第七讲砌体结构抗震设计课件.ppt

第七讲 砌体结构抗震性能砌体房屋的震害砌体结构房屋概念设计砌体房屋的分析方法墙体抗震承载力与变形性能墙体抗震试验方法 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，几乎全部栋，几乎全部遭到不同程度的破坏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率达到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%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层砖混结构房层砖混结构房屋调查，倒塌率为屋调查，倒塌率为63.2%63.2%，严重破坏为，严重破坏为23.6%23.6%，尚能修复使用的，尚能修复使用的4.2%4.2%，实，实际破坏率达际破坏率达95.8%95.8% 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；、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, ,地震作用下极易出现裂缝地震作用下极易出现裂缝; ; 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, ,减弱抗震性能。

减弱抗震性能 1 砌体房屋的震害1)1)全部倒塌全部倒塌房屋整体性好，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；2)2)上部倒塌上部倒塌房屋上层自重大，刚度差；房屋上层自重大，刚度差；上层砌体强度过弱，整体性差时；上层砌体强度过弱，整体性差时；3)3)局部倒塌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，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；平面或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当等； 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1.1 倒塌倒塌1.2 1.2 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, ,主要有主要有“X X”形、水平和竖向三种类型形、水平和竖向三种类型1) 1) “X X”形裂缝形裂缝 墙体在竖向压力和反复水平剪力作用产生的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常出现“X X”形裂缝的位置：形裂缝的位置：与主震方向平行的墙体；与主震方向平行的墙体；在横向，房屋两端的山墙；在横向，房屋两端的山墙；在纵向，窗间墙。

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) 2) 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，纵墙出平面当房屋纵向承重，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受弯产生水平裂缝3) 3) 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1.3 1.3 其它破坏其它破坏 楼梯间的墙体一般震害较重楼梯间的墙体一般震害较重横墙间距小，抗剪刚度大；横墙间距小，抗剪刚度大；1)1)楼梯间破坏楼梯间破坏 原因是：原因是：空间刚度较小；空间刚度较小；墙体有削弱等；墙体有削弱等； 突出屋面的屋顶间（电梯机房、水箱间等）、烟囱、女儿墙，突出屋面的屋顶间（电梯机房、水箱间等）、烟囱、女儿墙，由于由于“鞭端效应鞭端效应”引起破坏引起破坏2)2)房屋附属物房屋附属物 房屋附属物的破坏比下部主体结构破坏严重房屋附属物的破坏比下部主体结构破坏严重6 6度区有所破坏，度区有所破坏，7 7度区普遍破坏，度区普遍破坏，8-98-9度区几乎全部破坏或倒塌。

度区几乎全部破坏或倒塌3)3)楼板和屋盖楼板和屋盖楼板和屋盖是地震时传递水平地震作用的主要构件楼板和屋盖是地震时传递水平地震作用的主要构件 对于预制板楼板、楼盖，由于整体性较差、板缝偏小混凝土对于预制板楼板、楼盖，由于整体性较差、板缝偏小混凝土灌缝不够密实，地震时易于拉裂灌缝不够密实，地震时易于拉裂9 9度以上地区，由于墙体开裂、度以上地区，由于墙体开裂、错位、倒塌引起楼板、楼盖掉落预制板端部搁置长度过短或无错位、倒塌引起楼板、楼盖掉落预制板端部搁置长度过短或无可靠的板与板及板与墙的拉接措施，也造成震害可靠的板与板及板与墙的拉接措施，也造成震害2.1 2.1 平立面布置要规则平立面布置要规则2.2 2.2 房屋高度、层数、层高要限制房屋高度、层数、层高要限制房屋平面最好为矩形房屋平面最好为矩形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-5156187211904126187217212404126187821824240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)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，总高度应比前表）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房屋，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。

还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数2 概念设计3 3）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）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载力要求时，其高度和层数可按上表采用4 4）砖和砌快承重房屋的层高不应超过）砖和砌快承重房屋的层高不应超过3.6m3.6m2.3 2.3 房屋高宽比的限制房屋高宽比的限制 抗震规范对多层砌体房屋不要求作整体弯曲的承载力验算为了使抗震规范对多层砌体房屋不要求作整体弯曲的承载力验算为了使多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力，房屋的高宽比应满足下多层砌体房屋有足够的稳定性和整体抗弯能力，房屋的高宽比应满足下表：表： 房屋高宽比：房屋总高度与总宽度的最大比值房屋高宽比：房屋总高度与总宽度的最大比值烈度烈度6 789最大高宽比最大高宽比2.52.52.01.5房屋高宽比的限值表房屋高宽比的限值表2.4 2.4 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，水平刚度变小，不能将横向水平地震作用有效传递到横墙，致使纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌。

致使纵墙发生较大出平面弯曲变形，造成纵墙倒塌471111木楼、屋盖木楼、屋盖7111515装配式钢筋混凝土楼、屋盖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、屋盖现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖9876烈度烈度房屋类型房屋类型房屋抗震横墙最大间距房屋抗震横墙最大间距(m)(m)2.5 2.5 房屋局部尺寸的限制房屋局部尺寸的限制 在强烈地震作用下，房屋首先在薄弱部位破坏，这些薄在强烈地震作用下，房屋首先在薄弱部位破坏，这些薄弱部位一般是，窗间墙、尽端墙段、突出屋顶的女儿墙等弱部位一般是，窗间墙、尽端墙段、突出屋顶的女儿墙等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窗间墙最小宽度承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离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内墙阳角至门窗洞边的最小距离无锚固女儿墙无锚固女儿墙(非出入口处非出入口处)的最大高度的最大高度9876烈度烈度部位部位房屋局部尺寸限值房屋局部尺寸限值(m)(m)2.6 2.6 结构体系要合理结构体系要合理1 1）应优先采用横墙承重或纵横墙共）应优先采用横墙承重或纵横墙共 同承重的结构体系；同承重的结构体系；2 2）纵横墙的布置宜对称，沿水平面内宜对齐，沿竖向应上下连）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匀；续；同一轴线上的窗间墙宜均匀；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。

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，当墙体被削）烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体，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筋的附墙烟囱及出墙面的烟囱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3 3）防震缝）防震缝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（1 1）房屋立面高差在）房屋立面高差在6m6m以上；以上；（2 2）房屋有错层，且楼板高差较大；）房屋有错层，且楼板高差较大；（3 3）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 体形不对称的结构较体形均匀对称的结构破坏更严重一些加防体形不对称的结构较体形均匀对称的结构破坏更严重一些加防震缝可以将体形复杂的结构划成体形对称均匀的结构震缝可以将体形复杂的结构划成体形对称均匀的结构 加防震缝亦有一些弊端加防震缝亦有一些弊端2.7 2.7 合理的构造措施合理的构造措施1）设置钢筋混凝土构造柱）设置钢筋混凝土构造柱内墙内墙(轴线轴线)与外墙交接处与外墙交接处,内墙的局部内墙的局部较小墙垛处较小墙垛处,7-9度时度时,楼、电梯的四角楼、电梯的四角,9度时度时,内纵墙与横墙内纵墙与横墙(轴线轴线)交接处交接处三、四三、四五、六五、六六、七六、七八八隔开间横墙隔开间横墙(轴线轴线)与外墙交接处与外墙交接处,山墙山墙与内纵墙交接处与内纵墙交接处,7-9度时度时,楼、电梯的楼、电梯的四角四角二二四四五五六、七六、七7、8度时，楼、电梯的四角，每隔度时，楼、电梯的四角，每隔15m左右的横墙或单元横墙与外墙交接左右的横墙或单元横墙与外墙交接处处二、三二、三三、四三、四四、五四、五9度度8度度7度度6度度房屋层数房屋层数设置部位设置部位外墙四角，外墙四角，错层部位横错层部位横墙与外纵墙墙与外纵墙交接处较大交接处较大洞口两侧，洞口两侧，大房间内外大房间内外墙交接处墙交接处（2 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，）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。

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 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，）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，但单面走廊式时，应按前款要求设置构造柱，但6 6度不超过四层、度不超过四层、7 7度度 不超过三层和不超过三层和8 8度不超过二层时，应按增加二层后的层数考虑度不超过二层时，应按增加二层后的层数考虑2）设置钢筋混凝土圈梁）设置钢筋混凝土圈梁同上同上;各层所有横墙各层所有横墙同上同上;屋盖处沿所有横墙，屋盖处沿所有横墙，且间距不应大于且间距不应大于7m；楼楼盖处间距不应。