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1、 若能針對(duì)砌體結(jié)構(gòu)的弱點(diǎn)進(jìn)行合理設(shè)計(jì),采用適當(dāng)?shù)臉?gòu)造措施,確保施工質(zhì)量,砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能是能夠得到改善的。 從震害調(diào)查可見(jiàn):經(jīng)抗震設(shè)防可減輕砌體結(jié)構(gòu)的震害,減少嚴(yán)重破壞和倒塌率。 天津市8 8度區(qū)經(jīng)7 7度設(shè)防的7474年通用住宅震害統(tǒng)計(jì)(% %) 唐山地區(qū)8 8度區(qū)多層磚房的震害統(tǒng)計(jì)(% %)第1頁(yè)/共119頁(yè) 6 . 1 砌體結(jié)構(gòu)和底部框架、內(nèi)框架房屋的震害特點(diǎn)1 宏觀震害調(diào)查 砌體結(jié)構(gòu)是使用最廣泛的一種建筑形式,砌體結(jié)構(gòu)多采用粘土實(shí)心磚和混合砂漿砌筑,通過(guò)磚塊的咬砌達(dá)到具有一定整體連接的目的;樓板、梁和其他構(gòu)件采用預(yù)制鋼筋混凝土。 因此,整個(gè)結(jié)構(gòu)由于組成和連接的原因具有脆性性質(zhì)(強(qiáng)度低
2、)。抗震設(shè)計(jì)欠合理的砌體房屋,抗震性能較差,破壞率都比較高。多數(shù)磚房的抗破壞能力很低,但具有較高的抗倒塌能力,因此,砌體結(jié)構(gòu)房屋只要進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和采取必要的抗震措施,精心施工,仍可在地震區(qū)采用。第2頁(yè)/共119頁(yè) 因結(jié)構(gòu)上的地震作用有很大的不確定性,準(zhǔn)確計(jì)算結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)還有困難;另一方面,在試驗(yàn)室內(nèi)難以真實(shí)模擬地震作用。因此必須重視震害的實(shí)地考察,找出結(jié)構(gòu)的抗震薄弱環(huán)節(jié),總結(jié)出有益的抗震措施。2 2 震害現(xiàn)象a a墻體 橫墻(包括山墻)、縱墻上出現(xiàn)斜向、交叉、水平裂縫,嚴(yán)重時(shí)出現(xiàn)傾斜、錯(cuò)動(dòng)和倒塌現(xiàn)象。當(dāng)?shù)卣鹱饔迷趬w內(nèi)產(chǎn)生的主拉應(yīng)變超過(guò)相應(yīng)極限拉應(yīng)變時(shí)則產(chǎn)生斜裂縫;在地震的反復(fù)作用下,形成了
3、交叉裂縫。高寬比較小的橫墻,中部出現(xiàn)水平剪切裂縫。 第3頁(yè)/共119頁(yè) 交叉裂縫易出現(xiàn)在縱墻的窗間墻或窗肚墻(即窗洞上下間墻)中,原因是墻上壓力較小,而墻體抗拉強(qiáng)度較低。在高烈度地震區(qū),承重橫墻開(kāi)裂后,當(dāng)水平地震力繼續(xù)作用,由交叉裂縫所分割出的三角形墻體可能被擠出,造成房屋的原地塌落。 水平裂縫多出現(xiàn)在縱墻窗口上下截面處(房屋中段較重,兩端較輕);頂層大空間的外縱墻在7度時(shí)也可出現(xiàn)水平裂縫。產(chǎn)生的原因是:橫墻間距過(guò)大或樓板水平剛度不足,縱墻產(chǎn)生了過(guò)大的平面外變形,導(dǎo)致墻體的抗彎強(qiáng)度不足而出現(xiàn)水平裂縫。 當(dāng)采用木屋架時(shí),因屋面構(gòu)件與山墻之間缺乏可靠錨固,山墻頂部出現(xiàn)水平裂縫、倒八字裂縫,嚴(yán)重者則
4、墻頂部局部倒塌。第4頁(yè)/共119頁(yè) 房屋四角以及凸出部分陽(yáng)角的墻面上,出現(xiàn)縱橫兩個(gè)方向的 形斜裂縫,嚴(yán)重時(shí)則發(fā)生墻體局部倒塌。由于扭轉(zhuǎn)影響及墻角部位具有較大的剛度,分配到房屋角部的地震作用效應(yīng)明顯加大,且此處易產(chǎn)生應(yīng)力集中,加之其水平約束作用均較弱,因此抗震能力有所降低,容易產(chǎn)生上述裂縫和墻角局部塌落。Vb b墻角的破壞 施工時(shí)縱橫墻往往不能同時(shí)咬搓砌筑,墻體間缺乏拉結(jié),或雖同時(shí)砌筑,但砌筑質(zhì)量不好,導(dǎo)致墻體間拉結(jié)強(qiáng)度低。在垂直于縱墻的地震力的作用下,縱橫墻連接處產(chǎn)生破壞,出現(xiàn)豎向裂縫或縱墻整片倒塌。地基條件不好時(shí),地震時(shí)的不均勻沉降也可產(chǎn)生豎向裂縫。c縱橫墻連接處的破壞第5頁(yè)/共119頁(yè) 樓
5、梯間墻體的震害一般比較重,支承樓梯的橫墻破壞更為普遍。因其橫墻間距較小,其水平抗剪剛度較大,因而承擔(dān)較大的水平地震剪力;而其空間剛度相對(duì)較小,特別是頂層休息平臺(tái)以上的外縱墻常為一層半高,且豎向壓力較??;樓梯踏步板又削弱了墻體的截面。因此樓梯間的墻體容易產(chǎn)生斜裂縫或交叉裂縫。當(dāng)樓梯間布置在房屋端部或轉(zhuǎn)角處,因受扭轉(zhuǎn)附加剪力的影響,其震害更為嚴(yán)重,常引起墻體破壞或倒塌。 樓梯本身的震害較輕,預(yù)制樓梯在接頭處裂開(kāi);現(xiàn)澆樓梯與平臺(tái)梁相接處被拉斷。d d樓梯間的破壞第6頁(yè)/共119頁(yè) 樓板和屋蓋是傳遞水平地震作用的主要構(gòu)件,其剛度對(duì)房屋抗震性能影響很大?,F(xiàn)澆樓蓋、屋蓋整體性好、水平剛度大,是較理想的抗震
6、構(gòu)件。預(yù)制樓蓋、屋蓋整體性較差,地震時(shí)樓板連接處容易拉裂。墻體開(kāi)裂、錯(cuò)位乃至倒塌常導(dǎo)致預(yù)制樓、屋蓋的掉落。 另外,預(yù)制板端部之間及預(yù)制板與墻之間的拉結(jié)不好也可造成樓、屋蓋的掉落。 e e樓板與屋蓋的震害第7頁(yè)/共119頁(yè) 地震時(shí)由于受到“鞭端效應(yīng)”的影響,高出屋面的煙囪、塔樓、樓梯間、水箱問(wèn)的墻面上出現(xiàn)交叉裂縫、水平裂縫、錯(cuò)動(dòng)、甚至倒塌。f f房屋阻屬物的破壞 房屋磚墻的特定部位設(shè)置了不同截面的鋼筋混凝土柱,地震時(shí),由于混凝土柱約束著破碎的墻體沒(méi)有一塌到底,因此上層樓屋蓋沒(méi)有塌落,形成了裂而未倒的情況,與未設(shè)構(gòu)造柱的同類房屋對(duì)比震害顯著減輕。 g g帶鋼筋混凝土構(gòu)造柱磚房的震害第8頁(yè)/共119
7、頁(yè)第9頁(yè)/共119頁(yè)第10頁(yè)/共119頁(yè)第11頁(yè)/共119頁(yè)第12頁(yè)/共119頁(yè)第13頁(yè)/共119頁(yè)4.2 多層砌體選型與布置 1多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系 多層砌體房屋在強(qiáng)烈地震襲擊下極易倒塌,因此,防倒塌是多層磚房抗震設(shè)計(jì)的重要問(wèn)題。但是,多層磚房的抗倒塌主要是從總體布置和細(xì)部構(gòu)造措施等抗震概念設(shè)計(jì)方面來(lái)解決。 體型較復(fù)雜和抗側(cè)移構(gòu)件布置不均勻的多層砌體房屋,其應(yīng)力集中程度、扭轉(zhuǎn)影響及抗震薄弱部位都不好估計(jì),細(xì)部構(gòu)造也較難處理。因此,多層砌體結(jié)構(gòu)體系應(yīng)符合下列要求:第14頁(yè)/共119頁(yè)1多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系 多層砌體房屋的結(jié)構(gòu)體系,應(yīng)符合下列要求:(1)應(yīng)優(yōu)先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的結(jié)
8、構(gòu)體系;(2)縱橫墻的布置宜均勻?qū)ΨQ,沿平面內(nèi)宜對(duì)齊,沿豎向應(yīng)上下連續(xù);同一軸線上的窗間墻寬度宜均勻;第15頁(yè)/共119頁(yè)(3)房屋有下列情況之一時(shí)宜設(shè)置防震縫,縫兩側(cè)均應(yīng)設(shè)置墻體,縫寬應(yīng)根據(jù)烈度和房屋高度確定,可采用50100;1)房屋立面高差在6以上;2)房屋有錯(cuò)層,且樓板高度較大;3)各部分結(jié)構(gòu)剛度、質(zhì)量截然不同。第16頁(yè)/共119頁(yè)(4)樓梯間不宜設(shè)置在房屋的盡端和轉(zhuǎn)角處;(5)煙道、風(fēng)道、垃圾道等不應(yīng)削弱墻體;當(dāng)墻體被削弱時(shí),應(yīng)對(duì)墻體采取加強(qiáng)措施;不宜采用無(wú)豎向配筋的附墻煙囪及出屋面的煙囪。(6)不應(yīng)采用無(wú)錨固的鋼筋混凝土預(yù)制挑檐。第17頁(yè)/共119頁(yè)2房屋的層數(shù)和高度的限制 多層砌
9、體房屋的抗震能力,除取決于橫墻間距、磚和砂漿強(qiáng)度等級(jí)、結(jié)構(gòu)的整體性和施工質(zhì)量等因素外,還與房屋的總高度有直接的聯(lián)系。國(guó)內(nèi)外歷次地震表明,在一般場(chǎng)地下,砌體房屋的層數(shù)越多、高度越高,它的震害程度和破壞率越大。第18頁(yè)/共119頁(yè)抗震規(guī)范規(guī)定,多層砌體房屋的層數(shù)和總高度應(yīng)符合下列要求:(1)一般情況下,房屋的層數(shù)和總高度不超過(guò)表6-1的規(guī)定。(2)對(duì)醫(yī)院、教學(xué)樓等橫墻較少(指同一樓層內(nèi)開(kāi)間大于4.20的房間占該層總面積的40以上)的多層砌體房屋,總高度應(yīng)比表6-1的規(guī)定降低了3,層數(shù)相應(yīng)減少一層;各層橫墻很少的多層砌體房屋,還應(yīng)根據(jù)具體情況再適當(dāng)降低總高度和減少層數(shù)。第19頁(yè)/共119頁(yè)(3)橫墻
10、較少的多層磚砌體住宅樓,當(dāng)按規(guī)定采取加強(qiáng)措施并滿足抗震承載力要求時(shí),其高度應(yīng)允許仍按表6-1的規(guī)定采用。表6-1砌體房屋的層數(shù)和總高度限值第20頁(yè)/共119頁(yè)注: 1)房屋的總高度指室外地面到主要屋面板板頂或檐口的高度,半地下室從地下室內(nèi)地面算起,全地下室和嵌固條件好的半地下室應(yīng)允許從室外地面算起;對(duì)帶閣樓的坡屋面應(yīng)算到山尖墻的1/2高度處。 2)室內(nèi)外高差大于0.6時(shí),房屋總高度應(yīng)允許比表中數(shù)據(jù)適當(dāng)增加,但不應(yīng)多于1; 3)本表小砌塊砌體房屋不包括配筋混凝土小型空心砌塊砌體房屋。 抗震規(guī)范還規(guī)定,普通磚、多孔磚和小砌塊砌體房屋的層高,不應(yīng)超過(guò)3.6第21頁(yè)/共119頁(yè)3多層砌體房屋的最大高寬
11、比 為了防止多層砌體房屋的整體彎曲破壞,抗震規(guī)范未規(guī)定對(duì)這類房屋進(jìn)行整體彎曲驗(yàn)算,而只提出了表6-2所示的房屋最大高寬比的規(guī)定來(lái)加以限制。表6-2 多層砌體房屋的房屋最大高寬比注:1)單面走廊房屋的總寬度不包括走廊寬度; 2)建筑平面接近正方形時(shí),其高寬比宜適當(dāng)減小。第22頁(yè)/共119頁(yè)4抗震橫墻的最大間距 多層砌體房屋的橫向水平地震作用主要由橫墻承擔(dān)。對(duì)于橫墻,除了要求滿足抗震承載力外,還要使橫墻間距能夠保證樓蓋對(duì)傳遞水平地震作用所需的剛度要求。抗震規(guī)范規(guī)定,砌體房屋的橫墻間距不應(yīng)超過(guò)表6-3的要求。表6-3 砌體房屋抗震橫墻的最大間距注:1)多層砌體房屋的頂層,最大橫墻間距應(yīng)允許適當(dāng)放寬;
12、2)表中木樓、屋蓋的規(guī)定,不適用于小砌塊砌體房屋。第23頁(yè)/共119頁(yè)5房屋局部尺寸的限制 墻體是多層砌體房屋最基本的承重構(gòu)件和抗側(cè)力構(gòu)件,地震時(shí)房屋倒塌往往是從墻體破壞開(kāi)始的。應(yīng)保證房屋的各道墻體能同時(shí)發(fā)揮它們的最大抗剪承載力,并避免由于薄弱部位抗震承載力不足發(fā)生破壞,導(dǎo)致逐個(gè)破壞,進(jìn)而造成整棟房屋的破壞,甚至倒塌。表6-4系根據(jù)震害宏觀調(diào)查而提出的房屋局部尺寸限制。如果采用增設(shè)構(gòu)造柱等措施,則局部尺寸可適當(dāng)放寬。第24頁(yè)/共119頁(yè)表6-4房屋局部尺寸限值第25頁(yè)/共119頁(yè)6 . 3 多層砌體房屋的杭震驗(yàn)算計(jì)算簡(jiǎn)圖 多層砌體房屋,一般驗(yàn)算房屋在橫、縱向水平地震力作用下,橫、縱墻在其自身平
13、面內(nèi)的抗剪承載力。進(jìn)行多層房屋抗震承載力驗(yàn)算時(shí),可選擇承載范圍較大或豎向應(yīng)力較小的不利墻段進(jìn)行抗剪承載力驗(yàn)算。 計(jì)算多層砌體房屋地震作用時(shí),應(yīng)以防震縫所劃分的結(jié)構(gòu)單元作為計(jì)算單元,各樓層的集中質(zhì)點(diǎn)設(shè)在樓、屋蓋處。 各樓層質(zhì)點(diǎn)重力荷載應(yīng)包括:樓、屋蓋上的重力荷載代表值,墻體上、下層各半的重力荷載。右圖所示為多層砌體房屋的計(jì)算簡(jiǎn)圖。 第26頁(yè)/共119頁(yè)m2m1mnmi第27頁(yè)/共119頁(yè) 計(jì)算簡(jiǎn)圖中底部固定端的取法: 當(dāng)基礎(chǔ)埋置較淺時(shí)取為基礎(chǔ)頂面;當(dāng)基礎(chǔ)埋置較深時(shí),取在室外地坪下0.5 處;當(dāng)其下有整體剛度很大的全地下室時(shí),則取在地下室頂板處;當(dāng)?shù)叵率艺w剛度較小或?yàn)榘氲叵率視r(shí),則取在地下室室內(nèi)
14、地坪處。 m1、水平地震作用和層間剪力的計(jì)算 多層砌體房屋中縱、橫向承重墻體的數(shù)量多,房屋的抗側(cè)移剛度大,所以其基本周期較短(縱、橫向均一樣)0.25 。所以確定水平地震作用時(shí)采用 ,水平地震作用產(chǎn)生的底部剪力的標(biāo)準(zhǔn)值 為smax1EKFeqEKGFmax(61) 0n第28頁(yè)/共119頁(yè) 作用于第 層質(zhì)點(diǎn)處的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值 為iiFiiV (62)nikkiFV (63)EKnkkkiiiFHGHGF1作用于第 層的地震剪力 為第29頁(yè)/共119頁(yè) 由于突出屋頂?shù)臉翘蓍g、水箱間等小屋及女兒墻、煙囪等附屬建筑的地震反應(yīng)強(qiáng)烈,故驗(yàn)算上述部位構(gòu)件的抗震承載力時(shí),其水平地震作用效應(yīng)應(yīng)取式(62)
15、計(jì)算值的3倍,但計(jì)算房屋下層層間地震剪力時(shí)則不考慮地震作用增大部分的影響。 帶突出屋頂小屋的多層磚房,突出屋頂小屋的層間地震剪力 為 1nVEKnkkknnnFHGHGF11111 (64)113nnFV1nikkiFV(65) (66) 第30頁(yè)/共119頁(yè)2樓層水平地震剪力在各抗側(cè)力墻體間的分配 由于多層砌體房屋墻體平面內(nèi)的抗側(cè)力等效剛度很大,而平面外的剛度很小,所以一個(gè)方向的樓層水平地震剪力主要由平行于地震作用方向的墻體來(lái)承擔(dān),而與地震作用相垂直的墻體,其承擔(dān)的水平地震剪力很小。因此,橫向樓層地震剪力全部由各橫向墻體來(lái)承擔(dān),而縱向樓層地震剪力由各縱向墻體來(lái)承擔(dān)。(1)橫向樓層地震剪力的分
16、配 橫向樓層地震剪力在橫向各抗側(cè)力墻體之間的分配,不僅取決于每片墻體的層間抗側(cè)力等效剛度,而且取決于樓蓋的整體剛度。第31頁(yè)/共119頁(yè)(1)(1)剛性樓蓋 剛性樓蓋是指現(xiàn)澆樓蓋或裝配整體式樓蓋。在地震力作用下,樓蓋在其水平面內(nèi)產(chǎn)生的變形很小,可視為絕對(duì)剛性的水平連續(xù)梁。若樓層的剛度、質(zhì)量中心重合,則樓蓋僅發(fā)生整體平移運(yùn)動(dòng),各橫墻將產(chǎn)生相等的層間位移 ,故抗側(cè)力橫墻可視為梁的彈性支座。 u(1)(1)橫向樓層地震剪力的分配第32頁(yè)/共119頁(yè) 已知第 層各橫向墻體的總抗側(cè)移等效剛度 ,在第 層間地震剪力 作用下的層間位移u及第 層第 片橫墻所分配的水平地震剪力 為: iiKiiVimimV(6
17、-7)nkikiiiKVKVu1VKKuKVnkikimimim1式中 、 第 層第 、片墻體的抗側(cè)移等效剛度; 房屋第 層的橫向水平地震剪力。imKikKiimk(6-8)第33頁(yè)/共119頁(yè) 柔性樓蓋是木結(jié)構(gòu)樓蓋等(水平剛度很小),在橫向水平地震作用,各片橫墻產(chǎn)生的位移,主要取決于它承受的樓蓋重力荷載代表值所引起的地震力。整個(gè)樓蓋可視為分段簡(jiǎn)支于橫墻上的多跨簡(jiǎn)支梁,各片橫墻可獨(dú)立變形。這樣,第 層 片橫墻所承擔(dān)的地震剪力 可按該墻從屬面積上重力荷載代表值的比例進(jìn)行分配,即: (2)(2)柔性樓蓋iimVmiiimimVGGV 一 第 層 片橫墻從屬面積上重力荷載代表值 一 第 層總重力荷載
18、代表值。(416)imGimiGi第34頁(yè)/共119頁(yè)(3)(3)中等剛度樓蓋 裝配式樓蓋屬于中等剛度樓蓋,在地震力作用下,橫墻間樓蓋產(chǎn)生一定的相對(duì)變形,造成各片橫墻的位移不相等(不同于柔性樓蓋)。各片橫墻所承擔(dān)的地震剪力除與橫墻抗側(cè)移等效剛度有關(guān),而且與樓蓋的相對(duì)變形有關(guān)。中等剛度樓蓋結(jié)構(gòu)中第 層 片橫墻所承擔(dān)的地震剪力 可取上述兩種樓蓋計(jì)算結(jié)果的平均值。 imVimiiimnkikimimVFFKKV211(6-11) 第35頁(yè)/共119頁(yè) 由于房屋的寬度小而長(zhǎng)度大,無(wú)論何種類型樓蓋,其縱向水平剛度都很大,可視為剛性樓蓋。此時(shí)各片縱墻所承擔(dān)的地震剪力均為: inkikimimVKKV1(6
19、-8)(2)(2)縱向樓層地震剪力的分配(3)計(jì)入扭轉(zhuǎn)時(shí)墻體分配地震剪力的修正 為考慮水平地震作用扭轉(zhuǎn)影響,對(duì)于規(guī)則不進(jìn)行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計(jì)算,抗震規(guī)范規(guī)定,橫向第1,n片橫墻與縱向外墻應(yīng)分別乘以1.15與1.05的增大系數(shù)。 第36頁(yè)/共119頁(yè)(4)(4)多洞口墻體中各墻段間地震剪力的分配 當(dāng)橫、縱向 片墻體有規(guī)則多洞口時(shí),由于洞口上、下墻帶為水平實(shí)心墻帶,在水平地震力作用下,各洞間墻段的側(cè)移應(yīng)相等。因此,任意洞間墻段所承擔(dān) 的 地 震 剪 力 與 其 抗 側(cè) 移 等 效 剛 度 成 正 比 ,即 ,其中 按r墻段高寬比 確定。 mjimmrmrKVKVmrKrrbh /mrVm各墻段分配的地震剪
20、力值,與各墻段的等效側(cè)向剛度成正比。第m片第r片墻段所分配的地震剪力(圖6-5)為:mjimmrmrKVKV(6-12)第37頁(yè)/共119頁(yè) 當(dāng)橫、縱向 片墻體開(kāi)有不規(guī)則洞口時(shí),洞口上墻帶一般處于同一水平線,而下邊則不同。可以先將作用于 片墻體的地震剪力按單元墻片的抗側(cè)移等效剛度進(jìn)行分配,求得作用于單元墻片上的地震剪力;再將作用于單元墻片的地震剪力按洞間墻段的抗側(cè)移等效剛度進(jìn)行分配,求得作用于洞口間墻段的地震剪力。 mm第38頁(yè)/共119頁(yè) 如各層樓蓋在振動(dòng)中僅發(fā)生平移,可將墻體視為下端固定、上端嵌固的構(gòu)件,其側(cè)移變形一般為層間彎曲變形與剪切變形之和。(a)實(shí)心墻體、墻段 墻體在單位水平力作用
21、下的總變形為(6-13) GAhEIhsb123sb4321HBBsHbF=1(5) 墻體層間等效側(cè)移剛度第39頁(yè)/共119頁(yè)式中 墻體高度,取層高;門、窗間墻段取門、窗 洞口凈高;、 一 墻體、墻段的水平截面積及截面慣性矩;、 墻體、墻段的寬度、厚度; 剪應(yīng)變不均勻系數(shù),對(duì)矩形截面取 l.2、 一 磚砌體的彈性模量、剪切模量,取 = 0.4hAIbtEGGEbhbhEt313(6-14) 不同高寬比的墻段,剪切變形 和彎曲變形 的大小及比例是不同的。 1時(shí), 占總變形的10以下; 4時(shí),在總變形中占的比例很小;當(dāng)1 4時(shí), 和 均較大。sbbh/bsbh/bh/s第40頁(yè)/共119頁(yè)(1)(
22、1) 高寬比( )1( )1時(shí), 只考慮剪切變形的影響:bh/KbhEt3hEtbK31(6-15)(2) 1(2) 1高寬比( )4( )4時(shí), 同時(shí)考慮彎曲和剪切變 形的影響:bh/KbhbhEt313 3)(12bhbhEtK(6-16)為此,抗震規(guī)范規(guī)定:(3) 高寬比( )4時(shí),可不考慮其剛度, 取bh/0K第41頁(yè)/共119頁(yè)(b)開(kāi)有規(guī)則洞口的多洞口墻體 確定一片有門窗洞口墻體的層間抗側(cè)移等效剛度K 時(shí),應(yīng)考慮門、窗間墻變形及洞口上、下的水平墻帶變形。即:(6-17)nii1 洞口上、下的水平實(shí)心墻帶,高寬比 l,其側(cè)移變形 為:bh/ibhEt113bhEt333第42頁(yè)/共1
23、19頁(yè) 窗間墻帶的側(cè)移變形:各窗間墻帶的側(cè)移變形應(yīng)相等(變形協(xié)調(diào)),因此各窗間墻帶上的水平力與其抗側(cè)移剛度 成正比。 iK2skkK1221式中 S 窗間墻段的總數(shù) 窗間墻各墻段的抗側(cè)移剛度kK2第43頁(yè)/共119頁(yè)多洞口墻體的層間抗側(cè)移等效剛度按下式計(jì)算3111iiK(6-20) 對(duì)于開(kāi)有不規(guī)則洞口的墻體,按照其洞口排列次序?qū)⑵鋭澐殖扇舾蓚€(gè)開(kāi)有規(guī)則洞口的單元墻片,各墻片抗側(cè)移等效剛度分別為 、 、 ,每個(gè)單元墻片剛度的確定方法與規(guī)則多洞口墻相同。洞口上的實(shí)心墻帶的側(cè)移變形為 ( );每個(gè)單元墻片的側(cè)移變形為 (各單元墻片側(cè)移變形相等). 1wK2wKwnKEt31bhjkjK1第44頁(yè)/共1
24、19頁(yè) 因此,開(kāi)有不規(guī)則洞口的多洞口墻體的層間抗側(cè)移等效剛度為 (6-21)1234311111SXwwwwKKKKKK式中11121221111wxsKkkk21223241111wxsKkkk31325261111wxsKkkk(6-22a)(6-22b)(6-22c)第45頁(yè)/共119頁(yè)3 )小開(kāi)口墻體 墻體的開(kāi)洞率指洞口面積與墻體毛面積之比,當(dāng)開(kāi)洞率不大于 0 . 3 ,且窗洞高度不小于層高的 50 時(shí),按小開(kāi)口墻體對(duì)待。對(duì)于小開(kāi)口墻體, 抗震規(guī)范 規(guī)定按毛墻面計(jì)算其層間等效剛度,即按無(wú)洞墻體公式計(jì)算,但應(yīng)根據(jù)開(kāi)洞率乘以表 6-5的洞口影響系數(shù)。第46頁(yè)/共119頁(yè)左右分段時(shí),總剛度為
25、各段剛度之和左右分段時(shí),總剛度為各段剛度之和上下分段時(shí),總?cè)岫葹楦鞫稳岫戎?。上下分段時(shí),總?cè)岫葹楦鞫稳岫戎汀?K=K1+K2+K3K1K2K3132= 1 + 2 + 3 剛度柔度互為倒數(shù)剛度柔度互為倒數(shù)K=1/第47頁(yè)/共119頁(yè)2 2樓層地震剪力的分配 墻體平面內(nèi)的抗側(cè)移等效剛度很大,而平面外的剛度很小,某方向的樓層水平地震剪力主要由平行于地震作用方向的墻體來(lái)承擔(dān)。即:橫、縱向樓層地震剪力分別全部由橫、縱向墻體來(lái)承擔(dān)。樓層地震剪力在各抗側(cè)力墻體間的分配,不僅取決于每片墻體的層間抗側(cè)移剛度,而且取決于樓蓋的整體水平剛度。樓蓋的水平剛度取決于樓蓋的結(jié)構(gòu)類型和其寬長(zhǎng)比。 第48頁(yè)/共119頁(yè)
26、 無(wú)筋砌體抗震強(qiáng)度一直沿用主拉應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算公式;砌塊砌體可采用剪切摩擦強(qiáng)度理論作為強(qiáng)度驗(yàn)算的依據(jù)。兩者均為半理論半經(jīng)驗(yàn)的公式。 3墻體截面的抗震承載力驗(yàn)算 從計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對(duì)比看,在砂漿強(qiáng)度等級(jí)高于 、且豎向重力荷載的正壓應(yīng)力與砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值之比符合 時(shí),兩者計(jì)算結(jié)果相近;在 較低且 相對(duì)較大時(shí)(砌塊砌體),兩者的結(jié)果差異較大。5 . 2M4/10vfvfvf /0第49頁(yè)/共119頁(yè) (1)(1)無(wú)筋磚砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)度 按主拉應(yīng)力強(qiáng)度理論確定無(wú)筋磚砌體的抗震抗剪強(qiáng)度,墻體在剪應(yīng)力 (水平地震作用)和正壓應(yīng)力 (豎向重力荷載)共同作用下,其階梯形截面上的主拉應(yīng)力應(yīng)不大
27、于磚砌體的主拉應(yīng)力強(qiáng)度。磚砌體彎曲時(shí)的主拉應(yīng)力強(qiáng)度等于沿階梯形截面的抗剪強(qiáng)度 。 因此墻體地震作用下抗剪強(qiáng)度的條件為0jRjR220022jjRR01 其中 是正壓應(yīng)力對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響系數(shù)。 jR/10第50頁(yè)/共119頁(yè) 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,可將其改為 。砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 按下式確定 vf/45. 010vEf(419)vNvEff式中 非抗震設(shè)計(jì)的砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值; 砌體強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù), 其中1.2為剪應(yīng)力分布不均勻系數(shù),具 體見(jiàn)表6-6。 vfN2.145.010vNf第51頁(yè)/共119頁(yè)砌體強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù) 表 6- 6第52頁(yè)/共119頁(yè)無(wú)筋砌塊砌體沿階
28、梯形截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)度 無(wú)筋砌塊砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 仍用式(6-23)確定。而正應(yīng)力影響系數(shù) 按剪摩強(qiáng)度公式(抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 與 成比例)確定, 按下列公式計(jì)算: vEfNvEfvf/0N混凝土小砌塊)5(17.025.225.0100vNvNff5500vvff混凝土中砌塊)5(15.090.118.0100vNvNff5500vvff第53頁(yè)/共119頁(yè)(2)(2)砌體截面抗震承載力的驗(yàn)算粘土磚、粉煤灰砌塊和混凝土中小砌塊墻體的抗震承載力按下式驗(yàn)算 (6-26)REvEfV式中 墻體地震剪力設(shè)計(jì)值,對(duì)于第 層 片墻 體, ; 墻體橫截面積; 一 承載力抗震調(diào)整
29、系數(shù),兩端有構(gòu)造柱、芯柱 的承重墻, =0.9;其他承重墻, =1.0; 自承重墻, =0.75。VmimVV3 . 1AiRERERERE第54頁(yè)/共119頁(yè) 當(dāng)承重墻體兩端(包括門洞兩側(cè))均設(shè)置構(gòu)造柱時(shí),即抗震墻每端均有構(gòu)造柱約束時(shí),才有 =0.9??拐饓w未在兩端設(shè)有構(gòu)造注(墻僅一側(cè)設(shè)置構(gòu)造柱不能對(duì)墻體發(fā)揮有效的約束作用) 時(shí),取 =1.0。 RERE(3)(3)配筋砌體截面抗震承載力驗(yàn)算(a)(a)橫向配筋磚墻截面抗震承載力的驗(yàn)算 在砌體的水平灰縫中設(shè)置橫向配筋是提高抗剪強(qiáng)度,增強(qiáng)變形能力的有效措施之一。受荷初期時(shí)鋼筋的應(yīng)力很小,而墻體開(kāi)裂之后,鋼筋的應(yīng)力才明顯增長(zhǎng);墻體破壞時(shí),鋼筋的
30、平均應(yīng)力小于其屈服強(qiáng)度。配置鋼筋的墻體,配筋率為0.030.167時(shí),極限承載能力較無(wú)筋墻體可提高525; 第55頁(yè)/共119頁(yè) 墻體的兩端設(shè)構(gòu)造柱時(shí),因鋼筋錨固于柱中,其效應(yīng)發(fā)揮得更為充分,比無(wú)構(gòu)造柱的墻體(配同樣鋼筋)還提高13左右。另外,配筋砌體上的裂縫分布均勻,變形能力大為增加,其極限變形為無(wú)筋墻體的23倍。由于水平配筋和墻體兩端構(gòu)造柱的共同作用,配筋墻體具有極好的抗倒塌能力。配筋磚砌體的截面抗震承載能力驗(yàn)算公式為:)(1sysVEREAfAfV(6-28)式中 鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 層間豎向截面中鋼筋總截面面積 鋼筋參入工作系數(shù),見(jiàn)表48yfsAs第56頁(yè)/共119頁(yè) 值得注意的是,配
31、筋量過(guò)多,并不能充分發(fā)揮其作用;而配筋量過(guò)少,則對(duì)提高抗剪強(qiáng)度和改善砌體延性起不到作用。合適的配筋率為0.070.17。橫向水平鋼筋應(yīng)伸入兩端構(gòu)造柱中,以增強(qiáng)錨固。(4)(4)芯柱配筋混凝土小砌塊墻體的截面抗震承載力的驗(yàn)算 芯柱配筋混凝土小砌塊墻體的截面抗震承載力是由無(wú)筋混凝土小砌塊砌體的抗剪強(qiáng)度與芯柱鋼筋混凝土的抗剪強(qiáng)度組成的,即 (6-29)05. 03 . 0(1csyctVEREAfAfAfV第57頁(yè)/共119頁(yè)式中 芯柱混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 芯柱截面總面積 芯柱鋼筋截面總面積 芯柱影響系數(shù) tfcAsAcc c第58頁(yè)/共119頁(yè)6.4 砌體結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施 (一) 結(jié)構(gòu)的連接
32、 1 1 墻體間的拉結(jié) 7度時(shí)層高超過(guò)3.6 或長(zhǎng)度大于7.2 的房間,8、9度地區(qū)的外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交接處未設(shè)構(gòu)造柱時(shí),應(yīng)沿墻高隔500 配置2 6拉結(jié)鋼筋,每邊伸入墻內(nèi)不小于1 。 mmmmm 后砌的非承重砌體沿墻高隔500 配置2 6鋼筋與承重墻或柱拉結(jié),每邊伸入墻內(nèi)不小于500 ;8、9度時(shí)長(zhǎng)度大于5.1 的后砌非承重砌體隔墻的墻頂應(yīng)與樓板或梁拉結(jié)。mmmmm第59頁(yè)/共119頁(yè)mmmmmmmmmm2 2 樓板擱置長(zhǎng)度 現(xiàn)澆樓、屋面板伸進(jìn)縱、橫墻內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于120 ;裝配式樓、屋面板,當(dāng)圈梁未設(shè)在板的同一標(biāo)高時(shí),板端伸進(jìn)外墻的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120 ,伸進(jìn)內(nèi)墻的長(zhǎng)度不宜小于100 ,且
33、不應(yīng)小于80 在梁上不應(yīng)小于80 。 3 3 樓板與圈梁、墻體的拉結(jié) 當(dāng)板的跨度大于4.8 并與外墻平行時(shí),靠外墻的預(yù)制板側(cè)邊應(yīng)與墻或圈梁拉結(jié)。端部大房間的樓蓋,8度時(shí)的屋蓋和9度時(shí)的樓、屋蓋以及圈梁設(shè)在板底的情況,預(yù)制板應(yīng)相互拉結(jié),并與梁、墻或圈梁拉結(jié)。 m第60頁(yè)/共119頁(yè) 4 屋架(梁)與墻柱的錨拉 樓、屋蓋的鋼筋混凝土梁或屋架,應(yīng)與墻、柱(包括構(gòu)造柱)或圈梁可靠連接,梁與磚柱的連接不應(yīng)削弱柱截面,各層獨(dú)立磚柱頂應(yīng)在兩個(gè)方向均有可靠拉結(jié)。坡屋蓋的屋架應(yīng)與頂層圈梁可靠連結(jié),檁條或屋面板應(yīng)與墻、屋架可靠連接。出入口處的檐口瓦應(yīng)與屋面構(gòu)件錨固;8、9度時(shí),頂層內(nèi)縱墻頂宜增砌支撐端山墻的踏步式
34、墻垛,以防止端山墻外閃。第61頁(yè)/共119頁(yè)FF100066060300第62頁(yè)/共119頁(yè)1 1帶構(gòu)造柱墻片的試驗(yàn)研究與構(gòu)造柱的作用 圖示帶構(gòu)造柱和圈梁墻片在水平力 往復(fù)作用下的墻片裂縫發(fā)展過(guò)程,試驗(yàn)表明,在水平力作用下,墻體中部首先出現(xiàn)裂縫,繼而發(fā)展為兩條對(duì)角交叉主裂縫及附近的一些次裂縫。在墻體開(kāi)裂后柱上承受的剪應(yīng)力迅速增大;構(gòu)造柱約束因裂縫形成的三角形塊體不發(fā)生向外的錯(cuò)位(在反復(fù)荷載作用下),并使未開(kāi)裂部分能繼續(xù)發(fā)揮抗剪作用。 在接近和到達(dá)極限承載能力時(shí),主裂縫延伸貫通柱的上下兩端,但柱端處并未出現(xiàn)塑性鉸,仍是處于以剪切變形為主的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)。構(gòu)造柱和磚墻始終是整體工作的,直至磚墻嚴(yán)重破
35、壞。當(dāng)墻體破碎后,構(gòu)造柱與圈梁一起發(fā)揮著防止砌體側(cè)向擠出塌落的作用,此時(shí)構(gòu)造柱進(jìn)入受彎狀態(tài)。 F( (二) ) 設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱和芯柱第63頁(yè)/共119頁(yè) 因此砌體在達(dá)到極限荷載后,由于砌體的摩擦和構(gòu)造柱的抗側(cè)能力,還能保持一定的承載能力。實(shí)測(cè)的滯回曲線及骨架曲線表明,磚墻增設(shè)構(gòu)造柱后,對(duì)墻體抗剪承載力提高幅度較小(1030),但構(gòu)造柱能對(duì)墻體起較好地約束作用,使之有較高的變形能力,能有效地抗倒塌。2構(gòu)造柱和芯柱的設(shè)置要求(1)構(gòu)造柱的設(shè)置要求構(gòu)造柱的設(shè)置大體分為四個(gè)檔次: . 四角處及大洞口兩側(cè)設(shè)置, . 隔軸線交外縱墻設(shè)置; . 全軸線交外縱墻設(shè)置; . 全橫墻交縱墻設(shè)置。 第64頁(yè)/
36、共119頁(yè)(2)芯柱的設(shè)置要求 為了增加混凝土中、小型砌塊房屋的整體性和延性,提高其抗倒塌能力,可結(jié)合空心砌塊的特點(diǎn),在規(guī)定部位將砌塊豎孔澆筑成鋼筋混凝土芯柱。混凝土小砌塊房屋,按下表設(shè)置鋼筋混凝土芯柱;對(duì)橫墻較少的房屋,應(yīng)按房屋增加一層,再查表設(shè)置芯柱。第65頁(yè)/共119頁(yè)混凝土小砌塊房屋芯柱設(shè)置要求房屋層數(shù)設(shè)置的部位設(shè)置數(shù)量607080四五三四二三1.外墻四角2.樓梯間四角3.大房間內(nèi)外墻交接處1.外墻四角,填實(shí)3個(gè)孔2.內(nèi)外墻交接處填4個(gè)孔六五四1.外墻、樓梯間、大房間四角2.山、橫墻與內(nèi)縱墻交接處3.隔軸線橫墻與外縱墻交接處七六五1.外墻、樓梯間、大房間四角2.全橫墻與外縱墻交接處3.
37、8度時(shí)縱、橫墻交接處4.洞口兩側(cè)1.外墻轉(zhuǎn)角,填充5孔2.內(nèi)外墻交接處填充4孔3.內(nèi)墻交接處,填充45孔4.洞口兩側(cè),各填充1孔第66頁(yè)/共119頁(yè) 3構(gòu)造柱和芯柱的構(gòu)造要求 (1)構(gòu)造柱的構(gòu)造要求 最小截面尺寸采用240180 ,縱向鋼筋采用4 12,箍筋采用 6250,且在柱上、下端宜適當(dāng)加密;7度時(shí)超過(guò)六層,8度時(shí)超過(guò)五層和9度時(shí),縱向鋼筋宜采用4 14,箍筋采用 6200;房屋四角的構(gòu)造柱可適當(dāng)加大截面及配筋(雙向荷載及扭轉(zhuǎn)影響)。 mm 施工時(shí)應(yīng)先砌磚墻后澆柱。柱與墻連接處宜砌成馬牙搓,沿構(gòu)造柱的高度每隔500 應(yīng)設(shè)2 6的拉結(jié)鋼筋,拉結(jié)鋼筋伸入墻內(nèi)的長(zhǎng)度不宜小于l 。 圈梁對(duì)構(gòu)造柱
38、提供中間支點(diǎn),減小其計(jì)算高度;因此對(duì)隔層設(shè)置圈梁的房屋應(yīng)增設(shè)配筋磚帶,以利約束構(gòu)造柱。構(gòu)造柱可不單獨(dú)設(shè)基礎(chǔ),但應(yīng)伸入室外地面下500 的墻體內(nèi),或錨入淺于500 的基礎(chǔ)圈梁內(nèi)。mmmmmmm第67頁(yè)/共119頁(yè)一般箍筋區(qū) 箍筋加密上下500mm屋 蓋 圈 梁基 礎(chǔ) 圈 梁樓 蓋 圈 梁樓 蓋 圈 梁第68頁(yè)/共119頁(yè)(2)芯柱的構(gòu)造要求 小砌塊房屋的芯柱截面不應(yīng)小于130130 ;混凝土強(qiáng)度等級(jí):小砌塊采用C15,中砌塊采用C20。芯柱豎向插筋應(yīng)貫通墻身與每層圈梁連接。插筋的數(shù)量:小砌塊不少于1 1212;中砌塊,60和70時(shí)不少于1 1414或2 1010,80時(shí)不應(yīng)少于1 1616或2
39、1212。芯柱應(yīng)伸入室外地面500 或插入淺于500 的基礎(chǔ)梁內(nèi)。 粉煤灰中砌塊房屋,應(yīng)根據(jù)增加一層后的層數(shù),按表44的要求設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱,并應(yīng)符合前述構(gòu)造柱的構(gòu)造要求,其最小截面可采用240240 ,并應(yīng)設(shè)置拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片與墻體連接。6080時(shí)的粉煤灰中砌塊房屋和80時(shí)的混凝土小砌塊房屋,在表47所列的部位設(shè)置構(gòu)造柱或芯柱時(shí),并應(yīng)設(shè)置拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片。mmmmmmmm第69頁(yè)/共119頁(yè) 墻體與墻體及柱等連接處的拉結(jié)鋼筋網(wǎng)片,每邊伸入墻內(nèi)不小于l ,且應(yīng)符合下列要求: 1) 混凝土小砌塊房屋采用以點(diǎn)焊鋼筋網(wǎng)片,沿墻高每隔600 mm設(shè)置; 2) 混凝土中砌塊房屋可采用內(nèi)鋼筋網(wǎng)片,并隔皮設(shè)置;
40、 3) 粉煤灰中砌塊房屋可采用內(nèi)鋼筋網(wǎng)片,60和70時(shí)隔皮設(shè) 置,80時(shí)應(yīng)每皮設(shè)置。第70頁(yè)/共119頁(yè)1 1圈梁的作用 設(shè)置圈梁是多層砌體房屋一種經(jīng)濟(jì)有效的抗震措施。從抗震觀點(diǎn)分析,圈梁有以下幾項(xiàng)作用:由于圈梁的約束作用,使樓蓋與縱橫墻構(gòu)成整體的箱形結(jié)構(gòu),增強(qiáng)房屋的整體性;對(duì)裝配式樓蓋在水平面內(nèi)進(jìn)行約束,提高樓板的水平剛度,保證樓蓋能傳遞層間地震剪力;與構(gòu)造柱一起對(duì)墻體在豎向平面內(nèi)進(jìn)行約束,限制墻體斜裂縫的開(kāi)展,保證墻體的整體性和變形能力,提高墻體的抗剪能力。 減輕地基不均勻沉陷與地面裂縫對(duì)房屋的影響,特別是屋蓋處和基礎(chǔ)頂面處的圈梁,具有提高房屋的豎向剛度和抗御不均勻沉陷的能力。( (三)
41、) 圈梁的合理布置第71頁(yè)/共119頁(yè)2 2圈梁的設(shè)置要求 對(duì)于裝配式樓蓋或木樓蓋的多層砌體房屋,抗震規(guī)范規(guī)定,當(dāng)為橫墻承重方案時(shí)應(yīng)按下表的要求,設(shè)置現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁。第72頁(yè)/共119頁(yè) 縱墻承重的多層磚砌體房屋,每層均設(shè)置圈梁,且圈梁間距應(yīng)適當(dāng)加密;整體式、裝配整體式樓、屋蓋與墻體有可靠連接時(shí)可不另設(shè)圈梁,但樓板應(yīng)與相應(yīng)構(gòu)造柱用鋼筋可靠連接。 砌塊房屋的現(xiàn)澆圈梁應(yīng)根據(jù)設(shè)防烈度提高一度后按磚房的圈梁設(shè)置要求來(lái)設(shè)置;但采用裝配式鋼筋混凝土樓蓋時(shí),每層均應(yīng)設(shè)置圈梁。3 3圈梁的構(gòu)造要求 現(xiàn)澆圈梁的構(gòu)造要求:圈梁應(yīng)閉合,遇有洞口應(yīng)上下搭接;圈梁宜與預(yù)制板設(shè)在同一標(biāo)高處或緊靠板底;梁截面高度不小于
42、120 時(shí),配筋應(yīng)符合表49的要求;為軟弱地基時(shí),當(dāng)加強(qiáng)基礎(chǔ)整體性而增設(shè)的基礎(chǔ)圈梁截面高度不小于180 ,配筋不應(yīng)少于4 1212。mmmm第73頁(yè)/共119頁(yè) 地震震害表明,樓梯間由于比較空曠而破壞嚴(yán)重,在9度及以上地區(qū)曾多處發(fā)生樓梯間的局部倒塌,當(dāng)樓梯間設(shè)在房屋盡端處破壞尤為嚴(yán)重。 為加強(qiáng)樓梯間的整體性,限制墻體裂縫的擴(kuò)展,80、90時(shí),樓梯間頂層的橫墻和外墻沿墻高每隔500 設(shè) 通長(zhǎng)鋼筋;90時(shí)其他各層樓梯間在休息平臺(tái)或樓層半高處設(shè)置60 厚的配筋砂漿帶,砂漿強(qiáng)度等級(jí)不低于 ,鋼筋不少于 。 內(nèi)墻陽(yáng)角,由于受到兩個(gè)方向的地震作用而出現(xiàn)斜向裂縫,有時(shí)甚至塌角,80、90時(shí),樓梯間及門廳內(nèi)墻
43、陽(yáng)角處的大梁支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于500 ,并應(yīng)與圈梁連接。mm62mm5M102( (四) ) 樓梯間mm第74頁(yè)/共119頁(yè)mm62m 預(yù)制樓梯段常與平臺(tái)板的梁拉脫開(kāi)裂,懸挑樓梯踏步及豎肋插入墻體的樓梯踏步會(huì)破壞墻體整體性而加劇震害,故裝配式樓梯段應(yīng)與平臺(tái)板的梁可靠連接,不應(yīng)采用懸挑式踏步或?qū)⒇Q肋插入墻體的樓梯。 突出屋頂?shù)臉?、電梯間,地震中受到較大的地震作用,應(yīng)在構(gòu)造措施上特別加強(qiáng)。因此,對(duì)于突出屋頂?shù)臉?、電梯間,應(yīng)將構(gòu)造柱伸到頂部,并與頂部圈梁連接,并在其內(nèi)外墻交接處沿墻高每隔500 設(shè) 的拉結(jié)鋼筋,且每邊伸入墻內(nèi)不應(yīng)小于 1 。第75頁(yè)/共119頁(yè)樓蓋、屋蓋構(gòu)件具有足夠的搭接長(zhǎng)度和可靠的連
44、接1.1.現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板或屋面板伸進(jìn)縱、橫墻內(nèi)的長(zhǎng)度,均不宜小于120mm120mm。2.2.裝配式鋼筋混凝土樓板或屋面板,當(dāng)圈梁未設(shè)在板的同一標(biāo)高時(shí),板端伸進(jìn)外墻的長(zhǎng)度不應(yīng)小于120mm120mm,伸進(jìn)內(nèi)墻的長(zhǎng)度不應(yīng)小于100mm100mm,在梁上不應(yīng)小于80mm80mm。3.3.當(dāng)板的跨度大于4m4m并與外墻平行時(shí),靠外墻的預(yù)制板側(cè)邊與墻或圈梁拉接。第76頁(yè)/共119頁(yè)4.4.房屋端部大房間的樓蓋,8 8度時(shí)房屋的屋蓋和9 9度時(shí)房屋的樓蓋、屋蓋,圈梁設(shè)在板底時(shí),鋼筋混凝土預(yù)制板應(yīng)相互拉結(jié),并應(yīng)與梁、墻或圈梁拉結(jié)。5.5.樓、屋蓋的鋼筋混凝土梁或物價(jià),應(yīng)與墻、柱(包括構(gòu)造柱)或圈梁可靠
45、連接,梁與磚柱的連接不應(yīng)削弱柱截面,各層獨(dú)立磚柱頂部應(yīng)在兩個(gè)方向均有可靠連接。6.6.坡屋頂房屋的屋架應(yīng)與頂層圈梁可靠連接,檁條或屋面板應(yīng)與墻及屋架可靠連接,房屋出入口的檐口瓦應(yīng)與屋面構(gòu)件錨固;8 8度和9 9度時(shí),頂層內(nèi)縱墻頂宜增砌支撐端山墻的踏步式墻垛。7.7.門窗洞口不應(yīng)采用無(wú)筋磚過(guò)梁,過(guò)梁支撐長(zhǎng)度,6 68 8度時(shí)不應(yīng)小于240mm240mm;9 9度時(shí)不應(yīng)小于360mm360mm。第77頁(yè)/共119頁(yè)8.8.預(yù)制陽(yáng)臺(tái)應(yīng)與圈梁和樓板的現(xiàn)澆板帶可靠連接。第78頁(yè)/共119頁(yè)橫墻較少磚房的有關(guān)規(guī)定與加強(qiáng)措施 橫墻較少的多層普通粘土磚、多孔粘土磚房的總高度和層數(shù)接近或達(dá)到規(guī)定限制,應(yīng)采取下列
46、加強(qiáng)措施: 1. 1.房屋的最大開(kāi)間尺寸不宜大于6.6m6.6m。 2. 2.同一個(gè)結(jié)構(gòu)單元內(nèi)橫墻錯(cuò)位數(shù)量不宜超過(guò)橫墻總數(shù)的1/31/3,且連續(xù)錯(cuò)位不宜多于兩道;錯(cuò)位的墻體交接處均應(yīng)增設(shè)構(gòu)造柱,且樓、屋面板應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板。 3. 3.橫墻和內(nèi)縱墻上洞口的寬度不宜大于1.5m1.5m;外縱墻上洞口的寬度不宜大于2.1m2.1m或開(kāi)間尺寸的一半;內(nèi)外墻上洞口位置不應(yīng)影響外縱墻和橫墻的整體連接。 4. 4.所有縱橫墻均應(yīng)在樓、屋蓋標(biāo)高處設(shè)置加強(qiáng)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁,圈梁的截面高度不小于150mm150mm,上下縱筋各不應(yīng)少于 ,箍筋不小于 ,間距不大于300mm300mm。6103第79頁(yè)/
47、共119頁(yè) 5. 5.所有縱橫墻交界處及橫墻的中部,均應(yīng)設(shè)置加強(qiáng)柱;該加強(qiáng)柱在橫墻內(nèi)的柱距不宜大于層高,在縱墻內(nèi)的柱距不宜大于4.2m4.2m,最小截面尺寸不宜小于240mm240mm240mm240mm,配筋宜符合下表的要求。位置縱向鋼筋箍筋100 6. 6.同一結(jié)構(gòu)單元的樓、屋面板應(yīng)設(shè)在同一標(biāo)高處。 7. 7.房屋的底層和頂層,在窗臺(tái)標(biāo)高處宜設(shè)置沿縱橫墻通長(zhǎng)的水平現(xiàn)澆鋼筋混凝土帶,其截面高度不小于60mm60mm,寬度不小于240mm240mm,縱向鋼筋不少于 。631414126第80頁(yè)/共119頁(yè)墻體之間的連接 1.7 1.7度時(shí)長(zhǎng)度大于7.2m7.2m的大房間及8 8度和9 9度時(shí),
48、外墻轉(zhuǎn)角及內(nèi)外墻交接處,應(yīng)沿墻高每隔500mm500mm配置 拉結(jié)鋼筋,并每邊深入墻內(nèi)不宜小于1m1m。62 2. 2.后砌的非承重砌體隔墻應(yīng)沿墻高每隔500mm500mm配置 拉結(jié)鋼筋與承重墻或柱拉結(jié),并每邊深入墻內(nèi)不宜小于500mm500mm;8 8度和9 9度時(shí)長(zhǎng)度大于5m5m的后砌非承重砌體隔墻的墻頂,尚應(yīng)與樓板或梁拉結(jié)。62第81頁(yè)/共119頁(yè)加強(qiáng)樓梯間的整體性 1.8 1.8度和9 9度時(shí),頂層樓梯間橫墻和外墻應(yīng)沿墻高每隔500mm500mm設(shè) 通長(zhǎng)鋼筋;9 9度時(shí)其它各層樓梯間可在休息板平臺(tái)或樓層半高處設(shè)置60mm60mm厚的鋼筋混凝土帶或配筋砂漿帶,砂漿強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于M7.5
49、M7.5,鋼筋不宜少于 。10262樓梯間應(yīng)符合下列要求: 2.8 2.8度和9 9度時(shí),樓梯間及門廳內(nèi)墻陽(yáng)角處的大梁支承長(zhǎng)度不應(yīng)小于500mm500mm,并應(yīng)與圈梁連接。 3. 3.裝配式樓梯段應(yīng)與平臺(tái)板的梁可靠連接,不應(yīng)采用墻中懸挑式踏步或踏步豎肋插入墻體的樓梯,不應(yīng)采用無(wú)筋磚砌欄板。 4. 4.突出屋頂?shù)臉?、電梯間,構(gòu)造柱應(yīng)伸到頂部,并與頂部圈梁連接,內(nèi)外墻交接處應(yīng)沿墻高每隔500mm500mm設(shè) 拉結(jié)鋼筋,且每邊伸入墻內(nèi)不應(yīng)小于1m1m。62( (七) )采用同一類型的基礎(chǔ) 同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)(或樁承臺(tái)),宜采用同一類型的基礎(chǔ),底面宜埋在同一標(biāo)高上,否則應(yīng)增設(shè)基礎(chǔ)圈梁并應(yīng)按1 1:2
50、2的臺(tái)階逐步放坡。第82頁(yè)/共119頁(yè)6.5 底層框架砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì) (一)底層框架砌體結(jié)構(gòu)的特點(diǎn) 因使用上需要大空間而在底層采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),其上部則采用縱橫墻較多的磚墻承重結(jié)構(gòu),這就是底層框架多層磚房。 底層框架多層磚房的震害特點(diǎn)是,震害多數(shù)發(fā)生在底層,表現(xiàn)為上層輕、底層重;底層墻的震害比柱重、柱的震害比梁重;施工質(zhì)量好、地基土比較堅(jiān)實(shí)的房屋的震害程度相對(duì)輕一些。F = 1AwtBwBHu( m m )bs框支剪力墻模型的彈性及彈塑性變形 全剪力墻模型的彈性及彈塑性變形u( m m ) 第83頁(yè)/共119頁(yè) 具體震害如下:8度及以下地區(qū)的底層部分,橫墻出現(xiàn)斜裂縫或交叉裂縫;外縱墻出
51、現(xiàn)水平裂縫(窗洞上下),或出現(xiàn)交叉裂縫(窗間墻),或兩種裂縫均出現(xiàn);外墻轉(zhuǎn)角處出現(xiàn)交叉裂縫,嚴(yán)重者墻角局部倒塌;多數(shù)柱的頂端、底端產(chǎn)生水平裂縫或局部壓碎崩落;少數(shù)梁在支座附近出現(xiàn)豎向裂縫;其上層部分,其震害表現(xiàn)與多層磚房相似,但破壞程度比房屋的底層輕得多。9度以上地區(qū),多數(shù)情況是底層倒塌,上面結(jié)構(gòu)原地塌落。 底層框架磚房底層震害加重的原因是,上部縱橫墻較密,抗側(cè)移剛度大,且重量大。而底層承重結(jié)構(gòu)為框架或內(nèi)框架,抗側(cè)移剛度比上部小得多。由于剛度沿豎向的急劇變化,在地震作用下常在底層出現(xiàn)變形集中的現(xiàn)象,上部各層的側(cè)移相對(duì)較小。當(dāng)房屋抗側(cè)移構(gòu)件的變形超過(guò)其極限容許變形時(shí),就發(fā)生破壞。如果柱上下端箍筋
52、間距沒(méi)有加密,柱端的混凝土與縱向鋼筋缺乏必要的約束,從而導(dǎo)致底層框架柱的破壞。第84頁(yè)/共119頁(yè) 底層框架砌體結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算內(nèi)容為:底層側(cè)移剛度的控制、底層地震剪力在墻、柱中的分配、底層頂部地震傾覆力矩在框架中的分配等。1 1底層側(cè)移剛度的控制 底層框架磚房的底層在地震時(shí)將產(chǎn)生變形集中,出現(xiàn)過(guò)大側(cè)移而嚴(yán)重破壞或坍塌。全剪力墻結(jié)構(gòu)的彈性變形曲線和彈塑性變形都是均勻變化的,無(wú)變形集中現(xiàn)象;而底層大空間剪力墻結(jié)構(gòu)的彈性變形曲線表明底層變形大于其他各層,其彈塑性變形曲線更呈現(xiàn)出底層的變形集中問(wèn)題。 為此,應(yīng)使底層側(cè)移剛度與上面各層的側(cè)移剛度盡量接近。所此,抗震規(guī)范規(guī)定,底層框架磚房的底層,縱橫兩方向應(yīng)
53、對(duì)稱布置一定的抗震墻,抗震墻宜采用鋼筋混凝土墻,60、70時(shí)可采用嵌砌于框架間的粘土磚或混凝土小砌塊墻。( (二) ) 底層框架砌體結(jié)構(gòu)的抗震計(jì)算第85頁(yè)/共119頁(yè)抗震規(guī)范規(guī)定:房屋第二層與底層側(cè)移剛度的比值 在70時(shí)不應(yīng)大于2.5,80、90時(shí)不應(yīng)大于2。第二層與底層側(cè)移剛度的比值 為1212bwwfbwKKKKKKHu( mm)bsBBwtAwF=1(630)式中 、 底層、二層的側(cè)移剛度; 、 底層框架內(nèi)磚墻、二層抗側(cè) 移磚墻體的側(cè)移剛度; 底層單榀框架的側(cè)移剛度, 等于柱側(cè)移剛度總和 ;1K1bwK2K2bwKfKcK第86頁(yè)/共119頁(yè)而柱側(cè)移剛度按下式計(jì)算312hEIKcc 考慮
54、框梁彎曲變形的框柱側(cè)移剛度修正系數(shù) 從基礎(chǔ)頂面算起的底層層高 一片鋼筋混凝土抗震墻的側(cè)移剛度 hwKwwbsEIhGAhK3/2 . 1113(631)式中 抗震墻截面,矩形截面取全部水平截面,工字形 截面取軸線間腹板水平截面積; 抗震墻水平截面(包括邊框柱)的慣性矩; 混凝土的剪切模量, 0.16時(shí),則 0.43 。GGEwIwA第87頁(yè)/共119頁(yè)2 2底層地震剪力的分配(a)(a)底層地震剪力 底層框架磚房取 , ,按底部剪力法來(lái)計(jì)算 、 。地震時(shí)底層因剛度較小而發(fā)生塑性變形集中,因此計(jì)算底層地震剪力時(shí)應(yīng)考慮上述不利影響。采取的措施為將按底部剪力法計(jì)算出的底層框架磚房的底層縱向和橫向設(shè)計(jì)
55、地震剪力乘以增大系數(shù),即max10nEKFiFV1= FEKm2mimn-1mnx1xixn-1xnFnFn-1FiF2F1m1m1m2mimn-1mnx2第88頁(yè)/共119頁(yè)式中: 地震剪力增大系數(shù), 1.2 1.5eqEKGFVmax1(633)(b)(b)抗震墻間的地震剪力分配 抗震墻未開(kāi)裂時(shí),具有很大的初始彈性剛度,而框架側(cè)移剛度小,而地震剪力按剛度分配,導(dǎo)致絕大部分的地震剪力分配給抗震墻。因此,底層框架磚房的底層縱、橫向地震剪力 可全部由該方向的抗震墻承擔(dān),并按各抗震墻側(cè)移剛度比例分配。第 片抗震墻所承擔(dān)的地震剪力 為:1ViwiV11VKKKVbwwwiwi (634) 第89頁(yè)/
56、共119頁(yè)(c)(c)框架柱的地震剪力 當(dāng)樓層變形角達(dá)到1/500時(shí),框架仍處于彈性變形階段以內(nèi),側(cè)移剛度無(wú)明顯降低;而抗震墻或嵌砌于框架間的磚抗震墻因出現(xiàn)裂縫,其側(cè)移剛度下降到初始彈性剛度的30或20左右。此時(shí)由于各構(gòu)件剛度變化,框架柱、鋼筋混凝土抗震墻與磚抗震墻之間發(fā)生內(nèi)力重分配。 因此,對(duì)于框架而言,這是檢驗(yàn)框架抗震可靠性的關(guān)鍵階段,應(yīng)據(jù)此確定框架所承擔(dān)的地震剪力。 柱所承擔(dān)的地震剪力 為 (635)112 . 03 . 0VKKKKVcbwwciciciVi第90頁(yè)/共119頁(yè)作用于整個(gè)房屋底層頂部的地震傾覆力矩 為 3 3地震傾覆力矩的分配1M)(121HHFMinii(636) 由
57、于地震傾覆力矩使樓層平面發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng),所以地震傾覆力矩在抗震墻和框架柱之間的分配,應(yīng)按照抗震墻和框架柱的整體彎曲剛度比例進(jìn)行。一片抗震墻和一榀框架承擔(dān)的傾覆力矩 和 為wMfMH1HiMF1F2FiFn-1Fn第91頁(yè)/共119頁(yè)(637) 11MKKMww11MKKMfw1fwKKK式中 一 榀框架在自身平面內(nèi)的整體彎曲剛度; 底層一片抗震墻的整體彎曲剛度,即抗震 墻頂產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角( )所需施加的 傾覆力矩 ;fKwKrad1wMICEIhMKww/1/1第92頁(yè)/共119頁(yè) 式中 、 抗震墻的水平截面、基礎(chǔ)底面積的慣性矩; 地基抗彎剛度系數(shù):地基處在非均勻壓縮條件下,單 位面積的地基產(chǎn)生單位壓
58、縮變形所需的荷載;一般 可取 =2.15 , 為地基抗壓剛度系數(shù):地基 處在均勻壓縮條件下,使單位面積地基土產(chǎn)生單位 均勻壓縮變形所需的荷載。 IICCzCzC 一榀框架自身平面內(nèi)的整體彎曲剛度為: 使框架頂部產(chǎn)生單位轉(zhuǎn)角( )所需施加的傾覆力矩 。在確定框架頂部轉(zhuǎn)角 時(shí),應(yīng)同時(shí)考慮在傾覆力矩 作用下,由于框架整體彎曲變形產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角 和因地基的變形使框架基礎(chǔ)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)角 ,即rad1fMfMbr第93頁(yè)/共119頁(yè) (441)11112121212niiizniiiniiizniiiffrbffxFCxAEhxFCxAEhMMMK式中 、 柱的截面積、基礎(chǔ)底面積。 傾覆力矩 在框架柱中
59、產(chǎn)生的附加軸力 按下式計(jì)算 iAiFifMciNniiiiiicixAxAMN12niiiicixxMN12(各柱截面積 相等)iA(638)(639)第94頁(yè)/共119頁(yè)1 1總高度和層數(shù)的限制 抗震規(guī)范對(duì)設(shè)有鋼筋混凝土構(gòu)造柱的底層框架的總高度和層數(shù)提出比多層砌體房屋更嚴(yán)格的限制。這是因?yàn)榈讓涌蚣艽u房由底層框架或框架一抗震墻結(jié)構(gòu)和上部磚砌體結(jié)構(gòu)組成的,上下部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、豎向剛度分布、延性差別較大,地震作用下底層地震剪力大且易產(chǎn)生變形集中,導(dǎo)致其因抗側(cè)移強(qiáng)度和延性不足而破壞,這種破壞的嚴(yán)重程度與房屋高度有明顯的關(guān)系,所以應(yīng)對(duì)房屋總高度加以限制。6.7 6.7 底層框架砌體結(jié)構(gòu)的抗震構(gòu)造措施第9
60、5頁(yè)/共119頁(yè) 2. 2.抗震橫墻間距的限制 當(dāng)抗震橫墻間距過(guò)大時(shí)房屋樓蓋中部將出現(xiàn)較大的水平變位,框架柱或外墻壁柱分擔(dān)的地震剪力增大而抗震橫墻分擔(dān)的地震剪力減小,與兩類構(gòu)件的抗震能力不匹配,對(duì)結(jié)構(gòu)抗震是不利的。房屋樓蓋中部的水平變位還與樓蓋的水平剛度有關(guān)?,F(xiàn)澆樓蓋水平剛度大于裝配式樓蓋,在樓蓋平面水平變位的限制一樣時(shí),現(xiàn)澆樓蓋的抗震橫墻間距大一些。第96頁(yè)/共119頁(yè) 3. 3. 底層框架磚房抗震墻的抗震等級(jí) 底層框架磚房的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)部分,其抗震等級(jí)按鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)采用。底層設(shè)置鋼筋混凝土抗震墻時(shí),其抗震等級(jí)按三級(jí)采用。鋼筋混凝土梁、柱、節(jié)點(diǎn)按抗震構(gòu)件設(shè)計(jì)。 60、70地區(qū)底層框架
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