抗震計(jì)算課件

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,1,抗震計(jì)算,抗震規(guī)范,規(guī)定多層砌體結(jié)構(gòu)可不進(jìn)行豎向地震作用下的抗震強(qiáng)度驗(yàn)算及水平地震作用下整體彎曲強(qiáng)度的驗(yàn)算，因此,多層砌體房屋抗震強(qiáng)度驗(yàn)算是指水平地震作用下砌體墻片的抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算,，而水平地震作用的方向應(yīng)分別考慮房屋的兩個(gè)主軸方向，當(dāng)斜向布置有抗側(cè)力墻片時(shí)，尚應(yīng)考慮沿該斜向的水平地震作用。,多層砌體結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的基本步驟,：,1,、確立計(jì)算簡(jiǎn)圖；,2,、確定地震作用以及樓層地震剪力；,3,、計(jì)算各,墻段,承擔(dān)的地震剪力,3,、墻段的抗震驗(yàn)算。,1.1,計(jì)算,簡(jiǎn)圖,滿(mǎn)足前面規(guī)定的結(jié)構(gòu)布置要求的多層砌體結(jié)構(gòu)

2、，在地震作用,下的變形形式以層間剪切變形為主。,以防震縫所劃分的結(jié)構(gòu)單元作為計(jì)算單元。,各樓層的重量集中到樓、屋蓋標(biāo)高處。,各樓層重量包含樓、屋蓋自重，活荷載組合值，上、下個(gè)半層的,墻體、構(gòu)造柱重量之和。,固定端位置：,基礎(chǔ)埋置淺時(shí)，取基礎(chǔ)頂面；埋置深時(shí)，取,室外地坪下,0.5m,處；,當(dāng)設(shè)有整體剛度很大的全地下室時(shí)，取地下室頂板頂處；當(dāng)?shù)叵率艺?體剛度較小或?yàn)榘氲叵率視r(shí)，取為地下室室內(nèi)地坪處，此時(shí)，地下室,也算作一層樓面。,1.2,地震,剪力的計(jì)算與分配,當(dāng)多層砌體結(jié)構(gòu)按照,規(guī)范,規(guī)定的要求進(jìn)行建筑布置和結(jié)構(gòu)選型后，一般均可采用,底部剪力法,計(jì)算各質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用，且可不考慮頂層質(zhì)點(diǎn)的附加

3、地震作用。另外，由于多層砌體房屋的基本自振周期一般小于,0.3s,，為簡(jiǎn)化計(jì)算，,抗震規(guī)范,規(guī)定，對(duì)于多層砌體房屋，地震影響系數(shù)均取其最大值，即,一、水平地震作用,H,1,G,1,G,k,H,k,二、樓層地震剪力,G,i,突出屋面的屋頂間、女兒墻、煙囪等，地震作用應(yīng)乘以地震,增大系數(shù),3,。,三、每片墻的地震剪力,同一樓層中各道墻所承擔(dān)的地震剪力與,樓蓋的剛度,、,各墻的抗側(cè)剛度,及,負(fù)荷面積,有關(guān)。工程實(shí)踐中，常將實(shí)際的各種樓蓋理想化為三種樓蓋情況，即,剛性樓蓋、柔性樓蓋和中性樓蓋,?，F(xiàn)分別就三種樓蓋情況討論各墻體承擔(dān)的地震剪力計(jì)算公式。,剛性樓蓋：,是指樓蓋的平面內(nèi)剛度為無(wú)窮大，即假定樓蓋

4、在水平地震作用下不發(fā)生任何平面內(nèi)的變形，僅發(fā)生剛體位移。當(dāng)忽略扭轉(zhuǎn)效應(yīng)時(shí)，剛體僅產(chǎn)生一平動(dòng)，且各點(diǎn)的平動(dòng)處處相等。,柔性樓蓋：,即假定該樓蓋的平面內(nèi)剛度為零，從而各道墻在地震作用下的變形是自由的，不受樓蓋的約束。,中性樓蓋,：指介于剛性樓蓋和柔性樓蓋之間的樓蓋,三、每片墻的地震剪力,1.,橫墻的地震剪力,第,i,層的橫向地震剪力由第,i,層所有橫墻承受，,（,1,）剛性樓蓋房屋,剛性樓蓋房屋：對(duì)于現(xiàn)澆及裝配整體式鋼筋混凝土樓,（屋）蓋等。,墻體側(cè)移剛度的計(jì)算：,（,a,）無(wú)洞墻體,h/b0.15A,時(shí)，取,0.15A;,對(duì)于外縱墻，,A,c,0.25A,時(shí)，取,0.25A;,中部構(gòu)造柱的縱向鋼

5、筋截面總面積；,中部構(gòu)造柱的混凝土軸心抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；,鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；,中部構(gòu)造柱參與工作系數(shù),居中設(shè)一根時(shí)取,0.5,多于一根,0.4;,墻體約束修正系數(shù)；一般情況取,1.0,，構(gòu)造柱間距不大于,2.8m,時(shí)取,1.1,。,3.,水平配筋粘土磚、多孔磚墻體的截面抗震承載力驗(yàn)算,驗(yàn)算公式：,墻體橫截面面積，多孔磚取毛截面面積；,層間墻體豎向截面鋼筋總截面面積；,鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；,鋼筋參與系數(shù)，按下表取值,墻體高寬比,0.4,0.6,0.8,1.0,1.2,0.10,0.12,0.14,0.15,0.12,4.,混凝土小砌塊墻體截面抗震承載力驗(yàn)算,驗(yàn)算公式：,墻體地震剪力設(shè)計(jì)值；,芯柱

6、截面總面積；,芯柱混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；,芯柱影響系數(shù)，按下表確定：,填孔率,0.0,1.0,1.10,1.15,填孔率,:,芯柱根數(shù)與孔洞總數(shù)之比。,在驗(yàn)算縱、橫墻截面抗震承載力時(shí)，應(yīng)選擇以下,不利墻段,進(jìn)行：,（,1,）承受地震作用較大的墻體；,（,2,）豎向正應(yīng)力較小的墻段；,（,3,）局部截面較小的墻垛。,例：某四層磚砌體房屋，尺寸如圖所示。設(shè)防烈度為,7,度。樓蓋及屋蓋均采用預(yù)應(yīng)力混凝土空心板，橫墻承重。樓梯間突出屋頂。試驗(yàn)算底層,軸上墻體的抗震強(qiáng)度。該墻上門(mén)洞尺寸為 ，窗洞尺寸為 。墻體用磚的強(qiáng)度等級(jí)為,MU10,，砂漿為,M5.0,。,解：,（,1,）計(jì)算樓層重力荷載代表值,

7、恒載（樓層及墻重）取,100%,，樓（屋）面活荷載取,50%,，,經(jīng)計(jì)算得：,（,2,）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,1.40,0.90(1.20),0.50(0.72),-,罕遇地震,0.32,0.16(0.24),0.08(0.12),0.04,多遇地震,9,8,7,6,地震影響,烈度,地震影響系數(shù)最大值（阻尼比為,0.05,）,解：,（,2,）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,（,3,）計(jì)算樓層地震剪力,434.1,797.4,1048,1199,27.6,406.5,363.3,250.6,151.0,1199,111.9,107.3,74.8,45.6,339.6,3822,57152,51

8、156,35280,21296,168706,18.2,15.2,11.6,8.0,4.4,210,3760,4410,4410,4840,17630,屋頂間,4,3,2,1,V,i,(kN),F,i,(kN),G,i,H,i,(kN.m),H,i,(m),G,i,(kN),層,解：,（,2,）計(jì)算結(jié)構(gòu)總的地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,（,3,）計(jì)算樓層地震剪力,V,1,=1199kN,（,4,）計(jì)算墻體地震剪力,解：,（,4,）計(jì)算墻體地震剪力,（,5,）計(jì)算墻肢地震剪力,墻肢,a,墻肢,b,墻肢,c,時(shí),時(shí),解：,（,4,）計(jì)算墻體地震剪力,（,5,）計(jì)算墻肢地震剪力,解：,（,5,）計(jì)算墻肢地震剪力,

9、（,6,）驗(yàn)算抗震強(qiáng)度,墻體地震剪力設(shè)計(jì)值，為地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值的,1.3,倍；,承載力抗震調(diào)整系數(shù)，一般承重墻為,1;,墻體橫截面面積；,砌體沿階梯形截面破壞的抗震強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。,非抗震設(shè)計(jì)的砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,采用；,砌體強(qiáng)度正應(yīng)力影響系數(shù)：,解：,（,5,）計(jì)算墻肢地震剪力,（,6,）驗(yàn)算抗震強(qiáng)度,非抗震設(shè)計(jì)的砌體抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，按,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范,采用；,砌體強(qiáng)度正應(yīng)力影響系數(shù)：,抗震強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,4.80,3.95,3.10,2.60,2.25,1.75,1.25,混凝土小砌塊,2.32,1.95,1.70,1.50,1.28,1.00,0.80,普通粘土磚,多孔粘土

10、磚,20.0,15.0,10.0,7.0,5.0,3.0,1.0,0.0,砌體類(lèi)別,砌體強(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù),為對(duì)應(yīng)與重力荷載代表值的砌體,層高半高處,截面平均壓應(yīng)力。,墻肢,a,墻肢,b,墻肢,c,解：,（,5,）計(jì)算墻肢地震剪力,（,6,）驗(yàn)算抗震強(qiáng)度,抗震強(qiáng)度設(shè)計(jì)值,71.455.8,55.8,0.186,1.55,5.5,0.384,C,29.86.03,6.03,0.248,2.07,11.7,0.12,B,50.711.8,11.8,0.176,1.47,4.75,0.288,A,面積,墻段,各墻肢抗震強(qiáng)度均滿(mǎn)足要求。,底部框架砌體房屋的抗震驗(yàn)算（,1,）,底部框架砌體房屋的地震作

11、用計(jì)算及上部砌體房屋的抗震強(qiáng)度驗(yàn)算，可按多層砌體結(jié)構(gòu)的驗(yàn)算方法進(jìn)行計(jì)算、驗(yàn)算。對(duì)于底部框架的地震作用效應(yīng)，應(yīng)采用下述方法進(jìn)行計(jì)算、調(diào)整：,（,1,）對(duì)底層框架,抗震墻房屋，底層的縱向和橫向地震剪力設(shè)計(jì)值均應(yīng)乘以增大系數(shù)，其值應(yīng)允許根據(jù)第二層與底層側(cè)向剛度比值的大小在,1.2,1.5,范圍內(nèi)選用。,（,2,）對(duì)底部?jī)蓪涌蚣?抗震墻房屋，底層和第二層的縱向和橫向地震剪力設(shè)計(jì)值亦均應(yīng)乘以增大系數(shù)，其值應(yīng)允許根據(jù)側(cè)向剛度比在,1.2,1.5,范圍內(nèi)選用。,（,3,）底層或底部?jī)蓪拥目v向和橫向地震剪力設(shè)計(jì)值應(yīng)全部由該方向的抗震墻承擔(dān)，按各抗震墻側(cè)向剛度比例分配。,底部框架砌體房屋的抗震驗(yàn)算（,2,）,（

12、,4,）底部框架柱的地震剪力和軸向力，宜按下列規(guī)定調(diào)整：,框架柱承擔(dān)的地震剪力設(shè)計(jì)值，可按框架柱所在層各抗側(cè)力構(gòu)件有效側(cè)向剛度比例分配確定；有效側(cè)向剛度的取值，框架不折減，混凝土墻可乘以折減系數(shù),0.30,，磚墻可乘以折減系數(shù),0.20,。,框架拄的軸力應(yīng)計(jì)入地震傾覆力矩引起的附加軸力，上部磚房可視為剛體，底部各軸線(xiàn)承受的地震傾覆力矩，可近似按底部抗震墻和框架的側(cè)向剛度的比例分配確定，也可按轉(zhuǎn)動(dòng)剛度比例分配：,底部框架,抗震墻房屋的鋼筋泥凝土托墻梁計(jì)算地震組合內(nèi)力時(shí)，可考慮上部墻體與托墻梁的組合作用，但應(yīng)計(jì)入地震時(shí)墻體開(kāi)裂對(duì)組合作用的不利影響，可調(diào)整有關(guān)的彎矩系數(shù)、軸力系數(shù)等計(jì)算參數(shù)。,底部框架砌體房屋的抗震驗(yàn)算（,3,）,（,5,）底層框架,抗震墻房屋中嵌砌于框架之間的普通磚抗震墻，當(dāng)符合構(gòu)造要求時(shí)，底層框架柱的軸向力和剪力，應(yīng)計(jì)入磚抗震墻引起的附加軸向力和附加剪力。,（,6,）抗震變形驗(yàn)算,底層框架磚房的底層部分屬于框架,抗震墻結(jié)構(gòu)，應(yīng)進(jìn)行低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震作用下結(jié)構(gòu)的抗震變形驗(yàn)算，其層間彈性位移角限值：采用框架磚填充墻時(shí)為,1,550,；采用框架,抗震墻時(shí)為,1,800,。,底層框架磚房的底層有時(shí)是明顯的薄弱部位，當(dāng)樓層屈服強(qiáng)度系數(shù)小于,0.5,時(shí)，應(yīng)進(jìn)行高于本地區(qū)設(shè)防烈度預(yù)估的罕遇地震作用下的抗震變形驗(yàn)算，其層間彈塑性位移角限值為,1,100,。,