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工程抗震辅导资料十 主 题：第四章 多层砌体结构及底框架结构抗震设计（第3节） 学习时间：2013年12月2日－12月8日 内 容： 这周我们将学习第四章中的第3节，这部分主要介绍多层砌体结构的抗震验算，下面整理出的知识框架供同学们学习，希望能够帮助大家更好的学习这部分知识。 一、学习要求 1、了解多层砌体结构的抗震验算的计算简图； 2、掌握底部剪力法计算砌体结构地震作用方法； 3、掌握层间地震剪力在各墙体上的分配原则。 二、主要内容 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。一般来说，垂直地震作用对多层砌体结构所造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，一般只要求进行水平地震作用条件下的计算。计算的归结点，是对薄弱区段的墙体进行抗剪强度的复核。 多层砌体结构抗震验算基本步骤： （1）确立计算简图； （2）计算地震作用及层间地震剪力； （3）层间地震剪力在各墙段上的分配； （4）对不利墙段进行抗震验算。 （一）计算简图 满足结构布置要求的多层砌体结构房屋，在地震作用下的变形形式以层间剪切变形为主。因此，对于下图1所示的一般多层砌体结构，可采用图2所示的计算简图。 图1 多层砌体结构房屋 图2 计算简图 确定计算简图的基本原则： （1）以防震缝划分的结构单元作为计算单元。 （2）在计算单元中，各楼层重量集中在楼、屋盖标高处。 （3）各楼层质点的重力荷载代表值包括：楼、屋盖自重，活载组合值及上、下各半层墙体、构造柱重量之和。 （4）底部固定端的确定：基础埋深较浅时，取基础顶面；较深时，取为室外地坪下500mm处；地下室整体刚度较小或为半地下室，取地下室室内地坪，此时地下室顶板算一层楼面。 （二）地震剪力的计算与分配 1、楼层地震剪力 多层砌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，故可按前面介绍的底部剪力法计算地震作用。对大量实际砌体结构的现场动力测试表明，多层砌体结构房屋的基本周期一般处于我国建筑抗震设计规范所规定的设计反应谱的最短平台阶所覆盖的周期范围内。因此，可取结构底部地震剪力为： 其次，考虑到多层砌体结构在线弹性变形阶段的地震作用基本上按倒三角形分布，顶部附加地震影响系数。这样，任一质点的水平地震作用标准值为： 作用于第层的楼层地震剪力标准值为层以上的地震作用标准值之和，即： 对于突出屋面的屋顶间、女儿墙、烟囱等，其地震作用应乘以地震增大系数3，以考虑鞭梢效应。但增大的两倍不应往下传递，即计算房屋下层层间地震剪力时，不考虑上述地震作用增大部分的影响。 2、墙体侧移刚度 （1）实心墙体侧移刚度 假定墙体下端固定、上端嵌固，则在墙体顶端加一单位力所产生的侧移即为墙体的侧移柔度，如下图3所示。 侧移柔度的倒数即为墙体的侧移刚度。墙体在侧向力作用下一般包括弯曲变形和剪切变形两部分。 弯曲变形的柔度系数： 剪切变形的柔度系数： 图3 墙体的侧移 当，墙体将发生弯剪变形，其侧移刚度为 当，墙体将发生剪切变形，其侧移刚度为 当，墙体将发生弯曲变形，不考虑其侧移刚度。 （2）有洞墙体侧移刚度 对于下图4所示的有洞墙体，墙段宜按门窗洞口划分，其侧移刚度可按图示情况分块计算。图中 图4 有洞墙体的侧移 （3）复杂开洞墙体的侧移刚度 对于下图5所示的复杂开洞墙体，其侧移刚度同样应按图示情况分块计算。图中 则该墙体的侧移刚度为 图4 复杂开洞墙体的侧移 对设置构造柱的小开口墙段按毛截面计算的刚度，可根据开洞率乘以下表1中的墙段洞口影响系数。 表1 墙段洞口影响系数 开洞率 0.10 0.20 0.30 影响系数 0.98 0.94 0.88 3、楼层地震剪力在各墙体间的分配 一般假定：楼层地震剪力由各层与方向一致的各抗震墙体共同承担。即：横向地震作用全部由横墙承担，纵向地震作用全部由纵墙承担。如上图表所示。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。 （1）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。 ①刚性楼盖 对于抗震横墙最大间距满足多层砌体房屋抗震横墙最大间距要求的现浇及装配整体式钢筋混凝土有楼盖房屋，当受横向水平地震作用时，可以认为楼盖在其平面内没有变形。因此，可把楼盖在其平面内视为绝对刚性的连续梁，而将各横墙看作是该梁的弹性支座，各支座反力即为各抗震墙所承受的地震剪力。当结构和荷载都对称时，各横墙的水平位移相等，如下图5所示。 图5 刚性楼盖计算简图 设第层共有道横墙，其中第道横墙承受的地震剪力为，则 为第道横墙的侧移刚度与楼层层间侧移的乘积 代入上式得出 则 上式说明，刚性楼盖房屋的地震剪力可按照各抗震横墙的侧移刚度比例