抗震设计-第三节(7-).doc

731第三节 计算要点（底层框架部分）7-3-1水平地震作用7-3-1-1计算简图l 计算简图：见图731整个结构同一楼层的重力荷载代表值集中为一个质点。质点的重力荷载表值按（式7.3.1和7.3.2）计算。l 集中到屋盖处的重力荷载代表值，按（式731）计算l 集中到第楼盖处的重力荷载代表值，按（式732）计算l 底层半高以上的结构总重力荷载代表值，按（733）计算7-3-1-2水平地震作用计算规范规定，底部框架房屋水平地震作用计算可采用底部剪力法，并取结构总水平地震作用标准值及第 楼盖处水平地震作用标准值分别按（式7.3.5）和（式7.3.6）计算7-3-2楼层地震剪力 在求得各楼层的水平地震作用后，可计算各层水平地震剪力。第楼层的横向（或纵向）水平地震剪力（图731）等于第层以上各层水平地震作用之和，按（式737）计算。（式731）（式732）式中 分别为屋盖自重，第层楼盖自重，第层楼层墙重，第层楼层墙重，雪载，楼面活荷载（式733）(式734) ，（式735）（a）结构简图 （b）计算简图 图731式中水平地震影响系数最大值，按表731采用； 结构等效总重力荷载，取总重力荷载代表值的85%；质点的水平地震作用标准值；、分别为集中于质点、的重力；、分别为质点、的计算高度。 （式736） (2) （式737 ） 表731 多遇烈度水平地震影响系数最大值抗震设防烈度7度8度9度1区2区1区2区设计基本地震加速度值01g0.15g0.2g0.3g0.4g0.080.12g0.160.240.32g733第三节 计算要点（底层框架部分）7-3-3.底层地震剪力7-3-3-1底部框架-抗震墙房屋的地震作用效应，应按下列规定调整：l 对底层框架-抗震墙房屋，底层的纵向和横向地震剪力设计值均应乘以增大系数，其值应允许根据第二层与底层侧向刚度比值的大小在1.21.5范围内选用。l 对底部两层框架-抗震墙房屋，底层和第二层的纵向和横向地震剪力设计值亦均应乘以增大系数，其值应允许根据侧向刚度比在1.21.5范围内选用。l 底层或底部两层的纵向和横向地震剪力设计值应全部由该方向的抗震墙承担，并按各抗震墙侧向刚度比例分配。 底部框架房屋的底层或底部二层的地震剪力按（式738）计算。7-3-3-2底部框架-抗震墙房屋中，底部框架的地震作用效应宜采用下列方法确定：l 底部框架柱的地震剪力和轴向力，宜按下列规定调整：1）框架柱承担的地震剪力设计值，可按各抗侧力构件有效侧向刚度比例分配确定；有效侧向刚度的取值，框架不折减，混凝土墙可乘以折减系数0.30，砖墙可乘以折减系数0.20。2）框架柱的轴力应计入地震倾覆力矩引起的附加轴力，上部砖房可视为刚体，底部各轴线承受的地震倾覆力矩，可近似按底部抗震墙和框架的侧向刚度的比例分配确定。l 底部框架-抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁计算地震组合内力时，应采用合适的计算简图。若考虑上部墙体与托墙梁的组合作用，应计入地震时墙体开裂对组合作用的不利影响，可调整有关的弯矩系数、轴力系数等计算参数。（=1或2） （式738） （=1或2） （式739）规范规定，当1.2时,取=1.2；当1.5时，取 式中二层与底层的刚度比值，按第7.3.4节有关内容计算。734第三节 计算要点（底层框架部分）7-3-4楼层刚度比与构件侧移刚度7-3-4-1楼层刚度比为防止房屋底层或底部两层因过于柔软、出现弹塑性变形集中而发生严重破坏，规范规定：l 底层框墙房屋，二层与底层沿房屋横向或纵向的层间侧移刚度比，6、7度时不应大于2.5，8度时不应大于2.0且均不应小于1.0;l 底部两层框墙房屋的纵、横两个方向，底层与第二层的层间侧移刚度应接近， l 第三层与第二层之间侧移刚度的比值2，6、7度不应大于2.0,8度时不应大于1.5，且均不应小于1.0。7-3-4-2构件的侧移刚度l 框架侧移刚度按（式7.3.11）计算，见图7.3.2l 钢筋混凝土墙的刚度（1）无洞抗震墙的侧移刚度按（式7.3.13）确定，见图7.3.3 i= 式7.3.10 式中 、+1底部框-墙结构房屋第层、第+1层（转换层）的层间侧移刚度，对于底层框-墙房屋，=1，对于底部两层框-墙房屋，=2； 转换层的纵向或横向承重砌体墙的层间侧移刚度，对底层或底部两层框-墙结构房屋，分别为第2屋或第3层； Kf、Kw、Kbw第层一榀框架、一片钢筋混凝土抗震墙和一片砖抗震墙的刚度，按7-3-4-2有关公式计算。框架的侧移刚度为（式7.3.11） 一根柱子的侧移刚度为式（式7.3.12） 式中 Ec混凝土的弹性模量；Ic柱的截面惯性矩；柱的计算高度。（a）柔度；（b）刚度图7.3.2 单层框架的柔度和刚度 （式7.3.13）图7.3.3 抗震墙的侧移刚度734第三节 计算要点（底层框架部分）（2）有洞抗震墙见图7.3.4 当洞口“周长”与抗震墙“周长”的比值不大于0.4，即时，有洞抗震墙的侧移刚度可近似地采取无洞抗震墙刚度乘以开洞折减系数得之，即按：（式7.3.14）确定l 墙柱并联体侧移刚度在同一轴线内，既有墙又有柱，形成墙s柱并联体。并联体的刚度可近似地取单独框架（或所有单柱）的刚度与抗震墙刚度之和见图7.3.5和图7.3.6，即按（式7.3.15）确定l 砖抗震墙的侧移刚度有嵌砌砖墙的框架，在大变形状态下的弹性刚度，可以粗略地取等于框架的弹性侧移刚度和砖墙的弹性侧移刚度之和（图7.3.5）。框架的刚度按式（7.3.17）计算。（1）无洞砖墙的弹性侧移刚度确定框架内嵌砌砖墙在水平力作用下的侧移刚度时，不考虑砖墙的弯曲变形，仅计算其剪切变形s（图7.3.7）。砖墙的柔度按（式7.3.16）确定无洞墙的弹性侧移刚度按（式7.3.17 ）确定（式7.3.14） 式中 b、d分别为洞口的高度和宽度（图7.3.4）； h、分别为抗震墙的高度和宽度。 （式7.3.15） 图7.3.4 有洞墙的侧移刚度（式7.3.16）(式7.3.17) 图7.3.5 并联体的侧面移刚度式中 砖墙的高度，等于框架梁底至基础面高度； 砖墙的长度，等于框架柱内侧面之间的距离； Aw砖墙水平截面面积，Aw=；砖墙的厚度；剪应变不均匀系数，取=1.2；Gw砖砌体的剪变模量，按砌体结构设计规范的规定，Gw=0.4Ew；Ew砖砌体的弹性模量。图7.3.6 填充墙框架的侧移刚度 734第三节 计算要点（底层框架部分）（2）小洞砖墙的弹性刚度 对于洞口“周长”与砖墙“周长”的比值不大于0.4 的小洞（图7.3.8）即时，有洞抗震墙的刚度按（式7.3.18）确定（3）大洞砖墙的弹性侧移刚度横向砖抗震墙有时需要开设门洞，兼作抗震墙用的纵向砖墙，往往开有较大的窗洞。一个开间（或柱间）内或有一个窗洞，或有一个门洞，或两个窗洞，或一门一窗，当墙面上的开洞率大于0.16时，或0.4时（图7.3.9），砖墙的刚度按公式7.3.197.3.22计算。墙面开有大洞后，墙肢剪弯变形引起的侧移值将显著增大。（4）整个墙面按洞口高度划分为几条水平砖带，分别计算出各条水平砖带在墙顶单位水平集中力作用下的侧移，然后求得整片砖墙的侧移，即整片砖墙的柔度。它的倒数就是整片砖墙的刚度。整片墙的刚度按（式7.3.23）确定如墙肢较宽，不计墙肢的弯曲变形而仅计算墙肢的剪切变形时，按（式7.3.24）确定（式7.3.18） 图 7.3.7 砖抗震墙的剪切变形 图 7.3.8 小洞砖墙 (式7.3.19)(式7.3.20)(式7.3.21) (式7.3.22)(式7.3.23)(式7.3.24) 图7.3.9 大洞砖墙的侧移734,5第三节 计算要点（底层框架部分）7-3-5地震剪力的分配7-3-5-1上部楼层水平地震剪力的分配底部框架以上楼层是砖墙承重结构。在求得作用于整个房屋的楼层地震剪力后，根据房屋的楼盖类型、砖墙开间位置，按照第六章多层砖房规定，选取适当的方法，将水平地震剪力分配到各墙肢，进行截面抗震承载力验算。7-3-5-2底部水平地震剪力的分配l 抗震墙地震剪力一片钢筋混凝土抗震墙承担的横向（或纵向）水平地震剪力按（式 7.3.25）确定l 一片砖抗震墙承担的横向（或纵向）水平地震剪力按（式7.3.26）确定l 框架地震剪力一根钢筋混凝土柱承担的横向（或纵向）地震剪力按（式7.3.27）确定（式7.3.25）(式7.3.26) 式中 V房屋底层或底部二层的横向（或纵向）总地震剪力，=1或2；Kw一片钢筋混凝土抗震墙的弹性刚度，见（式7.3.12,14）；Kbw一片砖抗震墙的弹性刚度，见（式7.3.17,18,23）。(式7.3.27) 式中 、Kw、Kbw同（式7.3.26） Kc一根钢筋混凝土框架柱的弹性刚度，736第三节 计算要点（底层框架部分）7-3-6构件截面验算 底层框架-抗震墙房屋中嵌砌于框架之间的普通砖抗震墙，当符合本章第7.5.6条的构造要求时，其抗震验算应符合下列规定：l 底层框架柱的轴向力和剪力，应计入砖抗震墙引起的附加轴向力和附加剪力，其值可按（式7.3.28）和（式7.3.29）确定：l 嵌砌于框架之间的普通砖抗震墙及两端框架柱，其抗震受剪承载力应按（式7.3.30）验算：Nf=VwHf / （式7.3.28）Vf=Vw （7.3.29）式中 Vw墙体承担的剪力设计值，柱两侧有墙时可取二者的较大值； Nf框架柱的附加轴压力设计值； Vf框架柱的附加剪力设计值； Hf 、分别分框架的层高和跨度。 V（式7.3.30） 式中 V嵌砌普通砖抗震墙及两端框架柱剪力设计值；AWO砖墙水平截面的计算面积，无洞口时取实际截面的1.25倍，有洞口时取截面净面积，但不计入宽度小于洞口高度1 /4的墙肢截面面积；、分别为底层框架柱上下端的正截面受弯承载力设计值，可按现行国家标准 混凝土结构设计规范GB50010非抗震设计的有关公式取等号计算； Ho底层框架柱的计算高度，两侧均有砖墙时取柱净高的2/3，其余情况取柱净高； 底层框架柱承载力抗震调整系数，可采用0.8； 嵌砌普通砖抗震墙承载力抗震调整系数，可采用0.9。741,2第四节 计算要点（多层内框架部分）7-4-1水平地震作用l 规范规定，多层内框架砖房总水用平地震作用按底部剪力法确定，并取=max，l 结构总水平地震作用标准值按（式7.4.1）确定l 楼层地震作用多层内框架砖房楼层水平地震作用，规范规定，顶部附加地震作用系数，即顶部附加水平地震作用；其余80%地震作用假定按倒三角形分布沿房屋横向或纵向作用于第楼层的地震作用按（式7.4.2.3）计算：7-4-2楼层地震剪力 第楼层的横向（或纵向）水平地震剪力（图7.4.2）等于第层以上各层水平地震作用之和，按（式7.4.4）确定 （式7.4.1） （式7.4.2）（） （式7.4.3）式中 顶层的水平地震作用； 图7.4.1 结构计算简图 G、G、G分别集中于质点,的计算高度。H、H、H分别集中于质点,的计算高度。V（式7.4.4）式中符号含义及取值与规范表达式相同。集中到屋盖处和楼盖处的重力荷载代表值的计算公式，与本篇第四节相关内容相同 图7.4.2 楼层地震剪力743,4,5第四节 计算要点（多层内框架部分）7-4-3内框架柱地震剪力设计值，多层多排柱内框架房屋各柱的地震剪力设计值，宜按（式7.4.5）确定：7-4-4楼层地震剪力的分配 内框架砖房在地震作用下，当砖墙尚未出现裂缝而处于弹性变形阶段以内时，砖墙平面内的侧移刚度远大于内框架的侧移刚度。因此，可假定楼层纵、横向水平地震剪力，全部由该方向的砖墙承担。 各层水平地震剪力在平行于地震方向的各片砖墙和墙肢之间的分配，根据楼盖刚度及各墙肢宽度的差异程度，按第六章多层砖房分配原则选取适当的方法。7-4-5外墙砖柱的抗震验算 内框架砖房外墙偏心受压砖柱的抗震验算，砌体规范和抗震规范规定：（一）无筋砖柱由地震作用标准值和重力荷载代表值所产生的总偏心距，不宜超过0.6倍截面形心到竖向力所在方向截面边缘的