纵横墙承重砌体结构抗震设计实例

1、纵横墙承重砌体结构抗震设计实例【例题】某四层砖混教学楼结构，屋顶女儿墙高0.9 m,局部楼梯间突出屋面， 采用纵横墙混合承重体系。除底层内廊端部设1500 mmX2400 mm门洞、楼层内 廊端部位设1500 mmX 1800 mm的窗洞外，各层建筑布置基本相同，即大开间部 分为教室，其余为办公室、卫生间等；外侧窗洞口 1800 mmX 1800 mm，内侧门 洞1000 mmX2400 mm（1-2轴线及7-8轴线之间门洞1200 mmX2400 mm）,7轴线 门洞900 mmX2100 mm。砖的强度等级为MU10，砂浆的强度等级为M5，砌体部 分容重取22 kN/m3 （考虑面层粉刷）

2、，墙厚为240 mm；楼盖屋盖均采用现浇混凝 土板，构造柱截面240 mm X 240 mm，圈梁截面240 mmX200 mm，混凝土等级为 C25。荷载取值：楼面恒荷载5.0 kN/皿，屋面恒荷载6.5 kN/皿，活荷载取 2.0 kN/皿，屋面活荷载取0.5 kN/皿。抗震设防烈度为7度（设计基本地震加 速度0.10 g），设计地震分组为第三组，场地为III类。图1、图2分别为底层建 筑平面图，剖面图及屋顶平面图，基础顶面标高-0.80 m。图1底层建筑平面图I2K(NTL灿& rjrxj| Z 4i廿I2K(NTL灿& rjrxj| Z 4i廿 h 机珥IT剖面时屋妍舟平面-图图2剖面

3、图及屋顶平面图解 1.地震作用计算1）重力荷载代表值计算集中在各楼层标高处的各质点重力荷载代表值包括楼面（或屋面）自重的标准值、 50%的楼面活荷载（不考虑屋面部分的活荷载）；上下各半层墙重的标准值之和， 第四计算层（即原屋面）需考虑全部的女儿墙重及第四层墙体的一半重量，尚须 加上局部突出屋面处的半层墙重，第五计算层（即出屋面层）需考虑这部分的半 层墙重。在工程中，一般习惯用轴线尺寸进行荷载计算和强度验算，这也是出 于扣除各构件重叠部分的影响，在墙体重量计算中一般不单独区分圈梁、构造 柱。下面以第二层为例列出其重力荷载代表值的计算过程，因二、三层层高一 致，上下各半层墙重按相应层高的墙重计算。

4、（1）楼面均布荷载所对应的重力荷载代表值（5.0 kN/m+50%X2.0 kN/）X41.4 mX15.6 m=3875.0 kN（2）纵墙总重量477.10 kNX2+476.47 kN+567.71 kN=1 998.4 kND轴线纵墙各13个窗洞（尺寸1.8 mX1.8 m），墙体重量：（41.4 mX3.2 m-13X1.8 mX1.8 m）X0.2 4mX22 kN/m3=477.10 kNB轴线纵墙8个门洞（尺寸1.0 mX2.4 m），墙体重量：(34.2 mX3.2 m-8X1.0 mX2.4 m)X0.24 mX22 kN/m3=476.47 kNC轴线纵墙10个门洞(8个

5、洞口尺寸1.0 mX2.4 m, 2个洞口尺寸1.2 m X2.4 m),墙体重量：(41.4 mX3.2 m-8X1.0 mX2.4 m-2X1.2 mX2.4 m)X0.24 mX22 kN/m3=567.71kN横墙总重量249.32 kNX2+223.03 kNX5+213.05=1 826.8 kN1(8)轴线横墙各1个窗洞(尺寸1.5 mX1.8 m),墙体重量：(15.6 mX3.2 m-1X1.5 mX1.8 m) X0.24 mX22 kN/m3 =249.32 kN2-6轴线横墙无洞口，墙体重量：(13.2 mX3.2 m) X0.24 mX22 kN/m3 =223.03

6、 kN7轴线横墙有1个洞口(尺寸0.9 mX2. 1 m),墙体重量：(13.2 mX3.2 m-0.9 mX2.1 m) X0.24 mX22 kN/m3 =213.05 kN二层重力荷载代表值为以上三部分之和：3 875.0 kN+1 998.4 kN+1 826.8 kN=7 700.2 kN同上步骤可得各层重力荷载代表值，如下：突出楼梯间(五层)G5 = 278.2kN四层G4=6727.5kN三层G3=7700.2kN二层G2=7700.2kN一层G1=8263.2kN建筑总等效重力荷载代表值G = 0.85 E5=1Gi = 0.85 X 30 669.4=26 069.0kN水平

7、地震作用计算根据题目条件，可查得a max=0.08，故房屋底部总水平地震作用标准为FEk=a XG =0.08X26 069.0=2 085.5 kN采用底部剪力法求解各楼层的水平地震作用及地震剪力标准值，如表6-13所示。 底部固定端的标高一般取室外地坪以上500 mm处标高及基础顶标高两者之中的 较大值，这里底层计算高度取其层高加800 mm（基础梁顶标高），为4.0 m。突 出屋顶楼梯间的地震剪力可取计算值的3倍，但放大部分不下传。表1水平地震作用及地震剪力标准值计算计算层G /kNH /mG HF /kNV /kN5278.216.04 450. 435.1105.346 727.5

8、13.691 494.4721.4756.537 700.210.480 082.5631.41387.827 700.27.255 441.7437.11 824.918 263.24.033 052.8260.62 085.5E30 669.4264 521.82 085.52 抗震强度验算楼屋盖为现浇钢筋混凝土楼板，属于刚性楼盖。1）出屋顶楼梯间墙体强度验算由屋顶间平面图可以看出，7、8轴墙体为承重墙，选择竖向应力比较小 且开洞的B轴墙作为不利墙体进行验算。由于楼盖为刚性楼盖，按照A，B轴线墙体面积进行剪力分配，得V5 B =位6 30；：；？ 02 X 105.0 = 41.94 kN

9、B轴墙在半层高处由自重产生的平均压应力为（1.2X3.60.9x1.0）x0.24x22 0 029 MPa （3.6 1.0）x0.24查砌体结构设计规范，得砂浆强度等级为M5时的砖砌体，f = v 0.12MPa，。/ f =0.242，查表知 =0.846，得 = E f = 0.846 X 0.12 - 0.102MPa；。由于B轴墙体为非承重墙，承载力抗震N调整系数取为0.75； 考虑到水平地震作用，各墙体所受剪力乘以地震作用分项系数1.3。YEh - V5 B= 1.3X41.94 kN = 54.52 kNf v / Y = 0.102乂0.24软（3.6lomooo = 84.86 kN vE 5, B RE0.75即满足要求。2）同上方法可以对其余各楼层的各墙体进行抗震抗剪强度验算这里，利用PKPM软件建立计算模型进行分析，得到一层、二层墙体的抗力 效应比验算结果，如图3、图4所示。可见各墙段的抗力效应比大于1，即满足 要求。其中，用圆圈阴影示意的墙段为抗力效应比最小的纵、横向墙段，即该 楼层最不利的抗震墙段。需要说明的是，底层、二层的墙体布置基本一致，底层的地震剪力较二层 约大10%，但这二层的最不利墙段的抗力效应比相差并不大，