建筑结构抗震多层砌体房屋抗震设计.pptx
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1、本章主要内容u常见震害、震害分析u抗震设计一般要求u多层砌体房屋抗震设计u多层砌体房屋构造措施、例题u底部框架-抗震墙房屋抗震设计第1页/共75页5.1 概 述2、常见多层砌体结构分类 (1)多层砌体房屋 (2)底部框架-抗震墙,上部砌体结构 (3)内框架房屋1、砌体结构的优点(1)取材方便、价廉。(2)性能好(耐火性、耐久性、抗腐性)。(3)保温、隔热、隔声性能好。第2页/共75页3、砌体结构的抗震性能u砌体材料是一种脆性材料,其抗拉、抗剪、抗弯性能均较低,因而抗震性能差。u由砌块和砂浆砌筑而成,整体性差。历次强烈地震中,砌体结构破坏率非常高。历次强烈地震中,砌体结构破坏率非常高。经过经过抗
2、震设防抗震设防,做好,做好抗震设计抗震设计,得当的构造得当的构造措措施施,良好的,良好的施工质量施工质量,即使在中、强地震区,砌,即使在中、强地震区,砌体结构房屋能不同程度的抵抗地震的破坏。体结构房屋能不同程度的抵抗地震的破坏。第3页/共75页5.2 震害现象及其分析一、多层砌体房屋震害及其分析1、墙体破坏:作为主要的承重构件,受力比较复杂。墙身破坏主要表现为墙身出现交叉斜裂缝或墙体压碎。第4页/共75页如图a,当窗下墙较高而窗间墙较窄时,常在窗间墙形成交叉裂缝。如图b,当窗下墙较矮而窗间墙较宽时,则常在窗下墙形成交叉裂缝。第5页/共75页2、外纵墙倒塌 在地震中外纵墙局部或全部倒塌。纵墙倒塌
3、一般是由于砌体强度低,砌筑质量差,纵横墙连接不牢,外墙圈梁不足或横墙间距过大引起。第6页/共75页3、墙角破坏 结构上受到的地震作用比较复杂,墙角通常是比较敏感的部位。差的施工质量往往引起内墙破坏、隔墙移位和局部破坏,如图,破坏多发生在上层。第7页/共75页第8页/共75页4、附属建筑物破坏 砌体结构上的女儿墙、烟囱、塔楼、雨蓬和阳台由于上部结构的质量和刚度突变,产生“鞭梢效应”,其连接和锚固不当普遍产生破坏。第9页/共75页第10页/共75页第11页/共75页5、平面和竖向体型不规则 在地震中抗震横墙布置不当、平面和竖向体型不规则往往引起多层砌体结构破坏。如图,唐山地震时柴油机厂办公楼,由于
4、平面呈扇形,且门厅部分比两翼建筑高出一层,地震中门厅部分的顶层倒塌,两翼建筑也遭到严重破坏。第12页/共75页第13页/共75页其它破坏形式u楼梯间破坏 (1)楼梯间部位横墙间距小,刚度大,地震作用大,墙体水平方向支撑较弱,尤其底层稳定性差,容易出现开裂、倒塌。(2)楼梯间在端部、拐角部位,扭转效应明显u楼盖破坏:装配式楼(屋)盖,整体性差。第14页/共75页u楼盖破坏:装配式楼(屋)盖,整体性差。第15页/共75页内框架结构及砖混结构的大梁支座处墙体出现大量水平裂缝第16页/共75页二、底部框架-抗震墙房屋未经抗震设防的这类结构震害比较严重,多发生在底部框架部位。刚度突变。因为底部或者底层刚
5、度低,造成上刚下柔结构,“鸡腿效应”明显,导致底部破坏。第17页/共75页5.3 抗震设计基本要求u结构布置u房屋高度和层数u房屋最大高宽比u房屋抗震墙最大间距u局部尺寸第18页/共75页1、结构布置多层砌体房屋的结构体系,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内对齐,沿竖向上下连续;同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。楼梯间不宜设在尽端和转角处。烟道、风道、垃圾道不应消弱墙体。第19页/共75页纵墙承重方案 第20页/共75页 横墙承重方案 第21页/共75页 纵横墙承重方案 第22页/共75页 内框架承重方案 第23页/共75页多层砌体房屋,当立面高差在6m
6、以上,或房屋有错层且楼板高差较大,或各部分结构刚度、质量截然不同时,宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽应根据设防烈度和房屋高度确定,可采用50100mm。第24页/共75页2、房屋总高度和层数多层砌体房屋的抗震能力与房屋的高度直接相关。砌体墙身由于变形能力小,在超载不大时墙身就会产生开裂、继而破碎、引起平面错动,大幅度地降低其竖向承载力。上部结构的层数愈多,影响愈严重。建筑抗震设计规范规定房屋的层数和高度一般不超过表的要求。第25页/共75页表1 房屋的层数和总高度限值(m)房屋类别房屋类别最小墙最小墙厚度厚度(mm)烈度烈度6789高高度度层层数数高度高度层层数数高高度度层层数数高度高度
7、层层数数多多层层砌砌体体普通砖普通砖多孔砖多孔砖多孔砖多孔砖小砌块小砌块2402401901902421212187772121182177671818151866561212-44-第26页/共75页u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,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允许从室外地面算起;对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处;u室内外高差大于0.6m时,房屋总高度允许比表中数值适当增加,但不多于1m;第27页/共75页普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高不应超过3.6m;底层框架多层砌体房屋的底层层高不应超过4.5m。对于医院、教学楼等及
8、横墙较少的多层砌体房屋,总高度应比表1的规定降低3m,层数相应减少一层。第28页/共75页3、房屋最大高宽比高宽比较小,以剪切变形为主。随高宽比增大,弯曲变形效应增加,由于砌体抗拉强度低,宜发生整体弯曲破坏。多层砌体房屋为避免整体弯曲破坏,除限制房屋总高度外,还要限制其高宽比。我国规范对总高度与总宽度的最大比值限制如表2所示。第29页/共75页表 2 砌体房屋最大高宽比限值烈烈 度度6789最大高最大高宽比宽比2.52.52.01.5注: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。第30页/共75页4、房屋抗震横墙最大间距横向地震作用下,横墙作为主要
9、的抗侧力构件,楼屋盖作为联系各片横墙的构件,必须保证足够的水平刚度,起到传递地震力的作用。抗震横墙的最大间距规定如下:第31页/共75页房屋类别房屋类别烈度烈度6789多层多层砌体砌体现浇或装配整体式钢筋混现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖凝土楼、屋盖装配式钢筋混凝土楼、屋装配式钢筋混凝土楼、屋盖盖木楼、屋盖木楼、屋盖181511181511151171174底层框架底层框架-抗震墙抗震墙上部各层上部各层同多层砌体同多层砌体-底层底层211815-表3 多层砌体房屋抗震横墙最大间距(m)第32页/共75页5、房屋局部尺寸多层砌体房屋砌体墙段局部尺寸也是进行结构布置时需要考虑的问题。为避免局部破
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