学习情境二抗震验算.doc

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1、课程教案模块模块二实训项目项目项目二多层砌体房屋抗震设计学习情境学习情境二抗震验算教学时数1教学方法与手段教学方法：讲授、工程实例教学手段：板书、多媒体、图片库、视频库目的要求掌握多层砌体房屋的抗震验算。教学内容一、概述二、水平地震作用的计算（一）计算简图（二）水平地震作用三、楼层地震剪力在墙体间的分配（一）楼层地震剪力（二）墙体的侧移刚度（三）楼层地震剪力在墙体间的分配三、墙体截面抗震强度验算重点难点思考题重点：墙体截面抗震承载力验算；难点：楼层地震剪力在墙体间的分配；思考题：怎样进行多层砌体房屋的抗震验算？参考文献刘明.

2、建筑结构抗震.北京：中国建筑工业出版社丰定国，王社良.抗震结构设计.武汉：武汉工业大学出版社，2001建筑抗震设计规范(GB50011—2010).北京：中国建筑工业出版社，2010教案附页一、概述多层砌体结构所受地震作用主要包括水平作用、垂直作用和扭转作用。一般说来，垂直地震作用对多层砌体结构所造成的破坏比例相对较小，而扭转作用可以通过在平面布置中注意结构对称性得到缓解。因此，对多层砌体结构的抗震计算，一般只要求进行水平地震作用条件下的计算。计算的归结点，是对薄弱区段的墙体进行抗剪强度的复核。多层砌体结构的抗震验算，一般包

3、括三个基本步骤：确立计算简图；分配地震剪力；对不利墙段进行抗震验算。二、计算简图满足上节结构布置要求的多层砌体结构房屋，其在地震作用下的变形形式以层间剪切变形为主。因此，对于图4-4所示的一般多层砌体结构，可以采用图4-5所示的计算简图。在确立上述计算简图时，应以防震缝所划分的结构单元作为计算单元。在计算单元中，各楼层的重量集中到楼、屋盖标高处。各楼层重力荷载应包括：楼、屋盖自重，活荷载组合值及上、下各半层的墙体、构造柱重量之和。计算简图中底部固定端按下述规定确定：当基础埋置较浅时，取为基础顶面；当基础埋置较深时，取为室外地

4、坪下0.5m处；当设有整体刚度很大的全地下室时，取为地下室顶板顶部；当地下室整体刚度较小或为半地下室时，则取为地下室室内地坪处，此时，地下室顶板也算一层楼面。三、地震剪力的计算与分配1、楼层地震剪力多层砌体结构房屋的质量与刚度沿高度分布一般比较均匀，且以剪切变形为主，故可以按本书第三章所述底部剪力法计算地震作用。对大量实际砌体结构的现场动力测试表明，多层砌体结构房屋的基本周期一般处于我国建筑抗震设计规范所规定的设计反应谱的最短平台阶所覆盖的周期范围内。因此，可取结构底部地震剪力为：(4.1)其次，考虑到多层砌体结构在线弹性变

5、形阶段的地震作用基本上按倒三角形分布，顶部附加地震影响系数δn=0。这样，任一质点i的水平地震作用标准值Fi为：(i=1,2,…,n)(4.2)作用于第i层的楼层地震剪力标准值Vi为i层以上的地震作用标准值之和，即：(4.3)对于突出屋面的屋顶间，女儿墙、烟囱等，其地震作用应乘以地震增大系数3，以考虑鞭梢效应。但增大的两倍不应往下传递，即计算房屋下层层间地震剪力时不考虑上述地震作用增大部分的影响。[例题4-1]某四层砖砌体房屋，尺寸如图4-6所示。结构设防烈度为7度。楼盖及屋盖均采用预应力混凝土空心板，横墙承重。楼梯间突出屋

6、顶。除图中注明者外，窗口尺寸为1.5m×2.1m，门洞尺寸为1.0m×2.5m。试计算该楼房楼层地震剪力。图4-6[解]（1）计算楼层重力荷载代表值恒载（楼层及墙重）取100%，楼屋面活荷载取50%，经计算得：屋顶层=四层=三层=二层=一层=（2）计算结构总的地震作用标准值设防烈度7度，，∴（3）计算楼层地震剪力按式（4.2）、（4.3）及关于屋顶间的附加规定计算。计算过程列于表4-5。表4-5楼层地震剪力计算分项楼层Gi(KN)Hi(m)GiHi(KN-m)Fi(KN)Vi(KN)屋顶间21018.238220.02327

7、.627.6×3=82.84376015.2571520.339406.5434.13441011.6511560.303363.3797.4244108.0352800.209250.61048148404.4212960.126151.01199∑1763016870611992、墙体的侧移刚度假定墙体下端固定、上端嵌固，则在墙体顶端加一单位力所产生的侧移即为墙体的侧移柔度（图4.7）。侧移柔度的倒数即为墙体的侧移刚度。墙体在侧向力作用下一般包括弯曲变形与剪切变形两部分。图4-7弯曲变形(4.4)剪切变形(4.5)上述式

8、中h——墙体高度；b、t——墙体的宽度、厚度；I——墙体水平截面惯性矩；E——砌体弹性模量；A——墙体水平截面面积；ξ——截面剪应力不均匀系数，对矩形截面取ξ=1.2；G——砌体剪切弹性模量，一般取G=0.4E。因此，对于同时考虑弯曲、剪切变形的构件，其侧移刚度为(4.6)而对于仅考虑剪切