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1、1,主 编:胡兴福 副主编:武鲜花 鲁 维 主 审:李 辉,10 砌体房屋的构造,2,10.1 砌体房屋的受力特点,10 砌体房屋的构造,目 录,10.2 砌体房屋构造要求,10.3 过梁、墙梁和挑梁,10.4 砌体房屋的抗震措施,3,10 砌体房屋的构造,1.掌握砌体房屋静力计算方案的分类和高厚比的 概念; 2.理解砌体房屋的构造要求(含抗震构造要 求); 3.理解防止墙体开裂的主要措施; 4.理解过梁、墙梁、挑梁的受力特点和构造要 求; 5.了解砌体房屋的震害特点。,,4,10.1 砌体房屋的受力特点,5,在砌体结构房屋中,纵横向的墙体、屋盖、楼盖和基础等构件相互连接,构成一个空间受力体系
2、。 在砌体结构房屋中,屋盖、楼盖、墙、柱、基础等构件一方面承受着作用在房屋上的各种竖向荷载,另一方面还承受着墙面和屋面传来的水平荷载。由于各种构件之间是相互联系的,不仅是直接承受荷载的构件起着抵抗荷载的作用,而且与其相连接的其他构件也不同程度地参与工作,因此整个结构体系处于空间工作状态。,10.1 砌体房屋的受力特点,6,试验分析发现,房屋空间工作性能的主要影响因素为楼盖(屋盖)的水平刚度和横墙间距的大小。 房屋的静力计算,根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、弹性方案、刚弹性方案。,10.1 砌体房屋的受力特点,7,(1)刚性方案 当房屋的横墙间距较小、楼盖(屋盖)的水平刚度较大时,房屋的空间
3、刚度较大,在荷载作用下,房屋的水平位移很小,可视墙、柱顶端的水平位移等于零。在确定墙、柱的计算简图时,可将楼盖或屋盖视为墙、柱的水平不动铰支座,墙、柱内力按不动铰支承的竖向构件计算(图10.1(a)),按这种方法进行静力计算的房屋为刚性方案房屋。一般多层砌体房屋都属于这种方案。,10.1 砌体房屋的受力特点,8,(2)弹性方案 当房屋横墙间距较大、楼盖(屋盖)水平刚度较小时,房屋的空间刚度较小,在荷载作用下房屋的水平位移(图10.1(b)中us)较大,在确定计算简图时,不能忽略水平位移的影响,可不考虑空间工作性能,按这种方法计算的房屋为弹性方案房屋。一般的单层厂房、仓库、礼堂多属此种方案(图1
4、0.1(b))。静力计算时,可按屋架或大梁与墙(柱)铰接的、不考虑空间工作性能的平面排架或框架计算。,10.1 砌体房屋的受力特点,9,(3)刚弹性方案 房屋空间刚度介于刚性方案和弹性方案房屋之间。在荷载作用下,房屋的水平位移(图10.1(c)中u1)也介于两者之间,这种房屋为刚弹性方案房屋。在确定计算简图时,按在墙、柱有弹性支座(考虑空间工作性能)的平面排架或框架计算(图10.1(c))。,10.1 砌体房屋的受力特点,10,图10.1 砌体房屋的计算简图 (a)刚性方案;(b)弹性方案;(c)刚弹性方案,10.1 砌体房屋的受力特点,11,根据楼(屋)盖类型和横墙间距的大小,计算时可根据表
5、10.1确定房屋的静力计算方案。,表10.1 房屋的静力计算方案,注:表中s为横墙间距(m)。,10.1 砌体房屋的受力特点,12,10.2 砌体房屋构造要求,13,墙、柱的高厚比验算是保证砌体房屋稳定性与刚度的重要构造措施之一。 所谓高厚比是指墙、柱计算高度H0与墙厚h(或与柱的计算高度相对应的柱边长)的比值,用表示。,10.2.1 墙、柱高厚比的概念,10.2 砌体房屋构造要求,14,砌体墙、柱的允许高厚比系指墙、柱高厚比的允许限值,用表示。它与承载力无关,只是根据墙、柱在正常使用及偶然情况下的稳定性和刚度要求,由经验确定。 计算高度是指对墙、柱进行承载力计算或验算高厚比时所采用的高度,用
6、H0表示,它是由实际高度H并根据房屋类别和构件两端支承条件确定。,10.2 砌体房屋构造要求,15,1)最小截面规定 为了避免墙柱截面过小导致稳定性能变差,以及局部缺陷对构件的影响增大,规范规定了各种构件的最小尺寸。 承重的独立砖柱截面尺寸不应小于240mm370mm。毛石墙的厚度不宜小于350mm。毛料石柱截面较小边长不宜小于400mm。当有振动荷载时,墙、柱不宜采用毛石砌体。,10.2.2 一般构造要求,10.2 砌体房屋构造要求,16,2)提高砌体房屋整体性的连接措施 为了增强砌体房屋的整体性和避免局部受压损坏,规范规定: (1) 跨度大于6m的屋架和跨度大于下列数值的梁,应在支承处砌体
7、设置混凝土或钢筋混凝土垫块;当墙中设有圈梁时,垫块与圈梁宜浇成整体: 对砖砌体为4.8m; 对砌块和料石砌体为4.2m; 对毛石砌体为3.9m。,10.2 砌体房屋构造要求,17,(2)当梁的跨度大于或等于下列数值时,其支承处宜加设壁柱或采取其他加强措施: 对240mm厚的砖墙为6m,对180mm厚的砖墙为4.8m; 对砌块、料石墙为4.8m。,10.2 砌体房屋构造要求,18,(3)预制钢筋混凝土板在钢筋混凝土圈梁上的支承长度不应小于80mm,板端伸出的钢筋应与圈梁可靠连接,且同时现浇;预制钢筋混凝土板在墙上的支承长度不应小于100mm,并应按下列方法进行连接: 板支承在内墙上时,板端钢筋伸
8、出长度不应小于70mm,且在支承处沿墙配置的纵筋绑扎,用强度等级不低于C25的混凝土浇筑成板带; 板支承在外墙上时,板端钢筋伸出长度不应小于100mm,且在支承处沿墙配置的纵筋绑扎,用强度等级不低于C25的混凝土浇筑成板带;,10.2 砌体房屋构造要求,19,钢筋混凝土预制板与现浇板对接时,预制板端钢筋应伸入现浇板中进行连接后,再浇筑现浇板。 本条(3)是砌体规范强制条文。汶川地震灾害的经验表明,预制钢筋混凝土板之间有可靠连接,才能保证楼面板的整体性,增强墙体的约束,该条是保证结构安全和房屋整体性的主要措施之一,应严格执行。,10.2 砌体房屋构造要求,20,(4)墙体转角处和纵横墙交接处应沿
9、竖向每隔400500mm设拉结钢筋,其数量为每120mm墙厚不少于1根直径6mm的钢筋;或采用焊接钢筋网片,埋入长度从墙的转角处或交接处算起,对实心砖墙每边不少于500mm,对多孔砖墙和砌块墙不少于700mm。 本条(4)是砌体规范强制条文,是提高墙体稳定性和房屋整体性的重要措施之一。 若位于抗震设防地区,楼屋盖与墙体的连接应符合抗震构造要求,见本书第10.4.3节。,10.2 砌体房屋构造要求,21,(5)预制钢筋混凝土梁在墙上的支承长度应为180240mm,支承在墙、柱上的吊车梁、屋架以及跨度大于或等于下列数值的预制梁的端部,应采用锚固件与墙、柱上的垫块锚固: 砖砌体为9m; 对砌块和料石
10、砌体为7.2m。 (6)山墙处的壁柱宜砌至山墙顶部,屋面构件应与山墙可靠拉结。,10.2 砌体房屋构造要求,22,3)砌块砌体房屋 (1)砌块砌体应分皮错缝搭砌,上下皮搭砌长度不得小于90mm。当搭砌长度不满足上述要求时,应在水平灰缝内设置不少于24的焊接钢筋网片(横向钢筋间距不宜大于200mm),网片每段均应超过该垂直缝,其长度不得小于300mm。,10.2 砌体房屋构造要求,23,(2)砌块墙与后砌隔墙交界处应沿墙高每400mm在水平灰缝内设置不少于24、横筋间距不大于200mm的焊接钢筋网片,如图10.2。 (3)混凝土砌块房屋,宜将纵横墙交接处距墙中心线每边不小于300mm范围内的孔洞
11、采用不低于Cb20灌孔混凝土将孔洞灌实,灌实高度应为墙身全高。,10.2 砌体房屋构造要求,24,图10.2 砌块墙与后砌隔墙交接处钢筋网片,10.2 砌体房屋构造要求,25,(4)混凝土砌块墙体的下列部位,如未设圈梁或混凝土垫块,应采用不低于Cb20灌孔混凝土将孔洞灌实: 搁栅、檩条和钢筋混凝土楼板的支承面下,高度不应小于200mm的砌体; 屋架、梁等构件的支承面下,高度不应小于600mm,长度不应小于600mm的砌体; 挑梁支承面下,距墙中心线每边不应小于300mm,高度不应小于600mm的砌体。,10.2 砌体房屋构造要求,26,5)砌体中留槽洞或埋设管道时,应符合下列规定: 不应在截面
12、长边小于500mm的承重墙体、独立柱内埋设管线; 不宜在墙体中穿行暗线或预留、开凿沟槽,无法避免时应采取必要的措施或按削弱后的截面验算墙体承载力。对受力较小或未灌孔砌块砌体,允许在墙体的竖向孔洞中设置管线。,10.2 砌体房屋构造要求,27,填充墙的构造设计应符合下列规定: 填充墙应采用轻质块体材料,其强度等级应符合砌体规范规定的强度等级要求; 填充墙砌筑砂浆强度等级不宜低于M5(Mb5、Ms5); 填充墙厚度不应小于90mm。,10.2.3 框架填充墙与主体连接构造,10.2 砌体房屋构造要求,28,填充墙与框架连接可根据设计要求采用脱开和不脱开的方法。 填充墙与框架连接采用不脱开构造规定如
13、下: 沿柱高每隔500mm配置2根直径6mm的拉结钢筋(厚度大于240mm时配置3根),钢筋伸入填充墙长度不宜小于700mm,且拉结钢筋应错开截断,相距不宜小于200mm,填充墙顶应与框架梁紧密结合。顶面与上部结构接触处宜用一皮砖或配砖斜砌楔紧。,10.2 砌体房屋构造要求,29,当填充墙有洞口时,宜在窗洞口的上端或下端、门洞口的上端设置钢筋混凝土带,应与过梁的混凝土同时浇筑,钢筋混凝土带的混凝土强度等级不低于C20。当有洞口的填充墙尽端至门窗洞口边的距离小于240mm时,宜采用钢筋混凝土门窗框。,10.2 砌体房屋构造要求,30,填充墙的长度超过5m或墙长大于2倍层高时,墙顶与梁宜有拉结措施
14、,墙体中部应加设构造柱;墙高超过4m时,宜在墙高中部设置与柱连接的水平系梁,墙高超过6m时,宜沿墙高每2m设置与柱连接的水平系梁,梁的截面高度不小于60mm。,10.2 砌体房屋构造要求,31,10.2.4.1 墙体开裂的原因 产生墙体裂缝的原因主要有三个,即外荷载、温度变化和地基不均匀沉降。,10.2.4 防止或减轻墙体开裂的主要措施,10.2 砌体房屋构造要求,32,(1)因温度变化和砌体干缩变形引起的墙体裂缝 温度裂缝形态有水平裂缝、八字裂缝两种,如图10.3(a)、(b)所示。 水平裂缝多发生在女儿墙根部、屋面板底部、圈梁底部附近,以及比较空旷高大房间的顶层外墙门窗洞口上下水平位置处;
15、八字裂缝多发生在房屋顶层墙体的两端,且多数出现在门窗洞口上下,呈八字形。 干缩裂缝形态有垂直贯通裂缝、局部垂直裂缝两种,如图10.3(c)、(d)所示。,10.2 砌体房屋构造要求,33,图10.3 温度与干缩裂缝形态 (a)水平裂缝;(b)八字裂缝; (c)垂直贯通裂缝;(d)局部垂直裂缝,10.2 砌体房屋构造要求,34,(2)因地基发生过大的不均匀沉降而产生的裂缝(图10.4) 常见的因地基不均匀沉降引起的裂缝形态有正八字形裂缝、倒八字形裂缝,高层沉降引起的斜向裂缝、底层窗台下墙体的斜向裂缝。,10.2 砌体房屋构造要求,35,图10.4 由地基不均匀沉降引起的裂缝 (a)正八字形裂缝;
16、(b)倒八字形裂缝;(c)、(d)斜向裂缝,10.2 砌体房屋构造要求,36,10.2.4.2 防止墙体开裂的措施 (1)为了防止或减轻房屋在正常使用条件下由温度和砌体干缩引起的墙体竖向裂缝,应在墙体中设置伸缩缝。伸缩缝应设置在因温度和收缩变形可能引起应力集中、砌体产生裂缝可能性最大的地方。,10.2 砌体房屋构造要求,37,(2)为了防止和减轻房屋顶层墙体的开裂,可根据情况采取下列措施: 屋面设置保温、隔热层; 屋面保温(隔热)层或屋面刚性面层及砂浆找平层应设置分格缝,分格缝间距不宜大于6mm,并与女儿墙隔开,其缝宽不小于30mm; 用装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖和瓦材屋盖; 顶层屋面板下设
17、置现浇钢筋混凝土圈梁,并与外墙拉通,房屋两端圈梁下的墙体宜适当设置水平钢筋;,10.2 砌体房屋构造要求,38,顶层挑梁末端下墙体灰缝内设置3道焊接钢筋网片(纵向钢筋不宜少于24,横筋间距不宜大于200mm)或26钢筋,钢筋网片或钢筋应自挑梁末端伸入两边墙体不小于1m(图10.5); 顶层墙体有门窗洞口时,在过梁上的水平灰缝内设置23道焊接钢筋网片或26钢筋,并应伸入过梁两边墙体不小于600mm;,10.2 砌体房屋构造要求,39,顶层及女儿墙砂浆强度等级不低于M5; 女儿墙应设置构造柱,构造柱间距不宜大4m,构造柱应设置在女儿墙顶并与现浇钢筋混凝土压顶整浇在一起; 房屋顶层端部墙体内应适当增
18、设构造柱。,10.2 砌体房屋构造要求,40,图10.5 顶层挑梁末端钢筋网片或钢筋 12 4钢筋网片或2 6钢筋,10.2 砌体房屋构造要求,41,(3)防止或减轻房屋底层墙体裂缝的措施 增加基础圈梁的刚度; 在底层的窗台下墙体灰缝内设置3道焊接钢筋网片或26钢筋,并应伸入两边窗间墙不小于600mm; 采用钢筋混凝土窗台板,窗台板嵌入窗间墙内不小于600mm。,10.2 砌体房屋构造要求,42,(4)在各层门、窗过梁上方的水平灰缝内及窗台下第一、第二道水平灰缝内设置焊接钢筋网片或26钢筋,焊接钢筋网片或钢筋应伸入两边窗间墙内不小于600mm。,10.2 砌体房屋构造要求,43,(5)为防止或
19、减轻混凝土砌块房屋顶层两端和底层第一、二开间门窗洞口处的裂缝,可采取下列措施: 在门窗洞口两侧不少于一个孔洞中设置1 12的钢筋,钢筋应在楼层圈梁或基础锚固,并采取不低于C20的灌孔混凝土灌实; 在门窗洞口两边的墙体的水平灰缝内设置长度不小于900mm,竖向间距为400mm的2 4钢筋或焊接钢筋网片; 在顶层和底层设置通长的钢筋混凝土窗台梁,窗台梁的高度宜为块高的模数,纵筋不少于4 10,箍筋 6200, Cb20混凝土。,10.2 砌体房屋构造要求,44,(6)当房屋刚度较大时,可在窗台下或窗台角处墙体内设置竖向控制缝。在墙体的高度或厚度突然变化处也宜设置竖向控制缝,或采取可靠的防裂措施。竖
20、向控制缝的构造和嵌缝材料应能满足墙体平面外传力和防护的要求。 (7)灰砂砖、粉煤灰砖砌体宜采用粘结性好的砂浆砌筑,混凝土砌块砌体应采用砌块专用砂浆砌筑。 (8)对防裂要求较高的墙体,可根据实际情况采取专门措施。,10.2 砌体房屋构造要求,45,(9)防止墙体因为地基不均匀沉降而开裂的措施有: 在地基土性质相差较大,房屋高度、荷载、结构刚度变化较大处,房屋结构形式变化处,以及高低层的施工时间不同处设置沉降缝,将房屋分割为若干刚度较好的独立单元。 加强房屋整体刚度。,10.2 砌体房屋构造要求,46,对处于软土地区或土质变化较复杂地区,利用天然地基建造房屋时,房屋体型力求简单,采用对地基不均匀沉
21、降不敏感的结构形式和基础形式。 合理安排施工顺序,先施工层数多、荷载大的单元,后施工层数少、荷载小的单元。,10.2 砌体房屋构造要求,47,10.3 过梁、墙梁和挑梁,48,10.3.1.1 过梁的种类与构造 过梁是砌体结构中门窗洞口上承受上部墙体自重和上层楼盖传来的荷载的梁。,10.3.1 过梁,10.3 过梁、墙梁和挑梁,49,常用的过梁有四种类型。 (1)砖砌平拱过梁(图10.6(a)) (2)砖砌弧拱过梁(图10.6(b)) (3)钢筋砖过梁(图10.6(c)) (4)钢筋混凝土过梁(图10.6(d)),10.3 过梁、墙梁和挑梁,50,图10.6 过梁的常用类型,10.3 过梁、墙
22、梁和挑梁,51,10.3.1.2 过梁的受力特点 砖砌过梁承受荷载后,上部受拉、下部受压,像受弯构件一样受力。随着荷载的增大,当跨中竖向截面的拉应力或支座斜截面的主拉应力超过砌体的抗拉强度时,将先后在跨中出现竖向裂缝,在靠近支座处出现阶梯形斜裂缝。对于钢筋砖过梁,过梁下部的拉力将由钢筋承担;对砖砌平拱,过梁下部拉力将由两端砌体提供的推力来平衡;钢筋混凝土过梁与钢筋砖过梁类似。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,52,试验表明,当过梁上的墙体达到一定高度后,过梁上的墙体形成内拱将产生卸载作用,使一部分荷载直接传递给支座,而不会全部作用在过梁上。 作用在过梁上的荷载有砌体自重和过梁计算高度内的梁板荷载。
23、 对于砖砌墙体,当过梁上的墙体高度hwln/3时,应按全部墙体的自重作为均布荷载考虑。当过梁上的墙体高度hwln/3时,应按高度ln/3的墙体自重作为均布荷载考虑。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,53,对于混凝土砌块砌体,当过梁上的墙体高度hwln/2时,应按全部墙体的自重作为均布荷载考虑。当过梁上的墙体高度hwln/2时,应按高度ln/2的墙体自重作为均布荷载考虑。 当梁、板下的墙体高度hwln时,应计算梁、板传来的荷载。当hwln时,则可不计梁、板的作用。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,54,10.3.1.3 钢筋混凝土过梁通用图集 现以钢筋混凝土过梁图集03G3221、2、3为例。 (1)构
24、件代号:用于烧结普通砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的过梁代号如图10.7(a)所示,用于烧结多孔砖的过梁构件代号如图10.7(b)所示。对于混凝土小型空心砌块的过梁构件代号,则只需将图10.7(b)所示的构件代号中代表砖型的P或M改为代表混凝土小型空心砌块的H,同时其代表墙厚的数字改为1、2,其分别代表190、290墙。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,55,(2)梁板荷载等级:设定为6级,分别为0kN/m、10kN/m、20kN/m、30kN/m、40kN/m、50kN/m,相应的荷载等级为0、1、2、3、4、5。 例如,GL4243代表240厚承重墙,洞口宽度为2400mm,梁板传到过梁上的荷载
25、设计值为30kN/m。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,56,图10.7 钢筋混凝土过梁构件代号,10.3 过梁、墙梁和挑梁,57,由钢筋混凝土托梁及其以上计算高度范围内的墙体共同工作,一起承受荷载的组合结构称为墙梁,如图10.8所示。 墙梁按支承情况分为简支墙梁、连续墙梁、框支墙梁;按承受荷载情况可分为承重墙梁和自承重墙梁。,10.3.2 墙梁,10.3 过梁、墙梁和挑梁,58,图10.8 墙梁,10.3 过梁、墙梁和挑梁,59,墙梁中承托砌体墙和楼盖(屋盖)的混凝土简支梁、连续梁和框架梁,称为托梁。 墙梁中考虑组合作用的计算高度范围内的砌体墙,称为墙体。 墙梁的计算高度范围内墙体顶面处的现浇混
26、凝土圈梁,称为顶梁。 墙梁支座处与墙体垂直相连的纵向落地墙,称为翼墙。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,60,10.3.2.1 墙梁的受力特点 当托梁及其上的砌体达到一定强度后,墙和梁共同工作形成墙梁组合结构。 试验表明,墙梁上部荷载主要是通过墙体的拱作用传向两边支座,托梁主要承受拉力,同时还要承受竖向力,两者形成一个带拉杆拱的受力结构,如图10.9。 这种受力状况从墙梁开始一直到破坏。当墙体上有洞口时,其内力传递如图10.10。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,61,图10.9 无洞墙梁的内力传递,10.3 过梁、墙梁和挑梁,62,图10.10 有洞墙梁的内力传递,10.3 过梁、墙梁和挑梁,63,
27、托梁是一个偏心受拉构件,影响其承载力的因素有很多。根据影响因素的不同,墙梁可能发生的破坏形态有正截面受弯破坏、墙体或托梁受剪破坏和支座上方墙体局部受压破坏三种,如图10.11所示。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,64,托梁纵向受力钢筋配置不足时,发生正截面受弯破坏;当托梁的箍筋配置不足时,可能发生托梁斜截面剪切破坏;当托梁的配筋较强,并且两端砌体局部受压,承载力得不到保证时,一般发生墙体剪切破坏。 墙梁除上述主要破坏形态外,还可能发生托梁端部混凝土局部受压破坏、有洞口墙梁洞口上部砌体剪切破坏等。因此,必须采取一定的构造措施,防止这些破坏形态的发生。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,65,图10.11
28、 墙梁的破坏形态 (a) 弯曲破坏;(b)、 (c)、 (d)剪切破坏;(e)局部受压破坏,10.3 过梁、墙梁和挑梁,66,10.3.2.2 墙梁的构造要求 墙梁除应符合砌体规范和混凝土规范有关构造外,尚应符合下列构造要求: (1)材料 托梁的混凝土强度等级不应低于C30;承重墙梁的块材强度等级不应低于MU10,计算高度范围内墙体的砂浆强度等级不应低于M10(Mb10)。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,67,(2)墙体 框支墙梁的上部砌体房屋以及设有承重的简支墙梁或连续墙梁的房屋,应满足刚性方案房屋的要求。计算高度范围内的墙体厚度,对砖砌体不应小于240mm,对混凝土小型砌块不应小于190mm
29、。墙梁洞口上方应设置混凝土过梁,其支承长度不应小于240mm,洞口范围内不应施加集中荷载。承重墙梁的支座处应设置落地翼墙。翼墙厚度,对砖砌体不应小于240mm,对混凝土砌块砌体不应小于190mm,翼墙宽度不应小于墙梁墙体厚度的3倍,并与墙梁墙体同时砌筑。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,68,当不能设置翼墙时,应设置落地且上、下贯通的构造柱。当墙梁墙体在靠近支座1/3跨度范围内开洞时,支座处应设置上、下贯通的构造柱,并与每层圈梁连接。墙梁计算高度范围内的墙体,每天砌筑高度不应超过1.5m;否则,应加设临时支撑。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,69,(3)托梁 有墙梁的房屋的托梁两边各一个开间及相邻开
30、间处应采用现浇混凝土楼盖,楼板厚度不宜小于120mm。当楼板厚度大于150mm时,宜采用双层双向钢筋网,楼板上应少开洞,洞口尺寸大于800mm时应设置洞边梁。 托梁每跨底部的纵向受力钢筋应通长设置,不得在跨中段弯起或截断。钢筋接长应采用机械连接或焊接。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,70,墙梁的托梁跨中截面纵向受力钢筋总配筋率不应小于0.6%。 托梁上部纵向钢筋面积不应小于跨中下部纵向钢筋面积的0.4。连续墙梁或多跨框支墙梁的托梁中支座上部附加纵向钢筋从支座边算起每边延伸不应小于l0/4。 承重墙梁的托梁在砌体墙、柱上的支承长度不应小于350mm。纵向受力钢筋伸入支座应符合受拉钢筋的锚固要求。,
31、10.3 过梁、墙梁和挑梁,71,当托梁高度hb450mm时,应沿梁高设置通长水平腰筋,直径不得小于12mm,间距不应大于200mm。 墙梁偏开通口的宽度及两侧各一个梁高hb范围内直至靠近洞口支座边的托梁箍筋直径不宜小于8mm,间距不应大于100mm,如图10.12所示。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,72,图10.12 偏开洞时托梁箍筋加密区,10.3 过梁、墙梁和挑梁,73,10.3.3.1 挑梁的受力特点 挑梁在悬挑端集中力F、墙体自重以及上部荷载作用下,共经历三个工作阶段:,10.3.3 挑梁,10.3 过梁、墙梁和挑梁,74,(1)弹性工作阶段 挑梁在未受外荷载之前,墙体自重及其上部荷
32、载在挑梁埋入墙体部分的上、下界面产生初始压应力(图10.13(a)),当挑梁端部施加外荷载F后,随着F的增加,将首先达到墙体通缝截面的抗拉强度而出现水平裂缝(图10.13(b),出现水平裂缝时的荷载为倾覆时的外荷载的2030,此为第一阶段。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,75,(2)带裂缝工作阶段 随着外荷载F的继续增加,最开始出现的水平裂缝将不断向内发展,同时挑梁埋入端下界面出现水平裂缝并向前发展。随着上下界面的水平裂缝的不断发展,挑梁埋入端上界面受压区和墙边下界面受压区也不断减小,从而在挑梁埋入端上角砌体处产生裂缝。随着外荷载的增加,此裂缝将沿砌体灰缝向后上方发展为阶梯形裂缝,此时的荷载约为
33、倾覆时外荷载的80。斜裂缝的出现预示着挑梁进入倾覆破坏阶段,在此过程中,也可能出现局部受压裂缝。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,76,(3)破坏阶段 挑梁可能发生的破坏形态有以下三种: 挑梁倾覆破坏(图10.14(a):挑梁倾覆力矩大于抗倾覆力矩,挑梁尾端墙体斜裂缝不断开展,挑梁绕倾覆点发生倾覆破坏; 梁下砌体局部受压破坏(图10.14(b):当挑梁埋入墙体较深、梁上墙体高度较大时,挑梁下靠近墙边小部分砌体由于压应力过大发生局部受压破坏; 挑梁自身弯曲破坏或剪切破坏。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,77,图10.13 挑梁的应力分布与裂缝,10.3 过梁、墙梁和挑梁,78,图10.14 挑梁的破坏
34、形态 (a)倾覆破坏;(b)挑梁下砌体局部受压或挑梁破坏,10.3 过梁、墙梁和挑梁,79,10.3.3.2 挑梁的构造要求 (1)纵向受力钢筋至少应有12的钢筋面积伸入梁尾端,且不少于2 12。其余钢筋伸入支座的长度不应小于 。 (2)挑梁埋入砌体的长度l与挑出长度l之比宜大于1.2;当挑梁上无砌体时,l1与l之比宜大于2。,10.3 过梁、墙梁和挑梁,80,10.4 砌体房屋的抗震措施,81,(1)墙体的破坏 在砌体房屋中,墙体是主要承受地震作用的构件。导致墙体破坏的原因是墙体的抗剪承载力不足,在地震作用下砖墙首先出现斜向交叉裂缝,如果墙体的高宽比接近1,则墙体出现X形交叉裂缝;如果墙体的
35、高宽比更小,则在墙体中间部位出现水平裂缝,如图10.15。,10.4.1 震害特点,10.4 砌体房屋的抗震措施,82,图10.15 不同宽高比墙体的破坏特征 (a)宽高比较大的墙;(b)宽高比较小的墙,10.4 砌体房屋的抗震措施,83,在房屋四角墙面上由于两个水平方向的地震作用,出现双向斜裂缝。随着地面运动的加剧,墙体破坏加重,直至丧失竖向荷载的承载能力,使楼盖(屋盖)塌落,如图10.16。,10.4 砌体房屋的抗震措施,84,图10.16 墙体的破坏,10.4 砌体房屋的抗震措施,85,(2)墙体转角处的破坏 由于墙角位于房屋尽端,房屋对它的约束作用减弱,使该处的抗震能力减弱,在地震时,
36、当房屋发生扭转时,墙角处的位移反应较其他地方大,同时,该处还是应力集中的部位,这都是造成墙角破坏的原因,见图10.17。,10.4 砌体房屋的抗震措施,86,图10.17 墙体转角处的破坏,10.4 砌体房屋的抗震措施,87,(3)楼梯间的破坏 由于楼梯间的墙体计算高度(除顶层外)一般较房屋其他部位墙体小,其刚度较大,因此该处分配的地震剪力大,易造成震害。,10.4 砌体房屋的抗震措施,88,(4)内外墙连接处的破坏 内外墙连接处是房屋的薄弱部位,特别是有些建筑内外墙分别砌筑,以直槎或马牙槎连接,这些部位在地震中极易被拉开,造成外墙、山墙外闪或倒塌等现象,见图10.18。,10.4 砌体房屋的
37、抗震措施,89,图10.18 内外墙连接处的破坏,10.4 砌体房屋的抗震措施,90,(5)楼盖预制板的破坏 由于预制板楼盖整体性差,当板的搭接长度不足或无可靠连接时,在强烈地震中极易塌落,并造成墙体倒塌,见图10.19。,10.4 砌体房屋的抗震措施,91,图10.19 楼盖预制板的破坏,10.4 砌体房屋的抗震措施,92,(6)突出屋面的屋顶间等附属结构的破坏 在房屋中,突出屋面的屋顶间(电梯机房、水箱间等)、烟囱、女儿墙等附属结构,由于地震“鞭梢效应”的影响,所以一般较下部主体结构破坏严重,几乎在6度区就有所破坏。特别是较高的女儿墙、出屋面的烟囱,在7度区普遍破坏,8、9度区几乎全部损坏
38、或倒塌。图10.20为突出屋面屋顶间的破坏情形。,10.4 砌体房屋的抗震措施,93,图10.20 突出屋面的屋顶间等附属结构的破坏,10.4 砌体房屋的抗震措施,94,1)房屋高度的限制 震害表明,在一般场地条件下,砌体房屋层数越多,高度越高,其震害和破坏率就越大,因此必须对砌体房屋的层数和总高度作出限制。 抗震规范规定:多层砌体房屋的总高度和层数一般情况下不应超过表10.3(祥见课本212页)的规定。,10.4.2 抗震设计的一般规定,10.4 砌体房屋的抗震措施,95,对医院、教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋,总高度应比表10.3的规定降低3m,层数相应少一层;各层横墙很少的多层砌体房屋
39、,层数相应减少一层;横墙较少的多层砖砌体住宅楼,当按规定采取加强措施并满足抗震承载力的要求时,其高度和层数应允许仍按表10.3的规定采用。 “横墙较少”是指同一楼层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的40以上。 多层砌体承重房屋的层高不应超过3.6m,底部框架-抗震墙房屋的底部和内框架房屋层高不应超过4.5m。,10.4 砌体房屋的抗震措施,96,2)房屋高宽比的限制 为了保证砌体房屋整体弯曲的承载力,房屋总高度与总宽度的最大比值,应符合表10.4的要求。,表10.4 房屋最大高宽比,注:单面走廊房屋的总宽度不包括走廊宽度; 建筑平面接近正方形时,其高宽比宜适当减小。,10.4 砌体房屋的抗
40、震措施,97,3)抗震横墙间距的限制 多层砌体房屋的横向水平地震作用主要由横墙承受,因此,对于横墙除了要满足抗震承载力的要求之外,还需要横墙间距保证楼盖传递水平地震作用所需要的刚度,因此必须对横墙间距作出限制。 抗震规范规定,多层砌体房屋的横墙间距不应超过表10.5的限制。,10.4 砌体房屋的抗震措施,98,表10.5 房屋抗震横墙最大间距(m),注:多层砌体房屋的顶层最大横墙间距应允许适当放宽,但应采取相应加强措施; 多孔砖抗震墙厚度为190mm时,最大横墙间距应比表中数值减少3m。,10.4 砌体房屋的抗震措施,99,4)房屋局部尺寸的限制 在强烈地震作用下,房屋首先从薄弱部位破坏,这些
41、薄弱部位一般是窗间墙、尽端墙、突出屋面的女儿墙等,因此应对这些部位的尺寸作出限制。 抗震规范规定,多层砌体房屋的局部尺寸限值宜符合表10.6的要求。,10.4 砌体房屋的抗震措施,100,表10.6 房屋局部尺寸限值(m),注:局部尺寸不足时应采取局部加强措施弥补,且最小宽度不宜小于1/4层高和表列数据的80%。 出入口处的女儿墙应有锚固。,10.4 砌体房屋的抗震措施,101,5)多层砌体房屋的结构体系 多层砌体房屋的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。 (2)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。,
42、10.4 砌体房屋的抗震措施,102,(3)房屋在下列情况之一时宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽度应根据烈度和房屋高度确定,可采用70100mm: 房屋立面高度差在6m以上; 房屋有错层,且楼板高差大于层高1/4; 各部分结构刚度、质量截然不同。,10.4 砌体房屋的抗震措施,103,(4)楼梯间不宜设在房屋的尽端和转角处。 (5)烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体;当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施;不宜采用无竖向配筋的竖向烟囱及突出屋面的烟囱。 (6)不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。,10.4 砌体房屋的抗震措施,104,10.4.3.1 多层黏土砖房 多层普通砖、多孔砖房应按以
43、下要求采取抗震的构造措施。 1)钢筋混凝土构造柱的设置 试验和震害表明,构造柱虽然对提高砌体的抗剪承载力有限,但是对墙体的约束和防止墙体开裂后砖的散落能起非常显著的作用,构造柱与圈梁一起将墙体分片包围,能限制开裂后砌体裂缝的延伸和砌体的错位,使砌体能够维持竖向承载力,避免墙体倒塌。,10.4.3 抗震构造措施,10.4 砌体房屋的抗震措施,105,(1)构造柱设置部位和要求(图10.21) 构造柱的设置部位一般情况应符合表10.7(祥见课本215页)的要求。 外廊式和单面走廊式的多层房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按照表10.7的要求设置构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。 教学楼、
44、医院等横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层后的层数,按表10.7的要求设置构造柱;当教学楼、医院等横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时,应按第款要求设置构造柱,但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时,应按增加二层后的层数对待。,10.4 砌体房屋的抗震措施,106,10.4 砌体房屋的抗震措施,107,(2)构造柱截面尺寸、配筋和连接 构造柱的最小截面可采用240mm180mm,纵向钢筋宜采用4 12,箍筋间距不宜大于250mm,且在柱上下端宜适当加密;6、7度时超过六层、8度时超过五层和9度时,构造柱纵向钢筋宜采用4 14,箍筋间距不应大于200mm;房屋四角的构造柱可适当加大截面
45、与配筋。 构造柱与墙体连接处应砌成马牙槎,并且应沿墙高每隔500mm设置2 6的拉结钢筋,每边伸入墙内不宜小于1m。,10.4 砌体房屋的抗震措施,108,构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应穿过圈梁,保证构造柱纵筋上下贯通。 构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面以下500mm,或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。 房屋高度和层数接近表10.3的限值时,横墙内的构造柱间距不宜大于层高的两倍,下部13楼层的构造柱间距适当减小。当外纵墙开间大于3.9m时,应另设加强措施,内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2m。,10.4 砌体房屋的抗震措施,109,2)钢筋混凝土圈梁的设置 钢筋混凝土圈梁是多层砖
46、房有效的抗震措施之一。圈梁可以增强房屋的整体性,限制墙体斜裂缝的开展和延伸,减轻地震时地基不均匀沉降对房屋的影响,提高楼盖的水平刚度。 多层普通砖、多孔砖房屋的现浇钢筋混凝土圈梁设置应符合下列要求:,10.4 砌体房屋的抗震措施,110,装配式钢筋混凝土楼盖、屋盖或木楼、屋盖的砖房,横墙承重时应按照表10.8的要求设置圈梁,纵墙承重时每层均应设置圈梁,且抗震横墙上的圈梁间距应比表内要求适当加密。,表10.8 砖房现浇混凝土圈梁设置要求,10.4 砌体房屋的抗震措施,111,现浇或装配式钢筋混凝土楼盖、屋盖与墙体有可靠连接的房屋,应允许不另设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋并与相应的构造柱钢筋可
47、靠连接。 圈梁应闭合,遇有洞口应上下搭接,圈梁宜与预制板设在同一标高处或紧靠板底,如图10.22所示。圈梁的截面高度不应小于120mm,配筋应符合表10.9的要求。当多层砌体房屋的地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀,且基础圈梁作为减少地基不均匀沉降影响的措施时,基础圈梁的高度不应小于180mm,配筋不小于4 12。,10.4 砌体房屋的抗震措施,112,图10.22 圈梁设置部位及形式 (a)缺口圈梁;(b)板边圈梁;(c)板底圈梁,10.4 砌体房屋的抗震措施,113,表10.9 砖房圈梁配筋要求,10.4 砌体房屋的抗震措施,114,3)多层砖房墙体间、楼(屋)盖与墙体之间的连
48、接 为了保证多层砖房的整体性,多层砖房墙体的连接以及墙体与楼盖之间的连接应符合下列要求: 墙体之间的连接 6、7度时大于7.2m的大房间及8度和9度时,外墙转角及内外墙交接处应沿墙高每隔500mm配置2 6通长拉结钢筋(图10.23)。,10.4 砌体房屋的抗震措施,115,图10.23 墙体的拉结 (a)内外墙转角处;(b)丁字墙处,10.4 砌体房屋的抗震措施,116,后砌的非承重隔墙应沿墙高每隔500mm配置26拉结钢筋与承重墙或柱拉结,每边伸入墙内不应少于500mm;8度和9度时,长度大于5m的后砌隔墙,墙顶还应与楼板或梁拉结,见图10.24。,10.4 砌体房屋的抗震措施,117,图
49、10.24 后砌非承重墙与承重墙的拉结,10.4 砌体房屋的抗震措施,118,楼盖与墙体之间的拉结 现浇钢筋混凝土楼板或屋面板伸进纵、横墙内的长度均不应小于120mm。 装配式钢筋混凝土楼板或屋面板,当圈梁未设在同一标高时,板端伸进外墙的长度不应小于120mm,伸进内墙的长度不应小于100mm,在梁上不应小于80mm。 当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结。,10.4 砌体房屋的抗震措施,119,楼盖、屋盖的钢筋混凝土梁或屋架应与墙、柱(包括构造柱)或圈梁可靠连接,不得采用独立砖柱。 坡屋顶房屋的屋架应与顶层圈梁可靠连接,檩条或屋面板应与墙及屋架可靠连接,房屋出入口的檐口瓦应与屋面构件锚固;采用硬山搁檩时,顶层内纵墙顶宜增砌支撑山墙的踏步式墙垛并设置构造柱。 门窗洞口处不应采用无筋砖过梁;过梁的支承长度,68度时不应小于240mm,9度时不应小于360mm。,10.4 砌体房屋的抗震措施,120,4) 楼梯间构造 为了加强楼梯间的整体性,楼
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