砌體結(jié)構(gòu)抗震

前言

　　房屋結(jié)構(gòu)就材料而言，有鋼結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、型鋼混凝土結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、木結(jié)構(gòu)、竹結(jié)構(gòu)以及各種混合結(jié)構(gòu)。它們的選用與很多因素有關(guān)，共同的要求是安全。底部框剪和底部?jī)蓪涌蚣羝鲶w房屋是符合我國(guó)國(guó)情，適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)發(fā)展需要的一種抗震結(jié)構(gòu)體系，特別適合中西部等經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)。它將滿足使用功能要求，大大降低房屋造價(jià)，帶來(lái)較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，以促進(jìn)中西部經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。　　目前，在我國(guó)的一些大中城市，如東北的沈陽(yáng)、大連、鞍山、青島，西南的成都、重慶、攀枝花，西北的蘭州、西寧、西安、寶雞，以及北京、上海、太原、天津等都能看到在用或在建的這種房屋，其中就近年來(lái)建造的房屋中，底部?jī)蓪涌蚣舸u砌體房屋所占的比例日趨增多，表明這種結(jié)構(gòu)形式受到人們的歡迎，有一定的應(yīng)用前景?，F(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB5001l-2001）已經(jīng)對(duì)這種房屋給出了明確規(guī)定，并從抗震設(shè)計(jì)基本要求、抗震計(jì)算要求和抗震構(gòu)造措施方面提出了設(shè)計(jì)規(guī)定、原則和方法，但關(guān)于底部?jī)蓪涌蚣羝鲶w房屋的分析與設(shè)計(jì)計(jì)算方法還基本上是底層框剪砌體房屋的沿用。由于底部一層與兩層框剪在受力和變形性能上存在較大差異，前者屬于剪切或剪彎形，后者屬于彎剪型，因此后者應(yīng)按框架與中高抗震墻協(xié)同工作的方法進(jìn)行水平地震作用下的內(nèi)力計(jì)算，如仍按各抗側(cè)力構(gòu)件有效側(cè)向剛度比例確定框架柱承擔(dān)的地震剪力，則有可能使第二層柱配筋不足（計(jì)算內(nèi)力偏?。斐珊艽蟮陌踩[患另外，在設(shè)計(jì)計(jì)算中尚需要解決的一些關(guān)鍵問(wèn)題規(guī)范還未涉及。國(guó)內(nèi)外全面系統(tǒng)介紹底部框剪砌體房屋的試驗(yàn)研究與理論分析成果以及抗震分析與設(shè)計(jì)計(jì)算方法的論著還沒(méi)有。鄭山鎖教授、薛建陽(yáng)教授等基于他們本人、本單位以及國(guó)內(nèi)兄弟單位的研究成果，并結(jié)合我國(guó)現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 5001l-2001）的相關(guān)條文，于2002年9月撰寫(xiě)了《底部框剪砌體房屋抗震分析與設(shè)計(jì)》一書(shū)。該書(shū)全面、系統(tǒng)地介紹了底部框剪砌體房屋的抗震性能試驗(yàn)與理論分析成果以及抗震分析、設(shè)計(jì)方法與計(jì)算理論。該書(shū)的出版是對(duì)我國(guó)現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范的完善與補(bǔ)充，方便了學(xué)習(xí)與交流，指導(dǎo)了工程設(shè)計(jì)與實(shí)踐，從而促進(jìn)了這種結(jié)構(gòu)的推廣應(yīng)用?！　　?·12”汶川特大地震給我國(guó)西部的四川、陜西和甘肅部分地區(qū)帶來(lái)了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，但也為人類(lèi)認(rèn)知地震現(xiàn)象與規(guī)律，改進(jìn)和完善現(xiàn)行建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范提供了百年一遇的機(jī)會(huì)。西安建筑科技大學(xué)師生分五批去災(zāi)區(qū)考察受害結(jié)構(gòu)。痛定思痛，在舉國(guó)上下齊心協(xié)力、抗震救災(zāi)、重建家園之際，本書(shū)作者根據(jù)震害調(diào)查與分析資料，在原書(shū)的基礎(chǔ)上修改了相關(guān)內(nèi)容，加強(qiáng)了砌體結(jié)構(gòu)抗震的內(nèi)容，并增補(bǔ)了多層砌體房屋和多層內(nèi)框架砌體房屋抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算的有關(guān)內(nèi)容，改名為“砌體結(jié)構(gòu)抗震”，以期能為災(zāi)區(qū)恢復(fù)重建或修復(fù)加固盡點(diǎn)微薄之力。

內(nèi)容概要

　　《砌體結(jié)構(gòu)抗震》全面、系統(tǒng)地介紹了底部框架-抗震墻砌體房屋的抗震性能試驗(yàn)與理論分析成果以及抗震分析、設(shè)計(jì)方法與計(jì)算理論，并闡述了多層砌體房屋和多層內(nèi)框架砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算方法。全書(shū)共十一章，主要內(nèi)容包括底部框架-抗震墻砌體房屋模型的模擬地震振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)、擬靜力試驗(yàn)和擬動(dòng)力試驗(yàn)與理論分析結(jié)果，房屋層間剛度和抗震強(qiáng)度的確定方法、彈塑性地震反應(yīng)分析方法、抗震能力的分析方法與設(shè)計(jì)控制、框剪層抗震墻數(shù)量的合理確定與設(shè)置方法、實(shí)用抗震計(jì)算方法。多層砌體房屋和多層內(nèi)框架砌體房屋，由于構(gòu)造簡(jiǎn)單，施工方便，造價(jià)低廉并可就地取材等優(yōu)點(diǎn)，是我國(guó)民用建筑（如辦公樓、教學(xué)樓、旅館、病房，尤其住宅等）的主要結(jié)構(gòu)形式之一。底部框架一抗震墻砌體房屋是符合我國(guó)國(guó)情，適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和城市建設(shè)發(fā)展需要的一種優(yōu)越的抗震結(jié)構(gòu)體系，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)尤為適用。最后，結(jié)合《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50011—2001）的有關(guān)條文，介紹了底部框架—抗震墻砌體房屋、多層砌體房屋和多層內(nèi)框架砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算方法，包括抗震設(shè)計(jì)基本要求、抗震計(jì)算要點(diǎn)和抗震構(gòu)造措施，并附有設(shè)計(jì)計(jì)算實(shí)例和抗震構(gòu)造詳圖?！　　镀鲶w結(jié)構(gòu)抗震》可供土木工程專(zhuān)業(yè)的研究、設(shè)計(jì)和施工人員以及高等院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生參考。

書(shū)籍目錄

第一章　緒論1.1　概述1.2　震害及其分析1.3　建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)防的目標(biāo)、方法和要求1.4　底部框剪砌體房屋的主要研究成果及設(shè)計(jì)方法1.5　與底部框剪砌體房屋相關(guān)結(jié)構(gòu)的主要研究成果第二章　底層框剪砌體房屋的抗震試驗(yàn)研究2.1　底層框架—磚抗震墻砌體房屋模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)2.2　底層框剪磚砌體組合墻房屋模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)2.3　底層框架—混凝土抗震墻磚砌體房屋的抗震試驗(yàn)第三章　底部?jī)蓪涌蚣羝鲶w房屋的抗震試驗(yàn)研究3.1　底部?jī)蓪涌蚣堋u抗震墻砌體房屋模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)3.2　底部?jī)蓪涌蚣堋炷量拐饓ζ鲶w房屋模型的振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)3.3　底部?jī)蓪涌蚣堋炷量拐饓ζ鲶w房屋模型的擬動(dòng)力試驗(yàn)3.4　底部?jī)蓪涌蚣堋炷量拐饓ζ鲶w房屋模型的擬靜力試驗(yàn)3.5　框支連續(xù)墻梁抗震性能試驗(yàn)研究第四章　底部框剪砌體房屋框剪層和磚砌體層的恢復(fù)力特性研究4.1　骨架曲線、各段剛度及特征點(diǎn)的坐標(biāo)4.2　恢復(fù)力模型4.3　恢復(fù)力模型準(zhǔn)確性驗(yàn)證4.4　結(jié)　論第五章　底部框剪砌體房屋抗震能力的分析方法與設(shè)計(jì)控制5.1　樓層極限剪力系數(shù)的計(jì)算5.2　樓層彈性側(cè)向剛度的計(jì)算5.3　磚砌體過(guò)渡層與相鄰框剪層極限剪力系數(shù)比和側(cè)向剛度比的合理取值5.4　在水平地震作用下房屋破壞狀態(tài)的評(píng)定5.5　結(jié)　論第六章　底部框剪砌體房屋框剪層抗震墻數(shù)量的合理確定6.1　框剪層地震剪力、側(cè)向剛度及磚砌體層側(cè)向剛度的計(jì)算6.2　影響抗震墻設(shè)置數(shù)量的因素分析6.3　抗震墻數(shù)量的確定6.4　結(jié)　論第七章　底層框剪砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算7.1　抗震設(shè)計(jì)基本要求7.2　地震作用的計(jì)算與分配7.3　構(gòu)件抗震強(qiáng)度驗(yàn)算7.4　抗震計(jì)算實(shí)例第八章　底部?jī)蓪涌蚣羝鲶w房屋的抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算8.1　抗震設(shè)計(jì)基本要求8.2　地震作用的計(jì)算8.3　地震作用的分配8.4　豎向荷載作用下底部?jī)蓪涌蚣軆?nèi)力計(jì)算8.5　構(gòu)件抗震承載力驗(yàn)算8.6　抗震計(jì)算實(shí)例第九章　底部框剪砌體房屋的抗震構(gòu)造9.1　上部磚砌體層構(gòu)造柱和圈梁的設(shè)置及其構(gòu)造9.2　樓、屋蓋的形式及其構(gòu)造9.3　上部磚砌體層的連接構(gòu)造9.4　底部框架托墻梁的截面和構(gòu)造9.5　底部框架梁(托墻梁除外)、柱的截面和構(gòu)造9.6　底部鋼筋混凝土抗震墻的截面和構(gòu)造9.7　底部黏土磚抗震墻的截面和構(gòu)造9.8　基礎(chǔ)的形式和構(gòu)造9.9　鋼筋混凝土抗震墻和框架柱根部構(gòu)造第十章　多層砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算10.1　抗震設(shè)計(jì)基本要求10.2　地震作用的計(jì)算與分配10.3　墻體抗震受剪承載力驗(yàn)算10.4　抗震構(gòu)造措施10.5　抗震計(jì)算實(shí)例第十一章　多層內(nèi)框架砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)與計(jì)算11.1　抗震設(shè)計(jì)基本要求11.2　地震作用的計(jì)算與分配11.3　構(gòu)件抗震承載力驗(yàn)算11.4　抗震構(gòu)造措施11.5　抗震計(jì)算實(shí)例附錄1　底部?jī)蓪涌蚣堋炷量拐饓?、上部五層磚砌體房屋模型的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和曲線附錄2　底部框剪砌體房屋的抗震構(gòu)造詳圖附錄3　主要符號(hào)表參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　第一章　緒論　　1.1　概述　　砌體是指用諸如黏土磚、混凝土砌塊、石材等塊材與砂漿通過(guò)砌筑而形成的一種混合結(jié)構(gòu)材料，包括無(wú)筋砌體（僅由塊體和砂漿組成的砌體）和配筋砌體（在砌體中配置鋼筋或鋼筋混凝土構(gòu)件的砌體）。砌體結(jié)構(gòu)一般指主要豎向承重構(gòu)件采用砌體墻、柱的結(jié)構(gòu)。砌結(jié)構(gòu)房屋按其層數(shù)和承重墻體數(shù)量（或間距）的多少，主要可分為：　?。?）多層砌體房屋：指最大橫墻間距控制在一定范圍內(nèi)的多層砌體房屋。　?。?）底部框架一抗震墻砌體房屋（簡(jiǎn)稱(chēng)底部框剪砌體房屋）：指底層或底部?jī)蓪佑煽蚣芎涂拐饓M成承重結(jié)構(gòu)，上部各層為砌體結(jié)構(gòu)的多層房屋。其中，根據(jù)房屋的設(shè)防烈度和層數(shù)的不同，底部抗震墻可以相應(yīng)地選用砌體墻（包括燒結(jié)普通黏土磚、燒結(jié)多孔黏土磚、混凝土小型空心砌塊砌體等）、鋼筋混凝土墻或兩者兼用。這種房屋底部的大空間可以用于設(shè)置服務(wù)大廳、商店、餐廳、銀行、郵局、汽車(chē)庫(kù)、會(huì)議室、地下鐵道的出人口及其他文化娛樂(lè)設(shè)施等，而上部可作為隔墻較多的民用住宅或辦公樓等。這種混合承重的房屋，比全框架結(jié)構(gòu)經(jīng)濟(jì)（在相同使用功能條件下可節(jié)約造價(jià)（25％～30％）n／（n+2），凡為砌體層的層數(shù)），且施工簡(jiǎn)單，因此在我國(guó)城市，尤其繁華地段的臨街建筑和居民住宅小區(qū)的帶商店的建筑中使用較多，在經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)的中西部地區(qū)尤為適用。這種結(jié)構(gòu)仍屬于砌體房屋的范疇?！　。?）多層（多排柱）內(nèi)框架砌體房屋：指外部由砌體墻（或帶壁柱墻）承重、內(nèi)部由（多排柱）框架承重的多層砌體房屋。　?。?）單層空曠砌體房屋：指最大橫墻間距超過(guò)規(guī)定值且墻體數(shù)量少的單層砌體房屋?！　。?）單層非空曠砌體房屋：指最大橫墻間距與多層砌體房屋相同的單層砌體房屋。　　多層砌體房屋、底部框剪砌體房屋和多層內(nèi)框架砌體房屋由于經(jīng)濟(jì)適用、構(gòu)造簡(jiǎn)單、施工方便、易于就地取材等優(yōu)點(diǎn)，多年來(lái)一直是我國(guó)民用建筑的主要結(jié)構(gòu)形式之一，并且在今后相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，砌體結(jié)構(gòu)房屋仍將大量建造。但是，由于砌體是一種脆性材料，其抗拉、抗剪、抗彎強(qiáng)度均較低，因而未經(jīng)過(guò)合理抗震設(shè)計(jì)的這類(lèi)房屋的抗震能力和抗震性能均較差，大量的試驗(yàn)研究及國(guó)內(nèi)外歷次地震的震害也證實(shí)了這一點(diǎn)。特別是在我國(guó)唐山和汶川大地震中，位于高烈度區(qū)的砌體結(jié)構(gòu)房屋，由于其結(jié)構(gòu)體系不合理、橫墻間距過(guò)大、縱墻開(kāi)洞率過(guò)高、層高過(guò)大、外走廊懸臂過(guò)寬、采用預(yù)制樓（屋）面板而圈梁和構(gòu)造柱設(shè)置欠缺、連接構(gòu)造不可靠、施工質(zhì)量差等原因而大量（整體或局部）倒塌，給人民的生命財(cái)產(chǎn)造成了巨大的損失。　　……

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