1、第六章第六章砌体房屋抗震设计砌体房屋抗震设计6.1.16.1.1多层砌体房屋的震害及原因多层砌体房屋的震害及原因 对我国近、现代史上的历次大地震的震害调查结果的统计分对我国近、现代史上的历次大地震的震害调查结果的统计分析表明，未经抗震设防的多层砖房，在析表明，未经抗震设防的多层砖房，在6度区内，主体结构一般度区内，主体结构一般处于基本完好状态，宏观震害主要出现在女儿墙、出屋面小烟囱处于基本完好状态，宏观震害主要出现在女儿墙、出屋面小烟囱等部位；等部位；7度区内，主体结构出现轻微破坏，小部分达到中等破度区内，主体结构出现轻微破坏，小部分达到中等破坏；坏；8度区内多数房屋达到中等破坏；度区内多数房
2、屋达到中等破坏；9度区内，多数结构出现严度区内，多数结构出现严重破坏；重破坏；10度及以上地震区内，大多数房屋倒毁。上述事实说明，度及以上地震区内，大多数房屋倒毁。上述事实说明，多层砖房的抗破坏能力较低，但仍具有较高的抗倒塌能力。通过多层砖房的抗破坏能力较低，但仍具有较高的抗倒塌能力。通过抗震设计，使砌体结构在抗震设计，使砌体结构在8度区内保持不出现中等以上的破坏、度区内保持不出现中等以上的破坏、在在10度区内不出现倒塌的目标是可以实现的。度区内不出现倒塌的目标是可以实现的。6.1 砌体房屋的震害及其分析砌体房屋的震害及其分析震震 害害 现现 象象 由于地震力的反复作用，多形成交叉裂缝。房屋的
3、纵由于地震力的反复作用，多形成交叉裂缝。房屋的纵墙，则会因出平面的弯曲破坏造成大面积的墙体甩落。而墙，则会因出平面的弯曲破坏造成大面积的墙体甩落。而在扭转地震力的作用下，房屋的端部尤其是墙角处易于产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。生严重的震害。交叉裂缝交叉裂缝整片墙体被甩落整片墙体被甩落墙体转角的破坏墙体转角的破坏 图1 图图2 2 砌体房砌体房屋倒塌屋倒塌 图图 3 3 砌砌体 房 屋体 房 屋墙 体 开墙 体 开裂裂图图4 4楼 梯楼 梯间 震间 震害害图图5 5楼 屋楼 屋盖 破盖 破坏坏 图图6 6 突出屋面的女儿墙根部断裂突出屋面的女儿墙根部断裂图图7
4、 7 防震缝两侧墙体碰撞破坏防震缝两侧墙体碰撞破坏6.1.2 多层砌体房屋的震害规律多层砌体房屋的震害规律 砌体房屋的震害，大体存在以下规律砌体房屋的震害，大体存在以下规律:(1)刚性楼盖房屋，上层破坏轻刚性楼盖房屋，上层破坏轻，下层破坏重；柔性楼盖房屋，下层破坏重；柔性楼盖房屋，上层破坏重，下层破坏轻；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；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房屋震坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的房屋震害；害；(4)外廊式房屋往往地震破坏较重；外廊式房屋往往地震破坏较重；(5)预
5、制楼板结构比现浇楼板结构破坏严重；预制楼板结构比现浇楼板结构破坏严重；(6)房屋两端、转角、楼梯间及附属结构的震害较重。；房屋两端、转角、楼梯间及附属结构的震害较重。；底部框架底部框架-抗震墙砌体房屋主要指结构底层或底部两抗震墙砌体房屋主要指结构底层或底部两层采用钢筋混凝土框架的多层砌体房屋，主要用于底部需层采用钢筋混凝土框架的多层砌体房屋，主要用于底部需要大空间，但上面各层采用较多纵横墙的砌体房屋，如底层设置要大空间，但上面各层采用较多纵横墙的砌体房屋，如底层设置商店、餐厅的多层住宅、旅馆、办公楼等建筑。商店、餐厅的多层住宅、旅馆、办公楼等建筑。图图8底部框架严重倾斜底部框架严重倾斜图图9底
6、部框架完全倒塌底部框架完全倒塌 6.1.3 底部框架底部框架-抗震墙砌体房屋的震害及原因抗震墙砌体房屋的震害及原因 纵横墙连接处受力比较复杂，地震时易出现竖向裂缝、拉纵横墙连接处受力比较复杂，地震时易出现竖向裂缝、拉脱，甚至造成纵横墙整片倒塌（图脱，甚至造成纵横墙整片倒塌（图1）。砌体结构的楼梯间，由）。砌体结构的楼梯间，由于在高度方向缺乏有力的支撑，约束作用减弱，空间整体高度较于在高度方向缺乏有力的支撑，约束作用减弱，空间整体高度较小，因而易造成破坏。至于女儿墙、突出顶面的屋顶件，在地震小，因而易造成破坏。至于女儿墙、突出顶面的屋顶件，在地震中的破坏更是屡见不鲜。中的破坏更是屡见不鲜。底层框
7、架砌体房屋的底层没设抗震墙时，因其底部刚底层框架砌体房屋的底层没设抗震墙时，因其底部刚度小、上部刚度大，竖向刚度急剧变化，抗震性能较差，度小、上部刚度大，竖向刚度急剧变化，抗震性能较差，其震害集中在底层框架，主要表现为底层框架丧失承载力其震害集中在底层框架，主要表现为底层框架丧失承载力或因变形集中、侧移过大而破坏，甚至坍塌。或因变形集中、侧移过大而破坏，甚至坍塌。6.2.1 建筑布置及结构体系建筑布置及结构体系 1.对于多层砌体结构房屋，应优先采用横墙承重的结构布置对于多层砌体结构房屋，应优先采用横墙承重的结构布置方案，其次考虑采用纵横墙共同承重的结构布置方案，避免采用方案，其次考虑采用纵横墙
8、共同承重的结构布置方案，避免采用纵墙布置方案。不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。纵墙布置方案。不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。2.纵横向砌体抗震墙的布置应符合下列要求：纵横向砌体抗震墙的布置应符合下列要求：墙体是主要的抗侧力构件，因此要求纵横墙应对称、均匀布墙体是主要的抗侧力构件，因此要求纵横墙应对称、均匀布置，沿平面应对齐、贯通，同一轴线上墙体宜等宽匀称，沿竖向置，沿平面应对齐、贯通，同一轴线上墙体宜等宽匀称，沿竖向宜上下连续；宜上下连续；6.2 砌体房屋抗震设计的一般规定砌体房屋抗震设计的一般规定 平面轮廓凹凸尺寸，不应超过典型尺寸的平面轮廓凹凸尺寸，不应超过典型尺寸
9、的50；当；当超过典型尺寸的超过典型尺寸的25时，房屋转角处应采取加强措施；时，房屋转角处应采取加强措施；楼板局部大洞口的尺寸不宜超过楼板宽度的楼板局部大洞口的尺寸不宜超过楼板宽度的30，且不应在墙体两侧同时开洞；且不应在墙体两侧同时开洞；房屋错层的楼板高差超过房屋错层的楼板高差超过500mm时，应按两层计算；错层时，应按两层计算；错层部位的墙体应采取加强措施；部位的墙体应采取加强措施；同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀；墙面洞口的面积，同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀；墙面洞口的面积，6、7度度时不宜大于墙面总面积的时不宜大于墙面总面积的55，8、9度时不宜大于度时不宜大于50；在房屋宽度方向的中部应
10、设置内纵墙，其累计长度不宜小于在房屋宽度方向的中部应设置内纵墙，其累计长度不宜小于房屋总长度的房屋总长度的60(高宽比大于高宽比大于4的墙段不计入的墙段不计入)。3.房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应房屋有下列情况之一时宜设置防震缝，缝两侧均应设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用设置墙体，缝宽应根据烈度和房屋高度确定，可采用70100mm：1）房屋立面高度差在）房屋立面高度差在6m以上以上；2）房屋有错层，且楼板高差大于层高的）房屋有错层，且楼板高差大于层高的1/4；3）各部分结构刚度、质量截然不同。）各部分结构刚度、质量截然不同。4.楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处，否
11、则应采取局部加楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处，否则应采取局部加强措施。强措施。5.不应在房屋转角处设置转角窗。不应在房屋转角处设置转角窗。6.横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、横墙较少、跨度较大的房屋，宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。屋盖。此外，烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体；当墙体此外，烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体；当墙体被削弱时，应对墙体采取加强措施；不宜采用无竖向配筋被削弱时，应对墙体采取加强措施；不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。不应采用无锚固的钢筋混凝的附墙烟囱及出屋面的烟囱。不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。土预制挑檐。底部框架底部框架-抗震墙砌
12、体房屋的结构布置，应满足下列要求：抗震墙砌体房屋的结构布置，应满足下列要求：(1)上部的砌体墙体与底部的框架梁或抗震墙，除楼梯间附近上部的砌体墙体与底部的框架梁或抗震墙，除楼梯间附近的个别墙段外均应对齐。的个别墙段外均应对齐。(2)房屋的底部，应沿纵横两个方向应设置一定数量的抗震墙，房屋的底部，应沿纵横两个方向应设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置。并应均匀对称布置。6度且总层数不超过四层的底部框架度且总层数不超过四层的底部框架-抗震墙抗震墙砌体房屋，应允许采用嵌砌于框架之间的约束普通砖砌体或小砌砌体房屋，应允许采用嵌砌于框架之间的约束普通砖砌体或小砌块砌体的抗震墙，且同一方向不应同时采用钢
13、筋混凝土抗震墙和块砌体的抗震墙，且同一方向不应同时采用钢筋混凝土抗震墙和约束砌体抗震墙；约束砌体抗震墙；其余情况，其余情况，8度时应采用钢筋混凝土抗震墙，度时应采用钢筋混凝土抗震墙，6、7度度时应采用钢筋混凝土抗震墙或配筋小砌块砌体抗震墙。时应采用钢筋混凝土抗震墙或配筋小砌块砌体抗震墙。(3)底层框架底层框架-抗震墙砌体房屋的纵横两个方向，第二抗震墙砌体房屋的纵横两个方向，第二层计入构造柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值，层计入构造柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值，6、7度时度时不应大于不应大于2.5，8度时不应大于度时不应大于2.0，且均不应小于，且均不应小于1.0。(4)底部两层框架
14、底部两层框架-抗震墙砌体房屋纵横两个方向，底层与底抗震墙砌体房屋纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层计入构造柱影响的侧向刚度与部第二层侧向刚度应接近，第三层计入构造柱影响的侧向刚度与底部第二层侧向刚度的比值，底部第二层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于度时不应大于2.0，8度时不应度时不应大于大于1.5，且均不应小于，且均不应小于1.0。(5)底部框架底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震墙应设置条形基础、筏抗震墙砌体房屋的抗震墙应设置条形基础、筏形基础等整体性好的基础。形基础等整体性好的基础。6.2.2 层数和总高度层数和总高度 由于砌体结构墙体的脆性性质，地震时易产生裂缝，由于砌体
15、结构墙体的脆性性质，地震时易产生裂缝，开裂墙体在地震动作用下极易产生出平面的错动，从而大开裂墙体在地震动作用下极易产生出平面的错动，从而大幅度的降低墙体的竖向承载力。如果房屋层数多、重量大，破裂幅度的降低墙体的竖向承载力。如果房屋层数多、重量大，破裂和错位的墙体就可能被压垮。震害调查资料表明：随层数增多，和错位的墙体就可能被压垮。震害调查资料表明：随层数增多，房屋的破坏程度也随之加重，倒塌率随房屋的层近似成正比例增房屋的破坏程度也随之加重，倒塌率随房屋的层近似成正比例增加。因此，对房屋的高度和层数要给以一定的限制。见表加。因此，对房屋的高度和层数要给以一定的限制。见表1。注：注：房屋的总高度指
16、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的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处。高度处。乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表，但层数应减少一层且总高度应降乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表，但层数应减少一层且总高度应降低低3m；不应采用底部框架；不应采用底部框架-抗震墙砌体房屋。抗震墙砌体房屋。表表1小砌块砌体房屋不包括配筋混凝土小型空心砌
17、块砌体房屋。小砌块砌体房屋不包括配筋混凝土小型空心砌块砌体房屋。房房 屋屋 类类 别别最小抗最小抗震墙厚震墙厚 度度(mm)烈烈 度度6度度7度度8度度9度度0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g高高度度层层数数高高度度层层数数高高度度层层数数高高度度层层数数高高度度层层数数高高度度层层数数多层多层砌体砌体房屋房屋普通砖普通砖多孔砖多孔砖多孔砖多孔砖小砌块小砌块2402401901902121212177772121182177672118151876561818151866561515121555451299433底部框底部框架架-抗抗震墙砌震墙砌体房屋体房屋普通砖普通
18、砖多孔砖多孔砖240227227106165多孔砖多孔砖190227196165134小砌块小砌块190227227196165表表1 1 砌体房屋的层数和总高度限值砌体房屋的层数和总高度限值 (1)一般情况下，多层砌体房屋的层数和总高度不应超一般情况下，多层砌体房屋的层数和总高度不应超过表过表1的规定。的规定。(2)横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比表横墙较少的多层砌体房屋，总高度应比表1的规定的规定降低降低3 m，层数相应减少一层；各层横墙很少的多层砌体，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。房屋，还应再减少一层。(3)6、7度时，横墙较少的丙类多层砌体房屋，当按规
19、定采取度时，横墙较少的丙类多层砌体房屋，当按规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时，其高度和层数应允许仍按表加强措施并满足抗震承载力要求时，其高度和层数应允许仍按表1的规定采用。的规定采用。普通砖、多孔砖和小砌块等砌体承重的多层房屋的层高，不应普通砖、多孔砖和小砌块等砌体承重的多层房屋的层高，不应超过超过3.6m；当使用功能确有需要时，采用约束砌体等加强措施；当使用功能确有需要时，采用约束砌体等加强措施的普通砖墙体的层高不应超过的普通砖墙体的层高不应超过3.9m。底部框架。底部框架-抗震墙砌体房屋抗震墙砌体房屋的底部，层高不应超过的底部，层高不应超过4.5m；当底层采用约束砌体抗震墙时，；当底
20、层采用约束砌体抗震墙时，底层的层高不应超过底层的层高不应超过4.2m。6.2.3 房屋的最大高宽比房屋的最大高宽比 当房屋的高度宽比大时，地震时易于发生整体弯曲破当房屋的高度宽比大时，地震时易于发生整体弯曲破坏。多层砌体房屋不作整体弯曲验算，但为了保证房屋坏。多层砌体房屋不作整体弯曲验算，但为了保证房屋的稳定性，房屋总高度和总宽度的最大比值应满足表的稳定性，房屋总高度和总宽度的最大比值应满足表2要求。要求。表表2 2 房屋最大高宽比房屋最大高宽比 烈烈 度度最大高度比最大高度比 6789 2.5 2.5 2.0 1.5注注:单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度。单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度
21、。6.2.4 抗震横墙的间距抗震横墙的间距 抗震横墙的多寡直接影响房屋的刚度。横墙数量多、间距抗震横墙的多寡直接影响房屋的刚度。横墙数量多、间距小，结构的空间刚度就大，抗震性能就好，小，结构的空间刚度就大，抗震性能就好，反之，结构抗震性能就差。同时，横墙间距的大小反之，结构抗震性能就差。同时，横墙间距的大小与楼盖传递水平地震力的需求相联系。横墙间距过大时，与楼盖传递水平地震力的需求相联系。横墙间距过大时，楼盖的刚度可能不足以传递水平地震力到相邻墙体。楼盖的刚度可能不足以传递水平地震力到相邻墙体。房屋类别房屋类别烈度烈度6度度7度度8度度9度度多层砌体房屋多层砌体房屋现浇或装配整体式钢现浇或装配
22、整体式钢筋混凝土楼、屋盖筋混凝土楼、屋盖1515117装配式钢筋混凝土楼、装配式钢筋混凝土楼、屋盖屋盖111194木屋盖木屋盖994-底部框架底部框架-抗震墙砌体抗震墙砌体房屋房屋上部各层上部各层同多层砌体房屋同多层砌体房屋-底层或底部两层底层或底部两层181511-表表3 砌体房屋抗震横墙间距的限值砌体房屋抗震横墙间距的限值(m)注：注：多层砌体房屋的顶层，除木屋盖外的最大横墙间距应允许适当放宽，多层砌体房屋的顶层，除木屋盖外的最大横墙间距应允许适当放宽，但应采取相应加强措施。但应采取相应加强措施。多孔砖抗震横墙厚度为多孔砖抗震横墙厚度为190mm时，最大横墙间距应比此表中的数值减时，最大横
23、墙间距应比此表中的数值减少少3m。6.2.5 房屋的局部尺寸房屋的局部尺寸 要避免出现薄弱部位，以防止因局部的破坏发展成为要避免出现薄弱部位，以防止因局部的破坏发展成为整栋房屋的破坏，多层砌体房屋的局部尺寸，应符合表整栋房屋的破坏，多层砌体房屋的局部尺寸，应符合表4的要求。的要求。表表4 4 房屋的局部尺寸限值（房屋的局部尺寸限值（m m）部位部位烈度烈度6789承重窗间墙最小宽度承重窗间墙最小宽度 1.01.01.21.5承重外墙尽端之门墙洞边的最小距离承重外墙尽端之门墙洞边的最小距离1.01.01.21.5 非承重外墙尽端之门墙洞边的最小距离非承重外墙尽端之门墙洞边的最小距离1.01.01
24、.01.0内墙阳角至门窗洞边的最小距离内墙阳角至门窗洞边的最小距离1.01.01.52.0无锚固女儿墙（非出入口）的最大高度无锚固女儿墙（非出入口）的最大高度0.50.50.50部位部位烈度烈度6789承重窗间墙最小宽度承重窗间墙最小宽度 1.01.01.21.5承重外墙尽端之门墙洞边的最小距离承重外墙尽端之门墙洞边的最小距离1.01.01.21.5 非承重外墙尽端之门墙洞边的最小距离非承重外墙尽端之门墙洞边的最小距离1.01.01.01.0内墙阳角至门窗洞边的最小距离内墙阳角至门窗洞边的最小距离1.01.01.52.0无锚固女儿墙（非出入口）的最大高度无锚固女儿墙（非出入口）的最大高度0.5
25、0.50.506.2.6 6.2.6 材料要求材料要求 砌体结构材料应符合下列要求：普通砖和多孔砖的强砌体结构材料应符合下列要求：普通砖和多孔砖的强度等级不应低于度等级不应低于MU10，其砌筑砂浆强度等级不应低于，其砌筑砂浆强度等级不应低于M5；混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于混凝土小型空心砌块的强度等级不应低于MU7.5，其砌筑砂浆强，其砌筑砂浆强度等级不应低于度等级不应低于Mb7.5。多层砌体结构所受地震作用主要包括水平作用、垂直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
26、成的破坏比例相对较小，而扭转作用可以通过在平面布置中注意成的破坏比例相对较小，而扭转作用可以通过在平面布置中注意结构对称性得到缓解。因此，对多层砌体结构的抗震计算，一般结构对称性得到缓解。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复核。段的墙体进行抗剪强度的复核。多层砌体结构的抗震验算，一般包括三个基本步骤：确立计多层砌体结构的抗震验算，一般包括三个基本步骤：确立计算简图；分配地震剪力；对不利墙段进行抗震验算。算简图；分配地震剪力；对不利墙段进行抗震验算。6.3.1
27、计计 算算 简简 图图 对于图对于图10所示的一般多层砌体结构，可以采用图所示的一般多层砌体结构，可以采用图11 所示的所示的计算简图。计算简图。6.3 多层砌体房屋的抗震验算多层砌体房屋的抗震验算 在确立上述计算简图时，应以防震逢所划分的结构单在确立上述计算简图时，应以防震逢所划分的结构单元作为计算单元。在计算单元中各楼层的重量集中到楼、元作为计算单元。在计算单元中各楼层的重量集中到楼、屋盖的标高处。屋盖的标高处。图图1010 多层砌体结构房屋多层砌体结构房屋 图图11 11 计算简图计算简图 6.3.2 水平地震作用计算水平地震作用计算 多层砌体结构房屋的质量与刚度沿高度分布一般比较多层砌
28、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，故可以按底部剪力法计算地震均匀，且以剪切变形为主，故可以按底部剪力法计算地震作用。可取结构底部地震剪力为：作用。可取结构底部地震剪力为：)16(maxeqEkGF取取n=0。任意质点任意质点i 的水平地震作用标准值的水平地震作用标准值Fi 为：为：)26(),.,2,1(1kniFHGHGFEKnkkiii 作用于第作用于第i层的楼层地震剪力标准值层的楼层地震剪力标准值Vi 为第为第i 层以上的地震层以上的地震作用标准值之和，即：作用标准值之和，即：)36(knikFVi图图12 多层砌体房屋水平地震作用分布图多层砌体房屋水平地震
29、作用分布图墙体侧向刚度墙体侧向刚度 假定墙体下端固定，上端嵌固，在墙体顶端加一单位假定墙体下端固定，上端嵌固，在墙体顶端加一单位力所产生的侧移称为墙体的侧移柔度（图力所产生的侧移称为墙体的侧移柔度（图13）。）。侧移柔侧移柔度的倒数即为墙体的侧移刚度。度的倒数即为墙体的侧移刚度。弯弯 曲曲 变变 形形 剪剪 切切 变变 形形)13a6()(11233bhEtEIhb)13b6(btGhAGhb图图13 墙体在单位水平力作墙体在单位水平力作用下的变形用下的变形6.2.3 楼层各墙体间地震剪力的分配楼层各墙体间地震剪力的分配 楼层地震剪力楼层地震剪力Vi一般假定由各层与一般假定由各层与Vi 方向一
30、致的各抗方向一致的各抗震墙体共同承担。震墙体共同承担。Vi在各墙体间的分配主要取决于楼盖的在各墙体间的分配主要取决于楼盖的水平刚度和各墙体的抗侧移刚度。水平刚度和各墙体的抗侧移刚度。（1）横向楼层地震剪力的分配）横向楼层地震剪力的分配 横向楼层地震剪力分配时要考虑楼盖的刚度。横向楼层地震剪力分配时要考虑楼盖的刚度。1）刚性楼盖：）刚性楼盖：)86(1imjijijijVKKV 上式说明，刚性楼盖房屋的楼层地震剪力可按照各抗震横墙上式说明，刚性楼盖房屋的楼层地震剪力可按照各抗震横墙的侧移刚度比例分配于各墙体。的侧移刚度比例分配于各墙体。刚性楼盖是指楼盖的平面内刚度为无穷大，如抗震横刚性楼盖是指楼
31、盖的平面内刚度为无穷大，如抗震横墙间距符合要求的现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖。墙间距符合要求的现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖。在水平地震作用下，认为刚性楼盖在其水平面内无变形，在水平地震作用下，认为刚性楼盖在其水平面内无变形，仅发生刚体位移，可视为在其平面内绝对刚性的水平连续仅发生刚体位移，可视为在其平面内绝对刚性的水平连续梁，而横墙视为该梁的弹性支座，如图梁，而横墙视为该梁的弹性支座，如图 所示。当忽略扭转效应时，所示。当忽略扭转效应时，楼盖仅发生刚体平动，则各横墙产生的侧移相等。地震作用通过刚楼盖仅发生刚体平动，则各横墙产生的侧移相等。地震作用通过刚性梁作用于支座的力即为抗震横墙
32、所承受的地震剪力，它与支座的性梁作用于支座的力即为抗震横墙所承受的地震剪力，它与支座的弹性刚度成正比，支座的弹性刚度即为该抗震横墙的抗侧刚度。弹性刚度成正比，支座的弹性刚度即为该抗震横墙的抗侧刚度。图图14 刚性楼盖抗震横墙的水平位移刚性楼盖抗震横墙的水平位移 2）柔性楼盖）柔性楼盖 各横墙所承担的地震作用，为该横墙两侧相邻横墙之各横墙所承担的地震作用，为该横墙两侧相邻横墙之间各一半楼盖面积上重力荷载所产生的地震作用，而各横间各一半楼盖面积上重力荷载所产生的地震作用，而各横墙所承担的地震剪力即可按各墙所承担的上述重力荷载比例进行墙所承担的地震剪力即可按各墙所承担的上述重力荷载比例进行分配，即：
33、分配，即：)96(iiijijVGGV3）中等刚度楼盖：）中等刚度楼盖：)116(211iiijmjijijijVGGKKV 柔性楼盖是假定其平面内刚度为零，如木屋盖，从而柔性楼盖是假定其平面内刚度为零，如木屋盖，从而各抗震横墙在横向水平地震作用下的变形是自由的，不受各抗震横墙在横向水平地震作用下的变形是自由的，不受楼盖的约束。此时，楼盖变形除平移外还有弯曲变形，在楼盖的约束。此时，楼盖变形除平移外还有弯曲变形，在各横墙处的变形不同，变形曲线有转折，可近似地将整个楼盖视各横墙处的变形不同，变形曲线有转折，可近似地将整个楼盖视为多跨简支梁，各横墙为梁的弹性支座，如图所示。各横墙承担为多跨简支梁，
34、各横墙为梁的弹性支座，如图所示。各横墙承担的水平地震作用，为该墙从属面积上的重力荷载所产生的水平地的水平地震作用，为该墙从属面积上的重力荷载所产生的水平地震作用，故各横墙承担的地震剪力震作用，故各横墙承担的地震剪力可按各墙所承担的上述重力荷可按各墙所承担的上述重力荷载代表值的比例进行分配。载代表值的比例进行分配。图图15 柔性楼盖抗震横墙的水平位移柔性楼盖抗震横墙的水平位移（2）纵向楼层地震剪力的分配纵向楼层地震剪力的分配 不论哪种楼盖在房屋的纵向的刚度都比较大，可按刚不论哪种楼盖在房屋的纵向的刚度都比较大，可按刚性楼盖考虑。即，纵向楼层地震剪力可按各纵墙侧移刚度性楼盖考虑。即，纵向楼层地震剪
35、力可按各纵墙侧移刚度比例进行分配。比例进行分配。（3）在同一道墙上各墙肢间地震剪力的分配）在同一道墙上各墙肢间地震剪力的分配 在同一道墙上，门窗洞口之间各墙肢在同一道墙上，门窗洞口之间各墙肢(图图16)所承担的剪力可所承担的剪力可按各墙肢的侧移刚度比例再进行分配。设第按各墙肢的侧移刚度比例再进行分配。设第j 道墙上共划分出道墙上共划分出s个个墙肢，则第墙肢，则第r个墙肢分配地震剪力为：个墙肢分配地震剪力为：)216(1mimsrmrrmrVKKV式中式中Kmr为第为第m 道道 墙体第墙体第r 墙肢的侧移刚度。墙肢的侧移刚度。图图16 同一道墙上的各墙肢同一道墙上的各墙肢6.3.4 墙体抗震强度
36、验算墙体抗震强度验算 1.砌体抗震抗剪强度砌体抗震抗剪强度 我国建筑抗震设计规范经过试验和统计归纳，规定各类砌体我国建筑抗震设计规范经过试验和统计归纳，规定各类砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值为沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值为:)326(VNVEff2.砌体截面受剪承载力验算砌体截面受剪承载力验算 验算的对象是承受地震剪力较大的、或竖向压应力较小的、验算的对象是承受地震剪力较大的、或竖向压应力较小的、或局部截面较小的的墙段。普通砖、多孔砖墙体截面的抗震承载或局部截面较小的的墙段。普通砖、多孔砖墙体截面的抗震承载力应满足：力应满足：)626(REVEAfV砌体类别砌体类别0/fv0
37、.01.03.05.07.010.012.016.0普通砖，多孔普通砖，多孔砖砖0.800.991.251.471.651.902.05-小砌块小砌块-1.231.692.152.573.023.323.92表表6 砌体强度的正应力影响系数砌体强度的正应力影响系数 注：注：0为对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力。为对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力。采用水平配筋的普通砖、多孔砖墙体，截面抗震受剪采用水平配筋的普通砖、多孔砖墙体，截面抗震受剪承载力应按下式验算：承载力应按下式验算：)(1shyhsvEREAfAfV 小砌块墙体的截面抗震受剪承载力应按下式验算：小砌块墙体的截面抗震受剪
38、承载力应按下式验算：csyctvEREAfAfAfV)05.03.0(13.配筋砌体截面受剪承载力验算配筋砌体截面受剪承载力验算墙体高墙体高宽比宽比0.40.60.81.01.20.100.120.140.150.12s表表7 钢筋参与工作系数钢筋参与工作系数 底部框架砌体房屋主要指结构底层或底部两层采用底部框架砌体房屋主要指结构底层或底部两层采用钢筋混凝土框架的多层砌体房屋。这类房屋因底部刚度小、上部钢筋混凝土框架的多层砌体房屋。这类房屋因底部刚度小、上部刚度大，竖向刚度急剧变化，抗震性能较差。地震时往往在底部刚度大，竖向刚度急剧变化，抗震性能较差。地震时往往在底部出现变形集中、产生过大侧移
39、而严重破坏，甚至倒塌。为了防止出现变形集中、产生过大侧移而严重破坏，甚至倒塌。为了防止底部因变形集中而发生严重的震害，在抗震设计中必须在结构底底部因变形集中而发生严重的震害，在抗震设计中必须在结构底部加设抗震墙，不得采用纯框架布置。底部框架砖房的总高度和部加设抗震墙，不得采用纯框架布置。底部框架砖房的总高度和层数，不宜超过表层数，不宜超过表1限制。限制。6.4 底部框架底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震验算抗震墙砌体房屋的抗震验算6.4.1 底部地震剪力的计算底部地震剪力的计算 底部框架砌体房屋的抗震计算可采用底部剪力法。计底部框架砌体房屋的抗震计算可采用底部剪力法。计算中取地震影响系数算中取地震
40、影响系数1=max，顶部附加地震影响系数，顶部附加地震影响系数n=0。为了减轻底部的薄弱程度，我国建筑抗震设计规范规定，。为了减轻底部的薄弱程度，我国建筑抗震设计规范规定，底层框架砌体房屋的底层地震剪力设计值应取底部剪力法所得底底层框架砌体房屋的底层地震剪力设计值应取底部剪力法所得底层地震力乘以增大系数，即：层地震力乘以增大系数，即：)256(max1eqGV 为地震剪力增大系数，其值可根据第二层与底层侧向刚度为地震剪力增大系数，其值可根据第二层与底层侧向刚度比在比在1.21.5范围内选用，第二层与底层侧向刚度比大者应取大范围内选用，第二层与底层侧向刚度比大者应取大值。值。同理，对于底部两层框
41、架房屋的底层与第二层，其纵同理，对于底部两层框架房屋的底层与第二层，其纵向地震剪力设计值亦均应乘以增大系数向地震剪力设计值亦均应乘以增大系数。6.4.2 底部框架柱的地震剪力和轴向力的确定底部框架柱的地震剪力和轴向力的确定 底部框架中的框架柱与抗震墙的设计，可按两道防线的思想底部框架中的框架柱与抗震墙的设计，可按两道防线的思想进行设计，即在结构弹性阶段，不考虑框架柱的抗剪贡献，而由进行设计，即在结构弹性阶段，不考虑框架柱的抗剪贡献，而由抗震墙承担全部纵、横向的地震剪力。在结构进入弹塑性阶段后，抗震墙承担全部纵、横向的地震剪力。在结构进入弹塑性阶段后，考虑到抗震墙的损伤，由抗震墙和框架柱共同承担
42、地震剪力。根考虑到抗震墙的损伤，由抗震墙和框架柱共同承担地震剪力。根据实验研究结果，钢筋混凝土抗震墙开裂后的刚度约为初始弹性据实验研究结果，钢筋混凝土抗震墙开裂后的刚度约为初始弹性刚度的刚度的30%，而砖抗震墙则约为，而砖抗震墙则约为20%左右。据此可确定框架柱所左右。据此可确定框架柱所承担的地震剪力为：承担的地震剪力为：)266(2.03.01VKKKKVcwmwcCC 框架柱的设计尚需考虑地震倾覆力矩引起的附加轴力。框架柱的设计尚需考虑地震倾覆力矩引起的附加轴力。计算时，上部砌体结构可视作刚体，底部各轴线承受的地计算时，上部砌体结构可视作刚体，底部各轴线承受的地震倾覆力矩，可近似按底部抗震
43、墙和框架的有效侧向刚度震倾覆力矩，可近似按底部抗震墙和框架的有效侧向刚度的比例分配确定。的比例分配确定。一榀框架承担的倾覆力矩一榀框架承担的倾覆力矩 为为fM1MKKMffK式中式中，底部每榀框架与该方向抗震墙的有效侧向刚度总底部每榀框架与该方向抗震墙的有效侧向刚度总和，可按下式计算：和，可按下式计算：fK底部一榀框架的有效侧向刚度底部一榀框架的有效侧向刚度 wmwcfKKKK2.03.01M 是作用于房屋底部框架顶面的地震倾覆力矩，如是作用于房屋底部框架顶面的地震倾覆力矩，如图图17所示，所示，可按下式计算：可按下式计算：niiiHHFM211)(图图17 底底部部框架顶框架顶面的地震面的地
44、震倾覆倾覆力力矩矩 当假定附加轴力由全部框架柱承担时，地震倾覆力矩当假定附加轴力由全部框架柱承担时，地震倾覆力矩在第在第i根柱中产生的附加轴力为：根柱中产生的附加轴力为：)326(2fiiiiciMxAxAN 底部框架砌体房屋框架层以上结构的抗震计算与多层砌体结底部框架砌体房屋框架层以上结构的抗震计算与多层砌体结构房屋相同。构房屋相同。当假定附加轴力全部由最外边的两个边柱承担时，柱的附加当假定附加轴力全部由最外边的两个边柱承担时，柱的附加轴力可以近似取为轴力可以近似取为BMNf这里这里B为两边柱之间的距离。为两边柱之间的距离。砌体结构抗震构造措施的主要目的在于加强结构的整砌体结构抗震构造措施的
45、主要目的在于加强结构的整体性、防止倒塌，弥补抗震计算的不足。体性、防止倒塌，弥补抗震计算的不足。6.5.1 多层砖砌体房屋抗震构造措施多层砖砌体房屋抗震构造措施 1.设置钢筋混凝土构造柱设置钢筋混凝土构造柱图图18 构造柱构造柱 6.5 砌体房屋的抗震构造要求砌体房屋的抗震构造要求 在多层砖砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱，可以在多层砖砌体结构中设置钢筋混凝土构造柱，可以部分地提高墙体的抗剪强度，尤其是可以大大增强房屋部分地提高墙体的抗剪强度，尤其是可以大大增强房屋的变形能力。在墙体开裂之后，构造柱与圈梁所形成的的变形能力。在墙体开裂之后，构造柱与圈梁所形成的约束体系可以有效地限制墙体的散落，使
46、开裂墙体以滑移、摩约束体系可以有效地限制墙体的散落，使开裂墙体以滑移、摩擦等方式大量消耗地震能量，保证房屋不致倒塌。擦等方式大量消耗地震能量，保证房屋不致倒塌。构造柱最小截面尺寸可采用构造柱最小截面尺寸可采用240mm180mm（墙厚（墙厚190mm时为时为180mm190mm），纵向钢筋可采用，纵向钢筋可采用412，箍，箍筋间距不宜大于筋间距不宜大于250mm，且在柱上下端适当加密。在，且在柱上下端适当加密。在6、7度区度区超过六层，超过六层，8度区超过五层和度区超过五层和9度区，构造柱纵筋宜采用度区，构造柱纵筋宜采用414，箍筋间距不宜大于箍筋间距不宜大于200mm；房屋四角的构造柱应适当
47、加大截面；房屋四角的构造柱应适当加大截面及配筋。及配筋。房房 屋屋 层层 数数设设 置置 部部 位位 6度度7度度8度度9度度四、四、五五三、三、四四二、二、三三楼、电梯间四角，楼、电梯间四角，楼梯段上下端对楼梯段上下端对应的墙体处；应的墙体处；外墙四角和对应外墙四角和对应转角；转角；错层部位横墙与错层部位横墙与外纵墙交接处；外纵墙交接处；大房间内外墙交大房间内外墙交接处；接处；较大洞口两侧较大洞口两侧隔隔12m或单元横墙与外纵墙交或单元横墙与外纵墙交接处；接处；楼梯间对应的另一侧内横墙楼梯间对应的另一侧内横墙与外纵墙交接处；与外纵墙交接处；六六五五四四二二隔开间横墙隔开间横墙(轴线轴线)与外
48、墙交接与外墙交接处；处；山墙与内纵墙交接处山墙与内纵墙交接处七七六六五五三三内墙内墙(轴线轴线)与外墙交接处；与外墙交接处；内墙的局部较小墙垛处；内墙的局部较小墙垛处；9度时内纵墙与横墙度时内纵墙与横墙(轴线轴线)交交接处接处 构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下构造柱可不单独设置基础，但应伸入室外地面下500mm，或与埋深小于或与埋深小于 500mm 的基础圈梁相连。的基础圈梁相连。表表8 多层砖砌体房屋构造柱设置要求多层砖砌体房屋构造柱设置要求 对钢筋混凝土构造柱的施工，应要求先砌墙、后浇对钢筋混凝土构造柱的施工，应要求先砌墙、后浇柱，墙、柱连接处宜砌成马牙搓，并应沿墙高每隔柱，墙、
49、柱连接处宜砌成马牙搓，并应沿墙高每隔0.5m设设26拉接筋，每边深入墙内不少于拉接筋，每边深入墙内不少于1m。构造柱应与圈梁连接。构造柱应与圈梁连接。2.合理布置圈梁合理布置圈梁 圈梁在砌体结构抗震中可以发挥多方面的作用。它可以加强圈梁在砌体结构抗震中可以发挥多方面的作用。它可以加强纵横墙的连接、增强楼盖的整体性；它可以有效地约束墙体裂缝纵横墙的连接、增强楼盖的整体性；它可以有效地约束墙体裂缝的开展，从而提高墙体的抗震能力；它还可以有效地抵抗由于地的开展，从而提高墙体的抗震能力；它还可以有效地抵抗由于地震或其他原因所引起的地基不均匀沉降对房屋的破坏作用。震或其他原因所引起的地基不均匀沉降对房屋
50、的破坏作用。圈梁的截面高度不应小于圈梁的截面高度不应小于120mm，为加强基础整体性和刚，为加强基础整体性和刚性而设置的基础圈梁，其截面高度不应小于性而设置的基础圈梁，其截面高度不应小于180mm，配筋不应，配筋不应少于少于4 12。墙类墙类烈度烈度6、7度度8度度9度度外墙与内纵外墙与内纵墙墙屋盖处及每层楼盖屋盖处及每层楼盖处处屋盖处及每层楼屋盖处及每层楼盖处盖处屋盖处及每层楼屋盖处及每层楼盖处盖处内横墙内横墙同上；同上；屋盖处间距不应大屋盖处间距不应大于于4.5m；楼盖处间距不应大楼盖处间距不应大于于7.2m；构造柱对应部位构造柱对应部位同上；同上；各层所有横墙，各层所有横墙，且间距不应大
