第7章砌体结构抗震设计

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1、建筑结构抗震山东大学土建学院第7章砌体结构抗震设计主要内容(1)本章叙述了多层砌体结构房屋的主要结构体系及震害特点;(2)介绍了多层砌体结构房屋在结构布置方面的基本要求;(3)重点讨论了结构抗震计算和抗震构造措施等方面的抗震设计问题。建筑结构抗震山东大学土建学院7.1概述砌体结构：指由砖、混凝土砌块等通过砂浆砌成的结构包括：砌体承重的单、多层房屋，底部框架－抗震墙多层房屋，内框架房屋应用：住宅、办公楼、学校等建筑中砌体性能：抗剪、抗拉、抗弯强度差震害：严重建筑结构抗震山东大学土建学院7.1.1震害及其分析0、房屋的倒塌：整体倒塌和局部倒塌1

2、、墙体的破坏：受力复杂，交叉裂缝，下层重上层轻（墙体下部地震剪力大）2、墙体转角处的破坏：受力复杂，扭转作用3、内外墙连接处的破坏：拉开，外闪4、楼梯间墙体的破坏：计算高度大，刚度大，墙体削弱，缺乏侧向支撑5、楼盖与屋盖的破坏：楼板支撑长度不足，下部墙体倒塌6、附属构件的破坏：突出屋面的房屋（电梯间，水箱间，烟囱，女儿墙等）鞭稍效应建筑结构抗震山东大学土建学院7.2建筑布置与结构选型1、房屋总高度、层数和层高的限制(安全，经济，有效)表7-12、房屋最大高宽比的限制：不致因整体弯曲而破坏和稳定性的考虑，表7-23、房屋抗震墙间距的限制：原因

3、：保证楼盖传递水平地震作用时所需要的刚度，表7-34、房屋局部尺寸的限制:原因：薄弱部位，表7-4建筑结构抗震山东大学土建学院7.3多层砌体结构的抗震计算7.3.1一般规定可不进行竖向地震作用的抗震强度验算，可不进行水平地震作用下整体弯曲强度验算，只验算水平地震作用下砌体墙的抗剪强度验算。1、计算内容水平地震作用分成二个主轴方向分别计算,其它(竖向、扭转)通过构造措施与结构布置来解决，要符合Code的构造要求。2、计算过程①确定计算简图②水平地震作用和楼层地震剪力计算③楼层地震剪力在墙体间的分配④墙体的抗剪强度验算建筑结构抗震山东大学土建学

4、院3、计算简图集中质量法（Gi包括第i层楼盖的全部重量、上下半层墙体重力以及该楼层面上50％的竖向荷载）4、底部固定端的标高一般取基础顶部标高，当基础埋深较深时，取室外地面以下500处的标高；当有整体刚度很大的全地下室时，取地下室顶板处；当地下室整体刚度较小或半地下室时，取地下室地坪处。建筑结构抗震山东大学土建学院5.地震作用计算①结构总水平地震作用→底部总剪力：FEk=α1GEqGEq=0.85∑GiGi：集中在质点i的重力荷载代表值T=0.15～0.3Sα1=αmax；T短，顶点附加地震作用系数δn=0②各层地震作用及层间剪力(即i层质

5、点水平地震作用)质点i的水平地震作用：GHiiFFiEkGjHjni层的地震层间剪力：ViFiii注：考虑鞭梢效应，顶部突出乘3，但不往不传递。要满足每层地震剪力均符合最小剪力的要求。建筑结构抗震山东大学土建学院6楼层地震剪力Vi在墙体间分配Vi——→各道墙(同层)——→每一墙段上——→墙体验算通过楼盖(m道墙)(各道墙上的每一墙段)(墙体侧移刚度)1、分配原则Vi由平行Vi方向的抗震墙共同承担楼盖水平刚度→(传力途径)和墙体的侧移刚度→大小2、墙体的抗侧力刚度(侧移刚度)假定：各层墙体及其窗间墙、门间墙均为下端固定，上端嵌固的构

6、件主面：侧移(变形)：弯曲变形剪切变形截面：I=（1/12）b3tA=b·tδ：施加单位力时产生的位移k:i层m墙的抗侧力刚度：im即：由弯曲和剪切作用造成层间单位位移所需施加的层间剪力建筑结构抗震山东大学土建学院32弯曲变形：h1hhm12EIEtbbh3h剪切变形：vAGEtbξ：截面剪应力分布不均匀系数，矩形截面ξ=1.2E：砌体弹性模量。G：砌体剪切弹性模量G=0.4E构件在单位水平力P=1作用下的总变形为21hhvm3Etbb则：抗侧移刚度为11Etkim2

7、MVhh3bb建筑结构抗震山东大学土建学院7.Vi在横墙上的分配方法(Vi为i层层间剪力)（1）刚性楼盖：横墙间距满足Code要求的现浇及装配整体式钢筋的楼盖，楼盖视为绝对刚性下的水平连续梁,墙体为弹性支座。（第i层第m道墙）Vi=∑Vim=∑kim·δim=∑kim·δiδi=δim∴VViiiKimkik∴imVkkVimimimimiikim∴当h/b≤1时，以剪切变形为主，且高度及材料相同。kim·αAim→→AimAimVVVimiiAimA建筑结构抗震山

8、东大学土建学院(2)柔性楼盖：木楼盖或钢筋砼楼盖，但开洞多，刚度小时楼盖产生弯曲变形视楼盖为简支梁，墙为弹性支座。Vim：可按i层第m道墙与相邻墙之间一半面积上的重力荷载代表值比