砌体结构 第六章 部分 6.3分析

6.3多层砌体房屋抗震计算要点

通过合理抗震设计，采取恰当的抗震构造措施，保证施工质量，在9度和9度以下地震区内建筑多层砖混结构房屋安全是可以得到保证的。

6.3多层砌体房屋抗震计算要点

砌体结构的抗震设计应当包括：

1 砌体结构房屋的抗震强度验算；

2 砌体结构房屋的抗震措施

抗震措施是为了弥补抗震验算中的不足或无法计算的部分，因为抗震计算目前还很不完备或严密，抗震构造措施更是用来满足“大震不倒”的设防目标要求。

6.3多层砌体房屋抗震计算要点

6.3.1计算简图和地震作用

多层砌体结构的破坏主要是由水平地震作用而引起的，因此，对于多层砌体房屋的抗震计算，一般只考虑水平地震作用的影响，而可不考虑竖向地震作用的影响。

多层砌体结构的高度不超过40m，质量和刚度沿高度分布较均匀，水平振动时以剪切变形为主，因此在进行结构抗震计算时，宜采用底部剪力法。

多层砌体房屋地

震作用的计算采用底部剪力法

6.3多层砌体房屋抗震计算要点

6.3.1计算简图和地震作用

当多层砌体结构房屋的高宽比不超过《砌体结构设计规范》的限制时，由整体弯曲而产生的附加应力不大。因此，可不做整体弯曲验算，而只验算房屋在横向和纵向水平地震作用影响下，横墙和纵墙在其自身平面内的抗剪能力。

楼层地震剪力在墙体间的分配，当抗震横墙间距不超过限值要求时，认为：

横向地震作用全部由横墙承担；

纵向地震作用全部由纵墙承担。

6.3多层砌体房屋抗震计算要点

1 计算简图

⑴将水平地震作用在结的两个主轴方向分别验算；

⑵地震作用下结构的变形为剪切型；

⑶各抗侧力构件在同一楼层标高处侧移相同。

多层砌体结构房屋的计算简图

——嵌固于基础顶面竖立的悬臂梁，将各层质量集中于各层楼盖处。

G

n

F

n

+ F

n

F

i

G

i

G

j

H i

H j

F

Ek

G i——集中于质点i 的重力荷载代表值，G i包括第i层楼盖自重和作用在该层楼面上的可变荷载，以及该层上下层墙体自重的一半。

6.3多层砌体房屋抗震计算要点

计算地震作用时建筑物的重力荷载代表值，应取结构和构配件自重标准值和各可变荷载组合值之和。各可变荷载的组合值系数应按下表采用。

可变荷载种类组合值系数

雪荷载0.5

屋面积灰荷载0.5

屋面活荷载不计入按实际情况计算的楼面活荷载 1.0

按等效均布荷载计算的楼面活荷载藏书库、档案库0.8 其他民用建筑0.5

吊车悬吊物重力硬钩吊车0.3 软钩吊车不计入

可变荷载组合值系数

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

Ek 1eq F a G a 1——相当于结构基本自振周期的水平地震影响系数，多层砌体房屋可取水平地震影响系数最大值a max 。 水平地震影响系数最大值（阻尼比0.05）

地震影响

设防烈度 6 7 8 9 多遇地震 0.04

0.08 0.16 0.32 罕遇地震 — 0.50 0.90 1.40 2 结构总水平地震作用标准值F Ek ： G eq ——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点应取总重力荷载代表值的85%。

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

3 质点 i 的水平地震作用标准值F i ：

Ek 1(1)(1,2)i i i n n j

j j G H F F i n G H δ==-=∑

G i 、G j ——分别为集中于质点i 、 j 的重力荷载代表值；

H i 、 H j ——分别为质点i 、j 的计算高度； δn ——顶部附加地震作用系数，对多层内框架砖房可采用0.2， 对其他砌体房屋可采用0.0。

ΔF n ——顶部附加水平地震作用 Ek n n F F δ?=

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

4 楼层水平地震剪力标准值 ： V Eki ——第 i 楼层的水平地震剪力标准值；

λ——剪力系数，7度时为0.012， 8度时为0.024，9度时为0.040。

Eki j j

n n

j i j i V F G λ===>∑∑水平地震作用和剪力 G i G 1 G n F i F n F 1

F i

F n V i V i

V 1

V n

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）

5.2.4 采用底部剪力法时，突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等的地震作用效应，宜乘以增大系数3 ，此增大部分不应往下传递但与该突出部分相连的构件应予计入。

n+1n+1

n+1Ek n+1k

k

k=1G H F F G H =∑突出屋顶小房屋的层间地震剪力: 房屋下部任意层层间地震剪力:

n+1n+1

3V F =i k n+1

1n k V F F ==+∑

6.3多层砌体房屋抗震计算要点

6.3.2水平地震剪力的分配

墙体平面内的抗侧力等效刚度很大，而平面外的刚度很小，一个方向的楼层水平地震剪力主要由平行于地震作用方向的墙体来承担，而与地震作用相垂直的墙体，承担的楼层水平地震剪力很小。

横向地震剪力全部由各横向墙体来承担；

纵向楼层地震剪力由各纵向墙体承担。

随着楼盖水平刚度不同和抗侧力构件刚度的不同，分配给各抗侧力构件的水平地震剪力也将不同。

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

1 横向水平地震剪力的分配

⑴ 刚性楼盖房屋：——现浇和装配整体式钢筋混凝土楼（屋）盖 按各横墙的等效刚度比例分配

im

im Eki ik

1n k K V V K

==∑K im —第i 层第m 片墙的等效侧向刚度。

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

im

im Eki ik

1n k A V V A

==∑A im 、A ik —分别为第i 层第m 、k 片墙的截面积。

当楼层各横向抗侧力墙体高度相同，高宽比均小于1，采用的砌 体材料强度等级相同时，可按各道墙体的水平截面积比例分配：

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

⑵ 柔性楼盖房屋：——木楼（屋）盖

按各横墙从属面积上的重力荷载代表值的比例分配

im

im Eki ik

1m k S V V S

==∑im

im Eki ik

1m k G V V G

==∑G im 、G ik —分别为第i 层第m 、k 片墙所承担的重力荷载代表值。 S im 、S ik —分别为第i 层第m 、k 片墙的所承担的重力荷载面积。

当楼盖荷载为均布荷载时，可改写为：

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

⑶ 中等刚性楼盖房屋：——装配式钢筋混凝土楼（屋）盖 取上述两种方法的平均值

im im im Eki ik ik 1112m m k k A S V V A S ==?? ? ?=+ ? ???

∑∑

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

2 纵向地震剪力的分配

由于楼盖沿纵向的水平刚度较横向的水平刚度大得多，故可将纵向水平地震剪力按墙体刚度比例分配给各纵墙。

im

im Eki ik

1n k K V V K

==∑im

im Eki ik

1n k A V V A

==∑ 当楼层各横向抗侧力墙体高度相同，高宽比均小于1，采用的砌 体材料强度等级相同时，可按各道墙体的水平截面积比例分配：

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

6.3.3 墙体抗震承载力的验算

多层砌体房屋墙体的截面抗震承载力计算：

一、无筋砌体

1 烧结普通砖、烧结多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖墙体和石砌体截面抗震受剪承载力：

vE RE

f A

V γ≤V ：——考虑地震作用组合的墙体剪力设计值；

A ——墙体横截面面积，多孔砖取毛截面面积；

γRE ——承载力抗震调整系数，对两端均有构造柱、芯柱的抗震 墙取0.9，其他抗震墙取1.0，自承重墙0.75。

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

vE N v f f ζ=f vE : ——砖砌体沿阶梯形截面破坏抗震抗剪强度设计值； f V : ——非抗震设计的砌体抗剪强度设计值；

ζN : ——砌体强度的正应力影响系数。 砌体类别 δ0/f v 0.0 1.0 3.0 5.0 7.0 10.0 15.0 20.0 粘土砖、多孔砖 0.80 1.00 1.28 1.50 1.70 1.95 2.32 混凝土小砌块 1.25 1.75 2.25 2.60 3.10 3.95 4.80 注：δ0: ——对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力。

6.3 多层砌体房屋抗震计算要点

6.3.3 墙体抗震承载力的验算

2 混凝土小型砌块墙体截面抗震受剪承载力：

vE t c y s c RE 1

[(0.30.05)]

V f A f A f A ζγ≤++f t :——芯柱混凝土轴心抗拉强度设计值；

A c ——芯柱截面总面积；

As ——芯柱钢筋截面总面积；

ζc ——芯柱参与工作系数，按下表采用。

填孔率ρ ρ<0.15

0.15≤ρ <0.25 0.25≤ρ <0.5 ρ≥0.5 ζc 0 1.0 1.10 1.15 注：① 当同时设置芯柱和构造柱时，构造柱截面可作为芯柱截面，构造 柱钢筋可作为芯柱钢筋；

② 填孔率指芯柱根数（含构造柱和填实孔洞数量）与孔洞总数之比。

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6.3.3 墙体抗震承载力的验算 二、配筋砌体

1 网状配筋或水平配筋烧结普通砖、烧结多孔砖墙体截面抗震受剪承载力：

vE s y s RE 1

()

V f A f A ζγ≤+f y :——钢筋抗拉强度设计值；

A c ——芯柱截面总面积；

A s ——层间墙体竖向截面的钢筋总截面面积，其配筋率 (ρv = A s /A) 应不小于0.07%且不大于0.17% ；

ζs ——钢筋参与工作系数，按下表采用。

墙体高宽比

0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 ζs 0.10 0.12 0.14 0.15 0.12