砌体结构设计规范 GB50003-2011

Ⅰ承载力计算 10.5.1 考虑地震作用组合的配筋砌块砌体抗震墙的正截面承载力应按本规范第9章的规定计算，但其抗力应除以承载力抗震调整系数。 10.5.2 配筋砌块砌体抗震墙承载力计算时，底部加强部位的截面组合剪力设计值 VW，应按下列规定调整：     1 当抗震等级为一级时， VW＝1.6V (10.5.2-1)     2 当抗震等级为二级时， VW＝1.4V (10.5.2-2)     3 当抗震等级为三级时， VW＝1.2V (10.5.2-3)     4 当抗震等级为四级时， VW＝1.0V (10.5.2-4)     式中：V——考虑地震作用组合的抗震墙计算截面的剪力设计值。 10.5.3 配筋砌块砌体抗震墙的截面，应符合下列规定：     1 当剪跨比大于2时： VW≤(1/γRE)0.2fgbh0 (10.5.3-1)     2 当剪跨比小于或等于2时： VW≤(1/γRE)0.15fgbh0 (10.5.3-2) 10.5.4 偏心受压配筋砌块砌体抗震墙的斜截面受剪承载力，应按下列公式计算：  (10.5.4-1) λ＝M/Vh0         (10.5.4-2)     式中：fvg——灌孔砌块砌体的抗剪强度设计值，按本规范第3.2.2条的规定采用；          M——考虑地震作用组合的抗震墙计算截面的弯矩设计值；          N——考虑地震作用组合的抗震墙计算截面的轴向力设计值，当时N＞0.2fgbh，取N＝0.2fgbh；          A——抗震墙的截面面积，其中翼缘的有效面积，可按第9.2.5条的规定计算；          AW——T形或I字形截面抗震墙腹板的截面面积，对于矩形截面取AW＝A；           λ——计算截面的剪跨比，当λ≤1.5时，取λ＝1.5；当λ≥2.2时，取λ＝2.2；          Ash——配置在同一截面内的水平分布钢筋的全部截面面积；          fyh——水平钢筋的抗拉强度设计值；          fg——灌孔砌体的抗压强度设计值；           s——水平分布钢筋的竖向间距；          γRE—— 承载力抗震调整系数。 10.5.5 偏心受拉配筋砌块砌体抗震墙，其斜截面受剪承载力，应按下列公式计算：  (10.5.5)     注：当0.48fvgbh0—0.17N(AW/A)＜0时，取0.48fvgbh0—0.17N(AW/A)＝0 10.5.6 配筋砌块砌体抗震墙跨高比大于2.5的连梁应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；跨高比小于或等于2.5的连梁可采用配筋砌块砌体连梁，采用配筋砌块砌体连梁时，应采用相应的计算参数和指标；连梁的正截面承载力应除以相应的承载力抗震调整系数。 10.5.7 配筋砌块砌体抗震墙连梁的剪力设计值。抗震等级—、二、三级时应按下式调整，四级时可不调整：  (10.5.7)     式中：Vb——连梁的剪力设计值；         ηv——剪力增大系数，一级时取1.3；二级时取1.2；三级时取1.1；            ——分别为梁左、右端考虑地震作用组合的弯矩设计值；          VGb——在重力荷载代表值作用下，按简支梁计算的截面剪力设计值；          ln——连梁净跨。 10.5.8 抗震墙采用配筋混凝土砌块砌体连梁时，应符合下列规定：     1 连梁的截面应满足下式的要求： Vb＝1/γRE(0.15fgbh0)              (10.5.8-1)     2 连梁的斜截面受剪承载力应按下式计算：  (10.5.8-2)     式中：Asv—— 配置在同一截面内的箍筋各肢的全部截面面积；          fyv——箍筋的抗拉强度设计值。 Ⅱ 构造措施 10.5.9 配筋砌块砌体抗震墙的水平和竖向分布钢筋应符合下列规定，抗震墙底部加强区的高度不小于房屋高度的1/6，且不小于房屋底部两层的高度。     1 抗震墙水平分布钢筋的配筋构造应符合表10.5.9-1的规定： 表10.5.9-1 抗震墙水平分布钢筋的配筋构造     注：1 水平分布钢筋宜双排布置，在顶层和底部加强部位，最大间距不应大于400mm；            2 双排水平分布钢筋应设不小于6拉结筋，水平间距不应大于400mm。     2 抗震墙竖向分布钢筋的配筋构造应符合表10.5.9-2的规定： 表10.5.9-2 抗震墙竖向分布钢筋的配筋构造     注：竖向分布钢筋宜采用单排布置，直径不应大于25mm，9度时配筋率不应小于0.2％。在顶层和底部加强部位。最大间距应适当减小。 10.5.10 配筋砌块砌体抗震墙除应符合本规范第9.4.11的规定外，应在底部加强部位和轴压比大于0.4的其他部位的墙肢设置边缘构件。边缘构件的配筋范围：无翼墙端部为3孔配筋；“L”形转角节点为3孔配筋；“T”形转角节点为4孔配筋；边缘构件范围内应设置水平箍筋；配筋砌块砌体抗震墙边缘构件的配筋应符合表10.5.10的要求。 表10.5.10 配筋砌块砌体抗震墙边缘构件的配筋要求     注：1 边缘构件水平箍筋宜采用横筋为双筋的搭接点焊网片形式；            2 当抗震等级为二、三级时，边缘构件箍筋应采用HRB400级或RRB400级钢筋；            3 表中括号中数字为边缘构件采用混凝土边框柱时的配筋。 10.5.11 宜避免设置转角窗，否则，转角窗开间相关墙体尽端边缘构件最小纵筋直径应比表10.5.10的规定值提高一级，且转角窗开间的楼、屋面应采用现浇钢筋混凝土楼、屋面板。 10.5.12 配筋砌块砌体抗震墙在重力荷载代表值作用下的轴压比，应符合下列规定：     1 一般墙体的底部加强部位，一级(9度)不宜大于0.4，一级(8度)不宜大于0.5，二、三级不宜大于0.6，一般部位，均不宜大于0.6；     2 短肢墙体全高范围，一级不宜大于0.50，二、三级不宜大于0.60；对于无翼缘的一字形短肢墙，其轴压比限值应相应降低0.1；     3 各向墙肢截面均为3～5倍墙厚的独立小墙肢，—级不宜大于0.4，二、三级不宜大于0.5：对于无翼缘的一字形独立小墙肢，其轴压比限值应相应降低0.1。 10.5.13 配筋砌块砌体圈梁构造，应符合下列规定：     1 各楼层标高处，每道配筋砌块砌体抗震墙均应设置现浇钢筋混凝土圈梁，圈梁的宽度应为墙厚，其截面高度不宜小于200mm；     2 圈梁混凝土抗压强度不应小于相应灌孔砌块砌体的强度，且不应小于C20；     3 圈梁纵向钢筋直径不应小于墙中水平分布钢筋的直径，且不应小于412；基础圈梁纵筋不应小于412；圈梁及基础圈梁箍筋直径不应小于8，间距不应大于200mm；当圈梁高度大于300mm时，应沿梁截面高度方向设置腰筋，其间距不应大于200mm，直径不应小于10；     4 圈梁底部入墙顶砌块孔洞内，深度不宜小于30mm；圈梁顶部应是毛面。 10.5.14 配筋砌块砌体抗震墙连梁的构造，当采用混凝土连梁时，应符合本规范第9.4.12条的规定和现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中有关地震区连梁的构造要求；当采用配筋砌块砌体连梁时，除应符合本规范第9. 4.13条的规定以外，尚应符合下列规定：     1 连梁上下水平钢筋锚入墙体内的长度，一、二级抗震等级不应小于1.1la，三、四级抗震等级不应小于la，且不应小于600mm；     2 连梁的箍筋应沿梁长布置，并应符合表10.5.4的规定： 表10.5.14 连梁箍筋的构造要求     注：h为连梁截面高度；加密区长度不小于600mm。     3 在顶层连梁伸入墙体的钢筋长度范围内，应设置间距不大于200mm的构造箍筋，箍筋直径应与连梁的箍筋直径相同；     4 连梁不宜开洞。当需要开洞时，应在跨中梁高1/3处预埋外径不大于200mm的钢套管，洞口上下的有效高度不应小于1/3梁高，且不应小于200mm，洞口处应配补强钢筋并在洞周边浇筑灌孔混凝土，被洞口削弱的截面应进行受剪承载力验算。 10.5.15 配筋砌块砌体抗震墙房屋的基础与抗震墙结合处的受力钢筋，当房屋高度超过50m或一级抗震等级时宜采用机械连接或焊接。   条文说明   10.5 配筋砌块砌体抗震墙 Ⅰ承载力计算 10.5.2 在配筋砌块砌体抗震墙房屋抗震设计计算中，抗震墙底部的荷载作用效应最大，因此应根据计算分析结果，对底部截面的组合剪力设计值采用按不同抗震等级确定剪力放大系数的形式进行调整，以使房屋的最不利截面得到加强。 10.5.3～10.5.5 规定配筋砌块砌体抗震墙的截面抗剪能力限制条件，是为了规定抗震墙截面尺寸的最小值，或者说是限制了抗震墙截面的最大名义剪应力值。试验研究结果表明，抗震墙的名义剪应力过高，灌孔砌体会在早期出现斜裂缝，水平抗剪钢筋不能充分发挥作用，即使配置很多水平抗剪钢筋，也不能有效地提高抗震墙的抗剪能力。     配筋砌块砌体抗震墙截面应力控制值，类似于混凝土抗压强度设计值，采用“灌孔砌块砌体”的抗压强度，它不同于砌体抗压强度，也不同于混凝土抗压强度。配筋砌块砌体抗震墙反复加载的受剪承载力比单调加载有所降低，其降低幅度和钢筋混凝土抗震墙很接近。因此，将静力承载力乘以降低系数0.8，作为抗震设计中偏心受压时抗震墙的斜截面受剪承载力计算公式。根据湖南大学等单位不同轴压比(或不同的正应力)的墙片试验表明，限制正应力对砌体的抗侧能力的贡献在适当的范围是合适的，如国际标准《配筋砌体设计规范》，限制N≤0.4fbh，美国规范为0.25N，我国混凝土规范为0.2fcbh。本规范从偏于安全亦取0.2fgbh。     钢筋混凝土抗震墙在偏心受压和偏心受拉时斜截面承载力计算公式中N项取用了相同系数，我们认为欠妥。此时N虽为作用效应，但属抗力项，当N为拉力时应偏于安全取小。根据可靠度要求，配筋砌块抗震墙偏心受拉时斜截面受剪承载力取用了与偏心受压不同的形式。 10.5.6 配筋砌块砌体由于受其块型、砌筑方法和配筋方式的影响，不适宜做跨高比较大的梁构件。而在配筋砌块砌体抗震墙结构中，连梁是保证房屋整体性的重要构件，为了保证连梁与抗震墙节点处在弯曲屈服前不会出现剪切破坏和具有适当的刚度和承载能力，对于跨高比大于2.5的连梁宜采用受力性能更好的钢筋混凝土连梁，以确保连梁构件的“强剪弱弯”。对于跨高比小于2.5的连梁(主要指窗下墙部分)，则还是允许采用配筋砌块砌体连梁。     配筋砌体抗震墙的连梁的设计原则是作为抗震墙结构的第一道防线，即连梁破坏应先于抗震墙，而对连梁本身则要求其斜截面的抗剪能力高于正截面的抗弯能力，以体现“强剪弱弯”的要求。 对配筋砌块连梁，试算和试设计表明，对高烈度区和对较高的抗震等级(一、二级)情况下，连梁超筋的情况比较多，而对砌块连梁在孔中配置钢筋的数量又受到限制。在这种情况下，一是减小连梁的截面高度(应在满足弹塑性变形要求的情况下)，二是连梁设计成混凝土的。本条是参照建筑抗震设计规范和砌块抗震墙房屋的特点规定的剪力调整幅度。 10.5.7 抗震墙的连梁的受力状况，类似于两端固定但同时存在支座有竖向和水平位移的梁的受力，也类似层间抗震墙的受力，其截面控制条件类同抗震墙。 10.5.8 多肢配筋砌块砌体抗震墙的承载力和延性与连梁的承载力和延性有很大关系。为了避免连梁产生受剪破坏后导致抗震墙延性降低，本条规定跨高比大于2.5的连梁，必须满足受剪承载力要求。对跨高比小于2.5的连梁，已属混凝土深梁。在较高烈度和一级抗震等级出现超筋的情况下，宜采取措施，使连梁的截面高度减小，来满足连梁的破坏先于与其连接的抗震墙，否则应对其承载力进行折减。考虑到当连梁跨高比大于2.5时，相对截面高度较小，局部采用混凝上连梁对砌块建筑的施工工作量增加不多，只要按等强设计原则，其受力仍能得到保证，也易于设计人员的接受。此次修订将原规范10.4.8、10.4.9合并，并取跨高比≤2.5之表达式。 Ⅱ构造措施 10.5.9 本条是在参照国内外配筋砌块砌体抗震墙试验研究和经验的基础上规定的。美国UBC砌体部分和美国抗震规范规定，对不同的地震设防烈度，有不同的最小含钢率要求。如在7度以内，要求在墙的端部、顶部和底部，以及洞口的四周配置竖向和水平构造钢筋，钢筋的间距不应大于3m。该构造钢筋的面积为130mm2，约一根12  ～14钢筋，经折算其隐含的构造含钢率约为0.06％；而对≥8度时，抗震墙应在竖向和水平方向均匀设置钢筋，每个方向钢筋的间距不应大于该方向长度的1/3和1.20m，最小钢筋面积不应小于0.07％，两个方向最小含钢率之和也不应小于0.2％。根据美国规范条文解释，这种最小含钢率是抗震墙最小的延性和抗裂要求。     抗震设计时，为保证出现塑性铰后抗震墙具有足够的延性，该范围内应当加强构造措施，提高其抗剪力破坏的能力。由于抗震墙底部塑性铰出现都有一定范围，因此对其作了规定。一般情况下单个塑性铰发展高度为墙底截面以上墙肢截面高度hw的范围。     为什么配筋混凝土砌块砌体抗震墙的最小构造含钢率比混凝上抗震墙的小呢，根据背景解释：钢筋混凝土要求相当大的最小含钢率，因为它在塑性状态浇筑，在水化过程中产生显著的收缩。而在砌体施工时，作为主要部分的块体，尺寸稳定，仅在砌体中加入了塑性的砂浆和灌孔混凝土。因此在砌体墙中可收缩的材料要比混凝土中少得多。这个最小含钢率要求，已被规定为混凝土的一半。但在美国加利福尼亚建筑师办公室要求则高于这个数字，它规定，总的最小含钢率不小于0.3％，任一方向不小于0.1％(加利福尼亚是美国高烈度区和地震活跃区)。根据我国进行的较大数量的不同含钢率(竖向和水平)的伪静力墙片试验表明，配筋能明显提高墙体在水平反复荷载作用下的变形能力。也就是说在本条规定的这种最小含钢率情况下，墙体具有一定的延性，裂缝出现后不会立即发生剪坏倒塌。本规范仅在抗震等级为四级时将μmin定为0.07％，其余均≥0.1％，比美国规范要高一些，也约为我国混凝土规范最小含钢率的一半以上。由于配筋砌块砌体建筑的总高度在本规程已有限制，所以其最小构造配筋率比现浇混凝土抗震墙有一定程度的减小。此次修订对最小配筋率作了适当微调。 10.5.10 在配筋砌块砌体抗震墙结构中，边缘构件无论是在提高墙体强度和变形能力方面的作用都非常明显，因此参照混凝土抗震墙结构边缘构件设置的要求，结合配筋砌块砌体抗震墙的特点，规定了边缘构件的配筋要求。     在配筋砌块砌体抗震墙端部设置水平箍筋是为了提高对砌体的约束作用及墙端部混凝土的极限压应变，提高墙体的延性。根据工程经验，水平箍筋放置于砌体灰缝中，受灰缝高度限制(一般灰缝高度为10mm)，水平箍筋直径不小于6mm，且不应大于8mm比较合适；当箍筋直径较大时，将难以保证砌体结构灰缝的砌筑质量，会影响配筋砌块砌体强度；灰缝过厚则会给现场施工和施工验收带来困难，也会影响砌体的强度。抗震等级为一级水平箍筋最小直径为8，二～四级为6，为了适当弥补钢筋直径减小造成的损失，本条文注明抗震等级为一、二、三级时，应采用HRB335或RRB335级钢筋。亦可采用其他等效的约束件如等截面面积，厚度不大于5mm的一次冲压钢圈，对边缘构件，将具有更强约束作用。     通过试点工程，这种约束区的最小配筋率有相当的覆盖面。这种含钢率也考虑能在约120mm×120mm孔洞中放得下：对含钢率为0.4％、0.6％、0.8％，相应的钢筋直径为314、3  18、320，而约束箍筋的间距只能在砌块灰缝或带凹槽的系梁块中设置，其间距只能最小为200mm。对更大的钢筋直径并考虑到钢筋在孔洞中的接头和墙体中水平钢筋，很容易造成浇灌混凝土的困难。当采用290mm厚的混凝土空心砌块时，这个问题就可解决了，但这种砌块的重量过大，施工砌筑有一定难度，故我国目前的砌块系列也在190mm范围以内。另外，考虑到更大的适应性，增加了混凝土柱作边缘构件的方案。 10.5.11 转角窗的设置将削弱结构的抗扭能力，配筋砌块砌体抗震墙较难采取措施(如：墙加厚，梁加高)，故建议避免转角窗的设置。但配筋砌块砌体抗震墙结构受力特性类似于钢筋混凝土抗震墙结构，若需设置转角窗，则应适当增加边缘构件配筋，并且将楼、屋面板做成现浇板以增强整体性。 10.5.12 配筋砌块砌体抗震墙在重力荷载代表值作用下的轴压比控制是为了保证配筋砌块砌体在水平荷载作用下的延性和强度的发挥，同时也是为了防止墙片截面过小、配筋率过高，保证抗震墙结构延性。本条文对一般墙、短肢墙、一字形短肢墙的轴压比限值作了区别对待，由于短肢墙和无翼缘的一字形短肢墙的抗震性能较差，因此对其轴压比限值应该作更为严格的规定。 10.5.13 在配筋砌块砌体抗震墙和楼盖的结合处设置钢筋混凝土圈梁，可进一步增加结构的整体性，同时该圈梁也可作为建筑竖向尺寸调整的手段。钢筋混凝土圈梁作为配筋砌块砌体抗震墙的一部分，其强度应和灌孔砌块砌体强度基本—致，相互匹配，其纵筋配筋量不应小于配筋砌块砌体抗震墙水平筋数量，其间距不应大于配筋砌块砌体抗震墙水平筋间距，并宜适当加密。 10.5.14 本条是根据国内外试验研究成果和经验，并参照钢筋混凝土抗震墙连梁的构造要求和砌块的特点给出的。配筋混凝土砌块砌体抗震墙的连梁，从施工程序考虑，一般采用凹槽或H型砌块砌筑，砌筑时按要求设置水平构造钢筋，而横向钢筋或箍筋则需砌到楼层高度和达到一定强度后方能在孔中设置。这是和钢筋混凝土抗震墙连梁不同之点。