1总则
1.0.1 为贯彻执行国家的技术经济政策,使约束砌体与配筋砌体建筑的设计、施工及验收做到因地制宜、就地取材、技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,制定本规程。
1.0.2 本规程适用于非抗震设防地区和抗震设防烈度为6度、7度、8度和9度地区,约束砌体与配筋砌体建筑的设计、施工及验收。
1.0.3 约束砌体与配筋砌体建筑的设计、施工及验收,除应符合本规程要求外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 无筋砌体 unreinforced masonry
砌体构件中无配筋或仅有拉结短钢筋或钢筋 ,且不作为受力筋考虑的,其配筋率不大于0.07%的砌体。
2.1.2 约束砌体 confined masonry
按规定要求设置构造柱或芯柱、圈梁和拉结钢筋的砌体。
2.1.3 配筋砌体结构 reinforced masonry structure
由配置钢筋的砌体作为建筑物主要受力构件的结构。
2.1.4 配筋砌块砌体剪力墙结构 reinforced concrete masonry shear wall structure
由承受竖向和水平作用的配筋砌块砌体剪力墙和混凝土楼、屋盖所组成的房屋建筑结构。
2.1.5 夹心墙 cavity wall filled with insulation
墙体中预留的连续空腔内填充保温或隔热材料,并在墙的内叶和外叶之间用防锈的金属拉结件连接形成的墙体。
2.1.6 可调节拉结件 adjustable tie
预埋在夹心墙内、外叶墙的灰缝内,利用可调节特性,消除内、外叶墙因竖向变形不一致而产生的不利影响的拉结件。
2.1.7 构造柱 structural concrete column,tie-column
在多层砌体房屋墙体的规定部位,按构造配筋,并按先砌墙后浇灌混凝土柱的施工顺序制成的混凝土柱。
2.1.8 圈梁 ring beam,tie-beam
在房屋的檐口、窗顶、楼层或基础顶面标高处,沿砌体墙水平方向设置封闭状的按构造配筋的混凝土梁式构件。
2.1.9 芯柱 core column
砌块墙体的孔洞内浇灌混凝土称素混凝土芯柱,砌块墙体的孔洞内插有钢筋并浇灌混凝土称钢筋混凝土芯柱。
2.1.10 灌孔混凝土 grouting concrete
由水泥、砂、细石等主要原材料配制的大流动性细石混凝土。
2.1.11 挑梁 cantilever beam
嵌固在砌体中的悬挑式钢筋混凝土梁。
2.1.12 控制缝 control joint
将墙体分割成若干个独立墙肢的缝,允许墙肢在其平面内自由变形,并对外力有足够的抵抗能力。
2.2 符 号
2.2.1 材料性能
C———混凝土的强度等级;
Cb——芯柱或灌孔混凝土的强度等级;
E——砌体的弹性模量;
fg——灌孔砌体的抗压强度设计值;
fm——砂浆的抗压强度设计值;
ft——混凝土的轴心抗拉强度设计值;
fv——砌体的抗剪强度设计值;
fvE——砌体的抗震抗剪强度设计值;
fvg——灌孔砌体抗剪强度设计值;
fy、f'y——普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;
fyb、f'yb——受拉、受压边缘构件的钢筋强度设计值;
fyc——构造柱钢筋抗拉强度设计值;
fyf、f'yf——受拉区、受压区翼缘的钢筋强度设计值;
fyh——水平钢筋抗拉强度设计值;
fyv——箍筋抗拉强度设计值;
M——砂浆的强度等级;
Mb——混凝土砌块砌筑砂浆的强度等级;
Ms——砌筑蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖砌体的砂浆强度等级;
MU——块体的强度等级。
2.2.2 作用和作用效应
M——弯矩设计值;
Mlb、Mrb——梁左、右端弯矩设计值;
N——轴向力设计值;
V——剪力设计值;
Vb——连梁剪力设计值;
VGb——重力荷载代表值作用下按简支梁计算的连梁截面剪力设计值;
Vw——考虑地震作用组合的抗震墙计算截面的剪力设计值。
2.3.2 几何参数
A——墙体截面面积;
A c——构造柱总截面面积;
A f、A' f——受拉、受压翼缘的钢筋截面面积;
A w——腹板截面面积;
A s——柱纵向钢筋截面面积;
A' s——竖向钢筋截面面积;
A sb、A' sb——墙片端部受拉、受压边缘构件内的钢筋截面面积;
A sc——构造柱纵向钢筋截面面积;
A sh——层间墙体竖向截面的总水平钢筋面积,或配置在同一截面内的水平分布钢筋的全部截面面积;
si——竖向分布钢筋的截面面积;
A sv——同一截面内箍筋各肢的全部截面面积;
b——截面宽度、腹板宽度;
b' f——受压区翼缘的宽度;
e——出平面偏心力作用点至墙片受压端边缘的距离;
e a——构件在轴向力作用下的附加偏心距;
e N、e' N——轴向力作用点到墙片受拉、受压端边缘构件钢筋合力点的距离;
h——截面高度;
h 0——截面有效高度;
h'——砌体墙厚度;
h' f——受压区翼缘的高度;
H 0——构件计算高度;
l a——受拉钢筋锚固长度;
l aE——抗震设计时的受拉钢筋锚固长度;
l D——连梁净跨;
s——分布筋间距;
si、 ' si——竖向分布钢筋对墙片受拉、受压端边缘构件钢筋合力点的面积矩;
x——截面受压区高度。
2.2.4 计算系数
β——墙、柱的高厚比;
γ RE——承载力抗震调整系数;
ζ c——中部构造柱或芯柱参与工作系数;
ζ s——钢筋参与工作系数;
η c——墙体约束修正系数;
η v——剪力增大系数;
λ——计算截面的剪跨比;
μ 0——墙体共同工作系数;
μ s——钢筋工作条件系数;
ξ——截面受压区相对高度;
ξ b——受压区相对高度的界限值;
ρ——混凝土砌块砌体的灌孔率、配筋率;
Φ——出平面偏心受压构件承载力影响系数;
φ 0g——轴心受压构件的稳定系数。
3 材 料
3.1 材料强度等级
3.1.1 块体的强度等级,应按下列规定采用:
1 烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级不应低于MU10;
2 蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖的强度等级不应低于MU15;
3 混凝土普通砖、混凝土多孔砖的强度等级不应低于MU15;
4 约束砌体混凝土砌块的强度等级不应低于MU7.5;
5 配筋砌体混凝土砌块的强度等级不应低于MU10;
6 多孔砖及蒸压砖还应按现行国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574进行折压比控制。
3.1.2 夹心墙外叶墙的砖及混凝土砌块的强度等级不应低于MU10。
3.1.3 砂浆的强度等级应按下列规定采用:
1 约束砌体的砌筑砂浆强度等级不宜低于M5或Mb5;
2 配筋砌体的砌筑砂浆强度等级不应低于M7.5或Mb7.5。
3.1.4 混凝土的强度等级应按下列规定采用:
1 构造柱、圈梁、连梁混凝土的强度等级不应低于C20;
2 芯柱或灌孔混凝土的强度等级不应低于Cb20。
3.1.5 约束砌体与配筋砌块砌体结构中的钢筋宜按下列规定采用:
1 构造柱和圈梁的纵筋宜采用HPB300级和HRB400级钢筋,箍筋宜采用HPB300级钢筋;
2 配筋砌块砌体结构的钢筋宜采用HRB400级和RRB400级钢筋,也可采用HPB300级钢筋;
3 重要部位及直接承受疲劳荷载构件的受力钢筋不宜采用RRB400级钢筋。
3.2 砌体的计算指标
3.2.1 单排孔且对孔砌筑的混凝土砌块灌孔砌体的弹性模量,应按下式计算:
式中:fg——灌孔砌体的抗压强度设计值,按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的规定取用。
3.2.2 混凝土砌块灌孔砌体的线膨胀系数可按10×10-6/℃采用,收缩率可按—0.2mm/m采用,摩擦系数可按表3.2.2采用。
表3.2.2 混凝土砌块灌孔砌体的摩擦系数
3.2.3 材料的其他计算指标,应按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003及有关的国家现行标准确定。
4 静力设计
4.1 一般规定
4.1.1 根据建筑结构破坏可能产生后果的严重性,建筑结构应按表4.1.1划分为三个安全等级,设计时应根据具体情况选用。
表4.1.1 建筑结构的安全等级
安全等级 |
破坏后果 |
建筑物类型 |
一级 |
很严重 |
重要的房屋 |
二级 |
严重 |
一般的房屋 |
三级 |
不严重 |
次要的房屋 |
注:1 对于特殊的建筑物,其安全等级可根据具体情况另行确定;
2 对地震区的建筑物,应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223根据建筑重要性区分建筑物类别。
4.1.2 约束砌体、配筋砌块砌体的平面外轴向力偏心距e应按内力设计值计算,且约束砌体不应超过0.6y,配筋砌块砌体不应超过0.7y。y为截面重心到轴向力所在平面外偏心方向截面边缘的距离。
4.1.3 配筋砌块砌体墙结构房屋的内力与位移分析可采用线弹性分析方法。应根据结构分析所得到的内力,分别按轴心受压、偏心受压、偏心受拉等构件进行正截面承载力和斜截面承载力计算,并应进行结构变形验算。
4.1.4 约束砌体、配筋砌块砌体构件设计时,静力计算除应符合本章的规定外尚应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的有关规定。
4.2 约束砌体静力计算
4.2.1 约束砖砌体墙轴心受压承载力计算可按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003中砖砌体和钢筋混凝土构造柱组合墙的有关规定计算。
4.2.2 墙体中有水平配筋的约束砖砌体墙的受剪计算应按下式验算:
式中:V——墙体剪力设计值(N);
fv——砌体抗剪强度设计值(MPa);
A——墙体横截面面积,多孔砖取毛截面面积(mm2);
fyh——水平钢筋抗拉强度设计值(MPa);
Ash——层间墙体竖向截面的总水平钢筋面积(mm2),其配筋率不应小于0.07%且不大于0.17%;
ζs——钢筋参与工作系数,可按表4.2.2采用。
表4.2.2 钢筋参与工作系数
墙体高宽比 |
0.4 |
0.6 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
ζs |
0.10 |
0.12 |
0.14 |
0.15 |
0.12 |
注:墙体高宽比指层高与墙长之比,对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比。
4.2.3 厚240mm约束砖砌体墙的构造柱截面不小于240mm×240mm,或厚190mm约束砖砌体墙的构造柱截面不小于240mm×190mm,其间距不大于4m且基本均匀设置于墙段中部时,其受剪承载力可按下式验算:
式中:Ac——中部构造柱的横截面总面积(mm2);对横墙和内纵墙,Ac>0.15A时,取0.15A;对外纵墙,Ac>0.25A时,取0.25A;
ft——中部构造柱的混凝土轴心抗拉强度设计值(MPa),应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定采用;
Asc——中部构造柱的纵向钢筋截面总面积(mm2);配筋率不应小于0.6%,当大于1.4%时取1.4%;
fyc——构造柱钢筋抗拉强度设计值(MPa);
Ash——层间墙体竖向截面的总水平钢筋面积(mm2),无水平钢筋时取0;
ζc——中部构造柱参与工作系数;居中设一根时取0.5,多于一根时取0.4;
ηc——墙体约束修正系数;一般情况取1.0,构造柱间距不大于3.0m时取1.1。
4.2.4 混凝土砌块墙体的截面受剪承载力,应按下式验算:
式中:ft——芯柱混凝土轴心抗拉强度设计值(MPa),应按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的规定采用;
Ac——芯柱截面总面积(mm2);
fy——芯柱钢筋抗拉强度设计值(MPa);
As——芯柱钢筋截面总面积(mm2);
ζc——芯柱参与工作系数,可按表4.2.4采用。
注:当同时设置芯柱和构造柱时,构造柱截面可作为芯柱截面,构造柱钢筋可作为芯柱钢筋。
表4.2.4 芯柱参与工作系数
填孔率ρ |
ρ<0.15 |
0.15≤ρ<0.25 |
0.25≤ρ<0.5 |
ρ≥0.5 |
ζc |
0 |
1.0 |
1.10 |
1.15 |
注:填孔率指芯柱根数(含构造柱和填实孔洞数量)与孔洞总数之比。
4.3 配筋砌体静力计算
4.3.1 配筋砌块砌体墙构件的计算高度H0,应根据房屋类别和构件支承条件等按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003采用。
4.3.2 轴心受压配筋砌块砌体墙正截面受压承载力应按下列公式计算:
式中:N——轴向力设计值(N);
fg——灌孔砌块砌体的抗压强度设计值,按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的规定取值(MPa);
f'y——钢筋的抗压强度设计值(MPa);
A——构件的毛截面面积(mm2);
A's——全部竖向钢筋的截面面积(mm2);
φ0g——轴心受压构件的稳定系数;
β——构件的高厚比,按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的规定取值。
4.3.3 配筋砌块砌体构件,当竖向钢筋仅配在中间时,其平面外偏心受压承载力可按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003中无筋砌体构件受压构件的承载力验算公式进行计算,但应采用灌孔砌体的抗压强度设计值。
4.3.4 矩形截面偏心受压配筋砌块砌体墙正截面承载力计算,应符合下列规定:
1 大小偏心受压界限:
当x≤ξbh0时,应为大偏心受压;
当x>ξbh0时,应为小偏心受压。
其中:ξb——相对界限受压区高度;对HPB300级钢筋取ξb等于0.57,对HRB335级钢筋取ξb等于0.55,对HRB400级和RRB400级钢筋取ξb等于0.52;
x——截面受压区高度(mm);
h0——截面有效高度(mm),取h0=h—as或h0=h—a's;
as——受拉区纵向钢筋合力点至截面受拉区边缘的距离(mm),对T形、L形、工形截面,当翼缘受压时取300mm,其他情况取100mm
a's——受压区纵向钢筋合力点至截面受压区边缘的距离(mm),对T形、L形、工形截面,当翼缘受压时取100mm,其他情况取300mm。
图4.3.4 矩形截面偏心受压正截面承载力计算简图
2 大偏心受压时应按下列公式计算(图4.3.4a):
式中:N——轴向力设计值(N);
fg——灌孔砌块砌体的抗压强度设计值(MPa);
fy、f'y——竖向受拉、受压主筋的强度设计值(MPa);
b——截面宽度(mm);
fsi——竖向分布钢筋的抗拉强度设计值(MPa);
As、A's——竖向受拉、受压主筋的截面面积(mm2);
Asi——第i根竖向分布钢筋的截面面积(mm2);
Ssi——第i根竖向分布钢筋对竖向受拉主筋的面积矩(mm3);
eN——轴向力作用点到竖向受拉主筋合力点之间的距离(mm2);
e——轴向力的初始偏心距(mm);按荷载设计值计算,当e小于0.05h时,应取e等于0.05h;
ea——构件在轴向力作用下的附加偏心距(mm)。
当受压区高度,x<2a's时,其正截面承载力应按下列公式计算:
式中:e'N——轴向力作用点至竖向受压主筋合力点之间的距离(mm)。
3 小偏心受压时,应按下列公式计算(图4.3.4b):
矩形截面对称配筋小砌块砌体墙小偏心受压时,也可近似按下列公式计算钢筋截面面积:
式中:ξ——相对受压区高度。
4.3.5 T形、L形、工字形截面偏心受压构件(图4.3.5),当翼缘和腹板的相交处采用错缝搭接砌筑和同时设置中距不大于1.2m的水平配筋带,且截面高度大于等于60mm,钢筋不少于2
12时,可考虑翼缘的共同工作,翼缘的计算宽度应按表4.3.5中的最小值采用,其正截面受压承载力应按下列规定计算:
图4.3.5 T形、L形、工字形截面偏心受压构件正截面承载力计算简图
1 当受压区高度x≤h'f时,应按宽度为b'f的矩形截面计算。
2 当受压区高度x>h'f时,应考虑腹板的受压作用,按下列公式计算:
式中:b'f——T形、L形、工字形截面受压区的翼缘计算宽度(mm);
h'f——T形、L形、工字形截面受压区的冀缘厚度(mm)。
表4.3.5 T形、倒L形截面偏心受压构件翼缘计算宽度b'f
注:表中b为腹板宽度,构件的计算高度h0可取层高。
4.3.6 偏心受压和偏心受拉配筋砌块砌体剪力墙,其斜截面受剪承载力应根据下列情况进行计算:
1 剪力墙的截面应满足下式要求:
式中:V——剪力墙的剪力设计值(N);
b——剪力墙截面宽度或T形、倒L形截面腹板宽度(mm);
h0——墙截面的有效高度(mm)。
2 剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力,应按下列公式计算:
式中:fvg——灌孔砌块砌体抗剪强度设计值;应按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的规定采用(MPa);
M、N、V——计算截面的弯矩、轴向力和剪力设计值,当N大于0.25fgbh时取N=0.25fgbh;
A——剪力墙的截面面积(mm2),其中翼缘的有效面积,可按表4.3.5确定;
Aw——T形或倒L形截面腹板的截面面积(mm2),对矩形截面取Aw=A;
λ——计算截面的剪跨比。当λ<1.5时取1.5,当λ≥2.2时取2.2;
h0——墙截面的有效高度(mm);
Ash——配置在同一截面内的水平分布钢筋或 片的全部截面面积(mm2);
s——水平分布钢筋的竖向间距(mm);
fyh——水平钢筋的抗拉强度设计值(MPa)。
3 剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力,应按下式计算:
4.3.7 配筋砌块砌体剪力墙跨高比大于2.5的连梁宜采用钢筋混凝土连梁,其截面组合的剪力设计值和斜截面承载力,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010对连梁的有关规定。
4.3.8 配筋砌块砌体剪力墙采用配筋砌块砌体连梁时,应符合下列规定:
1 连梁的截面应满足下式的要求:
2 连梁的斜截面受剪承载力应按下式计算:
式中:Vb——连梁的剪力设计值(N);
b——连梁的截面宽度(mm);
h0——连梁的截面有效高度(mm);
Asv——配置在同一截面内箍筋各肢的全部截面面积(mm2);
fyv——箍筋的抗拉强度设计值(MPa);
s——沿构件长度方向箍筋的间距(mm)。
5 抗震设计
5.1 一般规定
5.1.1 考虑地震作用组合的砌体结构构件,其截面承载力应除以承载力抗震调整系数γRE,承载力抗震调整系数应按表5.1.1采用。当仅计算竖向地震作用时,各类结构构件承载力抗震调整系数均应采用1.0。
表5.1.1 承载力抗震调整系数
5.1.2 抗震设计时结构的材料性能指标除应符合本规程第3章的规定外,尚应符合下列规定:
1 约束砌体的砌筑砂浆、钢筋砂浆面层砂浆强度等级不应低于M10或Mb10;
2 配筋砌体的砌筑砂浆强度等级不应低于M10或Mb10。
5.1.3 配筋砌块砌体抗震墙房屋,体型复杂、平立面不规则时宜设防震缝。防震缝宽度应根据烈度和房屋高度确定,当房屋高度不超过24m时,可采用100mm;当超过24m时,6度、7度、8度和9度相应每增加6m、5m、4m和3m,宜加宽20mm。
5.1.4 配筋砌体结构构件,其配置的受力钢筋的锚固和接头,除应符合现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的规定外,尚应符合下列规定:
1 纵向受拉钢筋的最小锚固长度laE应符合下列公式规定:
式中:la——受拉钢筋的锚固长度,按现行国家标准《砌体结构设计规范》GB 50003的规定确定。
2 钢筋搭接接头,对一、二级抗震等级不应小于1.2la+5d;对三、四级不应小于1.2la;
3 非全灌孔水平配筋砌块砌体墙和砖砌体墙,其水平或竖向受拉钢筋的最小锚固长度和搭接长度应按本条第1、2款中四级抗震等级相关规定确定;
4 位于同一连接区段内的受拉钢筋搭接接头面积百分率应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。
5.1.5 多层砌体结构房屋的层数和总高度,应符合下列要求:
1 房屋的层数和总高度不应超过表5.1.5的规定;
2 各层横墙较少的多层砌体房屋,总高度应比表5.1.5的规定降低3m,层数相应减少一层;各层横墙很少的多层砌体房屋,还应再减少一层;
3 抗震设防烈度为6度、7度时,横墙较少的丙类多层砌体房屋,当按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定采取加强措施并满足抗震承载力要求时,其高度和层数应允许仍按表5.1.5的规定采用;
4 采用蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰砖的砌体房屋,当砌体的抗剪强度仅达到普通黏土砖砌体的70%时,房屋的层数应比普通砖房屋减少一层,总高度应减少3m;当砌体的抗剪强度达到普通黏土砖砌体的取值时,房屋层数和总高度的要求同普通砖房屋。
表5.1.5 多层砌体房屋的层数和总高度限值(m)
注:乙类的多层砌体房屋仍按本地区设防烈度查表,其层数应减少一层且总高度应降低3m;不应采用底部框架-抗震墙砌体房屋。
5.1.6 约束砌体房屋的层高不应超过3.9m。
5.1.7 多层砌体房屋总高度与总宽度的比值,不宜超过表5.1.7的规定。
表5.1.7 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 |
5.1.8 房屋抗震横墙的间距,不应超过表5.1.8的规定。
表5.1.8 房屋抗震横墙的间距(m)
楼、屋盖类别 |
烈 度 |
|||
6 |
7 |
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