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砌体结构建筑抗震设计摘要：本文针对多层砌体结构主要震害特征，分析震害发生的原因。
设计中应注意砌体结构的抗震概念设计及抗震构造措施。
关键字：多层砌体震害特征; 抗震概念设计; 砌体结构砌体结构是多层住宅，办公楼，学校和医院等建筑工程中广泛应用的一种结构形式。
尽管汶川大震中经过抗震设计的房屋发生严重破坏和倒塌的比例约为20%--30%。
但是我们也看到经过抗震设计的的砌体结构在经过了远超出设防烈度的情况下，仍有相当比例的砌体房屋达到了“大震不倒”的设防目标。
有的甚至经过维修加固仍能使用。
映秀镇漩口中学框架结构的教学楼由于只有一道防线完全倒塌，倒塌的教学楼后面一栋五层的住宅楼在地震烈度高达11度的情况下仍屹立不倒，也说明了砌体结构经过严格按照规范设计施工的砌体结构完全可以实现“大震不倒”的设防目标。
鉴于目前我国国情，砌体结构由于造价低廉，方便取材，仍是我国中小城市或县镇建设中大量使用的一种结构形式。
为提高多层砌体结构建筑的抗震性，必须重视概念设计，做好抗震构造措施，从地震中吸取经验教训，应做好以下工作：一．严格按照抗震规范控制层数和高度历次地震都证明：二，三层房屋震害要比四，五层的震害轻得多，六层及六层以上的砌体房屋震害明显加重。
海城和唐山地震中，相距不远的房屋，四，五层比二，三层的破坏严重，倒塌比例也高得多。
如果阁楼仅仅为层高不高且不住人，只是屋架的一个组成部分，此时可不作为一层，若层高较高可住人，则屋面阁楼计入层数，高度计算至阁楼层山尖墙的1/2处。
半地下室从地下室室内地面起算高度，全地下室和嵌固条件好的半地下室允许从室外地面起算高度。
横墙较少的总高度应比抗规表7.1.2降低三米，层数相应减少一层；横墙很少的房屋应再减少一层，高度再减少三米。
地震烈度相对较低的6,7度，按照规定采取加强措施并满足抗震验算时，其高度和层数可不减小。
多层砌体房屋的层高不应该超过3.6米层高。
如学校确实需要较高的层高时，在采用约束砌体等加强措施后层高仍不能超过3.9米。
一、抗娱布at 1. 结构宿置仃〉底层混凝七抗責墙和檢支柱及承巫砌体境的布遂，児国1291・：松艾墙梁和混駐 土梁的布腎也反映IT 该图上°不考虑承亟创体墙承把底层水半地丧作用'(2>二泾砌体杭震堆和构造拄的布盘见图12-9-2 .各抗窝署上均布起齧梁；三层以上 抗孫墙、构造柱和圈梁布置基本同二戌°<3)二层楼面采用现浇混凝土楼盖•板厚120mg 托梁和一般梁布胃更映圧图12-9-1 k 0 二层以上楼面和屋面均釆用现浇混凝土楼盖和屋盖■板片80nw 股梁布晋基本同二层。
2. 构件和材料(0构件尺寸同第十二联第九卩计算实例.⑵ 材料獺度等级同第|二敢第九节计篦实例“ 二.御務刚度笑算 【・無移刚度计算公式(I)框架柱办一购造柱参与抗靈墙工作系数，对于騎柱和角柱，当凡//叭亠0.5肘,取0.3；当 H, /心VO.5拄： 相架：(2)馄凝卜•抗蕊堆_ ______ 3H 祀 + «r/嗅人和3EJ W(13-M)(13-2-2)(13 2-3)12H.2/.・■ ■时，取0.26:对于培中柱乘以增大系数1.2,对于墙边註乘以增人系数1.5;H： --- i层层高；抗赛墙的长度；巩——洞口宽度之和；心 --- 弯曲变形影响系数.当时，取几=1；血——洞口影响系数」J按表13M 采用乙2.横向刚度验算（1）底层側移刚度讨算0）混炭土抗養墙侧移刚度计算按公式（13-2-3 ）或fl 3-2-4）计算底层横向混凝上抗農墙蝕移刚度见表13-2-20 ②混疑土框支柱侧移刚度计算ii I-2.窗泡岛小千“气H.B4•沖«ThtX 10%:3・涧口心心伐備肉斥I中心浅人十旳・业应*«少10 ^・EJ 7.1.2-2单氏框条的柔度和刚皮⑷柔度：(6)刚度12E C-S/C 框架的侧移刚度(图7.1.2-2/;)为一］2E/h 一根柱子的侧移刚度为忑-皆式中瓦——混擬土的弾性摸虽:；Z c—柱的截面惯性矩；h—柱的计算髙度。
文章编号:1004—5716(2006)12—0259—02中图分类号:TU591 文献标识码:B 多层砖砌体住宅楼抗震计算实例孙明英1,袁天瑞2,王荣敏2,贾玉梅2(1.鹤煤集团富昌公司,河南鹤壁458000;2.鹤煤集团公司设计处,河南鹤壁458000)摘 要:通过对住宅楼工程实例抗震计算,贯彻规范G B50011—2001《建筑抗震设计规范》,合理、经济地选择砌体材料及墙厚,控制工程造价的同时,满足结构安全要求。
关键词:住宅楼抗震计算;砌体强度及墙厚;经济与安全 进入21世纪,我国的住宅建设又有了突飞猛进的发展。
随着G B50011—2001《建筑抗震设计规范》的颁布实施,很有必要对某一典型的住宅实例进行抗震计算。
1 工程概况某六层砖砌体住宅楼,带地下室,设防烈度为Ⅷ度。
装配式梁板结构,横墙承重,一层内外墙厚为370mm,二层以上为240mm,墙为双面粉刷。
砖强度等级为MU10,一层、二层砂浆强度等级为M10,以上各层均为M7.5。
构造柱及圈梁严格按G B50011—2001《建筑抗震设计规范》的要求设置。
本工程建筑物总高度超过规范要求的18m,有必要进行抗震计算。
2 荷载资料(1)屋面荷载(不计屋面活载)6.5kN/m2,楼面荷载(恒载+0.5活载)5.0kN/m2,楼面梁自重50kN,双面粉刷的240墙5.32kN/m2,双面粉刷的370墙7.79kN/m2。
(2)质点荷载代表值:各楼层重力荷载代表值取楼、屋盖荷载总重加上、下层墙体重量的一半。
屋顶取楼面与六层墙半层高墙重之和,G6=2600kN。
五层至二层的重力荷载代表值为G5=G4=G3=G2=2900kN。
一层的重力荷载代表值G1=3300kN。
地下室的重力荷载代表值G-1=3700kN。
总重力荷载代表值G=∑G i=21200kN。
表1 楼层剪力计算过程表楼层G i(kN)H i(m)G i H i(kN・m)G i H i∑G i H i(kN)F i=G i H i∑G i H iF EK(kN)V ik=∑ni=1F i(kN)V i=γEhV ik(kN)6260020.4530400.230663663862 5290017.4504600.21963112941682 4290014.4417600.18152218162361 3290011.4330600.14341222282896 229008.4253600.11031725453308 13300 5.4178200.07722227673597 (地下室)—13700 2.488800.04011528823747∑2120023038028823 总水平地震作用和各楼层地震作用计算多层砌体屋抗震计算,采用底部剪力法,根据抗震规范G B50011—2001第5.1.4条款的规定,按表5.1.4—1取水平地震影响系数最大值αmax=0.16。
随着抗震工程的发展，建筑结构抗震设计方法渐趋成熟，抗震设计的主要目标从保证结构的地震安全逐步发展到控制地震损失和保障功能可恢复性。
无论针对何种目标，从系统层次明确结构在地震作用下的损伤机制与破坏模式，对实现整体结构的抗震性态目标具有重要的科学意义与工程价值。
使建筑结构能够具有“稳定、有序、渐进、可控”的损伤机制与破坏模式，成为抗震工程领域亟待突破的关键科学难题，引发了行业学者的广泛关注。
咱们今天来砌体结构抗震鉴定的相关内容。
一、A、B类砌体建筑抗震鉴定的依据依据《建筑抗震鉴定标准》：抗震鉴定分为两级。
第一级鉴定应以宏观控制和构造鉴定为主进行综合评价，第二级鉴定应以抗震验算为主结合构造影响进行综合评价。
程序中的抗震鉴定均为二级鉴定。
A类砌体房屋：当第一级鉴定不满足时，除有明确规定的情况外，应采用计入构造影响的综合抗震能力指数法进行二级鉴定。
当A类砌体房屋质量和刚度沿高度分布不均匀或7、8、9度时的房屋层数分别超过六、五、三层时，可按计入构造影响的抗震承载力验算方法进行二级鉴定。
B类砌体房屋：应同时进行抗震措施鉴定与抗震承载力鉴定。
当B类砌体房屋层高相当且规则均匀时，也可按楼层综合抗震能力指数方法进行鉴定。
依据《既有建筑鉴定与加固通用规范》：A、B类砌体建筑均可按综合抗震能力指数方法或抗震承载力验算方法进行抗震鉴定。
二、砌体建筑抗震鉴定计算方法（1）综合抗震能力指数法依据《建筑抗震鉴定标准》：多层砌体房屋采用综合抗震能力指数的方法进行第二级鉴定时，应根据房屋不符合第一级鉴定的具体情况，分别采用楼层平均抗震能力指数方法、楼层综合抗震能力指数方法和墙段综合抗震能力指数方法。
楼层平均抗震能力指数、楼层综合抗震能力指数和墙段综合抗震能力指数应按房屋的纵横两个方向分别计算。
当最弱楼层平均抗震能力指数、最弱楼层综合抗震能力指数、最弱墙段综合抗震能力指数大于等于1.0 时，可评定为满足抗震鉴定要求；当小于1.0 时，应对房屋采取加固或其他相应措施。
一．工程概况1．建筑名称：北京体育大学6号学生公寓 2．结构类型：砌体结构 3．层数：4层，层高：2.8m 。
4．开间：3.6m ，进深：5.7m 。
5．建筑分类为二类，耐火等级为二级，抗震设防烈度为八度。
设计地震分组为第一组。
6．天然地面下5～10m 无地下水，冰冻深度为地面以下2～4m 处，Ⅱ类场地。
7．外墙采用240厚页岩煤矸石多孔砖，内墙采用150厚陶粒空心砌块。
8．楼、地、屋面采用钢筋混凝土现浇板，条形基础，基础顶标高－1.000m 。
墙体采用页岩煤矸石多孔砖，内墙、厨、厕及阳台处隔墙为200厚，其余墙体厚度均为240。
砖块强度采用MU15，±0.000以下采用M7.5混合砂浆。
±0.000以上采用M5混合砂浆。
构造柱设置见建筑图。
二．静力计算方案本工程横墙最大间距S max =7.2m ，小于刚性方案横墙最大间距S max =32m ，静力计算方案属于刚性方案。
本工程横墙厚度为240mm ＞180mm ，所有横墙水平截面的开洞率均小于50％，横墙为刚性横墙。
本工程外墙水平截面开洞率小于2/3，层高2.8m ，4层总高度为11.2m ，屋面自重大于0.8kN/m 2，本地区基本风压为0.45kN /m 2，按规范4.2.6条，可不考虑风荷载影响。
三．墙身高厚比验算 1．允许高厚比[β]本工程采用采用砂浆最低强度等级为M5.0，查书表3-4，墙身允许高厚比[β]＝24。
2．由建筑图纸所示，外横墙取○22轴和○B 、○E 轴间墙体验算，内横墙取○16轴和○B 、○E 轴间墙体验算。
外纵墙取○C 轴和○16～○18轴间门厅处墙体验算，内纵墙取○E 轴和○16～○18轴间门厅处墙体验算。
1）外横墙：S=5.7+1.8=7.5m ，H=2.8+0.45+0.5=3.75m ，2H =7.5m ，2H ≥S ＞H ，查表3-3 H 0=0.4S+0.2HH 0=3.75m ，h=240mm ， 2.11＝μ，44.05.79.02.12.1=++=s b s824.04.012=-sb s ＝μ，63.1524.075.30==h H＝β73.2324824.02.1][21＝＝⨯⨯βμμ73.23][63.1521＝＝βμμβ<，满足要求。
2）内横墙：S=5.7m ，H=3.75m ，2H =7.5m ，2H ≥S ＞H ，查表3-3 H 0=0.4S+0.2HH 0=3.03m ，h=200mm ， 38.11＝μ，47.07.52.15.1s bs =+=811.04.012=-sb s ＝μ，15.1520.003.3h H0==β＝86.2624811.038.1][21＝＝⨯⨯βμμ86.26][15.1521＝＝βμμ<β，满足要求。
3）外纵墙：S=7.2m ，H=3.75m ，2H ≥S ＞H ，查表3-3 H 0=0.4S+0.2HH 0=3.63m ，h=240mm ， 2.11＝μ，42.02.70.3==s bs83.04.012=-sb s ＝μ，13.1524.063.30==h H＝β242483.02.1][21＝＝⨯⨯βμμ24][13.1521＝＝βμμβ<，满足要求。
4）内纵墙：S=7.2m ，H=3.75m ，2H ≥S ＞H ，查表3-3 H 0=0.4S+0.2HH 0=3.63m ，h=200mm ， 38.11＝μ，639.02.76.4==s bs744.04.012=-sb s ＝μ，15.1820.063.3h H 0==β＝66.2424744.038.1][21＝＝⨯⨯βμμ66.24][15.1821＝＝βμμ<β，满足要求。
四．荷载计算1．永久荷载标准值1）屋面：按88J1-1屋5计算。
40厚C20配筋刚性防水混凝土屋面 1 kN /m 2 3厚麻刀灰或纸筋灰隔离层0.048 kN /m 2 防水卷材(1.5厚高密度聚乙烯防水卷材) 0.024 kN /m 2 30厚C15豆石混凝土找平层 0.75 kN /m 2 20厚聚苯乙烯保温板0.01 kN /m 2 煤渣混凝土找坡层2%平均厚81 1.05 kN /m 2 钢筋混凝土现浇板150厚 3.75 kN /m 2 22）楼、地面20厚水泥砂浆找平层0.4 kN /m2 150厚钢筋混凝土现浇板 3.75 kN /m223）厕所、阳台40厚水泥砂浆面层0.68 kN /m2 80厚钢筋混凝土现浇板 2 kN /m224）墙体自重a.240厚墙体 5 kN /m2b.200厚墙体 4.28 kN /m22．活荷载标准值1）屋面（不上人）0.7 kN /m2 2）楼、地面 2.0 kN /m2 3）厕所 2.0 kN /m2 4）阳台 2.5 kN /m23. 计算墙、柱、基础时，楼面活荷载应予以折减。
活荷载按楼层折减系数（4~5层）0.72五．墙体承载力验算分析建筑图纸的墙体受力情况：选用下列墙体进行承载力验算。
○16轴上与○A○B轴间横墙，○22轴上与○A○B轴间横墙，○C轴上与○16~○18轴间门厅挑檐下的墙体。
1. 16轴横墙承载力验算(取1m 墙长为计算单元) 1）基础顶面（-1.000标高处）上部荷载产生的轴向力设计值N永久荷载：kN 82.1868.328.438.228.4]4)6.38.1(49.4)6.38.1(97.6[＝⨯+⨯⨯+⨯+⨯++⨯活荷载：kN 02.34]4)6.38.1(4.1)6.38.1(7.0[＝⨯+⨯++⨯ 荷载效应比值：357.0182.082.18602.34<==ρ，选用以自重为主的设计表达式。
)4.135.1(10Qik ni ci Gk S S ∑=+ψγ， 0.10=γ， 7.0=ci ψ基础顶面上部荷载产生的轴向力设计值N ：kN 55.28502.3498.082.18635.1N ＝⨯+⨯=对于200厚单排孔陶粒空心砌块MU15，混合砂浆Mb7.5。
查表2-52/61.3mm N f =, 高厚比5h H0==β，高厚比修正系数1.1=βγ。
修正高厚比=5.551.1=⨯查表：96.0=ϕ kN 12.693200100061.396.0A f =⨯⨯⨯=⨯⨯ϕkN 12.693A f kN 76.270N =⨯⨯ϕ<=，满足设计要求。
2）首层地面（±0.000标高处）上部荷载产生的轴向力设计值N永久荷载：kN 32.15848.228.4]3)6.38.1(49.4)6.38.1(97.6[＝⨯⨯+⨯+⨯++⨯活荷载：kN 46.26]3)6.38.1(4.1)6.38.1(7.0[＝⨯+⨯++⨯ 设计值：kN 66.23946.2698.032.15835.1N ＝⨯+⨯=对于200厚单排孔陶粒空心砌块MU15，混合砂浆Mb5。
查表2-52/20.3mm N f =, 高厚比15.15h H0==β，高厚比修正系数1.1=βγ。
修正高厚比=67.1615.151.1=⨯查表：70.0=ϕ kN 448200100020.370.0A f =⨯⨯⨯=⨯⨯ϕkN 448A f kN 05.226N =⨯⨯ϕ<=，满足设计要求。
2. ○22轴横墙承载力验算(由于开洞较多，取荷载比值较大的窗间墙为计算单元)取底层窗台标高处为计算截面，窗间墙面积：223.0432.08.124.0m m A >=⨯=，对砌体强度不修正。
上部荷载产生的轴向力设计值N ：墙板N N N +=板N —现浇板传来荷载 墙N —窗间墙减去洞口后自重3]}3)265.1(4.1)265.1(7.0[98.0]3)265.1(49.4)265.1(97.6[35.1{N ⨯⨯+⨯++⨯+⨯+⨯++⨯⨯=板kN 88.314N =板kN 18.63)]4)5.18.2[(8.1535.1N =⨯-⨯⨯⨯=墙轴向力设计值：kN 06.378kN 18.63kN 88.314N =+=83.1267.111.124.08.21.1hH0=⨯=⨯=γ=ββ砌块：MU15，砂浆：M5 查表：2mm /N 83.1f = 80.0=ϕkN 45.632240180083.180.0A f =⨯⨯⨯=⨯⨯ϕ kN 45.632A f kN 06.378N =⨯⨯ϕ<=，满足设计要求。
3. ○C 轴上与○16~○18轴间门厅挑檐下的墙体承载力验算由于结构和荷载对称，所以只对半边局部墙体进行验算。
取墙体计算长度2100mm 。
取底层地坪标高处为计算截面，墙面积： 22m 3.0m 504.01.224.0A >=⨯=，对砌体强度不修正。
上部荷载产生的轴向力设计值N ：墙板N N N +=板N —现浇板传来荷载 墙N —墙体减去洞口后自重kN 39.33285.2]}36.34.16.37.0[98.0]36.349.46.397.6[35.1{N =⨯⨯⨯+⨯+⨯⨯+⨯⨯=板kN 71.73)]4)5.18.2[(1.2535.1N =⨯-⨯⨯⨯=墙轴向力设计值：kN 1.406kN 71.73kN 39.332N =+=83.1267.111.124.08.21.1hH0=⨯=⨯=γ=ββ砌块：MU15，砂浆：M5 查表：2mm /N 83.1f = 80.0=ϕkN 86.737240210083.180.0A f =⨯⨯⨯=⨯⨯ϕ kN 86.737A f kN 1.406N =⨯⨯ϕ<=，满足设计要求。
六．水平地震力作用下主要墙体承载力验算（一）荷载资料1.屋面荷载：1）屋面恒荷载：6.97 kN /m 2 2）屋面活荷载：0.70 kN /m 2 2.楼面荷载：1）楼面恒荷载：4.49 kN /m 2 2）楼面活荷载：2.0 kN /m 2 3.墙体自重：1）外墙外墙采用240厚页岩煤矸石多孔砖加保温层，保温层重量忽略不计，按双面抹灰，取5 kN /m 2。
2）内墙200厚，双面抹灰取4.28 kN /m 2。
（二）重力荷载计算：1．屋面总荷载（活荷载组合值系数取0.5）kN17.3726kN 3.142kN 87.3538)7.05.097.6(8.18.10)7.05.097.6(6.1336=+=⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯2．楼面总荷载（活荷载组合值系数取0.5）kN79.2788kN 89.100kN 9.2687)4.15.049.4(8.18.10)0.25.049.4(6.1336=+=⨯+⨯⨯+⨯+⨯⨯ 3．墙体自重（未计入门窗重量） 1）一层外横墙自重：kN76.22458.2)2.222.08.14.15(5)1.22.125.12.1(58.2)24.04.15(=⨯⨯---+⨯⨯+⨯⨯-⨯⨯-2）一层外纵墙自重：kN78.759]5)108.15.1[(58.2)24.036(]5)1.20.21.20.348.15.1[(58.2)24.036(=⨯⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯+⨯+⨯⨯-⨯⨯- 3）一层内横墙自重：kN68.1163228.48.2)22.05.7(1528.48.2)22.07.5(=⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯-4）一层内纵墙自重：kN3.71128.45.2)24.01.2[()1928.44.21(28.48.2)22.06(228.48.2)24.036(=⨯⨯--⨯⨯⨯-⨯⨯-+⨯⨯⨯- 5）二层内横墙自重：kN25.1225228.48.2)22.05.7(1628.48.2)22.07.5(=⨯⨯⨯-+⨯⨯⨯-由于3、4层与2层布置方法相同，重量按2标准层取值。
