多層磚混結構房屋的抗震設計_第1頁
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文檔簡介

1、磚混結構由于選材方 國當前建筑中使用最 構多采用粘土磚和混 目的。在地震設防地 其脆性性質,變形能 高房屋的抗震性能具 規范,結合自身設計 幾方面。、科學布局建筑平面和立面多年來磚混房屋是我 占90%以上。醇混結 有一定整體連接性的 料和連接方式決定了 善砌體結構延性,提 規范、砌體結構設計 震設計上應注意以下多層磚混結構房屋的抗震設計便、施工簡單、工期短、造價低等特點, 廣范的建筑形式;其中民用住宅建筑中約 合砂漿砌筑,通過內外磚墻的咬砌達到具 區,多層磚混砌體房屋由于組成的基本材 力小,導致房屋的抗震性能較差;因此改 有極其重要意義。根據現行建筑抗震設計 的實踐經驗,我認為,在多層磚混房屋

2、抗建筑平面和立面 設計中,建筑平面、 對于結構平面布置不 產生扭轉效應,大大 心遠端墻段的抗震驗 用錯落的立面,突出 時應控制好結構豎向、重要的內容。抗震 與剛度中心相一致。 合,在地震作用下會 屋應注意偏離結構剛 盡可能降低,避免采 時發生鞭梢效應,同建筑設計應符合抗震概念設計的要求,不應采用嚴重不規則的設的規整性是整個結構設計中一個十分基礎 立面宜盡可能簡潔、規則,結構質量中心 規則的房屋質心與剛度中心往往不容易重 加劇地震的破壞力度;對體型不規則的房 算。建筑立面應避免頭重腳輕,房屋重心 屋面建筑部分的高度不應過高,以免地震 強度和剛度的均勻性。計方案,即使不 面特別不規則的建筑 盡可能

3、兼顧建筑造型 設計得較為規整、簡縫,將體型復雜,平 實際工程設計中,應 布置、立面外觀造型 的抗震性能。可避免時,也應盡量在適當部位設置防震 布局分割成幾個相對規則的獨立單元。在 ,又滿足使用功能要求的前提下,將平面 潔、美觀大方;同時又能有效地提高工程二、砌體房屋的總層數及總高度不應該超限值歷次震害證明, 以控制磚砌體房屋的 建筑抗震設計規范( 規定:多層砌體房屋震破壞程度越大,所有很大的作用。現行砌體房屋的層數越多,高度越高,它的地總高度及總層數對減少地震時帶來的震害GB5001什2001)對多層砌體房屋的總高度和總層數有了強制 的總高度及層數應滿足表 1中的限值。表1房屋的層數和高度限值

4、(m )房屋 類別最小厚度 (4)烈度6789高度層 數高度層 數高度層 數高度層 數多 層 砌普 通 磚240240190190242121218777212118217767181815186656121244體多孔 傳 多 孔 傳 小 砌 傳底部 卜匡架 抗震 墻多 排柱 內框 架240240221675221675191364(注:室內外高差大于 0.6m時,房屋總高度應允許比表中數在設計中房屋 總重的一半左右,房 用,同時加大對底部 部墻體產生過大的壓 弱地震影響的有效途三、增強砌體房屋的剛度及整體性據適當增加,但不因為樓蓋重量占房屋 半層樓的陽U向地震作 覆力矩過大,使得底 層數、

5、降低層高是削應多于1.0m) 總高度及總層數應同時滿足上標的限值, 屋總高度相同,多一層樓蓋就意味著增加 的傾覆力矩。在中、強地震作用下,因傾 力或剪刀而被破壞,故此減輕自重、減少 徑之一。房屋是縱、橫向 能力的強弱取決于結 各自側移剛度分配地 平剛度大的優點,是 整體性,增大樓板的 為以剪切變形為主的 使荷載傳遞具有良好 到一定的傳遞水平力 采現澆樓、屋蓋是一 的部位增設構造柱, 設置配筋圈梁可限制 屋的抗震性能。的結構體系,其抗震 蓋是各抗側力構件按 蓋具有整體性好、水 落問題,增加房屋的 予以適當放寬,因作 樓板及屋蓋水平剛度 現澆樓板及屋蓋能起 墻體的約束。因此, 定性的方法,在適當

6、體性的作用;另外, 穩定性,從而提高房承重構件和樓蓋組成的一個具有空間剛度 構的空間整體剛度和整體穩定性。剛性樓 震作用的保證。現澆鋼筋混凝土樓板及屋 較理想的抗震構件,不但可消除滑移、散 剛度,而且對平面上墻體對齊的要求也可 砌體結構,層間變形是可控制的。較強的 的條件,平面上,當上下墻體不對齊時, 的作用,同時樓、屋蓋現澆增加了樓板對 種較好的增強樓房結構空間剛度和整體穩 并配置些構造鋼筋,也能達到增強結構整 散落問題,增強空間剛度,提高結構整體四、合理布置縱墻和橫墻多層磚混房屋的 主要承重構件是縱、橫墻體,在地震中主要由于承重縱、橫墻在象,進而使房屋造到作用。多層磚混房屋的布置宜均勻對稱

7、,寬度宜均勻。房屋的磚混房屋一般采用縱房屋該方向剛度較弱體由于平面外的失穩縱橫、墻混合承重的整體性,對承受縱、置時,應盡量采用縱處采取加強措施,也配筋;必要時還可以性,防止縱、橫墻交地震力作用下產生裂縫,嚴重者會出現傾 破壞;所以合理布置縱、橫墻對提高房屋 應優先采用橫墻承重或縱橫墻共同承重的 沿平面內宜對齊,沿豎向應上下連續,同 空間整體剛度和整體穩定性決定著房屋抗 墻或橫墻承重,由于非承重方向的約束墻 ,空間剛度和整體性均較差,拉震能力低 而先行破壞,進而引起整個房屋倒塌。而 房屋,由于其限制了縱、橫墻的側向變形 橫兩個方向的水平地震作用及抗彎、抗剪 墻貫通的平面布置,當縱墻不能貫通布置

8、可在縱、橫墻交接處增設鋼筋混凝土構造斜、錯動、倒塌等現 抗震性能起到很大的 結構體系,縱、橫墻 時一軸線上的窗間墻 震能力的高低,多層 體少,間距大,因而 ;在高烈度地區,墻 在兩個方向適當布置 ,增強了空間剛度和 都非常有利。墻體布 時,可在縱橫墻交接 柱,并適當加強構造每隔一定高度放置水平拉結構筋如26500以加 強房屋整體在地震中多層磚 承載力,而且樓蓋必混房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔,不 須具有能將地震力傳給橫墻的水平僅要求橫墻有足夠的剛度;對抗震橫需的剛度要求。現行距不應超過規范中表凝土樓、屋蓋的多層墻會因過大的層間變力,從而導致地震力提高房屋的抗震能力墻最大間距的構造規定就是為了

9、滿足樓蓋建筑抗震設計規范( GB50011-2001)對傳遞水平地震力所 規 定:房屋抗震橫墻的間決 7.1.5 的要求,其中, 8 度設防時,現澆或裝配整體式鋼筋混磚混房屋抗震橫墻最大間距為15m。 當橫墻間距過大時,縱 向磚形而產生出平面的彎曲破壞,使樓蓋失去還未傳到橫墻,縱墻就已先破壞;所以有傳遞水平地震力的能效地控制橫墻間距能五、適當增加墻體面積與合理提高砂漿強度歷次震害表明,成正比,提高墻體面多層磚混房屋的抗震能力與墻體面積大小積、砂漿強度等級能有效地提高房屋的抗及砂漿強度等級高低震能力,是減輕震害接處被拉開。的有效途徑之一。在滿足抗震承載力的要層,往往不容易滿足6 層磚混房屋的抗震

10、驗算中,上面幾層的地震作用較小,容易求,而底部一、二兩特別是第一層的地震作用力較大,是薄弱要求;但若改變部分墻體的承載面積或適 當提高砂漿的強度等級,如將部分 240mmfe的承重墻改為 360mmfe的墻,或將砂漿強度等級由M琳高到M10,則在抗震結果中顯示滿足抗震要求。可見在進行6層磚混房屋的抗震驗算時,適當增加底部12 層 墻體面積或提高砂漿強度能有效地提高房屋的整體抗震能力。當施工質量控制 等級為B級時,齡期為28天的以毛截面計算的普通磚和燒結多孔磚砌體的抗壓強度設計值應按表2 采用;砌體的軸心抗 拉強度設計值,彎曲抗拉強度設計值和拉剪強 度設計值應按表3 采用。表 2 燒結普通磚和燒

11、結多 孔磚砌體的抗壓強度設計值(Mpa)磚強度等 級砂漿強度等級砂漿強度M15M10M7.5M5M2.50MU303.943.272.932.592.261.15MU253.602.982.682.372.061.05MU203.222.672.392.121.840.94MU152.792.312.071.831.600.82MU101.891.691.501.300.67沿砌體灰縫截面破壞時砌體的軸心抗拉強度設計值,彎曲 抗拉表3強度設計值和抗剪強度設計值(Mpa)砌體類別強度類別破壞特征砂漿強度等級M10M7.5M5M2.5燒結普通科,燒結多孔科軸心抗拉沿齒縫0.190.160.130.

12、09彎曲用1沿齒縫0.330.290.230.17沿通縫0.170.140.110.08抗剪0.170.140.110.08比照以上兩表, 度等級的砂漿砌筑, 值和抗剪強度設計值 計強度也相應提高,燒結多孔科用不同強、彎曲抗拉強度設計類別砌體的以上各設砌體的強度,增加砌可見對于相同類別的砌體,燒結普通科或 其抗壓強度設計值、軸心抗拉強度設計值 是不同的,隨著砂漿強度等級的提高,同 所以可見提高砂漿強度等級,能有效提高體的承載力,從而達到提高磚混房屋抗震性能的目的。六、有效設置房屋圈梁和構造柱多次震害調查表 震能力,減輕震害。 的連接,增強房屋的明,圈梁是多層磚房的一種經濟有效的措在多層磚混房屋

13、中設置沿樓板標高的水平整體性。由于圈梁的約束作用使樓蓋與縱形結構,能有效地約 分發揮各片墻體的抗 行約束,可提高樓蓋 圈梁與構造柱一起對 超出兩道圈梁之間的 能力,提高墻體的抗 縫對房屋的影響,特束預制板的散落,使磚墻出平面倒塌的可 震能力。圈梁作為邊緣構件,對裝配式樓 ,屋蓋的水平剛度,同時能保證樓蓋起一 墻體在豎向平面內進行約束,限制墻體裂 墻體,并減小裂縫與水平面的夾角,保證 剪能力。設置圈梁還可以減輕地震時地基 別是屋蓋和基礎頂面處的圈梁具有提高房施,可提高房屋的抗 圈梁,可加強內外墻 、橫墻構成整體的箱 能性大大降低,以充 、屋蓋在水平面內進 整體橫隔板的作用。 縫的開展,且不沿伸

14、墻體的整體性和變形 不均勻沉陷與地表裂 屋的豎向剛度和抗御不均勻沉陷的能力。現澆鋼筋混凝土圈梁的設置應符合現行建筑抗震設 計規范的要求。現澆鋼筋混凝土圈梁應閉合,遇有洞口應上下搭接,圈梁宜與預制 板設在同一標高處或緊靠板底。圈梁的截 面高度不應小于 120mm配筋應符合表4的要求。表4磚房圈梁配筋要求配筋烈度6、789最小縱筋410412414最大箍筋間距(mrm250200150多次實驗表明,磚墻增設構造柱后能提高磚混房屋的延性,發揮防止磚砌體側向擠出塌落的約束作用;設置鋼筋混凝土構造柱能使砌體的抗剪承載力提高1030%提高砌體的變形能力,是有效的抗倒塌措施。另外,在多層磚混房屋中合 理地設

15、置構造柱,能起到增強房屋整體性的作用,還可以利用其塑性變形和滑移摩 擦來消耗地震能量, 從而大大提高抗震能力。現澆鋼筋混凝土構造的設置部位應符 合建筑抗震規范的要 求。構造柱最小截面可采取 240X 180mB 8度超過五層時,構 造柱縱向 鋼筋宜采用414,箍筋間距不應大于 200mm且在柱上、下端宜適當加密。房屋四角的構造可適 當加大截面及配筋,構造柱與墻體連接處應砌成馬牙槎,并應 沿墻高每隔500毫米設中6拉結鋼筋,每邊 伸入墻內不宜小于1s七、在合理位置 的墻段內設置水平鋼筋在抗震驗算中,多層磚混房屋底層往往不容易滿足抗震要求,即使有時在適當 部位加設構造柱也不能完全滿足抗震承力驗算。為了提高墻體的抗震能力,可在抗 震力不夠的承重墻段內配置水平鋼筋,使地震力由砌體及水平鋼筋共同承擔。一些 試驗表明,配筋多孔 科墻體可以有效地提高墻段的抗震性能,減少脆性,增加延性,增強科混房屋的抗震性能。水平配筋磚砌體的砌筑砂漿強度等級不應低于M7.5,水平鋼筋宜采用HPB235 HRB33弼筋,配筋率不應小于 0.07% ,也不宜大于0.17%,間距不 應大于400mm鋼筋錨固長度不宜小 于180mm八、其它措施多層磚混結構房 來彌補砌體房屋脆性 現以預防為主的設計 于建設工程只有在抗 筑工程具備合理的抗屋可以通過建筑上的

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