砌体第7章砌体结构抗震.ppt

1、砌 体 结 构第七章第七章 多层砌体结构房屋的抗震设计多层砌体结构房屋的抗震设计 本章要点本章要点 掌握：掌握：多层砌体结构房屋的地震作用的计算；多层砌体结构房屋的地震作用的计算；圈梁的作用及布置要求；构造柱的作用及布置要求；圈梁的作用及布置要求；构造柱的作用及布置要求；理解：理解：砌体结构抗震验算的原则；楼层地震砌体结构抗震验算的原则；楼层地震剪力在墙体中的分配；墙体抗震承载力验算；砌体剪力在墙体中的分配；墙体抗震承载力验算；砌体结构的抗震构造措施。结构的抗震构造措施。了解：了解：多层砌体结构房屋的主要结构体系及多层砌体结构房屋的主要结构体系及震害；多层砌体结构房屋在结构布置方面的基本要震害

2、；多层砌体结构房屋在结构布置方面的基本要求。求。砌 体 结 构7.7.7.7.概述概述概述概述砌体结构：砌体结构：由黏土砖、混凝土砌块等砌成的结构。由黏土砖、混凝土砌块等砌成的结构。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和多层的多排柱内框架砌体房屋。架抗震墙和多层的多排柱内框架砌体房屋。大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差：大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差：19231923年日本关东大地震，东京约有砖石结构房屋年日本关东大地震，东京约有砖石结构房屋70007000栋，几栋，几乎全部遭到不同程度的破坏。乎全

3、部遭到不同程度的破坏。19481948年原苏联阿什哈巴德地震，砖石结构房屋的破坏和倒塌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率达到70%-80%70%-80%。19761976年唐山地震，对烈度为年唐山地震，对烈度为1010度、度、1111度区的度区的123123栋栋2-82-8层砖混层砖混结构房屋调查，倒塌率为结构房屋调查，倒塌率为63.2%63.2%，严重破坏为，严重破坏为23.6%23.6%，尚能修复使，尚能修复使用的用的4.2%4.2%，实际破坏率达，实际破坏率达95.8%95.8%。砌 体 结 构抗震性能差的原因：抗震性能差的原因：1 1、刚度大、自重大，地震作用也大

4、；、刚度大、自重大，地震作用也大；2 2、砌体材料质脆、砌体材料质脆,抗剪、抗拉、抗弯强度低抗剪、抗拉、抗弯强度低,地震作用下地震作用下极易出现裂缝极易出现裂缝;3 3、受施工质量的影响较大、受施工质量的影响较大;如砂浆不饱满如砂浆不饱满,易出现裂缝易出现裂缝,减减弱抗震性能。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。到改善的。0.00.09.819.570.7倒塌倒塌严重破坏严重破坏中等破坏中等破坏轻微破坏轻微破坏基本完好

5、基本完好0.023.529.435.311.8倒塌倒塌严重破坏严重破坏中等破坏中等破坏轻微破坏轻微破坏基本完好基本完好 天津市天津市8 8度区经度区经7 7度设防的度设防的7474年通用住宅震害统计（年通用住宅震害统计（%）唐山地区唐山地区8 8度区多层砖房的震害统计（度区多层砖房的震害统计（%）砌 体 结 构从震害调查可见：经抗震设防可减轻砌体结构的震害，减少从震害调查可见：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。严重破坏和倒塌率。唐山、海城等震后调查唐山、海城等震后调查6 6度区度区 女儿墙、小烟囱严重破坏。女儿墙、小烟囱严重破坏。7 7度区度区 少数房屋轻微损坏，少数中等损

6、坏，个别严重。少数房屋轻微损坏，少数中等损坏，个别严重。8 8度区度区 多数出现震害，近半数达到中等和严重破坏。多数出现震害，近半数达到中等和严重破坏。9 9度区度区 房屋普遍遭到破坏，多数达到严重破坏，个房屋普遍遭到破坏，多数达到严重破坏，个 别倒塌。别倒塌。1010度区度区 少数严重破坏，大多数倒塌。少数严重破坏，大多数倒塌。说明：说明：多数砖房的抗破坏能力很低，但仍具有较高的抗倒多数砖房的抗破坏能力很低，但仍具有较高的抗倒塌能力。仅在塌能力。仅在1010度度1111度才有大量砖房倒塌。除高烈度区，度才有大量砖房倒塌。除高烈度区，经过合理设计、施工的砖房可以在地震区采用。经过合理设计、施工

7、的砖房可以在地震区采用。砌 体 结 构.砌体结构震害及其分析砌体结构震害及其分析（）倒塌（）倒塌整体倒塌：整体倒塌：房屋整体性好，而底层强度不足时；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；房屋整体性不好，而上层墙体过于弱时；局部倒塌：局部倒塌：房屋局部或上层墙体抗震强度不足时；房屋局部或上层墙体抗震强度不足时；个别部位构件间连接强度不足时。个别部位构件间连接强度不足时。外外纵纵墙墙全全部部脱脱开开横横墙墙而而坍坍塌塌是是较较常常见见的的震震害害。砌 体 结 构砌 体 结 构（）裂缝（）裂缝抗剪承载力不足抗剪承载力不足,产生裂缝产生裂缝,主要有交叉、斜向、水平和主要有

8、交叉、斜向、水平和竖向类型。竖向类型。斜裂缝斜裂缝 这是墙体最常见的破坏形式，因为砖墙的抗剪强度这是墙体最常见的破坏形式，因为砖墙的抗剪强度低，受地震的剪切作用产生斜裂缝，地震是往复作用的，低，受地震的剪切作用产生斜裂缝，地震是往复作用的，所以裂缝呈交叉所以裂缝呈交叉X X形，常出现在窗间墙。形，常出现在窗间墙。砌 体 结 构若主震方向与横纵若主震方向与横纵墙成某一角度时，常在墙成某一角度时，常在房屋的角部出现局部倒房屋的角部出现局部倒塌。塌。砌 体 结 构砌 体 结 构 水平裂缝水平裂缝大都发生于外纵墙窗口的上下皮处。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，

9、纵墙出平当房屋纵向承重，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。面受弯产生水平裂缝。砌 体 结 构 竖向裂缝竖向裂缝 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。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。砌 体 结 构(3)(3)墙角破坏墙角破坏 扭转，应力集中，约束小等扭转，应力集中，约束小等V V 型裂缝型裂缝砌 体 结 构 房角处房角处V V形塌落（唐山大地震，中等破坏）形塌落（唐山大地震，中等破坏）砌 体 结 构（4）、楼梯间破坏）、楼梯间破坏 楼梯间墙体较其它墙体震害严重。楼梯间墙体较其它墙体震害严重。原因：原因：间距小，刚度大，剪力大。空间刚度小，墙

10、体削间距小，刚度大，剪力大。空间刚度小，墙体削弱。弱。砌 体 结 构（5）、楼板与屋盖）、楼板与屋盖 预制板板缝拉开，楼板预制板板缝拉开，楼板掉落。掉落。原因：原因：板与板拉接不利，板与板拉接不利，板的搁置长度过短。板的搁置长度过短。砌 体 结 构砌 体 结 构（6）房屋附属物破坏）房屋附属物破坏女儿墙、出屋面烟囱、垃圾道、屋顶小间破坏严重。女儿墙、出屋面烟囱、垃圾道、屋顶小间破坏严重。许许多建筑在顶层往往在平面上收缩，甚至设大开间的会议多建筑在顶层往往在平面上收缩，甚至设大开间的会议室，形成不利的室，形成不利的“鞭梢鞭梢”，无疑破坏严重，无疑破坏严重原因：原因：鞭梢效应鞭梢效应砌 体 结 构

11、突出顶层大开间破坏（唐山大地震，突出顶层大开间破坏（唐山大地震，19761976，除顶层外其余完好，中等破坏），除顶层外其余完好，中等破坏）砌 体 结 构7.2 7.2 结构方案与结构布置结构方案与结构布置 多层砌体房屋的抗震措施，既属概念设计范围，也多层砌体房屋的抗震措施，既属概念设计范围，也属防倒塌设计的问题。属防倒塌设计的问题。防倒塌问题不是依靠罕遇地震作用下的变形验算，防倒塌问题不是依靠罕遇地震作用下的变形验算，而是做好细部处理和总体布置。而是做好细部处理和总体布置。包括下述五个方面的内容：包括下述五个方面的内容：1.1.多层砌体建筑平立剖面及结构布置多层砌体建筑平立剖面及结构布置 2

12、.2.砌体房屋总高度及层数限制砌体房屋总高度及层数限制 3.3.多层砌体房屋高宽比限制多层砌体房屋高宽比限制 4.4.抗震墙的间距限制抗震墙的间距限制 5.5.房屋的局部尺寸限制房屋的局部尺寸限制 砌 体 结 构一、房屋的体型与防震缝一、房屋的体型与防震缝1 1、平立面应规则，抗侧力墙应均匀布置平立面应规则，抗侧力墙应均匀布置不规则体型不规则体型砌 体 结 构2、优先采用横墙承重和纵横墙承重方案优先采用横墙承重和纵横墙承重方案 不宜采用纵墙承重方案不宜采用纵墙承重方案砌 体 结 构3、纵横墙的布置宜对称，沿水平面内宜纵横墙的布置宜对称，沿水平面内宜对齐，沿竖向应上下连续；同一轴线上的窗间墙宜均

13、匀；对齐，沿竖向应上下连续；同一轴线上的窗间墙宜均匀；砌 体 结 构（3 3）防震缝）防震缝 体形不对称的结构较体形均匀对称的结构破坏更要严重一体形不对称的结构较体形均匀对称的结构破坏更要严重一些。设置防震缝可以将体形复杂的结构划成体形对称均匀的结些。设置防震缝可以将体形复杂的结构划成体形对称均匀的结构。构。有下列情况之一时宜设置防震缝：有下列情况之一时宜设置防震缝：房屋立面高差在房屋立面高差在6m6m以上；以上；房屋有错层，且楼板高差较大；房屋有错层，且楼板高差较大；各部分结构刚度、质量截然不同。各部分结构刚度、质量截然不同。（4 4）楼梯间的位置）楼梯间的位置 不宜设在房屋的尽端和转角处。

14、不宜设在房屋的尽端和转角处。（5 5）烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体）烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体，当墙体被削弱时，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。墙面的烟囱。（6 6）不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。）不宜采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。砌 体 结 构二二.多层房屋的总高度和层数限值多层房屋的总高度和层数限值 （1 1）一般情况下，层数和总高度不应超过下表）一般情况下，层数和总高度不应超过下表-618721721190混凝土小砌块混凝土小砌块-515618721190412618

15、7217212404126187821824240 普通粘土砖普通粘土砖层数层数高度高度层数层数高度高度层数层数高度高度层数层数高度高度6789烈度烈度最小最小(mm)(mm)房屋类别房屋类别多孔粘土砖多孔粘土砖（2 2）对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比）对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比前表的规定降低前表的规定降低3m,3m,层数相应减少一层；各层横墙很少的多层砌体层数相应减少一层；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。房屋，还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。（3 3）横墙较少的多层砌体住宅楼，当按规定采取加强

16、措施并满足）横墙较少的多层砌体住宅楼，当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时，其高度和层数可按上表采用。抗震承载力要求时，其高度和层数可按上表采用。砌 体 结 构（4 4）砖和砌块承重房屋的层高不应超过）砖和砌块承重房屋的层高不应超过3.6m3.6m。三三.房屋高宽比的限制房屋高宽比的限制房屋高宽比的限值表房屋高宽比的限值表注：单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度；建筑平面接近正方形，其高宽注：单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度；建筑平面接近正方形，其高宽比宜适当减小比宜适当减小四四.抗震横墙间距的限制抗震横墙间距的限制横向地震作用主要由横墙承受。横墙间距较大时，楼盖水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，致使纵平刚度变小，不能将横向水平地震作用有效传递到横墙，致使纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌。墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌。烈度烈度6 6 7 78 89 9最大高宽比最大高宽比2.52.52.52.52.02.01.51.5砌 体 结 构471111木楼、屋盖木楼、屋盖7111515装配式钢筋混凝土楼