多层砌体结构的抗震计算
工程结构抗震作业
1. 砌体结构中抗震墙刚度越大，分配地震剪力( ）。
越多越少相同不能确定本题分值：4。
0用户未作答标准答案：越多2. 计算多层砌体房屋的地震作用时，取α1=αmax的原因是（）。
多层砌体房屋抗震性能差，取α1=αmax可偏于安全多层砌体房屋面广量大，取α1=αmax可减小很多计算量多层砌体房屋刚度大，自振周期很短应多层建筑高度较低本题分值： 4.0用户未作答标准答案：多层砌体房屋刚度大，自振周期很短3。
地震时使用功能不能中断或需要尽快恢复的建筑，属于（）。
甲类建筑乙类建筑丙类建筑本题分值： 4.0用户未作答标准答案: 乙类建筑4。
计算结构的地震作用时，对于排架柱应根据柱底（）的原则. 周期等效弯矩相等剪力相等内力相等本题分值：4。
0用户未作答标准答案：弯矩相等5. 《抗震规范》规定，计算底部框架承担的地震剪力设计值时,混凝土墙的有效侧向刚度的取值可乘以折减系数（）。
0.350。
300。
250.20本题分值：4。
0用户未作答标准答案: 0.306. 建筑抗震设防烈度是根据下列哪一项确定（）。
多遇地震烈度罕遇地震烈度基本烈度或中震烈度震级本题分值: 4。
0用户未作答标准答案：基本烈度或中震烈度7. 按我国抗震设计规范，根据其使用功能的重要性分甲、乙、丙、丁四个抗震设防类别，大量的建筑物属于（ )。
甲类乙类丙类丁类本题分值：4。
0用户未作答标准答案：丙类8。
关于多层砌体房屋设置构造柱的作用，下列哪句话是错误的( ）。
可增强房屋整体性，避免开裂墙体倒塌可提高砌体抗变形能力可提高砌体的抗剪强度可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏本题分值： 4.0用户未作答标准答案：可抵抗由于地基不均匀沉降造成的破坏9. 现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度，均不宜小于（ )。
100mm120mm150mm200mm本题分值: 4.0用户未作答标准答案：120mm10。
（ )地震时地面喷水冒砂现象就越严重。
液化指数越大液化指数越小液限指数越大液限指数越小本题分值：4。
砌体结构考试题及参考答案
砌体结构考试题及参考答案一、填空题：1.《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）为了适当提高砌体结构的安全可靠指标，将B 级施工质量等级的砌体材料的分项系数由1.5提高到1.6。
2.如果砌体结构的弹性模量为E ，剪变模量为G ，则G 和E 的关系近似为0.4G E =。
3.砌体结构最基本的力学性能指标是 轴心抗压强度 。
4.砌体的轴心抗拉强度、弯曲抗拉强度以及剪切强度主要与砂浆或块体的强度等级有关。
当砂浆强度等级较低，发生沿齿缝或通缝截面破坏时，它们主要与 砂浆的强度等级 有关；当块体强度等级较低，常发生沿块体截面破坏时，它们主要与 块体的强度等级 有关。
5.我国《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）将烧结普通砖、烧结多孔砖分为五个强度等级，其中最低和最高强度等级分别为 MU10 和 MU30 。
6.结构的可靠性包括 安全性 、 适用性 和 耐久性 。
7.在我国结构的极限状态分为 承载能力极限状态 和 正常使用极限状态 ，均规定有明显的极限状态标志或极限。
8.砌体结构应按 承载能力极限状态 设计，并满足正常使用极限状态的要求。
根据砌体结构的特点，砌体结构的正常使用极限状态的要求，一般通过相应的 构造措施 来保证。
9.我国《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）采用了定值分项系数的极限状态设计表达式，砌体结构在多数情况下是以承受自重为主的结构，除考虑一般的荷载组合以外，还应考虑以承受自重 为主的荷载组合，这种组合的恒载分项系数G γ为 1.35 ，可变荷载分项系数Q γ为 1.4 。
10.假设砌体结构的强度平均值为m f ，变异系数为f δ，则其具有95％保证率的强度标准值k f 为 (1 1.645)m f f δ-。
11.《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）中所列砌体强度设计值是按照施工质量等级为B 级确定的，当施工质量等级不为B 级时，应对砌体强度设计值进行调整。
多层砌体结构抗震
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。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。
在扭转地震力的作用下，房屋的端部、尤其是墙角处易于产生严重的震害。
图4-4 墙体转角的破坏
从结构特征方面考察可以发现：在受力复杂、约束减弱、附属结构等部位，往往是震害易于发生的地方。
例如：纵横墙连接处，砌体结构的楼梯间，预制 钢筋混凝土楼屋盖，女儿墙、突出顶面的屋顶间地震 容易发生破坏。
1. 刚性楼盖房屋，上层破坏轻、下层破坏重； 柔性楼盖房屋，上层破坏重、下层破坏轻； 2. 横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋； 3. 坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的震害； 4. 预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重； 5. 外廊式房屋往往地震破坏较重； 6. 房屋两端、转角、楼梯间、附属结构震害较重；
1
这样，任一质点i的水平地震作用标准值Fi为：
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：
3
(4.3)
6
(i=1,2,…,n) (4.2)
5
！
4
鞭梢效应，但增大的两倍不往下传递 。
[例题4-1] 某四层砖砌体房屋，尺寸如图4-6(a)(b)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。
A
多层砌体结构抗震设计
砌体强度的正应力影响系数 n
砌体类别
0 / fV
0.0 1.0 3.0 5.0 7.0 10.0 15.0 20.0
普通粘土砖,多孔粘土砖 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
0 为对应与重力荷载代表值的砌体截面平均压应力。
i2
r 1
1 2 3
ir hir / bir 1 时
kir
Et
3 ir
1 ir 4 时
kir
Et
3ir
3 ir
（b）有洞墙体
对于开有规则洞口的墙体，墙顶在单位力作用下墙
顶位移应等于各墙段侧移 之和。
1 2 3
1
K
1
第i层的横向地震剪力由第i层所有横墙承受。
（1）刚性楼盖房屋
刚性楼盖房屋：对于现浇及装配整体式钢筋混凝土楼
（屋）盖等。
n
V j V ji V ji k ji j
j
i 1
n
Vj k ji j
i 1
j
j
j
1
n
Vj
j
k ji
Vj
i 1
Vji
k ji
n
Vj
（2）柔性楼盖房屋
柔性楼盖：木结构等楼（屋）盖。
jm
jm
第m道横墙所 jm
分配的地震剪力，
按第m道横墙从属
面积上重力荷载 代表值的比例分
jm
配。
Vj
V jm
多层砌体结构房屋的抗震设计
多层砌体结构房屋的抗震设计【摘要】砌体结构多采用砖和砂浆砌筑，通过内外砖墙的咬砌达到整体连接性，这种组成材料和连接方式决定了其脆性性质，变形能力小，虽经几次规范修改，加强措施，但抗震性能，抗拉和抗剪能力均低，结构易于发生脆性的剪切破坏，从而导致房屋的破坏和倒塌，因此在震设防地区多层砖混砌体房屋改善结构延性，提高抗震性能意义极其重要。
【关键词】砌体结构抗震设计由于选材方便、施工简单、工期短、造价低等特点，砌体结构房屋在我国当前城镇民用建筑中使用广泛，近年来随着我国经济的发展虽然比例有所减少，但仍有不少应用。
不少地方的廉租房，棚户区改造工程即以砌体结构为主。
我认为，结合自身设计的实践经验，在满足现行建筑抗震设计规范、砌体结构设计规范的前提下，多层砖混房屋抗震设计上应注意以下几方面。
一、建筑平面和立面的科学布局结构设计中一个十分基础、重要的内容是建筑平面、立面的规整性。
平面布置不规则的房屋，质心与刚度中心不易重合，地震作用下产生扭转效应，加剧地震的破坏力度；立面不规则的房屋，错落的立面，突出的结构，则容易发生鞭梢效应。
因此抗震设计中，建筑平面宜尽可能简洁、规则，结构质量中心与刚度中心相一致，平面形状应具有良好的整体作用；建筑的立面和竖向剖面力求规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，墙体沿竖向布置上下应连续，避免刚度突变；竖向抗侧力结构的截面和材料强度等级自下而上宜逐渐减小，避免抗侧力构件的承载力突变。
建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案，这就要求结构设计人员在建筑方案设计阶段即参与进来，提出相应的建议，比如在适当部位设置防震缝，将体型复杂，平面特别不规则的建筑布局分割成几个相对规则的独立单元，房屋的顶层不建议设置空旷大房间，房屋的底层不宜设铺面等通敞开大门洞等等。
当确需设置时，应采取弥补薄弱部位的加强型措施或进行专门研究。
二、材料的采用砌体房屋通常采用烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等砌体承重。
6 多层砌体结构房屋的抗震设计
6.2.2.规范7.1.2房屋高度、层数、层高限值 1.一般情况下，层数和总高度不应超过下表
烈度和设计基本地震加速度
房屋类型 最小 抗震 墙厚 度 (mm) 240 240 6 0.05g 高 度 21 21 层 数 7 7 0.10g 高 度 21 21 层 数 7 7 7 0.15g 高 度 21 18 层 数 7 6 0.20g 高 度 18 18 层 数 6 6 8 0.30g 高 度 15 15 层 数 5 5 9 0.40g 高 度 12 9 层 数 4 3
一般情况下层数和总高度不应超过下表房屋类型最小抗震mm烈度和设计基本地震加速度005g010g015g020g030g040g多层砌体房屋普通砖24021多孔砖24021多孔砖19021小砌块19021底部框架房屋普通砖多孔砖24022多孔砖19022小砌块19022房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度半地下室从地下室室内地面算起全地下室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起
（2）水平裂缝 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。或受垂直方向地 震力的作用，墙体会因受拉出现水平裂缝。 高宽比小时—水平裂缝；高宽比大时—水平偏 斜
（3）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。
3.墙角破坏 在扭转地震力的作用下，房屋的端部、尤其是墙
—
3 — — —
底部 普通砖、 框架 多孔砖 -抗 多孔砖 震墙 房屋 小砌块
注：1 房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶或檐 口的高度，半地下室从地下室室内地面算起，全地下室和 嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起；对带阁楼 的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处； 2 室内外高差大于0.6m时，房屋总高度应允许比表 中的数据适当增加，但增加量应少于1.0m； 3 乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表， 其层数应减少一层且总高度应降低3m;不应采用底部框架抗震墙砌体房屋； 4 本表小砌块砌体房屋不包括配筋混凝土小型空心 砌块砌定降低3m，层数相应减少一层；各层横墙很 少的多层砌体房屋，还应再减少一层。
砌体结构考试题及参考答案(1)
砌体结构考试题及参考答案一、填空题：1.《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）为了适当提高砌体结构的安全可靠指标，将B级施工质量等级的砌体材料的分项系数由 1.5提高到 1.6。
G E。
2.如果砌体结构的弹性模量为E，剪变模量为G，则G和E的关系近似为0.43.砌体结构最基本的力学性能指标是轴心抗压强度。
4.砌体的轴心抗拉强度、弯曲抗拉强度以及剪切强度主要与砂浆或块体的强度等级有关。
当砂浆强度等级较低，发生沿齿缝或通缝截面破坏时，它们主要与砂浆的强度等级有关；当块体强度等级较低，常发生沿块体截面破坏时，它们主要与块体的强度等级有关。
5.我国《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）将烧结普通砖、烧结多孔砖分为五个强度等级，其中最低和最高强度等级分别为 MU10 和 MU30 。
6.结构的可靠性包括安全性、适用性和耐久性。
7.在我国结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态，均规定有明显的极限状态标志或极限。
8.砌体结构应按承载能力极限状态设计，并满足正常使用极限状态的要求。
根据砌体结构的特点，砌体结构的正常使用极限状态的要求，一般通过相应的构造措施来保证。
9.我国《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）采用了定值分项系数的极限状态设计表达式，砌体结构在多数情况下是以承受自重为主的结构，除考虑一般的荷载组合以外，还应考虑以承受自重为主的荷载组合，这种组合的恒载分项系数G为 1.35 ，可变荷载分项系数Q为 1.4 。
10.假设砌体结构的强度平均值为f，变异系数为f，则其具有95％保证率的强度标准值k f为mf。
(1 1.645)m f11.《砌体结构设计规范》（GB50003－2001）中所列砌体强度设计值是按照施工质量等级为B级确定的，当施工质量等级不为B级时，应对砌体强度设计值进行调整。
具体调整的方法就是，按《砌体结构设计规范》所查砌体强度设计值乘以调整系数，对于施工质量控制等级为C级的，其取值为a0.89 ；当施工质量控制等级为A级时，其取值为 1.4 。
工程抗震第六章 多层砌体结构房屋的抗震设计
一、水平地震作用计算
1、计算简图 注意底层H的取法： 一般取至室外地坪下0.5m。
2、楼层水平地震作用
周期：由于砌体房屋的横墙很多，刚度很大，一般T不
超过0.25s，所以取 1 max
FEk m ax Geq
Fi
Gi H i Gi H i
FEK
3、突出屋顶的小建筑，地震剪力放大3倍
• c 中等刚性楼盖房屋
取平均值（装配式钢筋砼楼盖）
Vim
1 2
K im K im
Gim Gi
Vi
Vim
1
2
Aim Aim
Fim Fi
Vi
二、楼层水平地震剪力在各抗侧力墙体间的分配
⑵ 纵向地震剪力分配 由于纵向楼盖的刚度都很大，则均视为刚性楼盖。
（2）出平面破坏
⒉墙体承载能力不足引起的墙体破坏
1999年9月21日九二一 大地震位于震中央的台 中县雾峰乡光复国中教 舍墙壁上出现水平裂缝
震害现象
（1）内外墙交接处
⒊整体性不足引起的震害
震害现象
（1）内外墙交接处
⒊整体性不足引起的震害
唐山大地震中某三层客房外纵墙全部被甩落
汶 川 地 震 汉 旺 镇 某 建 筑
V fVE A 0.03 ft Ac 0.05 f y As c
6.24
RE
§6.4 多层砌体结构房屋的抗震构造措施 （概念设计）
一、构造柱
1、 震害
设置构造柱的房屋的震害明显小 于无构造柱的房屋。
2、构造柱的的作用
构造柱对砌体的初裂荷载无明显提 高，对砌体抗剪强度可提高10~30%。一 般不考虑构造柱对强度的提高。
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4.3.1 计 算 简 图 4.3.2 地震剪力的计算与分配 4.3.3 墙体截面抗震承载力验算
.
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再平面布 置中注意结构对称性得到缓解。
Vij
1 2
kij
K m
j1
ij
Gij Gi
Vi
当墙高相同，所用材料相同且楼盖上重力荷载分布 均匀时，可采用下式计算
Vij
12
Aij Ai
Aifj Af
i
Vi
（4-16）
.
2、 纵向地震剪力的分配
由于房屋纵向楼盖的水平刚度比横向大得多，因 此，纵向地震剪力在各纵墙上得分配，可按纵墙 得侧移刚度比例来确定。也就是无论柔性的或刚 性的楼盖，均按刚性楼盖的公式计算。
.
4.3.2 地震力的计算与分配
一、水平地震作用及楼层地震剪力
多层砌体房屋的水平地震作用按底部剪力法计算，式
中体房屋1 总水ma平，x 地并震且作对用多标层准砌值体为房：屋， n 0 ，因此砌
FEK G maxeq （4-1）
而第I点的水平地震作用标准值
楼层地震剪力
Fi
Gi Hi
G H n
V1RE(fVEsfyV)A （4-22）
式中 fv ——钢筋抗拉强度设计值；
A ——墙体横截面面积；
v ——层间墙体体积配筋率；
s ——钢筋参与工作系数，可按表4-8采用。
.
（三）混凝土小砌块，多采用芯柱配筋方式。此类 墙体的抗震承载力验算公式为
V 1[fVA E (0 .3ftA c 0 .0fy 5 A s)c]
j 1
ij
（4-12）
说明，当各横墙的高度、材料均相同时，其楼层地
震剪力可按各抗震墙的横截面面积比例分配。
.
（2） 柔性楼盖
对于木楼盖等柔性楼盖，由于其本身刚度小，在地 震剪力作用下，楼盖平面变形除平移外还有弯曲变 形。楼盖在各处的位移不等（如图4-9示）。
第j道横墙所分配的地震剪力，可按第j道横墙从属 面积上重力荷载代表值的比例分配：
Vij
G ij Gi
Vi
(4-13)
当楼层单位面积上的重力荷载代表值相等时，上
述计算可进一步简化为按各墙从属面积的比例进行
分配，即：
Vij
f
A ij V f i
Ai
（4-14）
.
（3） 中等刚度楼盖
采用小型预制板的装配式钢筋混凝土楼盖房屋，其 楼盖刚度介于刚性楼盖和柔性楼盖之间。因此，它 的横墙所分配的剪力，可近似地按刚性楼盖和柔性 楼盖房屋分配的平均值采用：
楼层地震剪力按横墙侧移刚度的大小分配，第I层
第j道横墙的剪力为
k ij
V V ij
m
i
k
j 1
ij
（4-11）
.
当计算墙体的侧移刚度时，可以只考虑剪切
变形，按式（4-7） k Et 计算。 3
若同一层墙体材料及高度均相同，则将式（4-7）
代入式（4-11）得：
Aij
V V ij
m
i
A
（一）普通黏土砖V 、 多f ve孔A 黏土砖墙体的验算
RE
Байду номын сангаас
fVE
（4-21）
其强中度，设计值—：—砌体fV沿E阶梯n形fv截面破坏的抗震抗剪
（4-20）
.
上式中， n ——砌体强度正应力影响系数，查表 4-7或按下式计算：
n
1 1.2
10.450
fv
（二）横向配筋黏土砖墙的截面抗震验算
n
i1
i
h/b
k Et
3 3
.
三、楼层地震剪力在各墙体上的分配
1、横向地震剪力的分配
层间地震剪力在各墙体之间的分配原则，应视
楼盖的刚度而定。
（1） 刚性楼盖
对于抗震横墙最大间距满足表4-3的现浇及装配整体式钢筋 混凝土楼盖房屋，当受横向水平地震作用时，可以认为楼
盖在其平面内没有变形，因此各横墙的水平位移相等（如 图4-8示），按此推导得：
各楼层质点重力荷载应包括：楼、屋盖自重；活荷 载组合值；上、下各半层的墙体及构造柱重量之和。
底层计算高度的取值：当基础埋置较浅时，计算至 基础顶面；当基础埋置较深时，计算至室外地坪下 0.5m处；当设有整体刚度很大的全地下室时，计 算至地下室顶板顶部；当地下室刚度较小或为半地 下室时，则取为地下室室内地坪，此时，地下室顶 板也算一层楼面。
k ij
V V ij
m
i
k
j 1
ij
.
3、在同一道墙上各墙段间地震剪力的分配
求得某一道墙的地震剪力后，对于开设门窗洞口的 墙片，尚需把地震剪力再分配给该墙片上门窗洞口 之间和墙端的墙段，以便验算各墙段的抗震承载力。
由于圈梁和楼盖的约束作用，一般可认为同一道 墙中的各墙段具有相同的侧移，因而各墙段所承担 的地震剪力可按各墙段的侧移刚度比例进行分配， 即，第j道墙上r墙肢分配的地震剪力为
RE
（4-23）
式中 ft——芯柱混凝土轴心抗拉强度设计值；
Ac——芯柱截面总面积；
As——芯柱钢筋截面总面积；
c ——芯柱影响系数，按表4-9查取。
例题[4-3]
k jr
V V jr
s
ij
k
r 1
jr
.
在计算墙段高宽比时，墙段高度h 的取法为： 窗间墙取窗洞高； 门间墙取门洞高； 门窗之间的墙取窗洞高； 尽端墙取紧靠尽端的门洞或窗洞高 （如图4-11）。
例题[4-2]
.
4.3.3 墙体截面抗震承载力验算
当墙体或墙段所分配的地震剪力确定后，即可验 算墙体的抗震强度，验算的对象是承受地震剪力较 大的、或竖向压应力较小的、或局部截面较小的墙 段。
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验算。
多层砌体结构的抗震验算，一般包括三个步骤：确 立计算简图；地震剪力计算；对不利墙段进行抗震 验算。
.
4.3.1 计 算 简 图
多层砌体结构的计算简图可采用图4-5计算简图， 以一个独立的结构单元为计算单元，各楼层的重量 集中到楼盖标高处。
j1
j
j
FEK
例题[4-1]
V F n
j
i j
i
（4-2）
（4-3）
.
二、墙体侧移刚度
墙体侧移刚度的计算方法：
1）无洞墙体 (如图4-7) h/b1 时（仅考虑剪切变形）
k Et
3
1h/b4 时（考虑弯曲、剪切变形）
h/b4 时 2）有洞墙体 规则开洞：
（如图示）
不考虑该墙体
k
1