多层砌体房屋的结构选型和布置首先要执行《建筑抗震设计规范》第3章第4节“建筑体型及其构件布置的规则性”的规定,要求做到下述两点:
(1)建筑形状力求简单、规则。
(2)建筑平立面的刚度和质量分布力求对称均匀。
除此之外,还得遵守《建筑抗震设计规范》7.1.7条有关“多层砌体房屋的建筑布置和结构体系”的规定,这些规定均来自于多层砌体房屋震害经验的总结。
《建筑抗震设计规范》7.1.7条规定全文如下:
7.1.7 多层砌体房屋的建筑布置和结构体系,应符合下列要求:
1 应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。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:
1)宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;且纵横向墙体的数量不宜相差过大。
2)平面轮廓凹凸尺寸,不应超过典型尺寸的50%;当超过典型尺寸的25%时,房屋转角处应采取加强措施。
3)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。
4)房屋错层的楼板高差超过500mm时,应按两层计算;错层部位的墙体应采取加强措施。
5)同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀;墙面洞口的面积,6、7度时不宜大于墙面总面积的55%,8、9度时不宜大于50%。
6)在房屋宽度方向的中部应设置内纵墙,其累计长度不宜少于房屋总长度的60%(高宽比大于4的墙段不计入)。
3 房屋有下列情况之一时宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用70~100mm:
1)房屋立面高差在6m以上。
2)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。
4 楼梯间不宜设置在房屋的尽端或转角处。
5 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、屋盖。
【9.1.2】 多层砌体房屋的抗震设计,下列( )是不恰当的。
(A)应优先采用横墙承重或纵、横墙共同承重的方案
(B)同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀
(C)规定横墙最大间距是为了保证房屋横向有足够的刚度
(D)纵、横墙的布置沿平面内宜对齐
【答案】 (C)
【解答】
(1)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第1款“应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系”,(A)正确。
(2)根据《建筑抗震设计规范》7.1.2条第5款“同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀”,(B)正确。
(3)根据《建筑抗震设计规范》7.1.5条的条文说明,“多层砌体房屋的横向地震力主要由横墙承担,不仅横墙要有足够的承载力,而且楼盖应具有传递地震力给横墙的水平刚度,本条规定是为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求。”(C)不正确。
(4)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第2款第1条,“纵横向砌体抗震墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐”,(D)正确。
《建筑抗震设计规范》7.1.7条的规定均是针对多层砌体房屋震害经验的总结,现讨论如下。
1.应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系
多层砌体房屋的合理抗震结构体系,对于提高其整体抗震能力是非常重要的,选择有利于抗震的结构体系是抗震设计应考虑的关键问题。
如图9.1.1是横墙承重的结构体系,图9.1.2是纵横墙共同承重的结构体系。
图9.1.1 横墙承重体系
图9.1.2 纵横墙承重体系
《建筑抗震设计规范》规定:
7.1.7 多层砌体房屋的建筑布置和结构体系,应符合下列要求:
1 应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。不应采用砌体墙和混凝土墙混合承重的结构体系。
纵墙承重的砌体结构(图9.1.3),由于楼板的侧边一般不嵌入横墙内,横向地震作用有很少部分通过板的侧边直接传至横墙,而大部分要通过纵墙经由纵横墙交接面传至横墙。因而,地震时外纵墙因板与墙体的拉结不良而成片向外倒塌,楼板也随之坠落。横墙由于为非承重墙,受剪承载能力降低,其破坏程度也比较重。
地震震害经验表明,由于横墙洞少,又有纵墙作为侧向支承,所以横墙承重的多层砌体结构具有较好的传递地震作用的能力。
纵横墙共同承重的多层砌体房屋可分为两种:一种是采用现浇板,另一种为采用预制短向板的大房间。其纵横墙共同承重的房屋既能比较直接地传递横向地震作用,也能直接或通过纵横墙的连结传递纵向地震作用。
图9.1.3 纵墙承重体系
因此,从合理的地震作用传递途径来看,应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系。
真题 【9.1.3】 (2002年二级考题)
多层砌体房屋结构布置对其抗震性能的影响较大。根据我国海城和唐山等大地震调查统计,以下何项结构方案的震害最轻?
(A)纵墙承重方案 (B)横墙承重方案
(C)纵横墙承重方案 (D)内框架承重方案
【答案】 (B)
【解答】 根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第1款,“应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系”。
【9.1.4】 有抗震要求的长矩形多层砌体房屋,应优先采用下列结构体系中的( )。
Ⅰ.横墙承重 Ⅱ.纵墙承重 Ⅲ.纵横墙共同承重 Ⅳ.柱及带壁柱承重
(A)Ⅱ、Ⅲ (B)Ⅰ、Ⅲ (C)Ⅱ、Ⅳ (D)Ⅰ、Ⅳ
【答案】 (B)
【解答】 根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第1款,“应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系”,所以(Ⅰ)、(Ⅲ)正确。
2.纵横向砌体抗震墙的布置应符合的要求
《建筑抗震设计规范》规定:
7.1.7 多层砌体房屋的建筑布置和结构体系,应符合下列要求:
2 纵横向砌体抗震墙的布置应符合下列要求:
1)宜均匀对称,沿平面内宜对齐,沿竖向应上下连续;且纵横向墙体的数量不宜相差过大。(www.daowen.com)
2)平面轮廓凹凸尺寸,不应超过典型尺寸的50%;当超过典型尺寸的25%时,房屋转角处应采取加强措施。
3)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。
4)房屋错层的楼板高差超过500mm时,应按两层计算;错层部位的墙体应采取加强措施。
5)同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀;墙面洞口的面积,6、7度时不宜大于墙面总面积的55%,8、9度时不宜大于50%。
6)在房屋宽度方向的中部应设置内纵墙,其累计长度不宜少于房屋总长度的60%(高宽比大于4的墙段不计入)。
纵横墙的布置宜均匀对称,沿平面内宜对齐;沿竖向应上下连续,同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀。
纵横墙的均匀对称,可以避免水平地震作用下的扭转。一般,大房间宜布置在房屋的中部,而不宜布置在端头。
砖墙沿平面内对齐、贯通,能减少砖墙、楼板等受力构件的中间传力环节,使震害部位减少,震害程度减轻;同时,由于地震作用传力路线简单,中间不间断,构件受力明确,经简化的地震作用分析能较好地符合地震作用的实际。
房屋的纵横墙沿竖向上下连续贯通,可使地震作用的传递路线更为直接合理。如果因使用功能不能满足上述要求时,应将大房间布置在顶层。若大房间布置在下层,则相邻上面横墙承担的地震剪力,只有通过大梁、楼板传递至下层两旁的横墙,这就要求楼板有较大的水平刚度。
房屋纵向地震作用分至各纵轴后,其外纵墙的地震作用还要按各窗间墙的侧移刚度再分配。由于宽的窗间墙的刚度比窄窗间墙的刚度大得多,必然承受较多的地震作用而破坏,而高宽比大于4的墙垛其承载能力更差,故会率先破坏,因此对于宽窄差异较大的外纵墙,就会造成窗间墙的各个击破,降低了外纵墙和房屋纵向的抗震能力。因此,要求同一轴线的窗间墙宽度宜均匀,尽量做到等宽度。
【9.1.5】 多层砌体房屋的结构体系,应符合下列要求中的( )。
Ⅰ.应优先采用横墙承重或与纵墙共同承重的结构体系
Ⅱ.纵横墙的布置均匀对称,沿平面内宜对齐
Ⅲ.同一轴线上的窗洞可相互错开
Ⅳ.楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处
(A)Ⅰ、Ⅲ (B)Ⅰ、Ⅱ (C)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ (D)Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ
【答案】 (D)
【解答】
(1)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第1款的规定“应优先采用横墙承重或纵横墙共同承重的结构体系”(Ⅰ)符合要求。
(2)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第2款1条的规定“纵横向砌体抗震墙的布置宜均匀对称,沿平面宜对齐”(Ⅱ)符合要求。
(3)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第2款第5条的规定“同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀”(Ⅲ)不符合要求。
(4)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第4款的规定“楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角处”(Ⅳ)符合要求。
3.防震缝的设置
对很不规则的砌体房屋,不易依靠计算分析和构造措施解决应力集中问题和防止局部薄弱部位的破坏,故对体型复杂的建筑,宜考虑采用防震缝。
《建筑抗震设计规范》规定:
7.1.7 多层砌体房屋的建筑布置和结构体系,应符合下列要求:
3 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70~100mm:
1)房屋立面高差在6m以上;
2)房屋有错层,且楼板高差大于层高的1/4。
4 各部分结构刚度、质量截然不同。
4.建筑布置和结构体系尚应符合下列要求
《建筑抗震设计规范》规定:
7.1.7 多层砌体房屋的建筑布置和结构体系,应符合下列要求:
5 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、屋盖。
【9.1.6】 设防烈度为8度、9度的多层砌体房屋,有下列情况之一时,宜设置防震缝,其中不正确的是( )。
(A)楼梯间设置在房屋尽端或转角处 (B)房屋高差在6m以上
(C)房屋有错层,且楼板高差较大 (D)各部分结构刚度、质量截然不同
【答案】 (A)
【解答】
(1)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第4款的规定,“楼梯间不宜设置在房屋尽端或转角”,所以(A)不正确。
(2)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第3款第1条的规定,房屋高差在6m以上宜设置防震缝。(B)正确。
(3)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第3款第2条的规定,房屋有错层,且楼板高差大于层高的1/4,宜设置防震缝。(C)正确。
(4)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条第3款第3条,各部分结构刚度、质量截然不同时宜设置防震缝。(D)正确。
【9.1.7】 关于多层砌体房屋设置防震缝的下列叙述,其中哪一条是不恰当的?
(A)防震缝两侧均应设置墙体
(B)设防烈度6度、7度时,房屋立面高差在4m以上,宜设置防震缝
(C)防震缝宽可采用70~100mm
(D)设防烈度8度、9度时,房屋有错层,且楼面高差较大,宜设置防震缝
【答案】 (B)
【解答】
(1)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条规定,“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”。(A)正确。
(2)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条,“房屋有下列情况之一时宜设置防震缝,房屋立面高差在6m以上”。(B)不正确。
(3)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条,“房屋有下列情况之一时宜设置防震缝,缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用70~100mm”。(C)正确。
(4)根据《建筑抗震设计规范》7.1.7条,“房屋有下列情况之一时宜设置防震缝,房屋有错层,且楼板高差大于层高的1/4。”(D)正确。
【9.1.8】 地震区砌体结构房屋之间的防震缝宽度应按以下何项取值?
(A)取按钢筋混凝土框架结构计算值的70%
(B)按钢筋混凝土剪力墙结构计算确定
(C)取按钢筋混凝土框架结构计算值的50%
(D)根据烈度和房屋高度确定,取70~100mm
【答案】 (D)
【解答】
根据《建筑抗震设计规范》7.1.1条规定,“缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用70~100mm。
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