【例6-1】 某四层砖砌体结构房屋,其平面、剖面尺寸如图6-14所示。横墙承重体系,楼、屋盖均采用预制钢筋混凝土空心板,楼梯间突出屋面。已知砖的强度等级为MU10,砂浆强度等级为M5。抗震设防烈度为7度,设计地震分组为第一组,设计基本地震加速度值为0.10 g。场地类别为Ⅱ类。未注明者外墙厚均为370mm,内墙厚均为240mm。门洞口尺寸未注明者,内门尺寸为1 000mm×2 400mm,窗洞尺寸为1 500mm×2 100mm。试验算该楼房墙体的抗震承载力。
图6-14 某四层砌体结构房屋的平面、剖面图
【解】 (1)计算各楼层重力荷载代表值
各楼层的重力荷载代表值应包括:楼面(或屋面)自重的标准值,楼(屋)面活荷载的50%,上下楼层各一半墙体自重。对于突出屋面的楼梯间,单独作为一个质点来考虑。计算结果如下:
屋顶间顶盖处 G5=198.6kN
四层 G4=3957.4kN
三层 G3=4579.5kN
二层 G2=4579.5kN
一层 G1=4920.3kN
(2)计算结构底部的总水平地震作用
抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度值为0.10 g,所以αmax=0.08。
总水平地震作用的标准值为
FEk=αmaxGeq=αmax×0.85∑Gi
=0.08×0.85×(198.6+3957.4+4579.5×2+4920.3)
=1 240.0kN
(3)计算各楼层的水平地震剪力
各楼层的水平地震剪力如表6-15所示。
表6-15 各楼层的水平地震作用及地震剪力标准值
不需考虑顶部附加地震作用,所以各楼层的水平地震作用按计算。
各楼层水平地震剪力按计算。
注意屋顶间考虑鞭梢效应,地震剪力取计算值的3倍,即
V5=3F5=3×25.868=77.604kN
(4)抗震承载力验算
①横向地震作用下,横墙抗剪承载力验算
因③轴墙体开洞,截面积较小,所以进行抗震验算。④轴、⑥轴及⑧轴墙体的从属面积较大,也应进行验算,本例取底层③轴墙体和④轴墙体为例分别进行验算。
A.底层③轴墙体抗震验算
图6-15 墙体从属面积示意图
③轴墙体所承担的水平地震剪力设计值为
③轴墙体有门洞0.9m×2.1m,将墙分为a、b两段,计算墙段高宽比时,墙段a、b的高h取为2.1m,则
a墙段的侧移刚度为
b墙段的侧移刚度为(www.daowen.com)
各墙段分配到的水平地震剪力为
已知各墙段在半层高处的平均压应力(用墙体所负担的竖向荷载除以墙体的横截面面积即可求得)为
a墙段 σ0=0.65N/mm2
b墙段 σ0=0.47N/mm2
采用M5级砂浆,fv=0.11N/mm2
对a墙段,,查表6-6得ξN=1.591,则
满足要求。
对b墙段,,查表6-6得ξN=1.420,则
满足要求。
B.底层④轴墙体抗震验算
④轴墙体所承担的重力荷载面积
④轴墙体所承担的水平地震剪力设计值为
已知各墙段在半层高处的平均压应力为σ0=0.44N/mm2
采用M5级砂浆,fv=0.11N/mm2
,查表6-6,得ξN=1.36,则
fvE=ξNfv=1.36×0.11=0.150N/mm2
γRE=1.0
满足要求。
②纵向地震作用下,纵墙抗剪承载力验算
外纵墙窗洞削弱墙体,窗间墙截面较小,为不利墙段,应进行抗震验算。此处以底层A轴外纵墙为例进行验算。纵墙各墙肢比较均匀,因此刚度比可近似按墙肢截面面积比例计算。
A轴墙体横截面面积 A1A=(26.4+0.37-1.5×8)×0.37=5.465m2
底层纵墙总截面面积 A1=(26.4+0.37-1.5×8)×0.37×2+(26.4+0.37)×0.24×2
-1.0×0.24×11-(3.3-0.24)×2×0.24=19.671m2
A轴墙体所承担的水平地震剪力设计值为
已知A轴纵墙在半层高处的平均压应力为σ0=0.52N/mm2
采用M5级砂浆,fv=0.11N/mm2,,查表6-6,得ξN=1.470,则
满足要求。
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