙和体采吸取加敢强措基施，垮不宜草采用惊无竖钩向配筋的瘦附墙浆烟囱情及出萌墙面辨的烟恋囱。6、不躁宜采忽用无辞锚固详的钢纲筋混盒凝土知预制时挑檐傲。3、防蹲震缝有下担列情美况之诸一时团宜设掘置防爷震缝（1）房横屋立凯面高获差在6m以上凭；（2）房标屋有兆错层际，且绑楼板续高差捆较大渠；（3）各耀部分遭结构祖刚度沾、质麻量截忙然不丙同。体形膨不对葬称的腿结构艰较体敏形均扰匀对鱼称的晕结构咬破坏斑更严纲重一扮些。悄加防它震缝轻可以奴将体锻形复谁杂的混结构伟划成哈体形晶对称东均匀相的结扑构。加防蛾震缝饭亦有锣一些吊弊端精。4.贺4抗震葬构造福措施对于冶多层等砌体景结构格，抗题震构君造措捏施对比于提邻高房两屋的挡抗震泊性能初，作到剪大震折不倒韵有重拜要意轧义。(一)设置划钢筋混凝予土构造柱各种是构造唱措施泄的目肿的只誓有一捆个:即加编强房惨屋的匹整体昼性，惯使之浸具有渐一定乒的变抓形能止力(延性届）。一、辱多层饲砖房妄的抗泪震构笼造措战施1、钢侄筋混叔凝土丽构造孕柱的洪主要泄功能约束忙墙体隔，使亡之有童较高级的变煎形能功力。2、设挖置位歪置和允要求（1）构阀造柱弟设置由部位掉一般纸情况走下应其符合时下表唉要求内墙(轴线)与外墙交接处,内墙的局部较小墙垛处,7-9度时,楼、电梯的四角,9度时,内纵墙与横墙(轴线)交接处三、四五、六六、七八隔开间横墙(轴线)与外墙交接处,山墙与内纵墙交接处,7-9度时,楼、电梯的四角二四五六、七7、8度时，楼、电梯的四角，每隔15m左右的横墙或单元横墙与外墙交接处二、三三、四四、五9度8度7度6度房屋层数设置部位外墙四角，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（2）外廊式和单面走廊式的多层房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按前表设置构造柱，且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。（3）教学楼、医院等横墙较少的房屋，应根据房屋增加一层后的层数，按上表设置构造柱；当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时，应按前款要求设置构造柱，但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时，应按增加二层后的层数考虑。3、截迷面尺六寸、续配筋锡和连宁接的集要求（1）截如面与闪配筋构造柱最小截面可采用240×180mm，纵向钢筋宜采用，箍筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端适当加密；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，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）构底造柱绝与墙晒体的缎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设拉结钢筋，每边深入墙内不宜小于1m。构造杏柱与吓圈梁捆连接恢处，回构造变柱的赏纵筋蜂应穿厕过圈香梁，药保证腹构造商柱纵考筋上虑下贯如通。（3）构闪造柱章与圈基梁的泰连接构造哄柱可解不单搜独设席置基旁础，桥但应月深入漏室外唱地面服下50趟0mm，或与猪埋深河小于50位0mm的基览础圈惊梁相卫连。（4）构和造柱当的基软础（5）房尽屋高庄度和乡丰层数副接近扶限值叮时的征构造柱例间距房屋壁高度校和层粮数限添值时孝，纵妄横墙亩内的顿构造付柱间傲距尚匙应符夺合下陆列要销求：1）横蹦墙内富构造缠柱间景距不耗宜大朝于层逼高的旱二倍陪，下皂部1/寒3的楼凝层的靠构造需柱间础距适情当减观小；2）外污墙的孤构造貌柱间行距应龟每开帝间设采置一伍柱；雷当开享间大简于3.闸9m时，舌应令拿设加有强措失施。瓶内纵敞墙的棒构造痛柱间燃距不坛宜大堡于4.贸2m。(二)设置侍钢筋脑混凝泻土圈粱梁1、钢队筋混算凝土杂圈梁财的主涝要功熔能增加睛纵横正墙体尽的连顶接，拐加强骗整个答房屋终的整泥体性寇；圈碗梁可约箍住纺楼盖捉，增响强其减整体离刚度腥；减渴小墙制体的被自由坟长度给，增喷强墙催体的诸稳定更性；胀可提博高房愤屋的我抗剪巧强度积，约晋束墙池体裂献缝的篮开展鲜；抵茎抗地失基不符均匀器沉降马，减汉小构吸造柱诱计算扔长度瞧。（1）装佳配式演钢筋耕混凝激土楼齿盖、呈屋盖按或木黎楼盖摸、屋位盖的庄砖房坛，横罩墙承这重时帜应按径下表惯的要肆求设忍值圈肿梁，住纵墙益承重扯时每关层均勿应设哭置圈短梁，坡且抗烟震墙申上的纷圈梁粪间距泊应比健表内包要求顷适当惜加密残。2、钢倒筋混委凝土浇圈梁盆的设恳置部周位及击构造餐要求圈梁匆与构别造柱卷一起,形成锻砌体页房屋匀的箍讲，使浇其抗仅震性参能大跌大改熟善。同上;各层所有横墙同上;屋盖处沿所有横墙，且间距不应大于7m；楼盖处间距不应大于7m,构造柱对应部位同上;屋盖处间距不应大于7m，楼盖处间距不应大于15m,构造柱对应部位内横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外墙及内纵墙986、7墙类烈度（2）现太浇或这装配斗整体艇式钢蚊筋混驾凝土拐楼盖铺、屋严盖与奖墙体告可靠驳连接猾的房赴屋可府不另踏设圈齿梁，伤但楼顷板沿殿墙体租周边骑应加结强配姨筋，肺并应撤与相驳应的丸构造指柱钢浊筋可粪靠连浴接。（3）圈梅梁应宫闭合塞，遇头有洞妇口应系上下五搭接检，圈无梁宜跟与预泡制板少设在晓同一龟标高须处或援紧靠席板底对。（4）圈受梁在校前表归要求淡的间晚距内澡无横拘墙时旦，应富利用瓜梁或继板缝山中配讽筋替唉代圈肯梁。2、圈广梁的传截面远尺寸让及配啄筋圈梁的截面高度一般不应小于180mm，配筋应符合右表要求，但在软弱粘性土、液化土、新近填土或严重不均匀土层上的砌体房屋的基础圈梁，截面高度不应小于180mm，配筋不应少于。150200250最大箍筋间距(mm)最小纵筋986、7配筋烈度(三)楼盖场、屋长盖构愁件具虾有足熄够的槽搭接瞒长度泻和可圾靠的谨连接1.现浇筝钢筋饼混凝够土楼愿板或着屋面愤板伸昏进纵驼、横丈墙内宁的长滑度，亲均不嚼宜小剃于12馆0mm。2.装配象式钢疑筋混桃凝土键楼板索或屋伏面板剂，当跟圈梁返未设校在板弯的同蚀一标炕高时借，板烟端伸何进外偏墙的易长度缘瑞不应治小于12砍0mm，伸进社内墙龙的长抛度不标应小站于10歪0mm，在梁偿上不宗应小瓜于80mm。3.当板损的跨撤度大猴于4m并与夜外墙耻平行解时，疼靠外奥墙的艘预制千板侧经边与俗墙或拔圈梁棵拉接健。4.房屋罢端部抱大房刺间的窗楼盖白，8度时除房屋吐的屋晶盖和9度时点房屋狐的楼事盖、碍屋盖商，圈衔梁设添在板与底时兵，钢棍筋混齐凝土攀预制杰板应租相互劝拉结贡，并拦应与购梁、绑墙或歪圈梁前拉结掠。5.楼、杠屋盖皮的钢毯筋混披凝土汗梁或哭物价路，应堂与墙壤、柱赴（包闻括构冒造柱唇）或曲圈梁派可靠猜连接双，梁痒与砖沈柱的付连接已不应蚊削弱霸柱截灭面，黎各层基独立浑砖柱蛙顶部税应在伙两个湿方向纯均有博可靠渗连接聪。6.坡屋胁顶房盆屋的税屋架化应与鼠顶层顶圈梁唉可靠闲连接跃，檩奴条或猜屋面洁板应摆与墙驰及屋耽架可汇靠连冷接，票房屋惹出入逮口的护檐口惑瓦应羽与屋下面构吩件锚础固；8度和9度时渠，顶粱层内语纵墙雅顶宜胞增砌汤支撑盯端山即墙的庆踏步跃式墙末垛。7.门窗算洞口碰不应令采用寺无筋载砖过秋梁，考过梁误支撑吴长度赞，6～8度时浓不应龙小于24掀0mm；9度时久不应生小于36预0mm。8.预制随阳台融应与甘圈梁服和楼拍板的萌现浇拢板带颂可靠宅连接泄。(四)横墙介较少徐砖房匹的有尝关规迷定与党加强酷措施横墙洁较少忍的多昨层普晌通粘样土砖絮、多当孔粘刊土砖涝房的墨总高骡度和咳层数蔬接近找或达俩到规泡定限帐制，炕应采蚀取下达列加丧强措舱施：1.房屋除的最艳大开摇间尺滥寸不蔬宜大经于6.谨6m。2.同一腐个结色构单社元内剑横墙馅错位的数量尽不宜剖超过己横墙才总数孝的1/旋3，且等连续诞错位律不宜裕多于脆两道泊；错灵位的肠墙体熄交接其处均量应增碎设构驴造柱淋，且贝楼、凯屋面氧板应往采用议现浇损钢筋废混凝火土板搂。3.横墙笋和内释纵墙师上洞呈口的鉴宽度茎不宜枝大于1.类5m；外纵奖墙上足洞口协的宽例度不斤宜大楼于2.窝1m或开朽间尺否寸的山一半吨；内举外墙智上洞观口位信置不所应影哪响外酸纵墙霸和横舞墙的同整体凤连接柿。4.所有纵横墙均应在楼、屋盖标高处设置加强的现浇钢筋混凝土圈梁，圈梁的截面高度不小于150mm，上下纵筋各不应少于，箍筋不小于，间距不大于300mm。5.所有任纵横犯墙交往界处坊及横创墙的聚中部排，均篇应设峰置加白强柱走；该荡加强有柱在间横墙丸内的如柱距剪不宜早大于阵层高顾，在税纵墙话内的盒柱距什不宜状大于4.粒2m，最小烂截面华尺寸傍不宜压小于24点0mm丛×2惯40健mm，配筋止宜符咏合下宜表的鸡要求稀。最大配筋率(%)最小配筋率(%)最小直径加密区范围(mm)加密区间距(mm)最小直径角柱1.80.8全高边柱1.80.8上端700中柱1.40.4下端500位置纵向糠钢筋箍筋10瞎06.同一况结构疗单元刮的楼歉、屋涌面板辜应设令在同何一标锦高处。7.房屋的底层和顶层，在窗台标高处宜设置沿纵横墙通长的水平现浇钢筋混凝土带，其截面高度不小于60mm，宽度不小于240mm，纵向钢筋不少于。(五)墙体之间的连接1.7度时长度大于7.2m的大房间及8度和9度时，外墙转角及内外墙交接处，应沿墙高每隔500mm配置拉结钢筋，并每边深入墙内不宜小于1m。2.后砌的非承重砌体隔墙应沿墙高每隔500mm配置拉结钢筋与承重墙或柱拉结，并每边深入墙内不宜小于500mm；8度和9度时长度大于5m的后砌非承重砌体隔墙的墙顶，尚应与楼板或梁拉结。(六)加强楼梯间的整体性1.8度和9度时，顶层楼梯间横墙和外墙应沿墙高每隔500mm设通长钢筋；9度时其它各层楼梯间可在休息板平台或楼层半高处设置60mm厚的钢筋混凝土带或配筋砂浆带，砂浆强度等级不应低于M7.5，钢筋不宜少于。楼梯间应符合下列要求：2.8度和9度时，楼梯间及门厅内墙阳角处的大梁支承长度不应小于500mm，并应与圈梁连接。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，不应采用无筋砖砌栏板。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设拉结钢筋，且每边伸入墙内不应小于1m。(七)采用同一类型的基础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。二、泰多层案砌块眨房屋绢的抗盏震构师造措热施(一)设置卸钢筋榨混凝石土芯粉柱1、芯辆柱设虚置部士位及胀数量混凝车土小尺砌块挑房屋冻应按悼下表占要求晨设置脉钢筋勒混凝互土芯跳柱；姿对医聪院、歪教学滨楼等槽横墙璃较少抓的房委屋，羞应根给据房仇屋增详加一豆层后华的层堂数按逝下表惊要求干设置善芯柱决。外墙转角,灌实7个孔;内外墙交接处,灌实5个孔;内墙交接处,灌实4～5个孔;洞口两侧各灌实1个孔同上；横墙内芯柱间距不宜大于2m六七外墙转角,灌实5个孔;内外墙交接处,灌实4个孔;内墙交接处,灌实4～5个孔;洞口两侧各灌实1个孔外墙转角,楼梯间四角;各内墙（轴线）与外纵墙交接处;8、9度时，内纵墙与横墙（轴线）交接处和洞口两侧五六七外墙转角，楼梯间四角；大房间内外墙交接处;山墙于内纵墙交接处,隔开间横墙（轴线）与外纵墙交接处四五六外墙转角,楼梯间四角;大房间内外墙交接处;隔15m或单元横墙与外纵墙交接处二、三三、四四、五8度7度6度房屋层数设置部位设置数量外墙转角,灌实3个孔;内外墙交接处,灌实4个孔2.芯柱垮截面捕尺寸督、混臣凝土袖强度稍等级列和配择筋（1）混古凝土述小砌霜块房斧屋芯著柱截傲面尺闭寸不锻宜小辩于12泻0mm厦×1灭20革mm。（2）芯茫柱混遥凝土应强度先等级粉，不援应低居于C2立0。（4）芯谢柱应哲伸入誓室外劝地面醒下50仗0mm阶,或与争埋深北小于50障0mm的基越础圈约梁相火连.（5）为改提高鲁墙体之抗震孤受