多层砌体房屋抗震设计.ppt

多层砌体房屋抗震设计多层砌体房屋抗震设计组员：缪超 乔鹏 胡不为 张一舟愿生者愿生者坚强，逝者安息强，逝者安息砌体房屋分砌体房屋分三类三类 多层砌体房屋：竖向承重构件采用砌体墙片，而多层砌体房屋：竖向承重构件采用砌体墙片，而水平承重构件（楼、屋盖）采用钢筋混凝土或其水平承重构件（楼、屋盖）采用钢筋混凝土或其它材料的混合结构房屋；它材料的混合结构房屋；底部框架砌体房屋：底部一层或两层采用空间较底部框架砌体房屋：底部一层或两层采用空间较大的框架（剪力墙）结构、上部为砌体结构的房大的框架（剪力墙）结构、上部为砌体结构的房屋；屋；如上部住宅、下部商服等如上部住宅、下部商服等内框架砌体房屋：外墙采用砌体墙、柱承重，内内框架砌体房屋：外墙采用砌体墙、柱承重，内部为钢筋混凝土柱（单排或多排）承重的混合结部为钢筋混凝土柱（单排或多排）承重的混合结构房屋，构房屋，可以提供大空间。可以提供大空间。概概 述述 大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差：大量震害表明传统的砌体结构抗震性能较差：19481948年原苏联阿什哈巴德地震，砖石结构房屋的破坏和倒塌率达到年原苏联阿什哈巴德地震，砖石结构房屋的破坏和倒塌率达到70%-80%70%-80%。19761976年年唐唐山山地地震震，对对烈烈度度为为1010度度、1111度度区区的的123123栋栋2-82-8层层砖砖混混结结构构房房屋屋调调查查，倒倒塌率为塌率为63.2%63.2%，严重破坏为，严重破坏为23.6%23.6%，尚能修复使用的，尚能修复使用的4.2%4.2%，实际破坏率达，实际破坏率达95.8%95.8%。20082008年年汶汶川川地地震震更更是是证证明明砌砌体体结结构构的的抗抗震震性性能能需需要要严严格格的的构构造造措措施施和和施施工工质质量量给给予予保保证证，包包括括合合理理设设置置钢钢筋筋混混凝凝土土构构造造柱柱和和圈圈梁梁、预预制制楼楼板板的的有有效效拉拉结结和和搁搁置置长长度度、或或增增加加现现浇浇层层等等，最最好好采采用用现现浇浇楼楼盖盖，特特别别是是应应加加强强构构造造柱柱和和承承重重墙墙的的安安全储备，否则这种结构形式极易在地震中发生严重破坏全储备，否则这种结构形式极易在地震中发生严重破坏。抗震性能差的原因：抗震性能差的原因：1 1、刚度大、自重大，地震作用也大；、刚度大、自重大，地震作用也大；2 2、砌体材料质脆，抗剪、抗拉、抗弯强度低，地震作用下极、砌体材料质脆，抗剪、抗拉、抗弯强度低，地震作用下极易出现裂缝易出现裂缝3 3、受施工质量的影响较大；如砂浆不饱满，易出现裂缝，减、受施工质量的影响较大；如砂浆不饱满，易出现裂缝，减弱抗震性能。弱抗震性能。一、倒塌一、倒塌1 1、全部倒塌、全部倒塌房屋整体性好，而底层强度不足时；房屋整体性好，而底层强度不足时；房屋整体性不好，而上层墙体过于弱时；房屋整体性不好，而上层墙体过于弱时；2 2、上部倒塌、上部倒塌房屋上层自重大，刚度差；房屋上层自重大，刚度差；上层砌体强度过弱，整体性差时；上层砌体强度过弱，整体性差时；3 3、局部倒塌、局部倒塌个个别别部部位位的的整整体体性性特特别别差差，纵纵墙墙与与横横墙墙间间联联系系不不好好，平面或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当等；平面或立面有显著的局部突出，抗震缝处理不当等；外外纵纵墙墙全全部部脱脱开开横横墙墙而而坍坍塌塌是是较较常常见见的的震震害害。震害及其分析二、裂缝二、裂缝抗剪承载力不足抗剪承载力不足,产生裂缝产生裂缝,主要有主要有“X”X”形、水平和竖向三种形、水平和竖向三种类型。类型。1 1、斜裂缝斜裂缝,“X”X”形裂缝形裂缝 墙体在竖向压力和反复水平剪力作用产生的裂缝。墙体在竖向压力和反复水平剪力作用产生的裂缝。常出现常出现“X”X”形裂缝的位置：形裂缝的位置：与主震方向平行的墙体；与主震方向平行的墙体；在横向，房屋两端的山墙；在纵向，在横向，房屋两端的山墙；在纵向，窗间墙。窗间墙。交叉裂缝易出现在交叉裂缝易出现在纵墙的窗间纵墙的窗间墙或窗肚墙墙或窗肚墙(即窗洞上下间墙即窗洞上下间墙)中，原中，原因是墙上压力较小，而墙体抗拉强因是墙上压力较小，而墙体抗拉强度较低。在高烈度地震区，承重横度较低。在高烈度地震区，承重横墙开裂后，当水平地震力继续作用，墙开裂后，当水平地震力继续作用，由交叉裂缝所分割出的三角形墙体由交叉裂缝所分割出的三角形墙体可能被挤出，造成房屋的原地塌落可能被挤出，造成房屋的原地塌落。有规律的窗下墙交叉裂缝有规律的窗下墙交叉裂缝2 2、水平裂缝水平裂缝 大都发生于大都发生于外纵墙窗口的上下皮处。外纵墙窗口的上下皮处。当房屋纵向承重，横墙间距大而屋盖刚度弱时，纵当房屋纵向承重，横墙间距大而屋盖刚度弱时，纵墙出平面受弯产生水平裂缝。墙出平面受弯产生水平裂缝。3 3、竖向裂缝竖向裂缝 大都发生于横纵墙交接处或变化较大的两部体系的交接处。大都发生于横纵墙交接处或变化较大的两部体系的交接处。房房屋屋四四角角以以及及凸凸出出部部分分阳阳角角的的墙墙面面上上，出出现现纵纵横横两两个个方方向向的的 形形斜斜裂裂缝缝，严严重重时时则则发发生生墙墙体体局局部部倒倒塌塌。由由于于扭扭转转影影响响及及墙墙角角部部位位具具有有较较大大的的刚刚度度，分分配配到到房房屋屋角角部部的的地地震震作作用用效效应应明明显显加加大大，且且此此处处易易产产生生应应力力集集中中，加加之之其其水水平平约约束束作作用用均均较较弱弱，因因此此抗抗震震能能力力有有所所降降低低，容容易易产产生生上上述裂缝和墙角局部塌落。述裂缝和墙角局部塌落。施施工工时时纵纵横横墙墙往往往往不不能能同同时时咬咬搓搓砌砌筑筑，墙墙体体间间缺缺乏乏拉拉结结，或或虽虽同同时时砌砌筑筑，但但砌砌筑筑质质量量不不好好，导导致致墙墙体体间间拉拉结结强强度度低低。在在垂垂直直于于纵纵墙墙的的地地震震力力的的作作用用下下，纵纵横横墙墙连连接接处处产产生生破破坏坏，出出现现竖竖向向裂裂缝缝或或纵纵墙墙整整片片倒倒塌塌。地地基基条条件件不不好好时时，地地震震时时的的不均匀沉降也可产生竖向裂缝。不均匀沉降也可产生竖向裂缝。4 4墙角的破坏墙角的破坏5 5纵横墙连接处的破坏纵横墙连接处的破坏 楼楼梯梯间间墙墙体体的的震震害害一一般般比比较较重重，支支承承楼楼梯梯的的横横墙墙破破坏坏更更为为普普遍遍。因因其其横横墙墙间间距距较较小小，其其水水平平抗抗剪剪刚刚度度较较大大，因因而而承承担担较较大大的的水水平平地地震震剪剪力力；而而其其空空间间刚刚度度相相对对较较小小，特特别别是是顶顶层层休休息息平平台台以以上上的的外外纵纵墙墙常常为为一一层层半半高高，且且竖竖向向压压力力较较小小；楼楼梯梯踏踏步步板板又又削削弱弱了了墙墙体体的的截截面面。因因此此楼楼梯梯间间的的墙墙体体容容易易产产生生斜斜裂裂缝缝或或交交叉叉裂裂缝缝。当当楼楼梯梯间间布布置置在在房房屋屋端端部部或或转转角角处处，因因受受扭扭转转附附加加剪剪力力的的影影响响，其其震震害害更更为为严严重重，常常引引起起墙墙体体破破坏或倒塌。坏或倒塌。楼楼梯梯本本身身的的震震害害较较轻轻，预预制制楼楼梯梯在在接接头头处处裂裂开开；现现浇浇楼楼梯与平台梁相接处被拉断。梯与平台梁相接处被拉断。三、其它破坏三、其它破坏1 1楼梯间的破坏楼梯间的破坏砖砌楼梯间无构造柱局部倒塌有圈梁构造柱的楼梯间未倒有圈梁构造柱的楼梯间未倒 楼楼板板和和屋屋盖盖是是传传递递水水平平地地震震作作用用的的主主要要构构件件，其其刚刚度度对对房房屋屋抗抗震震性性能能影影响响很很大大。现现浇浇楼楼盖盖、屋屋盖盖整整体体性性好好、水水平平刚刚度度大大，是是较较理理想想的的抗抗震震构构件件。预预制制楼楼盖盖、屋屋盖盖整整体体性性较较差差，地地震震时时楼楼板板连连接接处处容容易易拉拉裂裂。墙墙体体开开裂裂、错错位位乃乃至至倒倒塌塌常常导导致致预制楼、屋盖的掉落。预制楼、屋盖的掉落。另另外外，预预制制板板端端部部之之间间及及预预制制板板与与墙墙之之间间的的拉拉结结不不好好也也可可造成楼、屋盖的掉落。造成楼、屋盖的掉落。2 2楼板与屋盖的震害楼板与屋盖的震害靠端筋锚固断而不坠的预制圆孔板靠端筋锚固断而不坠的预制圆孔板楼层塌垮后各层预制板靠锚筋拉接断而未坠楼层塌垮后各层预制板靠锚筋拉接断而未坠 地地震震时时由由于于受受到到“鞭鞭端端效效应应”的的影影响响，高高出出屋屋面面的的烟烟囱囱、塔塔楼楼、楼楼梯梯间间、水水箱箱问问的的墙墙面面上上出出现现交交叉叉裂裂缝缝、水水平平裂裂缝缝、错动、甚至倒塌。错动、甚至倒塌。房房屋屋砖砖墙墙的的特特定定部部位位设设置置了了不不同同截截面面的的钢钢筋筋混混凝凝土土柱柱，地地震震时时，由由于于混混凝凝土土柱柱约约束束着着破破碎碎的的墙墙体体没没有有一一塌塌到到底底，因因此此上上层层楼楼屋屋盖盖没没有有塌塌落落，形形成成了了裂裂而而未未倒倒的的情情况况，与与未未设设构构造造柱的同类房屋对比震害显著减轻。柱的同类房屋对比震害显著减轻。3 3房屋附属物的破坏房屋附属物的破坏4 4带钢筋混凝土构造柱砖房的震害带钢筋混凝土构造柱砖房的震害 地地震震时时由由于于受受到到“鞭鞭端端效效应应”的的影影响响，高高出出屋屋面面的的烟烟囱囱、塔塔楼楼、楼楼梯梯间间、水水箱箱问问的的墙墙面面上上出出现现交交叉叉裂裂缝缝、水水平平裂裂缝缝、错动、甚至倒塌。错动、甚至倒塌。房房屋屋砖砖墙墙的的特特定定部部位位设设置置了了不不同同截截面面的的钢钢筋筋混混凝凝土土柱柱，地地震震时时，由由于于混混凝凝土土柱柱约约束束着着破破碎碎的的墙墙体体没没有有一一塌塌到到底底，因因此此上上层层楼楼屋屋盖盖没没有有塌塌落落，形形成成了了裂裂而而未未倒倒的的情情况况，与与未未设设构构造造柱的同类房屋对比震害显著减轻。柱的同类房屋对比震害显著减轻。4 4带钢筋混凝土构造柱砖房的震害带钢筋混凝土构造柱砖房的震害3 3房屋附属物的破坏房屋附属物的破坏无构造柱约束的墙体交叉裂缝未倒板未下坠无构造柱约束的墙体交叉裂缝未倒板未下坠梁下窗间墙无构造柱梁下窗间墙无构造柱已破碎酥裂已破碎酥裂构造柱虽压溃破坏保护砌体墙末倒塌构造柱虽压溃破坏保护砌体墙末倒塌无构造柱约束的墙体交叉裂缝未倒板未下坠无构造柱约束的墙体交叉裂缝未倒板未下坠梁下窗间墙无构造柱梁下窗间墙无构造柱已破碎酥裂已破碎酥裂构造柱虽压溃破坏保护砌体墙末倒塌构造柱虽压溃破坏保护砌体墙末倒塌砌体房屋的震害原因分析砌体房屋的震害原因分析根本原因：根本原因：地震作用在结构中产生的效应（内力、地震作用在结构中产生的效应（内力、应力）超过了结构材料的抗力或强度。应力）超过了结构材料的抗力或强度。主要原因分为三大类：主要原因分为三大类：房屋建筑布置、结构布置不合理造成局部地震作用效房屋建筑布置、结构布置不合理造成局部地震作用效应过大；应过大；砌体墙片抗震强度不足；砌体墙片抗震强度不足；房屋构件（墙片、楼盖、屋盖）间的连接强度不足使房屋构件（墙片、楼盖、屋盖）间的连接强度不足使各构件间的连接遭到破坏。各构件间的连接遭到破坏。砌体房屋的抗震设计分成三个主要部分：砌体房屋的抗震设计分成三个主要部分：建筑布置与结构选型建筑布置与结构选型 抗震强度验算抗震强度验算 抗震构造措施抗震构造措施 砌体结构房屋按震设计三要素砌体结构房屋按震设计三要素 包括下述五个方面的内容包括下述五个方面的内容：1.1.多层砌体建筑平立剖面及结构布置多层砌体建筑平立剖面及结构布置 2.2.砌体房屋总高度及层数限制砌体房屋总高度及层数限制 3.3.多层砌体房屋高宽比限制多层砌体房屋高宽比限制 4.4.抗震墙的间距限制抗震墙的间距限制 5.5.房屋的局部尺寸限制房屋的局部尺寸限制 抗震设计一般规定抗震设计一般规定 若能针对砌体结构的弱点进行合理设计，采用适当的构造若能针对砌体结构的弱点进行合理设计，采用适当的构造措施，确保施工质量，砌体结构的抗震性能是能够得到改善措施，确保施工质量，砌体结构的抗震性能是能够得到改善的。的。从震害调查可见：从震害调查可见：经抗震设防可减轻砌体结构的震害，经抗震设防可减轻砌体结构的震害，减少严重破坏和倒塌率。减少严重破坏和倒塌率。0.00.00.00.09.89.819.519.570.770.7倒塌倒塌严重破坏严重破坏中等破坏中等破坏轻微破坏轻微破坏基本完好基本完好0.00.023.523.529.429.435.335.311.811.8倒塌倒塌严重破坏严重破坏中等破坏中等破坏轻微破坏轻微破坏基本完好基本完好 天津市天津市8 8度区经度区经7 7度设防的度设防的7474年通用住宅震害统计（年通用住宅震害统计（%）唐山地区唐山地区8 8度区多层砖房的震害统计（度区多层砖房的震害统计（%）完，完，谢谢。