最新多层砌体房屋抗震设计PPT课件.ppt

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1、多层砌体房屋抗震设计多层砌体房屋抗震设计愿生者愿生者坚坚强，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

2、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年唐山地震，对烈度为年唐山地震，对烈度为1010度、度、1111度区的度区的123123栋栋2-82-8层砖混结构房屋调查，倒层砖混结构房屋调查，倒塌率为塌率为63.

3、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%。 2008 2008年汶川地震更是证明年汶川地震更是证明砌体结构的抗震性能需要严格的构造措施和施工质砌体结构的抗震性能需要严格的构造措施和施工质量给予保证，包括合理设置钢筋混凝土构造柱和圈梁、预制楼板的有效拉结和搁量给予保证，包括合理设置钢筋混凝土构造柱和圈梁、预制楼板的有效拉结和搁置长度、或增加现浇层等，最好采用现浇楼盖，特别是应加强构造柱和承重墙的置长度、或增加现浇层等，最好采用现浇楼盖，特别是应加强构造柱和承重墙的安全储备，否则这种结

4、构形式极易在地震中发生严重破坏安全储备，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

5、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、局部倒塌个别部位的整体性特别差，纵墙与横墙间联系不好，个别部位的整体性特别差，纵墙与横墙间联系不好，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； 外纵墙全部脱开横墙而外纵墙全部脱开横墙而坍塌是较常见的震害。坍塌是较常见的震害。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

6、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

7、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。 房屋四角以及凸出部分阳角的

8、墙面上，出现纵横两个房屋四角以及凸出部分阳角的墙面上，出现纵横两个方向的方向的 形斜裂缝，严重时则发生墙体局部倒塌。由于扭形斜裂缝，严重时则发生墙体局部倒塌。由于扭转影响及墙角部位具有较大的刚度，分配到房屋角部的地转影响及墙角部位具有较大的刚度，分配到房屋角部的地震作用效应明显加大，且此处易产生应力集中，加之其水震作用效应明显加大，且此处易产生应力集中，加之其水平约束作用均较弱，因此抗震能力有所降低，容易产生上平约束作用均较弱，因此抗震能力有所降低，容易产生上述裂缝和墙角局部塌落。述裂缝和墙角局部塌落。V 施工时纵横墙往往不能同时咬搓砌筑，墙体间缺乏拉结，施工时纵横墙往往不能同时咬搓砌筑，墙体

9、间缺乏拉结，或虽同时砌筑，但砌筑质量不好，导致墙体间拉结强度低。或虽同时砌筑，但砌筑质量不好，导致墙体间拉结强度低。在垂直于纵墙的地震力的作用下，纵横墙连接处产生破坏，在垂直于纵墙的地震力的作用下，纵横墙连接处产生破坏，出现竖向裂缝或纵墙整片倒塌。地基条件不好时，地震时的出现竖向裂缝或纵墙整片倒塌。地基条件不好时，地震时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 楼梯间墙体的震害一般比较重，支承楼梯的横墙破坏更楼梯间墙体的震害一般比较重，支承楼梯的横墙破坏更为普遍。因其横墙间距较小，其水平抗剪刚度较大，因而承为

10、普遍。因其横墙间距较小，其水平抗剪刚度较大，因而承担较大的水平地震剪力；而其空间刚度相对较小，特别是顶担较大的水平地震剪力；而其空间刚度相对较小，特别是顶层休息平台以上的外纵墙常为一层半高，且竖向压力较小；层休息平台以上的外纵墙常为一层半高，且竖向压力较小；楼梯踏步板又削弱了墙体的截面。因此楼梯间的墙体容易产楼梯踏步板又削弱了墙体的截面。因此楼梯间的墙体容易产生斜裂缝或交叉裂缝。当楼梯间布置在房屋端部或转角处，生斜裂缝或交叉裂缝。当楼梯间布置在房屋端部或转角处，因受扭转附加剪力的影响，其震害更为严重，常引起墙体破因受扭转附加剪力的影响，其震害更为严重，常引起墙体破坏或倒塌。坏或倒塌。 楼梯本身

11、的震害较轻，预制楼梯在接头处裂开；现浇楼楼梯本身的震害较轻，预制楼梯在接头处裂开；现浇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 楼板和屋盖是传递水平地震作用的主要构件，其刚度对房楼板和屋盖是传递水平地震作用的主要构件，其刚度对房屋抗震性能影响很大。现浇楼盖、屋盖整体性好、水平刚度屋抗震性能影响很大。现浇楼盖、屋盖整体性好、水平刚度大，是较理想的抗震构件。预制楼盖、屋盖整体性较差，地大，是较理想的抗震构件。预制楼盖、屋盖整体性较差，地震时楼板连接处容易拉裂。墙

12、体开裂、错位乃至倒塌常导致震时楼板连接处容易拉裂。墙体开裂、错位乃至倒塌常导致预制楼、屋盖的掉落。预制楼、屋盖的掉落。 另外，预制板端部之间及预制板与墙之间的拉结不好也可另外，预制板端部之间及预制板与墙之间的拉结不好也可造成楼、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 地震时由于受到地震时由于受到“鞭端效应鞭端效应”的影响，高出屋面的烟囱、的影响，高出屋面的烟囱、塔楼、楼梯间、水箱问的墙面上出现交叉裂缝、水平裂缝、塔楼、楼梯间、

13、水箱问的墙面上出现交叉裂缝、水平裂缝、错动、甚至倒塌。错动、甚至倒塌。 房屋砖墙的特定部位设置了不同截面的钢筋混凝土柱，地房屋砖墙的特定部位设置了不同截面的钢筋混凝土柱，地震时，由于混凝土柱约束着破碎的墙体没有一塌到底，因此震时，由于混凝土柱约束着破碎的墙体没有一塌到底，因此上层楼屋盖没有塌落，形成了裂而未倒的情况，与未设构造上层楼屋盖没有塌落，形成了裂而未倒的情况，与未设构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 地震时由于受到地震时由于受到“鞭端效应鞭端效应”的影响，

14、高出屋面的烟囱、的影响，高出屋面的烟囱、塔楼、楼梯间、水塔楼、楼梯间、水箱问的墙面上出现交叉裂缝、水平裂缝、箱问的墙面上出现交叉裂缝、水平裂缝、错动、甚至倒塌。错动、甚至倒塌。 房屋砖墙的特定部位设置了不同截面的钢筋混凝土柱，地房屋砖墙的特定部位设置了不同截面的钢筋混凝土柱，地震时，由于混凝土柱约束着破碎的墙体没有一塌到底，因此震时，由于混凝土柱约束着破碎的墙体没有一塌到底，因此上层楼屋盖没有塌落，形成了裂而未倒的情况，与未设构造上层楼屋盖没有塌落，形成了裂而未倒的情况，与未设构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

15、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

16、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

17、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

18、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，谢谢谢谢。38 结束语结束语