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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:
一、二级抗震等级
三级抗震等级
四级抗震等级
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
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)
注:1 多层砌体房屋的顶层,除木屋盖外的最大横墙间距应允许适当放宽,但应采取相应加强措施;
2 多孔砖抗震横墙厚度为190mm时,最大横墙间距应比表中数值减少3m。
5.1.9 多层砌体房屋中砌体墙段的局部尺寸限值,宜符合表5.1.9的规定。
表5.1.9 房屋局部尺寸限值(m)
注:1 局部尺寸不足时,应采取局部加强措施弥补,且最小宽度不宜小于1/4层高和表列数据的80%;
2 出入口处的女儿墙应有锚固。
5.1.10 多层砌体房屋的结构体系,应符合下列规定:
1 宜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;且纵横向墙体的数量不宜相差过大。同一轴线上的窗间墙宽度宜均匀;洞口面积,6、7度时不宜大于墙面面积的60%,8、9度时不宜大于55%。
3 房屋有下列情况之一时宜设置防震缝,缝两侧均应设置墙体,缝宽应根据烈度和房屋高度确定,可采用70mm~100mm:
1)房屋立面高差在6m以上;
2)房屋有错层,且楼板高差大于层高的1/4;
3)各部分结构刚度、质量截然不同。
4 楼梯间不宜设置在房屋的尽端或转角处。不应在房屋转角处设置转角窗或转角阳台。
5 横墙较少、跨度较大的房屋,宜采用现浇钢筋混凝土楼、屋盖。
6 烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体;当墙体被削弱时,应对墙体采取加强措施;不宜采用无竖向配筋的附墙烟囱及出屋面的烟囱。
7 不应采用无锚固的钢筋混凝土预制挑檐。
8 不应采用连体、转换等复杂结构体系。
5.1.11 配筋砌块砌体抗震墙结构房屋抗震设计时房屋最大高度不宜超过表5.1.11的规定:
1 横墙较少或建造于Ⅳ类场地的房屋,其最大高度应适当降低;
2 某层或某几层开间大于6.0m的房间建筑面积占相应层建筑面积40%以上时,表中数据相应减少6m;
3 房屋的高度超过表内高度时,应根据专门的研究,采取有效地加强措施。
表5.1.11 配筋砌块砌体抗震墙房屋适用的最大高度(m)
5.1.12 配筋砌块砌体抗震墙结构抗震设计时,结构抗震等级应根据设防烈度和房屋高度按表5.1.12采用,并应符合下列规定:
1 抗震等级为四级的抗震墙,除本章有规定外,均应按非抗震设计采用;
2 房屋高度接近或等于表5.1.12分界值时,应结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级。
表5.1.12 抗震等级的划分
5.1.13 配筋砌块砌体抗震墙结构应进行多遇地震作用下的抗震变形验算,其楼层内最大的层间弹性位移角不宜超过1/800,底层不宜超过1/1200。
5.1.14 配筋砌块砌体抗震墙的短肢墙应符合下列规定:
1 抗震墙宜沿主轴方向双向布置,各向结构刚度、承载力宜均匀分布。不应采用全部为短肢墙的高层配筋砌块砌体抗震墙结构,应形成短肢抗震墙与一般抗震墙共同抵抗水平地震作用的抗震墙结构。9度时不宜采用短肢墙。
2 纵横向抗震墙宜拉通对齐;每个独立墙段长度不宜大于8m,也不宜小于墙厚的5倍;墙段的高度与墙段长度之比不宜小于2。门窗洞口宜上下对齐,成列布置。
3 短肢墙的抗震等级应比表5.1.12的规定提高一级采用;已为一级时,配筋应按9度的要求提高。
4 在给定的水平力作用下,一般抗震墙承受底部地震倾覆力矩不应小于结构总倾覆力矩的50%,且短肢抗震墙截面面积与同层抗震墙总截面面积比例,抗震等级为三级及以上房屋两个主轴方向均不宜大于20%,抗震等级为四级的房屋,两个主轴方向均不宜大于50%;总高度不大于18m的多层房屋,短肢抗震墙截面面积与同层抗震墙总截面面积比例,一、二级时两个主轴方向均不宜大于30%,三级时不宜大于50%,四级时不宜大于70%。
5 短肢墙宜设置翼墙;不应在一字形短肢墙平面外布置与之单侧相交的楼、屋面梁。
5.1.1 承载力应除以承载力抗震调整系数是结构抗震设计的重要依据,故将此条定为强制性条文。本条直接引用《砌体结构设计规范》GB 50003第10.1.5条,只是自承重墙受剪承载力抗震调整系数应为0.75。
5.1.3 根据试验研究结果,由于配筋砌块砌体抗震墙存在水平灰缝和垂直灰缝,其结构变形能力要优于钢筋混凝土抗震墙,因此在规定防震缝的宽度时,相应的也要大于钢筋混凝土抗震墙结构建筑。当房屋高度不超过24m时,可采用100mm;当超过24m时,在100mm宽度的基础上,随着房屋高度增大按不同烈度相应加大防震缝宽度。
5.1.4 参照钢筋混凝土结构并结合配筋砌体的特点,提出了抗震设计时受力钢筋的锚固和接头要求。
5.1.5 多层砌体结构房屋的总层数和总高度的限定,是此类房屋抗震设计的重要依据,故将此条定为强制性条文,本条引用了《建筑抗震设计规范》GB 50011第7.1.2条。
关于横墙较少或很少的界定,根据《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定,横墙较少是指同一楼层内开间大于4.2m的房间占该层总面积的40%以上;其中,开间不大于4.2m的房间占该楼层总面积不到20%且开间大于4.8m的房间占该层总面积的50%以上为横墙很少。
房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板顶或檐口的高度,半地下室从地下室室内地面算起,全地下室和嵌固条件好的半地下室可从室外地面算起;对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处。
另依据《建筑抗震设计规范》GB 50011编制时对数字表达遵守“有效数字”的基本要求(国家标准GB 8170),规范对总高度控制是采用“m”为单位,规范中总高度控制的有效数字为个位,即小数点后不给出有效数字0,表示“m”以下的第一位小数四舍五入后满足要求即可,意味着允许有0.4左右的净增加。
5.1.6 当使用功能确有需要时,采用约束砌体等加强措施的普通砖房屋,层高不应超过3.9m。此条主要是为了适应教学楼等层高3.9m的使用要求。
5.1.7 本条规定了多层砌体房屋的最大高宽比要求,以保证多层砌体在地震中不发生整体弯曲破坏。在计算房屋的高宽比时,单面走廊房屋总宽度不包括走廊的宽度;当建筑平面接近正方形时,其高宽比限值可适当放松。
5.1.8 多层砌体房屋的横向地震力主要由横墙承担,地震中横墙间距大小对房屋倒塌影响很大,不仅横墙需具有足够的承载力,而且楼盖需具有传递地震力给横墙的水平刚度,本条规定是为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求。纵墙承重的房屋,横墙间距同样应满足本条规定。
5.1.11 本条部分引用了《砌体结构设计规范》GB 50003的有关条款。对配筋砌块房屋,房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度,不包括局部突出屋顶部分。
5.1.12 配筋砌块砌体结构的抗震等级是考虑了结构构件的受力性能和变形性能,同时参照钢筋混凝土房屋的抗震设计要求而确定的,主要是根据抗震设防分类、烈度和房屋高度等因素划分配筋砌块砌体结构的抗震等级。本条部分引用了《砌体结构设计规范》GB 50003第10.1.6条。
5.1.13 配筋砌块砌体抗震墙存在水平灰缝和垂直灰缝,在地震作用下具有较好的耗能能力,而且灌孔砌体的强度和弹性模量也要低于相应的混凝土,其变形比普通钢筋混凝土抗震墙大。根据同济大学、哈尔滨工业大学、湖南大学等有关单位的试验结果,综合了配筋砌块砌体抗震墙结构在多遇地震作用下的弹性层间位移角限值为1/800,底层承受的剪力最大且主要是剪切变形,其弹性层间位移角限值要求相对较高,取1/1200。
5.1.14 短肢墙指墙肢截面高度与厚度之比为5~8的抗震墙,一般抗震墙指墙肢截面高度与厚度之比大于8的抗震墙,“L”形、“T”形、“+”形等多肢墙截面的长短肢性质应由较长一肢确定。
由于配筋砌块砌体结构的受力性能类似于钢筋混凝土结构,因此参照钢筋混凝土抗震墙结构要求配筋砌块砌体结构房屋的平面布置宜规则、不应采用严重不规则的平面布置形式,从结构体型的设计上保证房屋具有较好的抗震性能。
考虑到抗震墙结构应具有延性,细高的抗震墙(高宽比大于2)属弯曲型的延性抗震墙,可避免脆性的剪切破坏,因此要求配筋砌块砌体墙段的长度(即墙段截面高度)不宜大于8m。当墙很长时,可通过开设洞口将长墙分成长度较小、较均匀的超静定次数较高的联肢墙,洞口连梁宜采用约束弯矩较小的弱连梁(其跨高比宜大于6),使其可近似认为分成了独立墙段。
由于配筋砌块砌体抗震墙的纵向钢筋设置在砌块孔洞内(距墙端约100mm),墙肢长度很短时很难充分发挥作用,因此虽然短肢抗震墙结构有利于建筑布置,能扩大使用空间,减轻结构自重,但是其抗震性能较差,所以在设计时抗震墙不能过少、墙肢不宜过短。对于高层配筋砌块砌体抗震墙房屋不应设计多数为短肢抗震墙的建筑,而要求设置足够数量的一般抗震墙,形成以一般抗震墙为主、短肢抗震墙与一般抗震墙相结合的共同抵抗水平力的结构,保证房屋的抗震能力,因此参照有关规定,对短肢抗震墙截面面积与同一层内所有抗震墙截面面积比例作了规定;而对于高度小于18m的多层房屋,相对地震作用较小,往往结构平面布置短肢抗震墙即能满足强度和刚度的要求,因此对短肢抗震墙截面面积与同一层内所有抗震墙截面面积的比例予以适当放宽,但在设计时宜在房屋外墙四角布置L形一般抗震墙,以提高房屋的抗震性能。
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