1、多层砌体的抗震设计摘要：砌体是一种脆性材料，其抗拉、抗剪、抗弯强度均较低，地震作用下极易出现裂缝，而其刚度大、自重大，地震作用也大，因而砌体房屋的抗震性能相对也较差。国内外历次强烈地震的宏观调查资料说明，砌体结构的破坏率较高。本文以多层砌体结构为研究对象，计算八度抗震设防区域的宿舍楼项目，对多层砌体抗震设计过程中的几个主要步骤进行了简要例举与说明。 关键词：多层砌体结构抗震设计抗震计算分析 中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号： 对比相关资料中多层砌体结构的震害经验，可以得出：要想提高砌体结构抵御地震破坏的能力，必须从以下几个环节做好结构抗震设计的工作：一、建筑平面及结构布置；二、
2、结构方案与结构布置；三、房屋抗震计算；四、房屋抗震构造措施。本文现以某单位一宿舍楼实际情况为例，从砌体结构抗震计算这方面入手，做一下分解说明。 一、项目基本情况分析 本项目建筑概况：新建宿舍楼主体（四层）采用砖混结构，砌体材料为 MU10 多孔砖，M10 砂浆。楼盖为钢筋混凝土现浇梁板体系。工程抗震设防烈度为八度，设计基本地震加速度为 0.2g，设计地震第二组，特征周期值为 0.40S（按 II 类场地土考虑） 。 宿舍楼的使用功能决定了建筑平面的布置比较规则、对称，且墙体上下连续，开洞均匀，房间的平面尺寸方便了结构布置上采用纵横墙共同承重的结构体系。对多层砌体房屋抗震计算，在地震作用下的变形
3、形式以层间剪切变形为主，一般只需验算房屋在横向和纵向水平地震力作用下，横墙和纵墙在其自身平面内的剪切强度。 二、结构的抗震计算 （一）确定计算简图。 在确定计算简图时应注意几点：1、以防震缝所划分的结构单元作为计算单元；2、计算单元中，各楼层的重量集中到楼、屋盖标高处；3、各楼层重力荷载代表值应包括：楼、屋盖自重标准值、各可变荷载组合值之和及上下各半层的墙体、构造柱重量之和；计算简图中底部固定端的确定：基础埋置较浅时取至基础顶面；基础埋置较深时取至室外地坪下 0.5m 处；整体刚度很大的全地下室取至地下室顶板顶部；整体刚度较小或半地下室时取至地下室室内地坪处。本工程无地下室，取至室外地坪以下
4、0.5m 处。如下图示： 多层砌体房屋计算简图 （二）分配地震剪力。 1、楼层剪力的计算 本工程同大多数多层砌体结构房屋，质量与高度沿高度分布比较均匀，以剪切变形为主，按底部剪力法计算地震作用。在此，取结构底部地震剪力为： FEK=maxGeq 考虑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 n=0。这样，任一质点 i 的水平地震作用标准值 Fi 为： 作用于第 i 层的楼层地震剪力标准值 Vi 为 i 层以上的地震作用标准值之和，即： 2、墙体侧向刚度 墙体在水平力作用下只考虑剪切变形时，剪切变形值表示为： 其侧向刚度值则表示为： 3、楼层地震剪力在各墙
5、体间的分配 楼层地震剪力 Vi 由各层与 Vi 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，而不考虑纵墙的作用；纵向地震作用全部由纵墙承担，同样不考虑横墙的作用。Vi 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。 本工程为刚性楼盖，横向楼层地震剪力的分配：设第 i 层有 m 道横墙，其中第 j 道横墙承受的地震剪力为 Vij，则有： Vi= Vij= (即为第 j 道横墙的侧向刚度与第 i 层楼层层间位移的乘积) 其中： 则得到： 即刚性楼盖砌体房屋的横向楼层地震剪力可按各抗震横墙的侧向刚度比例分配于各墙体。 对于纵向楼层地震剪力的分配：因为房屋纵向尺寸一般
6、比横向大得多，而且纵墙的间距也较小，无论是刚性楼盖还是柔性楼盖，房屋纵向的刚度都比较大。所以纵向地震剪力分配时均可刚性楼盖考虑，即按各纵墙侧向刚度比例进行分配。 对于同一道墙体，门窗洞口之间各墙肢所承担的地震剪力可按各墙肢的侧向刚度比例再进行分配：设第 j 道墙体共划分出 s 段墙肢，则第r 段墙肢分配的地震剪力为： 其中墙肢的侧向刚度计算要根据墙肢的高宽比 h/b 的不同而区别对待： 当 h/b1 时，墙体变形以剪切变形为主，墙肢刚度可按相应的公式计算； 当 1h/b4 时，弯曲变形和剪切变形在总变形中均占相当比例，墙肢刚度需同时考虑两种情况； 当 h/b4 时，墙体变形以弯曲变形为主，可取
7、墙肢刚度 Kjr=0. （三）对不利墙段进行抗震承载力验算 不利墙段一般是指承受地震作用面积较大或竖向应力较小的墙段。这里主要验算墙体的抗剪强度。实践中，强度公式是半经验半理论公式，抗震强度设计值表示为砌体强度的正应力影响系数与非抗震设计的砌体抗剪强度设计值的乘积： 对于非配筋砌体抗震承载力，砌体地震剪力设计值 V（为地震剪力标准值的 1.3 倍）应该满足：（A：墙体横截面积；:承载力抗震调整系数，一般承重墙体取 1.0；两端均有构造柱约束的承重墙体取 0.9；自承重墙体取 0.75.）即完成抗震验算。 四、结束语 抗震设计在提高多层砌体结构抗震性能中所发挥的重要作用是显而易见的，只要经过认真的抗震设计，并通过合理的抗震设防、得当的构造措施、良好的施工质量保证，可在很大程度上提高砌体结构房屋的抗震能力。 参考文献： 1、建筑抗震设计规范（GB50011-2010） 2、砌体结构设计规范（GB50003-2011）
