1、2021-6- 29 1 第七章 多層砌體房屋的抗震設計 w7.1 7.1 概述概述 w7.2 7.2 建筑布置與結構選型建筑布置與結構選型 w7.3 7.3 抗震強度驗算抗震強度驗算 w7.4 7.4 抗震構造措施抗震構造措施 w7.5 7.5 抗震設計實例抗震設計實例 2021-6- 29 2 7.1 概 述 砌體房屋分三類砌體房屋分三類: : w多層砌體房屋：豎向承重構件采用砌體墻片，多層砌體房屋：豎向承重構件采用砌體墻片， 而水平承重構件（樓、屋蓋）采用鋼筋混凝土而水平承重構件（樓、屋蓋）采用鋼筋混凝土 或其它材料的混合結構房屋；或其它材料的混合結構房屋； w底部框架砌體房屋：底部一層

2、或兩層采用空間底部框架砌體房屋：底部一層或兩層采用空間 較大的框架（剪力墻）結構、上部為砌體結構較大的框架（剪力墻）結構、上部為砌體結構 的房屋；的房屋； w內框架砌體房屋：外墻采用砌體墻、柱承重，內框架砌體房屋：外墻采用砌體墻、柱承重， 內部為鋼筋混凝土柱（單排或多排）承重的混內部為鋼筋混凝土柱（單排或多排）承重的混 合結構房屋。合結構房屋。抗震規范抗震規范只容許使用多排內只容許使用多排內 柱框架房屋柱框架房屋 2021-6- 29 3 一、多層砌體房屋的震害 w 多層砌體房屋的震害大致如下： n房屋倒塌 n墻體開裂、局部塌落 w斜裂縫：抗剪強度不足 w水平裂縫：墻片出平面受彎 n墻角破壞

3、w受剪斜裂縫、受壓豎向裂縫、塊材壓碎、墻角脫落 2021-6- 29 4 n縱橫墻連接破壞 w豎向剪切裂縫、縱橫墻脫開、外縱墻倒塌 n樓梯間破壞 w樓梯本身很少破壞，剛度大，受地震作用力也大 n樓蓋與屋蓋的破壞 w由于樓蓋擱置長度不夠或下部支承墻體破壞引起 n附屬構件的破壞 w女兒墻、小煙囪、門臉、隔墻、室內裝飾 多層砌體房屋的震害 2021-6- 29 5 二、多層砌體房屋的震害原因分析 w 根本原因：地震作用在結構中產生的效應 （內力、應力）超過了結構材料的抗力或 強度。 w 主要原因分為三大類： n房屋建筑布置、結構布置不合理造成局部地 震作用效應過大； n砌體墻片抗震強度不足； n房屋

4、構件（墻片、樓蓋、屋蓋）間的連接強 度不足使各構件間的連接遭到破壞。 2021-6- 29 6 三、底部框架砌體房屋的震害 w 底層框架磚房當底層無抗震墻時，震害集中在底層框 架部分。主要是底層框架喪失承載力或因變形集中、 位移過大而破壞 w 當底層有較強的抗震墻時，其震害現象與多層砌體房 屋有許多共同點，一般是第二層磚墻的破壞較嚴重 n國內外的地震震害調查表明，在二到三層的這類建筑中，9度 地震烈度區底層框架完好，上層磚房有中等程度的損壞，與 同一地區同樣層數的磚房相比，沒有震害加劇的現象。但對 層數較多的底層框架房屋，還缺乏震害現場調查資料 2021-6- 29 7 四、內框架房屋的震害

5、w 有類似多層砌體房屋的地方，也有多層框架梁 柱破壞的特點 w 磚墻的主要震害：塌落，外縱墻及磚壁柱產生 水平裂縫或在窗間墻上產生交叉斜裂縫。 w 內框架的主要震害：內柱頂端和底部產生水平 裂縫或斜向裂縫，嚴重者混凝土酥碎、崩落， 鋼筋壓曲；鋼筋混凝土大梁在靠近支座的地方 產生斜裂縫等。 2021-6- 29 8 內框架房屋的震害原因分析 w 內框架房屋頂層縱墻的震害：地震時內框架柱 與外墻磚壁柱的振動不一致 w 橫墻的斜向或交叉斜裂縫震害：橫墻抗側剛度 比內框架梁柱大得多，地震時承受的水平力大 而最先破壞，形成斜向或交叉裂縫 w 內框架結構梁柱節點的破壞：重要發生在橫墻 間距過大的結構中 2

6、021-6- 29 9 五、砌體結構房屋按震設計三要素 w 砌體房屋的抗震設計分成三個主要部分： n建筑布置與結構選型 n抗震強度驗算 n抗震構造措施 2021-6- 29 10 7.2 建筑布置與結構選型 w 抗震概念設計 w 包括下述五個方面的內容： n1.多層砌體建筑平立剖面及結構布置 n2.砌體房屋總高度及層數限制 n3.多層砌體房屋高寬比限制 n4.抗震墻的間距限制 n5.房屋的局部尺寸限制 2021-6- 29 11 多層砌體建筑平立剖面及結構布置 w 基本要求：規則、均勻、對稱，避免質量和剛度發生突 變，避免樓層錯層 w 多層砌體房屋對結構布置的基本要求是： n1.優先采用橫墻承

7、重或縱橫墻共同承重的結構體系 n2.縱橫墻的布置宜均勻對稱，沿平面內宜對齊，沿 豎向應上下連續；同一軸線上的窗間墻宜均勻 2021-6- 29 12 多層砌體建筑平立剖面及結構布置 n3.8度和9度且有下列情況之一時宜設置防震縫，縫 兩側均應設置墻體 l房屋立面高差在6m以上 l房屋有錯層，且樓板高差較大 l各部分結構剛度、質量截然不同 n4. 樓梯間不宜設置在房屋的盡端和轉角處 n5. 煙道、風道、垃圾道等不應削弱墻體 n6. 不應采用無錨固的鋼筋混凝土預制挑檐 2021-6- 29 13 多層砌體建筑平立剖面及結構布置 w 底部框架-抗震墻砌體房屋的結構布置應符合下列要求： n1.上部的砌

8、體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊 n2.房屋的底部，應沿縱橫兩方向設置一定數量的抗震墻，并應均勻對 稱布置或基本均勻對稱布置 n3.底層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個方向，第二層與底層側向剛度的 比值，6、7度時不應大于2.5，8度時不應大于2.0，且均不應小于1.0 n4. 底部兩層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個方向，底層與底部第二層側 向剛度應接近，第三層與底部第二層側向剛度的比值，6、7度時不 應大于2.0，8度時不應大于1.5，且均不應小于1.0 n5.底部框架-抗震墻房屋的抗震墻應設置條形基礎、筏式基礎或樁基 2021-6- 29 14 多層砌體建筑平立剖面及結構布置 w 多層

9、多排柱內框架房屋的結構布置，應符 合下列要求： n1.房屋宜采用矩形平面，且立面宜規則；樓梯 間橫墻貫通房屋全寬 n2.7度時橫墻間距大于18m或8度時橫墻間距大 于15m，外縱墻的窗間墻宜設置組合柱 n3. 多排柱內框架房屋的抗震墻應設置條形基 礎、筏式基礎或樁基 2021-6- 29 15 砌體房屋總高度及層數限制 w 為什么限制？ l砌體房屋的震害與其總高度和層數有密切關系，隨層數增加，震 害隨之加重，特別是房屋的倒塌率與房屋的層數成正比率增加 l對砌體房屋的總高度及層數要予以限制，這也是一種最經濟的抗 震措施。 w 抗震規范對多層砌體房屋的限值如表7.1（P189） 所示 n對醫院、教

10、學樓等橫墻較少的房屋，總高度應比表7.1規定的 相應降低3m，層數相應減少一層；各層橫墻很少的房屋，應 根據具體情況再適當降低總高度 2021-6- 29 16 房屋類別 最小 墻厚 度 （ mm） 烈 度 6 7 89 高度 層 數 高 度 層 數 高 度 層 數 高 度 層 數 多 層 砌 體 普通磚 多孔磚 多孔磚 小砌塊 240 240 190 190 24 21 21 21 8 7 7 7 21 21 18 21 7 7 6 7 18 18 15 18 6 6 5 6 12 12 4 4 底部框架- 抗震墻 多排柱內框 架 240 240 22 16 7 5 22 16 7 5 19

11、 13 6 4 房屋的層數和總高度限值（房屋的層數和總高度限值（m） 表表7.17.1 2021-6- 29 17 房屋總高度的確定房屋總高度的確定 1)全地下室層不作為一層考慮全地下室層不作為一層考慮, 房屋總高度算至室房屋總高度算至室 外地面；外地面； 2)半地下室應作為一層考慮半地下室應作為一層考慮,總高度應算至半地下總高度應算至半地下 室室內地面；室室內地面； 3)帶閣樓的坡屋面，其總高度應算至山間墻帶閣樓的坡屋面，其總高度應算至山間墻1/2高高 度處。度處。 當閣樓層層高較小當閣樓層層高較小,且僅做成吊頂時，可不作為一且僅做成吊頂時，可不作為一 層計算。層計算。 當閣樓層層高較高當閣

12、樓層層高較高,且用作居住或儲藏室時且用作居住或儲藏室時,則應按則應按 一層考慮一層考慮. 當閣樓層占頂層面積較小時當閣樓層占頂層面積較小時(50%左右左右),可不作一可不作一 層考慮，此時總高度只算到頂層檐口或屋面板頂。層考慮，此時總高度只算到頂層檐口或屋面板頂。 2021-6- 29 18 多層砌體房屋高寬比限制多層砌體房屋高寬比限制 w 多層砌體房屋墻片震害主要表現為對角斜裂多層砌體房屋墻片震害主要表現為對角斜裂 縫的剪切破壞縫的剪切破壞 w 抗震規范抗震規范通過限制房屋高寬比的規定來通過限制房屋高寬比的規定來 確保砌體房屋不發生確保砌體房屋不發生整體彎曲破壞整體彎曲破壞，而在抗而在抗 震

13、強度驗算時只驗算墻片的抗剪強度，不再震強度驗算時只驗算墻片的抗剪強度，不再 進行整體彎曲強度驗算。進行整體彎曲強度驗算。 2021-6- 29 19 房屋最大高寬比房屋最大高寬比 表表7.2 1.5 2.0 2.5 2.5最大高寬比最大高寬比 9 8 7 6 烈烈 度度 多層砌體房屋高寬比限制多層砌體房屋高寬比限制 w 表表7.2（P190）為）為抗震規范抗震規范對房屋高寬比的對房屋高寬比的 限值。其中，單面走廊房屋的總寬度不包括走廊限值。其中，單面走廊房屋的總寬度不包括走廊 寬度；建筑平面接近正方形時，其高寬比宜適當寬度；建筑平面接近正方形時，其高寬比宜適當 減小。減小。 2021-6- 2

14、9 20 房屋高寬比計算的有關規定房屋高寬比計算的有關規定 1)寬度計算時寬度計算時,一般不計入平面上突出或凹進一般不計入平面上突出或凹進,如如 樓梯間墻的變化樓梯間墻的變化; 單邊走廊房屋單邊走廊房屋,懸挑外廊或由截面較小的外柱懸挑外廊或由截面較小的外柱 承重的走廊房屋承重的走廊房屋,此時不應計入外廊的寬度作為此時不應計入外廊的寬度作為 房屋總寬度房屋總寬度; 另一種是有封閉外墻的單邊走廊另一種是有封閉外墻的單邊走廊,只要橫墻在只要橫墻在 走廊通過樓板或梁有聯系走廊通過樓板或梁有聯系,對房屋總體彎曲有作對房屋總體彎曲有作 用用,可將走廊部分的寬度計入房屋總寬度內可將走廊部分的寬度計入房屋總寬

15、度內 當房屋平面為當房屋平面為L形或其他形狀時形或其他形狀時,應根據具體應根據具體 情況另行考慮情況另行考慮,也可按整體彎曲進行驗算也可按整體彎曲進行驗算 2021-6- 29 21 抗震墻的間距限制抗震墻的間距限制 w 對橫墻間距的限制主要基于下述的考慮：對橫墻間距的限制主要基于下述的考慮： n橫墻間距過大，橫墻數量就少，橫墻整體抗震能力橫墻間距過大，橫墻數量就少，橫墻整體抗震能力 就小就小 n橫墻間距過大，縱墻的側向支撐就少，房屋的整體橫墻間距過大，縱墻的側向支撐就少，房屋的整體 性就差，縱墻亦容易破壞性就差，縱墻亦容易破壞 n橫墻間距過大，樓蓋在側向力作用下支承點的間距橫墻間距過大，樓蓋

16、在側向力作用下支承點的間距 就大，樓蓋就可能發生過大的平面內變形就大，樓蓋就可能發生過大的平面內變形 w 表表7.3（P191）為）為抗震規范抗震規范對抗震橫墻間對抗震橫墻間 距的限值距的限值 n多層砌體房屋的頂層，最大橫墻間距應允許適當放多層砌體房屋的頂層，最大橫墻間距應允許適當放 寬；表中木樓、屋蓋的規定，不適用于小砌塊砌體寬；表中木樓、屋蓋的規定，不適用于小砌塊砌體 房屋房屋 2021-6- 29 22 房房 屋屋 類類 別別 烈烈 度度 6789 多層多層 砌體砌體 現澆或裝配整體式鋼筋混現澆或裝配整體式鋼筋混 凝土樓、屋蓋凝土樓、屋蓋 裝配式鋼筋混凝土樓、屋裝配式鋼筋混凝土樓、屋 蓋

17、蓋 木樓、屋蓋木樓、屋蓋 18 15 11 18 15 11 15 11 7 11 7 4 底部框底部框 架架-抗抗 震墻震墻 上部各層上部各層 同多層砌體房屋同多層砌體房屋 底層或底部兩層底層或底部兩層 211815 多排柱內框架多排柱內框架 252118 房屋抗震橫墻最大間距（房屋抗震橫墻最大間距（m） 表表7.3 2021-6- 29 23 房屋的局部尺寸限制房屋的局部尺寸限制 w 原因：原因： l對房屋局部尺寸的限制主要是針對震害中出現的一些房屋局對房屋局部尺寸的限制主要是針對震害中出現的一些房屋局 部薄弱部位的破壞而采取的措施。當房屋局部某些墻體的尺部薄弱部位的破壞而采取的措施。當房

18、屋局部某些墻體的尺 寸過小，地震時很容易開裂或局部倒塌寸過小，地震時很容易開裂或局部倒塌 l地震時局部墻段破壞而造成連續破壞地震時局部墻段破壞而造成連續破壞,導致整體結構的倒塌導致整體結構的倒塌 w 表表7.4為為抗震規范抗震規范對房屋局部尺寸的限值。對房屋局部尺寸的限值。 l局部尺寸不足時應采取局部加強措施彌補如增設構造柱等；局部尺寸不足時應采取局部加強措施彌補如增設構造柱等； 出入口處的女兒墻應有錨固；多層多排柱內框架房屋的縱向出入口處的女兒墻應有錨固；多層多排柱內框架房屋的縱向 窗間墻寬度，不應小于窗間墻寬度，不應小于1.5m。當局部墻體和鋼筋混凝土構造。當局部墻體和鋼筋混凝土構造 柱有

19、可靠連接時，其局部尺寸限值可適當減小柱有可靠連接時，其局部尺寸限值可適當減小 2021-6- 29 24 部位部位 6 6度度 7 7度度 8 8度度 9 9 度度 承重窗間墻最小寬度承重窗間墻最小寬度 1.01.0 1.01.0 1.21.2 1.51.5 承重外墻盡端至門窗承重外墻盡端至門窗 洞邊的最小距離洞邊的最小距離 1.01.0 1.01.0 1.21.2 1.51.5 非承重外墻盡端至門非承重外墻盡端至門 窗洞邊的最小距離窗洞邊的最小距離 1.01.0 1.01.0 1.01.0 1.01.0 內墻陽角至門窗洞邊內墻陽角至門窗洞邊 的最小距離的最小距離 1.01.0 1.01.0

20、1.51.5 2.02.0 無錨固女兒墻（非出無錨固女兒墻（非出 入口處）的最大高度入口處）的最大高度 0.50.5 0.50.5 0.50.5 0.00.0 房屋的局部尺寸限值（房屋的局部尺寸限值（m m） 表表7.47.4 2021-6- 29 25 7.3抗震強度驗算抗震強度驗算 w 多層砌體房屋抗震強度驗算多層砌體房屋抗震強度驗算 w 底部框架砌體房屋抗震強度驗算及變形驗算底部框架砌體房屋抗震強度驗算及變形驗算 w 多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算 2021-6- 29 26 7.3.1 多層砌體房屋抗震強度驗算多層砌體房屋抗震強度驗算 w 抗震

21、規范抗震規范規定：多層砌體房屋可不進行豎向地震作用下的抗震規定：多層砌體房屋可不進行豎向地震作用下的抗震 強度驗算，也可不進行水平地震作用下的整體彎曲強度驗算，只驗強度驗算，也可不進行水平地震作用下的整體彎曲強度驗算，只驗 算水平地震作用下砌體墻片的抗剪強度。算水平地震作用下砌體墻片的抗剪強度。 w 水平地震作用的方向應分別考慮房屋的兩個主軸方向，即沿橫墻方水平地震作用的方向應分別考慮房屋的兩個主軸方向，即沿橫墻方 向和沿縱墻方向；當沿斜向布置有抗側力墻片時，尚應考慮沿該斜向和沿縱墻方向；當沿斜向布置有抗側力墻片時，尚應考慮沿該斜 向的水平地震作用。向的水平地震作用。 w 多層砌體房屋在水平地

22、震作用下砌體墻片的抗震抗剪強度驗算包括多層砌體房屋在水平地震作用下砌體墻片的抗震抗剪強度驗算包括 以下幾個部分：以下幾個部分： n1. 確定計算簡圖確定計算簡圖 n2. 地震作用及樓層地震剪力的計算地震作用及樓層地震剪力的計算 n3. 各墻體承擔的地震剪力的計算各墻體承擔的地震剪力的計算 n4. 墻體抗震強度驗算墻體抗震強度驗算 2021-6- 29 27 確定計算簡圖確定計算簡圖 w 認為砌體房屋在水平地震作用下的變形以層認為砌體房屋在水平地震作用下的變形以層 間剪切變形為主。間剪切變形為主。 w 多層砌體房屋在水平地震作用下的計算簡圖多層砌體房屋在水平地震作用下的計算簡圖 可采用工程實踐中

23、最為常用的層間剪切型計可采用工程實踐中最為常用的層間剪切型計 算簡圖，見圖算簡圖，見圖7.1 n在該計算簡圖中，第在該計算簡圖中，第i個質點的重量包括該層樓個質點的重量包括該層樓 蓋的全部重量、上下各半層墻體（包括門、窗等）蓋的全部重量、上下各半層墻體（包括門、窗等） 重量以及該樓面上重量以及該樓面上50%的活荷載；的活荷載；底部固定端的底部固定端的 標高一般取室外地面以下標高一般取室外地面以下500mm處標高及基礎梁處標高及基礎梁 頂部標高兩者之中的較大值頂部標高兩者之中的較大值 2021-6- 29 28 G1 Gj Gi n （b）計算簡圖 （a）多層砌體結構房屋 n層 i層 j層 室內

24、地坪 底層 Gi Gj G1 Hn Hi Hj H1 Gn 1 j i n 圖圖7.1 多層砌體結構房屋的計算簡圖多層砌體結構房屋的計算簡圖 2021-6- 29 29 地震作用及樓層地震剪力的計算地震作用及樓層地震剪力的計算 w 多層砌體房屋一般均可采用底部剪力法計算各質點的多層砌體房屋一般均可采用底部剪力法計算各質點的 水平地震作用，且可不考慮頂層質點的附加地震作用。水平地震作用，且可不考慮頂層質點的附加地震作用。 由于多層砌體房屋的基本自振周期一般小于由于多層砌體房屋的基本自振周期一般小于0.3s，為簡，為簡 化計算，化計算，抗震規范抗震規范規定，對于多層砌體房屋，地規定，對于多層砌體房

25、屋，地 震影響系數均取其最大值，即取震影響系數均取其最大值，即取 max1 2021-6- 29 30 w 多層砌體房屋的水平地震作用可按下述步驟計算：多層砌體房屋的水平地震作用可按下述步驟計算： n 1. 按規范規定計算各質點的重力荷載代表值按規范規定計算各質點的重力荷載代表值 n 2. 計算等效總重力荷載代表值計算等效總重力荷載代表值Geq ： i G n 1i i i eq 1n G85. 0 1n G G 地震作用及樓層地震剪力的計算地震作用及樓層地震剪力的計算 2021-6- 29 31 地震作用及樓層地震剪力的計算地震作用及樓層地震剪力的計算 n3. 計算總水平地震作用計算總水平地

26、震作用 n4. 計算各質點地震作用計算各質點地震作用 eqmaxEK GF EK n 1j jj ii i F HG HG F 2021-6- 29 32 地震作用及樓層地震剪力的計算 n5. 計算各樓層地震剪力Vi l樓層地震剪力，是作用在整個房屋某一樓層上的剪力，取 第i層以上的房屋為隔離體，根據力的平衡條件（見圖7.2）， 得第i樓層的層間地震剪力 n 1j ji FV (7.1) 2021-6- 29 33 Fj F1 Hi Gj G1 Gi Hn Gn Fi Fi F1 Fj Fn Fn FEK FEK Vi Fn Hj Fi H1 圖圖7.2 多層砌體房屋地震作用分布圖多層砌體房屋

27、地震作用分布圖 2021-6- 29 34 地震作用及樓層地震剪力的計算地震作用及樓層地震剪力的計算 w 規范規范規定，當采用底部剪力法時，對于突規定，當采用底部剪力法時，對于突 出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等小建筑的地出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等小建筑的地 震作用效應，宜乘以增大系數震作用效應，宜乘以增大系數3，以考慮鞭梢，以考慮鞭梢 效應，此增大部分不往下層傳遞。即當頂部質效應，此增大部分不往下層傳遞。即當頂部質 點為突出屋面的小建筑時，頂層的樓層地震剪點為突出屋面的小建筑時，頂層的樓層地震剪 力為力為 Vn3Fn 而其余各層仍按式（而其余各層仍按式（7.1）計算）計算 (7.2)(7.

28、2) 2021-6- 29 35 各墻體承擔的地震剪力的計算各墻體承擔的地震剪力的計算 w 假定第i層間在驗算方向共有L道墻，令第i層間第m 道墻承擔的地震剪力為Vi m，則有 w 工程實踐中，常將實際的各種樓蓋理想化為剛性樓 蓋、柔性樓蓋和中性樓蓋三種情況 L 1m m ii VV (7.3) 2021-6- 29 36 各墻體承擔的地震剪力的計算各墻體承擔的地震剪力的計算 w 剛性樓蓋剛性樓蓋(樓蓋的平面內剛度為無窮大樓蓋的平面內剛度為無窮大 ) n記第記第m道墻的抗側剛度為道墻的抗側剛度為Ki m，則第，則第m道墻所承擔道墻所承擔 的剪力為的剪力為 i i m i i L 1m m i

29、m i m i V K K V K K V (7.6) 式中式中 可稱為第可稱為第i樓層的橫向或縱向抗側剛度樓層的橫向或縱向抗側剛度 L 1m m ii KK 2021-6- 29 37 w 柔性樓蓋柔性樓蓋 n假定該樓蓋的平面內剛度為零假定該樓蓋的平面內剛度為零 ,各道墻承擔的地震剪力和該道各道墻承擔的地震剪力和該道 墻承擔的重力荷載代表值成正比墻承擔的重力荷載代表值成正比 各墻體承擔的地震剪力的計算各墻體承擔的地震剪力的計算 i i m i m i V G G V (7.7) i i m i m i V F F V (7.8) 當房屋各樓層的重力沿平面均勻分布時，有當房屋各樓層的重力沿平面

30、均勻分布時，有 Fi m為第為第m道墻的負荷面積，道墻的負荷面積，Fi為第為第i 樓層平面的面積樓層平面的面積 2021-6- 29 38 各墻體承擔的地震剪力的計算各墻體承擔的地震剪力的計算 w 中性樓蓋中性樓蓋 n介于剛性樓蓋和柔性樓蓋之間。工程實踐中，介于剛性樓蓋和柔性樓蓋之間。工程實踐中， 近似地取剛性樓蓋的各道墻的地震剪力和柔近似地取剛性樓蓋的各道墻的地震剪力和柔 性樓蓋時各道墻的地震剪力的平均值，即取性樓蓋時各道墻的地震剪力的平均值，即取 i i m i i m i m i V F F K K 2 1 V (7.9) 2021-6- 29 39 墻體抗側剛度墻體抗側剛度Ki m的計

31、算的計算 w 當只考慮剪切變形時 i m ii m i h AG K (7.10) 當只考慮彎曲變形時當只考慮彎曲變形時 3 i m ii m i h IE12 K (7.11) 同時考慮剪切變形和彎曲變形時同時考慮剪切變形和彎曲變形時 m i 3 i m i m i m i 12EI h GA h 1 K (7.12) 2021-6- 29 40 若墻片厚度為t，寬度為b，則有 m im im i btA 3 m im im i bt 12 1 I 將上兩式及 分別代入式（7.10）、式 （7.11）和式（7.12），可得 E4 . 0G2 . 1， i m ii m i 3h bEt K

32、3 i 3 m iii m i h btE K 2 m i i i m iii m i b h 3h btE K (7.14) (7.15) (7.13) 當只考慮剪切變形時當只考慮剪切變形時 當只考慮彎曲變形時當只考慮彎曲變形時 同時考慮剪切變形和彎曲變形時同時考慮剪切變形和彎曲變形時 2021-6- 29 41 各墻體承擔的地震剪力的計算各墻體承擔的地震剪力的計算 w 為簡化計算，通常認為橫向地震剪力全部 由橫墻承擔，縱向地震剪力全部由縱墻承 擔。 w 橫向樓層地震剪力在各道橫墻上的分配： n考慮橫向樓層地震剪力在各道橫墻上的分配時， 應先確定樓蓋屬于何種樓蓋 n工程中常見的鋼筋混凝土裝配

33、式樓蓋（有30至 40mm厚配筋面層），可采用中性樓蓋假定， 按式（7.9）計算 2021-6- 29 42 各墻體承擔的地震剪力的計算各墻體承擔的地震剪力的計算 w 縱向樓層地震剪力在各道縱墻上的分配 l可一律采用剛性樓蓋假定，按式（7.6）計算 w 只考慮剪切變形時的簡化公式 l當大部分墻片高寬比小于1時，只考慮剪切變形，同 一樓層所用材料往往相同，墻片高度也相同，即各墻 片Gi m相等，hi m也相等;式（7.6）可簡化成 2021-6- 29 43 i i m i i L 1m m i m i i L 1m i m ii i m ii m i V A A V A A V h AG h

34、AG V 式中式中 為該樓層各抗震墻片（為該樓層各抗震墻片（h/b4h/b4）的水平抗剪）的水平抗剪 面積之和面積之和; ; 式（式（7.97.9）可簡化成）可簡化成 L 1m m ii AA i i m i i m i m i V F F A A 2 1 V (7.16) 2021-6- 29 44 各墻體承擔的地震剪力的計算 w 一道墻的地震剪力在各墻段間的分配 n可按各墻段的抗側剛度分配地震剪力。即第i層第m道墻第r墻 段所受的地震剪力為(Ki m r為該墻段的抗側剛度 ) m i m i r m i r m i V K K V(7.17) 2021-6- 29 45 墻體抗震強度驗算

35、w 砌體房屋的抗震強度驗算最后可歸結為 一道墻或一個墻段的抗震強度驗算 w 可根據工程經驗，選擇若干抗震不利墻 段進行抗震強度驗算 w 砌體墻片抗震強度驗算的基本公式 n一般的砌體（包括粘土磚）墻片抗震強度可 按下式進行驗算： E R E V Af V (7.18) 2021-6- 29 46 V V 墻體剪力設計值，砌體房屋一般僅考慮水平地震作用，此時墻體剪力設計值，砌體房屋一般僅考慮水平地震作用，此時 水平地震作用分項系數可取水平地震作用分項系數可取1.31.3； A A 驗算墻體的橫截面面積，通常取驗算墻體的橫截面面積，通常取 l l2 2層高處凈橫載面面積；層高處凈橫載面面積； 承載力

36、抗震調整系數，對自承重墻體取承載力抗震調整系數，對自承重墻體取0.750.75，對承重墻體，對承重墻體， 當墻體兩端設有構造柱或芯柱時取當墻體兩端設有構造柱或芯柱時取0.90.9，否則取，否則取1.0 1.0 ； f fV E V E各類砌體沿階梯型截面破壞的抗震抗剪強度設計值，按下 各類砌體沿階梯型截面破壞的抗震抗剪強度設計值，按下 式確定：式確定： f fV V 各類砌體抗剪強度設計值，應按國家標準各類砌體抗剪強度設計值，應按國家標準砌體結構設計規砌體結構設計規 范范確定；確定； 砌體強度的正應力影響系數，可按表砌體強度的正應力影響系數，可按表7.57.5確定確定 E R VNE V ff

37、 N 2021-6- 29 47 n橫向配筋的粘土磚墻片的抗震強度驗算公式 n混凝土小砌塊墻體的抗震強度驗算公式 SyE V E R Af17. 0Af 1 V (7.19) 式中 fy 鋼筋抗拉強度設計值； AS 所驗算墻體層間豎向截面中鋼筋總截面面積 cSyccE V E R Af05. 0Af03. 0Af 1 V (7.20) 1.15 1.10 1.0 0 0.5 0.25 0.5 0.15 0.25 0.15 填孔率 c 芯柱影響系數芯柱影響系數 表表7.67.6 2021-6- 29 48 式中式中 f fc c 鋼筋混凝土芯柱混凝土軸心抗壓強度設計值； 鋼筋混凝土芯柱混凝土軸心

38、抗壓強度設計值； A Ac c 鋼筋混凝土芯柱總截面面積； 鋼筋混凝土芯柱總截面面積； A AS S 鋼筋混凝土芯柱鋼筋截面總面積； 鋼筋混凝土芯柱鋼筋截面總面積； 鋼筋混凝土芯柱抗拉強度設計值；鋼筋混凝土芯柱抗拉強度設計值； 芯柱影響系數，根據填孔率（芯柱根數與孔洞總數之比）芯柱影響系數，根據填孔率（芯柱根數與孔洞總數之比） 按按 表表7.67.6采用采用 y f c 砌體類別砌體類別 0.00.01.01.03.03.05.05.07.07.010.010.015.015.020.020.025.025.0 粘土磚粘土磚 0.80.81.01.01.281.281.501.501.701.

39、701.951.952.322.32- - - 粉煤灰中砌塊粉煤灰中砌塊 混凝土中砌塊混凝土中砌塊 - -1.181.181.541.541.901.902.202.202.652.653.403.404.154.154.904.90 混凝土小砌塊混凝土小砌塊 - -1.251.251.751.752.252.252.602.603.103.103.953.954.804.80- - V0/f 砌體強度的正應力影響系數砌體強度的正應力影響系數 表表7.57.5 2021-6- 29 49 底部框架砌體房屋底部框架砌體房屋 抗震強度驗算及變形驗算抗震強度驗算及變形驗算 w 1.對底層框架-抗震墻

40、房屋，底層的縱向 和橫向地震剪力設計值均應乘以增大系 數，其值應允許根據第二層與底層側向 剛度比值的大小在1.2 1.5范圍內選用 w 2.對底部兩層框架-抗震墻房屋，底層和 第二層的縱向和橫向地震剪力設計值亦 均應乘以增大系數，其值應允許根據側 向剛度比在1.2 1.5范圍內選用 2021-6- 29 50 底部框架砌體房屋底部框架砌體房屋 抗震強度驗算及變形驗算抗震強度驗算及變形驗算 w 3.底層或底部兩層的縱向和橫向地震剪力 設計值應全部由該方向的抗震墻承擔， 并按各抗震墻側向剛度比例分配 w 4.底部框架柱的地震剪力和軸向力，宜按 下列規定調整： n （1）框架柱承擔的地震剪力設計值，

41、可按 框架柱所在層各抗側力構件有效側向剛度比 例分配確定；有效側向剛度的取值，框架不 折減，混凝土墻可乘以折減系數0.30，磚墻 可乘以折減系數0.20。 2021-6- 29 51 C wb wc C C KK2 . 0K3 . 0 VK V 式中式中 K KC C 柱框架的抗側剛度，柱框架的抗側剛度， K KC W C W 一片鋼筋混凝土墻的彈性抗側剛度，按下式計算： 一片鋼筋混凝土墻的彈性抗側剛度，按下式計算： K Kb W b W 一片磚砌體抗震墻的彈性抗側剛度，按下式計算： 一片磚砌體抗震墻的彈性抗側剛度，按下式計算： E E，G G 材料的彈性模量、剪切模量，計算時按不同墻體材料特

42、性材料的彈性模量、剪切模量，計算時按不同墻體材料特性 取值，例如，對鋼筋混凝土取值，例如，對鋼筋混凝土G G0.43E0.43E，砌體，砌體G G0.4E0.4E； A A，I I 墻體截面的幾何特性，按材料力學的方法計算。墻體截面的幾何特性，按材料力學的方法計算。 3 CC hEI120.K EI3hGAh2 . 1 1 K 3 WC EI3hGAh2 . 1 1 K 3 Wb 2021-6- 29 52 n（2）框架柱的軸力應計入地震傾覆力矩引起的附加）框架柱的軸力應計入地震傾覆力矩引起的附加 軸力，上部磚房可視為剛體，底部各軸線承受的地震軸力，上部磚房可視為剛體，底部各軸線承受的地震 傾

43、覆力矩，可近似按底部抗震墻和框架的側向剛度的傾覆力矩，可近似按底部抗震墻和框架的側向剛度的 比例分配確定。也可按下述方法按轉剛度比例分配：比例分配確定。也可按下述方法按轉剛度比例分配： 一片抗震墻承擔的傾覆力矩一片抗震墻承擔的傾覆力矩 MW 為為 fw 1w w KK MK M 一榀框架承擔的傾覆力矩為一榀框架承擔的傾覆力矩為 fw 1f f KK MK M 2021-6- 29 53 式中式中 M M1 1 作用于框架層頂面的地震傾覆力矩；作用于框架層頂面的地震傾覆力矩； 底層一片抗震墻平面內轉動剛度：底層一片抗震墻平面內轉動剛度： 一榀框架沿自身平面內的轉動剛度：一榀框架沿自身平面內的轉動

44、剛度： ， 抗震墻水平截面和基礎底面的轉動慣量；抗震墻水平截面和基礎底面的轉動慣量； ， 地基抗壓和抗彎剛度系數（地基抗壓和抗彎剛度系數（ ），它們與地基），它們與地基 土的性質、基礎底面積、基礎形狀、埋深、基礎剛度土的性質、基礎底面積、基礎形狀、埋深、基礎剛度 等基礎特性及擾力特性有關，宜由現場試驗確定。也等基礎特性及擾力特性有關，宜由現場試驗確定。也 可按下式近似關系求得，可按下式近似關系求得， 。 一榀框架中第根柱子水平截面面積和基礎底面積；一榀框架中第根柱子水平截面面積和基礎底面積； X Xi i 第第i i根柱子到所在框架中和軸的距離根柱子到所在框架中和軸的距離 w K IC1EIh

45、 1 K w f K 2 ii fz 2 ii f XAC1XAEh 1 K I I z C C 3 mkN z C15. 2C i fi AA ， 2021-6- 29 54 （a a）當假定附加軸力全部由兩個外柱承擔時，）當假定附加軸力全部由兩個外柱承擔時， B M N f 式中 B兩個外柱之間的距離 （b）當假定附加軸力由全部柱子承擔時）當假定附加軸力由全部柱子承擔時 L 1i 2 ii iif XA XAM N 式中 L一榀框架中柱子的總數一榀框架中柱子的總數 n（3 3）底部框架）底部框架- -抗震墻房屋的鋼筋混凝土托墻梁計算地抗震墻房屋的鋼筋混凝土托墻梁計算地 震組合內力時，可考慮

46、上部墻體與托墻梁的組合作用，震組合內力時，可考慮上部墻體與托墻梁的組合作用， 但應計入地震時墻體開裂對組合作用的不利影響但應計入地震時墻體開裂對組合作用的不利影響 求出一榀框架所承擔的傾覆力矩后，每根柱子的附加軸力為：求出一榀框架所承擔的傾覆力矩后，每根柱子的附加軸力為： 2021-6- 29 55 n（1 1）底層框架柱的軸向力和剪力，應計入磚抗震墻引）底層框架柱的軸向力和剪力，應計入磚抗震墻引 起的附加軸向力和附加剪力，其值可按下列公式起的附加軸向力和附加剪力，其值可按下列公式 確定：確定： LHVN fwf wf VV 式中式中 V Vw w墻體承擔的剪力設計值，柱兩側有墻時取二者的較大

47、值；墻體承擔的剪力設計值，柱兩側有墻時取二者的較大值； N Nf f 框架柱的附加軸壓力設計值；框架柱的附加軸壓力設計值； V Vf f 框架柱附加剪力設計值；框架柱附加剪力設計值； H Hf f 、L L分別為框架的層高和跨度分別為框架的層高和跨度 n5. 5. 底層框架底層框架- -抗震墻房屋中嵌砌于框架之間的普抗震墻房屋中嵌砌于框架之間的普 通磚抗震墻，當符合本章通磚抗震墻，當符合本章7.4.27.4.2中第中第6 6條的構造要條的構造要 求時，其抗震驗算應符合下列規定：求時，其抗震驗算應符合下列規定： 2021-6- 29 56 n嵌砌于框架之間的普通磚抗震墻及兩端框架柱，其抗震嵌砌于

48、框架之間的普通磚抗震墻及兩端框架柱，其抗震 受剪承載力應按下式驗算：受剪承載力應按下式驗算： 0 wE v wE R 0 l cy u cy c E R Af 1 HMM 1 V 式中式中 V V 嵌砌普通磚抗震墻及兩端框架柱剪力設計值；嵌砌普通磚抗震墻及兩端框架柱剪力設計值； A Aw 0 w 0 磚墻水平截面的計算面積，無洞口時取實際截面的 磚墻水平截面的計算面積，無洞口時取實際截面的1.251.25 倍，有洞口時取截面凈面積，但不計入寬度小于洞口高倍，有洞口時取截面凈面積，但不計入寬度小于洞口高 度度1/41/4的墻肢截面面積；的墻肢截面面積； 2021-6- 29 57 分別為底層框架

49、柱上下端的正截面受彎承載力設計值，可分別為底層框架柱上下端的正截面受彎承載力設計值，可 按按 現行國家標準現行國家標準混凝土結構設計規范混凝土結構設計規范GB50010非抗震設非抗震設 計的有關計的有關 公式取等號計算；公式取等號計算； H0 底層框架柱的計算高度，兩側均有磚墻時取柱凈高的底層框架柱的計算高度，兩側均有磚墻時取柱凈高的2/3， 其余情況取柱凈高；其余情況取柱凈高； 底層框架柱承載力抗震調整系數，可采用底層框架柱承載力抗震調整系數，可采用0.8； 嵌砌普通磚抗震墻承載力抗震調整系數，可采用嵌砌普通磚抗震墻承載力抗震調整系數，可采用0.9 l cy u cy MM ， c E R

50、wRE n 6. 抗震變形驗算抗震變形驗算 n 底層部分應進行多遇地震下的抗震變形驗算。層間彈性位底層部分應進行多遇地震下的抗震變形驗算。層間彈性位 移角限值移角限值 n框架磚填充墻：框架磚填充墻：1/550；框架；框架-抗震墻：抗震墻：1/800 2021-6- 29 58 多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算 w 根據其震害表現為“上重下輕”的特點 ，考慮 在頂部附加一個地震作用力，附加地震作用數 取0.2，于是各層的水平作用為 K E jj nn n F2 . 0 HG HG8 . 0 F K E n 1j jj ii i F8 . 0 HG HG F

51、 頂層 其余各層 2021-6- 29 59 多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算 w 內框架各柱的地震作用按下式計算： V nn V 21 sb c c 式中 Vc 各柱地震剪力設計值（kN）； V 樓層地震剪力設計值（kN）； 柱型系數，鋼筋混凝土內柱取0.012，外墻組合磚 柱0.0075，無筋磚柱（墻）取0.005； nb 抗震橫墻間的開間數； ns 內框架的跨數； c 2021-6- 29 60 抗震橫墻間距與房屋總寬度的比值，當小抗震橫墻間距與房屋總寬度的比值，當小 于于0.750.75時取時取0.750.75； 、 分別為計算系數，可按表分別為

52、計算系數，可按表7.77.7采用：采用： 1 2 計計 算算 系系 數數 表表7.77.7 房屋總層數 2 3 4 5 2.0 3.0 5.0 7.5 7.5 7.0 6.5 6.0 1 2 多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算 2021-6- 29 61 w 無筋磚柱抗震驗算應滿足 多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算多層多排柱內框架砌體房屋抗震強度驗算 fAN mE R 式中式中 承載力抗震調整系數，取承載力抗震調整系數，取0.90.9； 壁柱所承受的設計豎向力；壁柱所承受的設計豎向力； 壁柱毛截面面積，帶翼緣時還計入翼緣的有效寬度；壁柱毛截面面積，帶翼

53、緣時還計入翼緣的有效寬度； 磚砌體抗壓設計強度；磚砌體抗壓設計強度； 縱向力影響系數，即構件的高厚比和縱向力的偏心距縱向力影響系數，即構件的高厚比和縱向力的偏心距 對受壓構件強度的影響系數，按中國對受壓構件強度的影響系數，按中國砌體結構設計砌體結構設計 規范規范取值取值 RE N m A f 2021-6- 29 62 7.4 抗震構造措施抗震構造措施 w 7.4.1多層砌體房屋的抗震構造措施多層砌體房屋的抗震構造措施 w 7.4.2底部框架底部框架-抗震墻房屋抗震構造措施抗震墻房屋抗震構造措施 w 7.4.3 多排柱內框架房屋抗震構造措施多排柱內框架房屋抗震構造措施 2021-6- 29 6

54、3 多層砌體房屋的抗震構造措施多層砌體房屋的抗震構造措施 w 通過采取加強房屋整體性及加強連結等一系列 構造措施來提高房屋的變形能力，確保房屋大 震不倒 w 對于墻片與墻片，樓屋蓋之間及房屋局部等連 結強度很難進行驗算，必須采取若干構造措施 來保證小震作用下各構件間的連結強度滿足使 用要求 w 根據構造措施設置的主要目的，可將構造措施 分成加強房屋整體性的構造措施和加強構件間 連結的構造措施兩大部分 2021-6- 29 64 加強房屋整體性的構造措施加強房屋整體性的構造措施 w1.鋼筋混凝土構造柱及芯柱設置 n鋼筋混凝土構造柱或芯柱的抗震作用在于和圈梁一 起對砌體墻片乃至整幢房屋產生一種約束

55、作用，使 墻體在側向變形下仍具有良好的豎向及側向承載力， 提高墻片的往復變形能力，從而提高墻片及整幢房屋的 抗倒塌能力 n對于磚房可設置鋼筋混凝土構造柱，而對混凝土空 心砌塊房屋，可利用空心砌塊孔洞設置鋼筋混凝土芯柱 n多層磚房應按表7.8要求設置鋼筋混凝土構造柱 2021-6- 29 65 房屋層數房屋層數 各種層數和烈各種層數和烈 度均設置的部度均設置的部 位位 隨層數或烈度變化而增設的部位隨層數或烈度變化而增設的部位 6度度 7度度 8度度 9度度 四、四、 五五 三、三、 四四 二、二、 三三 外墻四角，錯外墻四角，錯 層部位橫墻與層部位橫墻與 外縱墻交接處，外縱墻交接處， 較大洞口兩

56、側，較大洞口兩側， 大房間內外墻大房間內外墻 交接處交接處 8度和度和9度時，樓、電梯間的橫墻與外度時，樓、電梯間的橫墻與外 墻交接處墻交接處 六六八八 五、五、 六六 四四 二二 隔開間橫墻（軸線）與外墻交接處，隔開間橫墻（軸線）與外墻交接處， 山墻與內縱墻交接處；山墻與內縱墻交接處；8度和度和9度時，度時， 樓、電梯間橫墻與外墻交接處樓、電梯間橫墻與外墻交接處 七七 五、五、 六六 三、三、 四四 內墻（軸線）與外墻交接處，內墻局內墻（軸線）與外墻交接處，內墻局 部較小墻垛處；部較小墻垛處；8度和度和9度時，樓、電度時，樓、電 梯間橫墻與外墻交接處，梯間橫墻與外墻交接處，9度時內縱度時內縱

57、 墻與橫墻（軸線）交接處墻與橫墻（軸線）交接處 磚房構造柱設置要求磚房構造柱設置要求 表表7.87.8 2021-6- 29 66 加強房屋整體性的構造措施加強房屋整體性的構造措施 n對外廊式和單面走廊式的多層磚房，應根據房屋增 加一層后的層數按表7.8要求設置構造柱，且單面走 廊兩側的縱墻均應按外墻處理。對教學樓、醫院等 橫墻較少的房屋，應根據房屋增加一層后的層數按 表7.8及以上要求設置構造柱 n鋼筋混凝土構造柱的截面尺寸不小于 240mm180mm，設置412縱向鋼筋，箍筋間距不 宜大于250mm。當7度并超過六層，8度并超過五 層和9度時，構造柱縱向鋼筋宜采用414，箍筋間 距不應大于

58、200mm 2021-6- 29 67 加強房屋整體性的構造措施 n鋼筋混凝土構造柱必須先砌墻、后澆柱，與墻連接 處宜砌成馬牙槎，并應沿墻高每500mm設26拉結 鋼筋，每邊伸入墻內不宜小于1m，參見圖7.3 n構造柱應與圈梁連接。對隔層設置圈梁的房屋，應 在無圈梁的樓層增設配筋磚帶。僅在外墻四角設置 構造柱時，配筋磚帶在外墻上應伸過一個開間，其 它情況應在外縱墻和相應橫墻上拉通。其截面高度 不應小于四皮磚，砂漿強度等級不應低于M5 n構造柱不必設置單獨基礎，一般應伸入室外地面下 500mm，或錨入淺于500mm的基礎圈梁內 2021-6- 29 68 1000 樓層面 300 300 60

59、6 Ld 馬牙槎 240 6060 1000 60 370 240 370 3 6 1000 60 240 240 6060 60 60 500 500 圖7.3 構造柱與墻體連接構造（單位：mm） 2021-6- 29 69 加強房屋整體性的構造措施加強房屋整體性的構造措施 n對空心砌塊房屋鋼筋混凝土芯柱設置可按如下要 求進行： l 混凝土小砌塊應按表7.9要求設置鋼筋混凝土芯柱。 對醫院、教學樓等橫墻較少的房屋，應根據房屋增加一 層后的層數按表7.9要求設置芯柱 l 混凝土小砌塊房屋芯柱截面不應小于130mm x130mm。 芯柱混凝土強度等級，對小砌塊可采用 C15，對中砌塊 可采用 C

60、20。芯柱與墻連接處應設置拉結鋼筋網片。豎 向插筋應貫通墻身且應與每層圈梁連接。 2021-6- 29 70 房屋層數房屋層數 設置部位設置部位 設置數量設置數量 6度度 7度度 8度度 四、五四、五三、四三、四 二、二、 三三 外墻四角，樓梯間四角，外墻四角，樓梯間四角， 大房間內外墻交接處大房間內外墻交接處 外墻四角填實外墻四角填實3個孔個孔; 內外墻交接處，填內外墻交接處，填 實實4個孔個孔 六六 五五 四四 外墻四角，樓梯間四角，外墻四角，樓梯間四角， 大房間內外墻交接處，山大房間內外墻交接處，山 墻與內縱墻交接處，隔開墻與內縱墻交接處，隔開 間橫墻（軸線）與外縱墻間橫墻（軸線）與外縱