理论教育 注册结构工程师考试:砌体、木结构设计需遵守二级抗震规范

注册结构工程师考试:砌体、木结构设计需遵守二级抗震规范

时间:2023-10-05 理论教育 版权反馈
【摘要】:故《建筑抗震设计规范》表F.1.11注1指出:房屋高度超过表内高度时,应进行专门研究和论证,并采取有效的加强措施。(二)房屋高宽比《建筑抗震设计规范》规定:F.1.1 本附录适用的配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的房屋总高度与总宽度的比值不宜超过表F.1.12的规定。2 其他部位的层高,一、二级不应大于3.9m,三、四级不应大于4.8m。控制层高主要是为了保证抗震墙出平面的强度、刚度和稳定性。

注册结构工程师考试:砌体、木结构设计需遵守二级抗震规范

(一)房屋的高度适用范围

建筑抗震设计规范》规定:

F.1.1 本附录适用的配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的最大高度应符合表F.1.1⁃1的规定。

F.1.1⁃1 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋适用的最大高度 (m)

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注:1.房屋高度超过表内高度时,应进行专门研究和论证,采取有效的加强措施。

2.某层或几层开间大于6.0m以上的房间建筑面积占相应层建筑面积40%以上时,表中数据相应减少6m。

3.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部凸出屋顶部分)。

《砌体结构设计规范》规定:

10.1.3 本章适用的配筋砌块砌体抗震墙结构房屋最大高度应符合表10.1.3的规定。

10.1.3 配筋砌块砌体抗震墙房屋适用的最大高度 (m)

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注:1.房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局部凸出屋顶部分)。

2.某层或几层开间大于6.0m以上的房间建筑面积占相应层建筑面积40%以上时,表中数据相应减少6m。

《建筑抗震设计规范》表F.1.1⁃1中规定的配筋砌块砌体剪力房屋适用的最大高度,考虑了下列因素:

1)墙厚定为190mm,这是根据我国混凝土砌块标准规定的单排孔砌块的厚度为190mm和施工操作方便,减少砌块规格,并能与多层砌块结构的块型相配合等方面考虑的。

2)考虑在中等开间4~6m,层高平均3m,底部几层采用高强砌体材料,如MU20、MU15和Cb30~Cb40情况下,抗力与荷载效应的比值一般在1.5~2.0,平均轴压比不足0.4fg,结构的安全储备较大。

3)与钢筋混凝土框架、剪力墙结构的适用高度的比较列于表10.2.1。

10.2.1 几种墙体的适用高度

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比较结果显示,砌块抗震墙与钢筋混凝土框架结构的适用高度比较接近,为钢筋混凝土剪力墙结构适用高度的40%左右。

4)从上述分析可知配筋混凝土砌块砌体剪力墙房屋适用的高度仍有发展的余地。故《建筑抗震设计规范》表F.1.1⁃1注1指出:房屋高度超过表内高度时,应进行专门研究和论证,并采取有效的加强措施。

(二)房屋高宽比

《建筑抗震设计规范》规定:

F.1.1 本附录适用的配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的房屋总高度与总宽度的比值不宜超过表F.1.1⁃2的规定。

F.1.1⁃2 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的最大高宽比

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注:房屋的平面布置和竖向布置不规则时应适当减小最大高宽比。

限制房屋高宽比的目的在《建筑抗震设计规范》的条文说明中有解释:“配筋混凝土小砌块房屋高宽比限制在一定范围内时,有利于房屋的稳定性,减少房屋发生整体弯曲破坏的可能性。配筋砌块砌体抗震墙抗拉相对不利,限制房屋高宽比,可使墙肢在多遇地震下不致出现小偏心受拉状况,本次修订对6度时的高宽比限制适当加严”,房屋的最大高宽比的演变见表10.2.2所示。

10.2.2 房屋的最大高宽比的演变

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(三)底部加强部位

《建筑抗震设计规范》规定:

F.1.4 注:底部加强部位指不小于房屋高度的1/6且不小于底部二层的高度范围,房屋总高度小于21m时取一层。

《砌体结构设计规范》规定:

10.5.9 抗震墙底部加强区的高度不小于房屋高度的1/6,且不小于房屋底部两层的高度。

《建筑抗震设计规范》规定的钢筋混凝土剪力墙底部加强部位的范围为:“房屋高度大于24m时,底部加强部位的高度可取底部两层和墙体总高度的1/10这二者的较大值;房屋高度不大于24m时,底部加强部位可取底部一层”。

对比上述两条规定得到的印象是这两种剪力墙结构的底部加强部位范围大体相当的。配筋砌块剪力墙取房屋高度的1/6、钢筋混凝土剪力墙取房屋高度的1/10,看来相差较大,实际因砌块剪力墙房屋总高低、加强部位范围总和的差别不会很大,但还是要低一些,表10.2.3给出了当房屋达到最大高度时底部加强部位范围的比较。

10.2.3 加强部位范围 (单位:m)

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真题 【10.2.1】 (2005年一级考题)

某配筋砌块砌体剪力墙结构,如图10.2.3所示,抗震等级为三级,墙厚均为190mm。设计人采取了如下三种措施:

Ⅰ.剪力墙水平分布筋为2978-7-111-49250-4-Chapter10-31.jpg8@400

Ⅱ.剪力墙的竖向分布筋1978-7-111-49250-4-Chapter10-32.jpg14@600

Ⅲ.剪力墙底部加强区高度取7.95m。

试判断下列哪组措施符合规范要求?

(A)Ⅰ、Ⅱ (B)Ⅰ、Ⅲ

(C)Ⅱ、Ⅲ (D)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ

【答案】 (A)

【解答】

(1)根据《砌体结构设计规范》表10.5.9⁃1,水平分布筋宜双排布置加强部位,三级抗震等级ρ=0.13%,最大间距600mm,最小直径978-7-111-49250-4-Chapter10-33.jpg8宜双排,所以2978-7-111-49250-4-Chapter10-34.jpg8@400。

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图 10.2.3

978-7-111-49250-4-Chapter10-36.jpg,(Ⅰ)符合要求。

(2)根据《砌体结构设计规范》表10.5.9⁃2,竖向分布筋,加强部位三级抗震等级ρ=0.13%,最大间距600mm,最小直径978-7-111-49250-4-Chapter10-37.jpg12宜单排,所以取用1978-7-111-49250-4-Chapter10-38.jpg14@600。

978-7-111-49250-4-Chapter10-39.jpg,(Ⅱ)符合要求。

(3)根据《砌体结构设计规范》10.5.9条,加强区高度为房屋总高度的1/6,且不小于二层978-7-111-49250-4-Chapter10-40.jpg,(Ⅲ)不符合规范要求,因此选(A)。

(四)房屋的层高

《建筑抗震设计规范》规定:

F.1.4 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的层高应符合下列要求:

1 底部加强部位的层高,一、二级不宜大于3.2m,三、四级不应大于3.9m。

2 其他部位的层高,一、二级不应大于3.9m,三、四级不应大于4.8m。

《砌体结构设计规范》规定:

10.1.4 砌体结构房屋的层高,应符合下列规定:

2 配筋混凝土空心砌块抗震墙房屋的层高,应符合下列规定:

1)底部加强部位(不小于房屋高度的1/6且不小于底部二层的高度范围)的层高(房屋总高度小于21m时取一层),一、二级不宜大于3.2m,三、四级不应大于3.9m;

2)其他部位的层高,一、二级不应大于3.9m,三、四级不应大于4.8m。

控制层高主要是为了保证抗震墙出平面的强度、刚度和稳定性。

配筋混凝土小型空心砌块剪力墙的墙厚一般均为190mm,其墙厚比的计算结果列于表10.2.4,其数值均和钢筋混凝土剪力墙的高厚比控制值基本一致。(www.daowen.com)

10.2.4

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(五)抗震横墙的最大间距

抗震横墙最大间距的确定是要控制在地震作用下,以两横墙为支座的楼屋盖作为水平横梁的变形,不致造成对与其相连的纵墙或构件的损害这个最低要求。由于地震可能产生较大的弹塑性变形,故地震区的横墙间距要比静力条件下严得多。《建筑抗震设计规范》表F.1.3对配筋混凝土小型空心砌块抗震横墙的最大间距作出了规定:

F.1.3 3 采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖时,抗震横墙的最大间距,应符合表F.1.3的要求:

F.1.3 配筋混凝土小型空心砌块抗震横墙的最大间距

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《建筑抗震设计规范》表7.1.5对现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖多层砌体房屋抗震横墙的间距规定如下:(摘录)

7.1.5 房屋抗震横墙的间距,不应超过表7.1.5的要求:

7.1.5 房屋抗震横墙的间距 (m)

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可见两者是相同的。

(六)结构选型

与普通砌体房屋类似,配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的结构布置在平面上和立面上都应力求简单、规则、均匀,避免房屋有刚度突变、扭转和应力集中等不利于抗震的受力状况。在房屋设计时宜选用平面规则、传力合理的建筑结构方案。

配筋混凝土小型空心砌块抗震墙与混凝土抗震墙的受力特性相似,抗震墙的剪跨比越小,就越容易产生剪切破坏。因此,为提高配筋混凝土小型空心砌块砌体结构的变形能力,应将较长的抗震墙分成较均匀的若干墙段,使各墙段的剪跨比不小于2,使得每段墙体受力均匀,变形一致,这对配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的抗震比较有利。

《建筑抗震设计规范》规定:

F.1.3 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋应避免采用本规范第3.4节规定的不规则建筑结构方案,并应符合下列要求:

1 平面形状宜简单、规则,凹凸不宜过大;竖向布置宜规则、均匀,避免过大的外挑和内收。

2 纵横向抗震墙宜拉通对直;每个独立墙段长度不宜大于8m,且不宜小于墙厚的5倍;墙段的总高度与墙段长度之比不宜小于2;门洞口宜上下对齐,成列布置。

《砌体结构设计规范》规定:

10.1.10 配筋砌块砌体短肢抗震墙及一般抗震墙设置,应符合下列规定:

2 纵横方向的抗震墙宜拉通对齐;较长的抗震墙可采用楼板或弱连梁分为若干个独立的墙段,每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2,墙肢的截面高度也不宜大于8m;

3 抗震墙的门窗洞口宜上下对齐,成列布置;

7 配筋砌块砌体抗震墙的墙肢截面高度不宜小于墙肢截面宽度的5倍。

(七)防震缝

在房屋设计时,如房屋属一般不规则结构,则在选用合理的结构布置,采取有效的结构措施,保证结构整体性,避免扭转等不利因素的前提下,可以不设置防震缝。如因建筑功能需要,无法避免结构平面复杂时,则应设置防震缝把复杂平面简化成若干个简单平面,从而使每个简单平面都基本规则。当房屋各部分高差较大、结构平面不规则等需要设置防震缝时,为减少强烈地震作用下相邻结构局部碰撞造成破坏,防震缝必须保证一定的宽度。此时,缝宽可按两侧较低房屋的高度计算。

《建筑抗震设计规范》规定:

F.1.3.4 房屋需要设置防震缝时,其最小宽度应符合下列要求:

当房屋高度不超过24m时,可采用100mm;当超过24m时,6度、7度、8度和9度相应每增加6m、5m、4m和3m,宜加宽20mm。

由于配筋小砌块砌体剪力墙存在水平灰缝和垂直灰缝,其结构整体刚度小于钢筋混凝土剪力墙,因此防震缝的宽度要大于钢筋混凝土剪力墙房屋。表10.2.5列出了在不同设防烈度条件下,配筋小砌块砌体剪力墙房屋达到最大适用高度时的防震缝最小宽度。分别按两种结构规定的计算方法,其结果是配筋砌块剪力墙的计算值大于钢筋混凝土剪力墙的计算值。

10.2.5

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(八)抗震等级

根据配筋混凝土小型空心砌块抗震墙的受力性能稍逊于混凝土抗震墙的特点,《建筑抗震设计规范》在确定抗震等级时,对房屋的高度作了比混凝土抗震墙更严格的规定。

《建筑抗震设计规范》规定:

F.1.2 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋应根据抗震设防类别、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级宜按表F.1.2确定。

F.1.2 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙房屋的抗震等级

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注:接近或等于高度分界时,可结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。

《砌体结构设计规范》规定:

10.1.6 配筋砌块砌体抗震墙结构房屋抗震设计时,结构抗震等级应根据设防烈度和房屋高度按表10.1.6采用。

10.1.6 配筋砌块砌体抗震墙结构房屋的抗震等级

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注:1.对于四级抗震等级,除本章有规定外,均按非抗震设计采用。

2.接近或等于高度分界时,可结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。

《建筑抗震设计规范》规定的配筋混凝土小型空心砌块剪力墙房屋抗震等级比钢筋混凝土剪力墙房屋的抗震等级严格得多,表10.2.6列出了对比结果。

10.2.6

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(九)短肢墙

1.短肢墙的定义

《建筑抗震设计规范》规定:

F.1.5 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙的短肢墙应符合下列要求:

注:短肢抗震墙指墙肢截面高度与宽度之比为5~8的抗震墙,一般抗震墙指墙肢截面高度与宽度之比大于8的抗震墙。“L”形、“T”形、“+”形等多肢墙截面的长短肢性质应由较长一肢确定。

《砌体结构设计规范》规定:

10.1.10 配筋砌块砌体短肢抗震墙及一般抗震墙设置,应符合下列规范:

注:短肢抗震墙是指墙肢截面高度与宽度之比为5~8的抗震墙,一般抗震墙是指墙肢截面高度与宽度之比大于8的抗震墙。L形、T形、+形等多肢墙截面的长短肢性质应由较长一肢确定。

2.对短肢墙的特殊要求

《建筑抗震设计规范》规定:

F.1.5 配筋混凝土小型空心砌块抗震墙的短肢墙应符合下列要求:

1 不应采用全部为短肢墙的配筋小砌块抗震墙结构,应形成短肢抗震墙与一般抗震墙共同抵抗水平地震作用的抗震墙结构。9度时不宜采用短肢墙。

2 在规定的水平力作用下,一般抗震墙承受的底部地震倾覆力矩不应小于结构总倾覆力矩的50%,且短肢抗震墙截面面积与同层抗震墙总截面面积比例,两个主轴方向均不宜大于20%。

3 短肢墙宜设置翼墙;不应在一字形短肢墙平面外布置与之单侧相交的楼、屋面梁。

4 短肢墙的抗震等级应比表F.1.2的规定提高一级采用;已为一级时,配筋应按9度的要求提高。

《砌体结构设计规范》规定:

10.1.10 配筋砌块砌体短肢抗震墙及一般抗震墙设置,应符合下列规定:

4 一般抗震墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不应小于结构总倾覆力矩的50%,且两个主轴方向,短肢抗震墙截面面积与同一层所有抗震墙截面面积比例不宜大于20%。

5 短肢抗震墙宜设翼缘。一字形短肢墙平面外不宜布置与之单侧相交的楼面梁。

6 短肢墙的抗震等级应比表10.1.6的规定提高一级采用;已为一级时,配筋应按9度的要求提高。

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