教案及讲义建筑结构抗震第十一讲河北联合大学建筑工程学院
教案及讲义 建筑结构抗震 第十一讲 河北联合大学建筑工程学院
教案11课程名称《建筑结构抗震》授课专业土木工程授课内容第四章多层砌体结构抗震设计4.1砌体结构震害特点4.2多层砌体结构选型与布置知识了解多层砌体房屋的震害特点；1、教目标2、熟悉多层砌体房屋高度、层数、高宽比、局部尺寸的限值；学能力培养学生进行砌体结构抗震计算和抗震构造措施等方面的设计能力目目标标德育不断追求崇高的理想与境界，目标密切理论联系实际，提出多种解决问题的思路重点多层砌体房屋高度、层数、高宽比、局部尺寸的限值教材难点理解多层砌体房屋高度、层数、高宽比、局部尺寸的限值分析关键抗震设计规范教学设备多媒体、自制教学课件教教法图片展示，结合房屋平面、立面布置，以感观启发，分层次教学学方学法紧扣规范→强调规则→总结→思考法教学环节教学内容时间教师调控学生活动组织教学点名2'师生问好5'导入新课1、复习上节课的内容；教师提问，学生思考，1、用多媒体（地震图片）展示砌体房屋的震害特点：教师边讲边启发边归纳边新授2、结合实例讲述多层砌体房屋的结构选型强调。提出问题，让学生回75"与布置：答，之后给出正确答案。3、讲述抗震设计的一般规定：10'课堂练习给出思考题、判断题分别让学生回答。归纳多层砌体房屋的震害特点，强调多层5'课后小结学生总结→教师归纳砌体房屋总高度的限值思考1、2、3、4，作业做到作业本上3'作业通过调动了学生学习的积极性，掌握了相关的基本知识，教研室主任签字课堂评价做到结合规范教学，达到了教学目标要求，教学效果较好
教案 11 课程名称 《建筑结构抗震》 授课专业 土木工程 授课内容 第四章 多层砌体结构抗震设计 4.1砌体结构震害特点4.2多层砌体结构选型与 布置 教 学 目 标 知识 目标 1、了解多层砌体房屋的震害特点； 2、熟悉多层砌体房屋高度、层数、高宽比、局部尺寸的限值； 能力 目标 培养学生进行砌体结构抗震计算和抗震构造措施等方面的设计能力 德育 目标 不断追求崇高的理想与境界， 密切理论联系实际，提出多种解决问题的思路 教 材 分 析 重点 多层砌体房屋高度、层数、高宽比、局部尺寸的限值 难点 理解多层砌体房屋高度、层数、高宽比、局部尺寸的限值 关键 抗震设计规范 教学设备 多媒体、自制教学课件 教 学 方 法 教法 图片展示，结合房屋平面、立面布置，以感观启发，分层次教学 学法 紧扣规范→强调规则→总结→思考 教学环节 教学内容 教师调控学生活动 时间 组织教学 点名 师生问好 2` 导入新课 1、复习上节课的内容； 教师提问，学生思考， 5’ 新授 1、用多媒体（地震图片）展示砌体房屋的 震害特点； 2、结合实例讲述多层砌体房屋的结构选型 与布置； 3、讲述抗震设计的一般规定； 教师边讲边启发边归纳边 强调。提出问题，让学生回 答，之后给出正确答案。 75’ 课堂练习 给出思考题、判断题 分别让学生回答。 10’ 课后小结 归纳多层砌体房屋的震害特点，强调多层 砌体房屋总高度的限值 学生总结→教师归纳 5’ 作业 思考 1、2、3、4， 作业做到作业本上 3’ 课堂评价 通过调动了学生学习的积极性，掌握了相关的基本知识， 做到结合规范教学，达到了教学目标要求，教学效果较好。 教研室主任签字
讲义114多层砌体结构的抗震设计4.1砌体结构震害特点4.1.1宏观灾害统计对历次大地震的灾害调查结果的统计分析表明：6度区主体结构基本完好，女儿墙、小烟窗严重破坏。7度区主体结构轻微损坏，小部分中等损坏。8度区多数出现震害，近半数达到中等破坏。9度区房屋普遍遭到破坏，多数达到严重破坏。10度区少数严重破坏，大多数倒塌。事实说明：多数砖房的抗破坏能力较低，但仍具有较高的抗倒塌能力。仅在10度11度才有大量砖房倒塌。经过抗震设计并且施工质量得到保证的砌体结构，其平均震害程度可比未经抗震设计的砌体结构的震害减轻1~2个等级。通过抗震设计，可以保证砌体结构在8度区内不出现中等以上破坏，在10度区内不出现倒塌。4.1.2震害现象震害的发生是由外部条件和内在因素两方面原因促成的。外部条件主要是指地震动。其中：与水平地震作用走向一致的墙体，会出现斜裂缝，多次往复受力作用后多形成交叉裂缝：与水平地震作用走向垂直的墙体（纵墙）会因平面的弯曲破坏造成大面积墙体甩落：受地震垂直力的作用，墙体会出现水平裂缝；受地震扭转力的作用，房屋的端部（尤其是墙角处）易产生严重的震害。内在因素主要是指结构特征。在受力复杂、约束减弱、附属结构等部位常常易于发生较为严重的震害。纵横墙连接处，地震时易于出现竖向裂缝、拉脱，甚至造成纵墙整片倒塌；楼梯间墙体，由于在高度方向缺乏有力支撑，约束作用减弱，空间刚度小，易于破坏；预制钢筋混凝土楼屋盖，楼板端部往往会在地震种受拉裂开，甚至出现倒塌；附属物如女儿墙、出屋面烟肉、垃圾道、屋顶小间，鞭梢效应的影响，地震中常常破坏。4.1.3震害规律砌体房屋的震害，大体存在以下规律①刚性楼盖房屋，上层破坏轻，下层破坏重，柔性楼盖则恰好相反；②②横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋；??！坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的房屋震害：④④外廊式房屋往往地震破坏较重，??预制楼板结构比现浇楼板结构破环重??房屋两端、转角、楼梯间及附属结构的震害较重4.2多层砌体结构选型与布置
讲义 11 4 多层砌体结构的抗震设计 4.1 砌体结构震害特点 4.1.1 宏观灾害统计 对历次大地震的灾害调查结果的统计分析表明: 6 度区 主体结构基本完好, 女儿墙、小烟囱严重破坏。 7 度区 主体结构轻微损坏，小部分中等损坏。 8 度区 多数出现震害，近半数达到中等破坏。 9 度区 房屋普遍遭到破坏，多数达到严重破坏。 10 度区 少数严重破坏，大多数倒塌。 事实说明： 多数砖房的抗破坏能力较低，但仍具有较高的抗倒塌能力。仅在 10 度 11 度才有大量砖房倒 塌。 经过抗震设计并且施工质量得到保证的砌体结构，其平均震害程度可比未经抗震设计的 砌体结构的震害减轻 1~2 个等级。 通过抗震设计，可以保证砌体结构在 8 度区内不出现中等以上破坏，在 10 度区内不出 现倒塌。 4.1.2 震害现象 震害的发生是由外部条件和内在因素两方面原因促成的。 外部条件主要是指地震动。其中： 与水平地震作用走向一致的墙体,会出现斜裂缝,多次往复受力作用后多形成交叉裂缝； 与水平地震作用走向垂直的墙体(纵墙)会因平面的弯曲破坏造成大面积墙体甩落； 受地震垂直力的作用,墙体会出现水平裂缝； 受地震扭转力的作用,房屋的端部(尤其是墙角处)易产生严重的震害。 内在因素主要是指结构特征。在受力复杂、约束减弱、附属结构等部位常常易于发生较为严 重的震害。 纵横墙连接处，地震时易于出现竖向裂缝、拉脱,甚至造成纵墙整片倒塌； 楼梯间墙体，由于在高度方向缺乏有力支撑，约束作用减弱，空间刚度小，易于破坏； 预制钢筋混凝土楼屋盖，楼板端部往往会在地震种受拉裂开，甚至出现倒塌； 附属物如女儿墙、出屋面烟囱、垃圾道、屋顶小间，鞭梢效应的影响，地震中常常破坏。 4.1.3 震害规律 砌体房屋的震害，大体存在以下规律: ① ① 刚性楼盖房屋,上层破坏轻,下层破坏重,柔性楼盖则恰好相反; ② ② 横墙承重房屋的震害轻于纵墙承重房屋; ③ ③ 坚实地基上的房屋震害轻于软弱地基和非均匀地基上的房屋震害; ④ ④ 外廊式房屋往往地震破坏较重; ⑤ ⑤ 预制楼板结构比现浇楼板结构破坏重; ⑥ ⑥ 房屋两端、转角、楼梯间及附属结构的震害较重. 4.2 多层砌体结构选型与布置
4.2.1结构布置基本要求：规则、均匀、对称，避免质量和刚度发生突变，避免楼层错层砌体房屋对结构布置的基本要求是：1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：3.对8度、9度区且有下列情况之一时宜设防震缝(1)立面高差在6m以上(2)房屋有错层，且楼板高差较大(3)结构的刚度、质量截然不同4.楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角5.烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体4.2.2房屋的总高度和层数为什么限制？砌体房屋的震害与其总高度和层数有密切关系，随层数增加，震害随之加重，特别是房屋的倒率与房屋的层数成正比率增加：对砌体房屋的总高度及层数要予以限制，这也是种最经济的抗震措施。《抗震规范》对砌体房屋的限值如表4.1（P98）所示对医院、教学楼等横墙较少的房屋，总高度应比表4.1规定的相应降低3m，层数相应减少一层；各层横墙很少的房屋，应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数房屋的层数和总高度限值（m）表4.1烈度最小79房屋类别68墙厚高度层数高度层数高度层数高度层数粘土砖248217186122404771224021211864多层多孔砖砌体75多孔砖2118615190一-小砌块1902172171864.2.3房屋的高宽比《抗震规范》通过限制房屋高宽比的规定来确保砌体房屋不发生整体弯曲破坏，而在抗震强度验算时只验算墙片的抗剪强度，不再进行整体弯曲强度验算。表4.2（P98）为《抗震规范》对房屋高宽比的限值。其中，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。表4.2房屋最大高宽比79烈度682.01.5最大高宽比2.52.54.2.4抗震横墙的间距表4.3房屋抗震横墙最大间距（m）烈度房屋类别
4.2.1 结构布置 基本要求：规则、均匀、对称，避免质量和刚度发生突变，避免楼层错层 砌体房屋对结构布置的基本要求是： 1.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； 3.对 8 度、9 度区且有下列情况之一时宜设防震缝 ⑴立面高差在 6m 以上 ⑵房屋有错层，且楼板高差较大 ⑶结构的刚度、质量截然不同 4. 楼梯间不宜设置在房屋的尽端和转角 5. 烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体 4.2.2 房屋的总高度和层数 为什么限制？ 砌体房屋的震害与其总高度和层数有密切关系，随层数增加，震害随之加重，特别是房 屋的倒塌率与房屋的层数成正比率增加；对砌体房屋的总高度及层数要予以限制，这也是一 种最经济的抗震措施。 《抗震规范》对砌体房屋的限值如表 4.1（P98）所示 对医院、教学楼等横墙较少的房屋，总高度应比表 4.1 规定的相应降低 3m，层数相应 减少一层；各层横墙很少的房屋，应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数 房屋的层数和总高度限值（m） 表 4.1 房屋类别 最小 墙厚 烈度 6 7 8 9 高度 层数 高度 层数 高度 层数 高度 层数 多层 砌体 粘土砖 240 24 8 21 7 18 6 12 4 多孔砖 240 21 7 21 7 18 6 12 4 多孔砖 190 21 7 18 6 15 5 — — 小砌块 190 21 7 21 7 18 6 — — 4.2.3 房屋的高宽比 《抗震规范》通过限制房屋高宽比的规定来确保砌体房屋不发生整体弯曲破坏，而在抗震强 度验算时只验算墙片的抗剪强度，不再进行整体弯曲强度验算。 表 4.2（P98）为《抗震规范》对房屋高宽比的限值。其中，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。 表 4.2 房屋最大高宽比 烈 度 6 7 8 9 最大高宽比 2.5 2.5 2.0 1.5 4.2.4 抗震横墙的间距 表 4.3 房屋抗震横墙最大间距（m） 房 屋 类 别 烈 度
6789多现浇或装配整体式钢筋混11181815层凝土楼、屋盖砌1515117装配式钢筋混凝土楼、屋盖体7木楼、屋盖11114底部框架-抗震一上部各层同多层砌体房屋墙4.2.5房屋的局部尺寸部位6度7度8度9度1.01.01.21.5承重窗间墙最小宽度1.21.01.01.5承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.01.01.01.0非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.51.01.02.0内墙阳角至门窗洞边的最小距离0.50.50.50无锚固女儿墙（非出入口处）的最大高度
6 7 8 9 多 层 砌 体 现浇或装配整体式钢筋混 凝土楼、屋盖 18 18 15 11 装配式钢筋混凝土楼、屋盖 15 15 11 7 木楼、屋盖 11 11 7 4 底部框架-抗震 墙 上部各层 同多层砌体房屋 － 4.2.5 房屋的局部尺寸 部 位 6 度 7 度 8 度 9 度 承重窗间墙最小宽度 1.0 1.0 1.2 1.5 承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 1.0 1.0 1.2 1.5 非承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离 1.0 1.0 1.0 1.0 内墙阳角至门窗洞边的最小距离 1.0 1.0 1.5 2.0 无锚固女儿墙(非出入口处)的最大高度 0.5 0.5 0.5 0