混凝土多孔砖底部框架房屋抗震墙的简化计算

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1、砌体结构理论与新型墙材应用混凝土多孑L砖底部框架房屋抗震墙的简化计算王岐芳1杨伟军2(1．湖南农业大学工学院，长沙410128；2．长沙理工大学桥梁与结构学院，长沙410076)摘要：本文通过理论推导并结合抗震设计规范，给出了底层抗震墙数量的简化计算方法，可用于指导底部房屋的初步设计。关键词：混凝土多孔砖；抗震构造措施；抗震墙；抗侧刚度；刚度比1前言我国是一个地震多发的国家。地震造成的损失也相当大。地震灾害调查显示，房屋结构倒塌是造成生命财产损失的重要因素。因此，做好抗震设防。提高结构的抗震能力是减轻地震灾害的重要措施。工程结构抗震设防既需要通过计算设计结构构件．满足抗震承载力的要求。也需

2、要通过构造措施加强结构各构件的整体性，对于砌体结构房屋，由于砌体材料的脆性性质。抗剪、抗拉和抗弯强度都很低，使得这种房屋结构抗御地震灾害的能力较弱．采用严格的构造措施显得尤其重要。混凝土多孔砖作为一种新型的墙体材料目前的国家规范并未就混凝土多孑L砖砌体房屋的构造措施做出具体说明，而是参照粘土实心砖采取构造措施。相关试验显示混凝土多孑L砖的力学性能和抗震性能与粘土实心砖类似。在采取相应的构造措施后具有一定的抗震能力，可以推广使用。底部框架一抗震墙房屋是我国现阶段经济条件下特有的一种结构．既满足了使用功能的要求又降低了造价，在沿街商铺和住宅小区中已得到应用。大地震的震害表明，底层框架房屋在地震

3、时，底层将发生变形集中，出现过大的侧移而严重破坏，甚至倒塌。近十多年来。各地进行了许多试验研究和分析计算，对这类结构有进一步的认识，与89规范相比，新的规范放宽了高度限制，当采取相应措施后底部框架可有两层。本文针对该类房屋设计的关键问题上下层刚度比展开讨论。2底部框架房屋抗震墙数量的确定底部框架房屋的薄弱部位为框剪层，地震灾害和试验分析均表明．设置一定数量的抗震墙。是增强底部抗剪能力的有力措施，但是过分加强底部抗剪能力，可能使结构的薄弱层上移，因此合理确定底部抗震墙的数量是设计该类房屋体系的关键。《建筑抗震设计规范》7．1．8条规定：底部框架一抗震墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度

4、的比值，6、7度时不应大于2．5，8度时不应大于2．0，且均不应小于1．O。对于纵向来说，抗震能力较弱，因此要合理设计布置抗震墙，满足规范对上下刚度比的要求。对于无洞口墙，在下端固定，上段为滑动支座的情况下，其变形为：6=盈+瓦=箍+尚(1)式中：6。一剪切变形；民一弯曲变形；五一墙段高度：A一墙段的水平面积：，一墙体的水平截面惯性矩：E一砌体受压弹性模量：毒一应变不均匀系数；252砌体结构抗震G一砌体的剪切模量，一般取=O．4E；b一墙体宽度：￡一墙体厚度。代人相关值整理得：6=瓦1【3(告)+(告)3]表1高宽比对于侧移的影响(2)高宽h／b0．100O．200O．3000．400O．

5、500O．6000．7000．800O．9001．OooE0．9970．9870．9710．9490．9230．893O．8600．8240．7870．750&0．0030．0130．029O．0510．0770．1070．1400．1760．2130．250或饯1．O1．01．O1．0按《建筑抗震设计规范》7．1．3条规定，多孔砖房屋的层高不应超过3．6m，而一般房屋的进深要大于层由表2可以看出，在房屋进深取最小4．2m，房屋．：．享!耄堡皇里耋兰些暑全翌掣兰竺聋堕层高取3．3m时，弯曲引起的侧移占总侧移的I星塑生l!：!塑l!：!竺l!：!塑l!：!竺l!：!竺J!：!竺I!：!塑17

6、．1％，不考虑弯曲位移时相应引起的刚度增大值l塑垄!竺l!：!竺l!：!塑l!：!竺l!：!塑l!：!竺l!：!竺l!：竺为20．6％，而考虑一般的情况，房屋进深一般要超臣里丝垒扯竺纠墨翌斗旦竺斗些旦仁塑叫旦芈过5m(沿纵向开洞较少)，上部住宅层高也比3．3m要L—生—阜坚翌#堡竺仁些斗旦婴斗竺翌阜塑芈小，弯曲位移占10％左右，而《建筑抗震设计规范》l垒I!：!!!J!：!!!i!：!堑l!：!丝l!：!!!l!：!竺l!：竺!艿=瓦1[3(了hJ帕l了h)3】(6)253砌体结构理论与新型墙材应用表3高宽比对侧移的影响高宽比h／bO．100O．200O．3000．4000．5000．60

7、00．7000．800O．9001．000最0．9870．9490．8930．8240．7500．6760．6050．5400．4810．429氏0．013O．05l0．1070．1760．2500．3240．3950．4600．519O．571龟墙1．01．O1．01．O1．0由上表数据也可以看出．对底层抗震墙的抗侧刚度要考虑弯曲变形的影响：趾吉2葙薪把底部框架侧移刚度折算为单个抗震墙片。则底部总刚度为：’nK1=乞K