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砖砌体构件强度影响系数及设置要求

【摘要】:表4.8-5 砖砌体强度的正应力影响系数注:σ0为对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力。表4.8-7 砖砌体房屋构造柱设置要求注:1.较大洞口,内墙指不小于2.1m的洞口;外墙在内外墙交接处已设置构造柱时允许适当放宽,但洞侧墙体应加强。房屋高度和层数接近表4.8-1的限值时,横墙内的构造柱间距不宜大于层高的2倍,下部1/3楼层的构造柱间距适当减小;当外纵墙开间大于3.9m时,应另设加强措施,内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2m。

1.普通砖、多孔砖砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值,应按下式确定:

fvE=ζNfv (4.8-1)

式中 fvE——砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值;

fv——非抗震设计的砌体抗剪强度设计值;

ζN——砖砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数,应按表4.8-5(《砌规》表10.2.1)采用。

表4.8-5 砖砌体强度的正应力影响系数

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注:σ0为对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力。

2.普通砖、多孔砖墙体的截面抗震受剪承载力,应按下式验算:

VfvEA/γRE (4.8-2)

式中 V——考虑地震作用组合的墙体剪力设计值;

A——墙体横截面面积;

γRE——承载力抗震调整系数,应按表4.8-3采用。

3.采用水平配筋的墙体,应按下式验算:

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式中 ζs——钢筋参与工作系数,可按表4.8-6(《砌规》表10.2.2)采用;

fyh——墙体水平纵向钢筋的抗拉强度设计值;

Ash——层间墙体竖向截面的总水平纵向钢筋面积,其配筋率不应小于0.07%且不大于

0.17%。

表4.8-6 钢筋参与工作系数(ζs

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4.墙段中部基本均匀地设置构造柱,且构造柱的截面不小于240mm×240mm(当墙厚190mm时,亦可采用240mm×190mm),构造柱间距不大于4m时,可计入墙段中部构造柱对墙体受剪承载力的提高作用,并按下式进行验算:

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式中 Ac——中部构造柱的横截面面积(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;

Asc——中部构造柱的纵向钢筋截面总面积,配筋率不应小于0.6%,大于1.4%时取1.4%;

fyc——墙体构造柱纵向钢筋的抗拉强度设计值;

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;

Ash——层间墙体竖向截面的总水平纵向钢筋面积,其配筋率不应小于0.07%且不大于0.17%,水平纵向钢筋配筋率小于0.07%时取0。

5.无筋砖砌体墙的截面抗震受压承载力,按第4.3节计算的截面非抗震受压承载力除以承载力抗震调整系数进行计算;网状配筋砖墙、组合砖墙的截面抗震受压承载力,按第4.5节计算的截面非抗震受压承载力除以承载力抗震调整系数进行计算。

6.各类砖砌体房屋的现浇钢筋混凝土构造柱(以下简称构造柱),其设置应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010的有关规定,并应符合下列规定:

(1)构造柱设置部位应符合表4.8-7(《砌规》表10.2.4)的规定。

(2)外廊式和单面走廊式的房屋,应根据房屋增加一层的层数,按表4.8-7的要求设置构造柱,且单面走廊两侧的纵墙均应按外墙处理。

(3)横墙较少的房屋,应根据房屋增加一层的层数,按表4.8-7的要求设置构造柱;当横墙较少的房屋为外廊式或单面走廊式时,应按本条2款要求设置构造柱;但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时应按增加二层的层数对待。

(4)各层横墙很少的房屋,应按增加二层的层数设置构造柱。

表4.8-7 砖砌体房屋构造柱设置要求

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注:1.较大洞口,内墙指不小于2.1m的洞口;外墙在内外墙交接处已设置构造柱时允许适当放宽,但洞侧墙体应加强。

2.当按第(2)~(5)条规定确定的层数超出表4.8-7范围,构造柱设置要求不应低于表中相应烈度的最高要求且宜适当提高。

(5)采用蒸压灰砂普通砖和蒸压粉煤灰普通砖的砌体房屋,当砌体的抗剪强度仅达到普通黏土砖砌体的70%时(普通砂浆砌筑),应根据增加一层的层数按上述1~4条要求设置构造柱;但6度不超过四层、7度不超过三层和8度不超过二层时应按增加二层的层数对待。

(6)有错层的多层房屋,在错层部位应设置墙,其与其他墙交接处应设置构造柱;在错层部位的错层楼板位置应设置现浇钢筋混凝土圈梁;当房屋层数不低于四层时,底部1/4楼层处错层部位墙中部的构造柱间距不宜大于2m。

7.多层砖砌体房屋的构造柱应符合下列构造规定:

(1)构造柱的最小截面可为180mm×240mm(墙厚190mm时为180mm×190mm);构造柱纵向钢筋宜采用4φ12,箍筋直径可采用6mm,间距不宜大于250mm,且在柱上、下端适当加密;当6、7度超过六层、8度超过五层和9度时,构造柱纵向钢筋宜采用4φ14,箍筋间距不应大于200mm;房屋四角的构造柱应适当加大截面及配筋。

(2)构造柱与墙连接处应砌成马牙槎,沿墙高每隔500mm设2φ6水平钢筋和φ4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或φ4点焊钢筋网片,每边伸入墙内不宜小于1m。6、7度时,底部1/3楼层,8度时底部1/2楼层,9度时全部楼层,上述拉结钢筋网片应沿墙体水平通长设置。

(3)构造柱与圈梁连接处,构造柱的纵筋应在圈梁纵筋内侧穿过,保证构造柱纵筋上下贯通。

(4)构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm,或与埋深小于500mm的基础圈梁相连。

(5)房屋高度和层数接近表4.8-1的限值时,横墙内的构造柱间距不宜大于层高的2倍,下部1/3楼层的构造柱间距适当减小;当外纵墙开间大于3.9m时,应另设加强措施,内纵墙的构造柱间距不宜大于4.2m。

8.约束普通砖墙的构造,应符合下列规定:

(1)墙段两端设有符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010要求的构造柱,且墙肢两端及中部构造柱的间距不大于层高或3.0m,较大洞口两侧应设置构造柱;构造柱最小截面尺寸不宜小于240mm×240mm(墙厚190mm时为240mm×190mm),边柱和角柱的截面宜适当加大;构造柱的纵筋和箍筋设置宜符合表4.8-8的要求。

表4.8-8 构造柱的纵筋和箍筋设置要求

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(2)墙体在楼、屋盖标高处均设置满足现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB50011—2010要求的圈梁,上部各楼层处圈梁截面高度不宜小于150mm;圈梁纵向钢筋应采用强度等级不低于HRB335的钢筋,6、7度时不小于4φ10;8度时不小于4φ12;9度时不小于4φ14;箍筋不小于φ6。

9.房屋的楼、屋盖与承重墙构件的连接,应符合下列规定:

(1)钢筋混凝土预制楼板在梁、承重墙上必须具有足够的搁置长度;当圈梁未设在板的同一标高时,板端的搁置长度,在外墙上不应小于120mm,在内墙上,不应小于100mm,在梁上不应小于80mm,当采用硬架支模连接时,搁置长度允许不满足上述要求。

(2)当圈梁设在板的同一标高时,钢筋混凝土预制楼板端头应伸出钢筋,与墙体的圈梁相连接;当圈梁设在板底时,房屋端部大房间的楼盖,6度时房屋的屋盖和7~9度时房屋的楼、屋盖,钢筋混凝土预制板应相互拉结,并应与梁、墙或圈梁拉结。

(3)当板的跨度大于4.8m并与外墙平行时,靠外墙的预制板侧边应与墙或圈梁拉结。

(4)钢筋混凝土预制楼板侧边之间应留有不小于20mm的空隙,相邻跨预制楼板板缝宜贯通,当板缝宽度不小于50mm时应配置板缝钢筋。

(5)装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖,应在预制板叠合层上双向配置通长的水平钢筋,预制板应与后浇的叠合层有可靠的连接;现浇板和现浇叠合层应跨越承重内墙或梁,伸入外墙内长度应不小于120mm和1/2墙厚。

(6)现浇或装配整体式钢筋混凝土楼、屋盖与墙体有可靠连接的房屋,应允许不另设圈梁,但楼板沿抗震墙体周边均应加强配筋并应与相应的构造柱钢筋可靠连接。

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图4.8-1 建筑平、剖面图

【例4.8-1】 某四层砌体结构办公楼,其平面、剖面尺寸(以cm为单位)如图4.8-1所示,墙体轴线居中。外墙厚36cm,内墙厚24cm。除个别注明外,窗口尺寸1.5m×2.1m,内门尺寸为1.0m×2.5m。楼盖及屋盖采用现浇钢筋混凝土板(板厚100mm),横墙承重。采用强度等级为MU10烧结普通砖和M5混合砂浆砌筑。设防烈度7度,设计基本地震加速度值为0.10g。各层重力荷载代表值:G1=5020kN;G2=G3=4860kN;G4=4140kN。试验算该楼墙体的抗震承载力。

解:1.建筑总重力载荷代表值计算

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2.水平地震作用计算

FEk=α1Geq=αmax×0.85GE=0.08×0.85×18880N=1283.84kN

各楼层的水平地震作用标准值及楼层地震剪力标准值见表4.8-9。

表4.8-9 楼层水平地震作用及地震剪力标准值计算

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3.墙体抗震承载力验算

(1)横向水平地震作用下,横墙的抗震承载力验算(取底层④、⑦轴墙体)。首先计算底层横向各墙段的侧移刚度,列于表4.8-10。

表4.8-10 底层横墙抗侧刚度计算

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注:④轴为带小洞口的墙段,开洞率为0.15;墙段洞口影响系数为0.96;偏洞影响系数为0.9;洞口影响系数为0.864。

由于该建筑为刚性楼盖,所以其横向水平地震作用应按各片横墙的抗侧刚度进行分配。

底层④轴墙体地震剪力设计值为

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底层④轴墙体由门洞分为两个墙段,按各墙段的抗侧刚度分配④轴墙体所受的地震剪力:

a墙段:

978-7-111-45870-8-Chapter04-242.jpg大于1.0且小于4.0,弯曲变形和剪切变形均应考虑。

b墙段:

978-7-111-45870-8-Chapter04-243.jpg小于1.0,仅考虑剪切变形的影响。

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各墙段分配的地震剪力为

a墙段:

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b墙段:

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⑦轴线分配的水平地震剪力设计值为

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各墙段在层高半高处平均压应力如下(计算过程从略)

④轴a墙段σ0=0.60N/mm2,b墙段σ0=0.46N/mm2

⑦轴σ0=0.44N/mm2

fv=0.11MPa。

④、⑦轴各墙段抗震承载力验算见表4.8-11。

表4.8-11 ④、⑦轴各墙段抗震承载力验算

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注:表4.8-11计算时,γRE=1.0。

(2)纵向地震作用下,纵墙的抗震承载力验算(取底层Ⓐ轴墙体)。

Ⓐ轴外纵墙可以分为三个部分(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),其中墙体Ⅰ和Ⅲ相同,图4.8-2反映了Ⅰ和Ⅱ墙体开洞情况,Ⓐ轴外纵墙侧向刚度计算结果见表4.8-12。

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图4.8-2 Ⓐ轴外纵墙部分墙体示意图

表4.8-12 Ⓐ轴外纵墙侧移刚度计算结果

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图4.8-3反映了Ⓑ、Ⓒ轴内纵墙在①~⑤轴间墙体开洞情况,墙体侧向刚度计算结果见表4.8-13。

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图4.8-3 Ⓑ、Ⓒ轴内纵墙在①~⑤轴间墙体示意图

表4.8-13 Ⓑ、Ⓒ轴内纵墙在①~⑤轴间墙体侧移刚度计算结果

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图4.8-4反映了Ⓑ、Ⓒ轴内纵墙在⑥~⑩轴间墙体开洞情况,墙体侧向刚度计算结果见表4.8-14。

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图4.8-4 Ⓑ、Ⓒ轴内纵墙在⑥~⑩轴间墙体示意图

表4.8-14 Ⓑ、Ⓒ轴内纵墙在⑥~⑩轴间墙体侧移刚度计算结果

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图4.8-5反映了Ⓓ轴外纵墙开洞情况,外纵墙侧向刚度计算结果见表4.8-15。

表4.8-15 Ⓓ轴外纵墙侧移刚度计算结果

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图4.8-5 Ⓓ轴外纵墙示意图

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将Ⓐ轴分配的水平地震剪力设计值分配给各小墙段。边端小墙段:

978-7-111-45870-8-Chapter04-258.jpg大于1.0且小于4.0,弯曲变形和剪切变形均应考虑。中部窗间墙(门窗间墙):

978-7-111-45870-8-Chapter04-259.jpg大于1.0且小于4.0,弯曲变形和剪切变形均应考虑。

边端小墙段的侧移刚度K1

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中部窗间墙(门窗间墙)的侧移刚度K2,为

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边端小墙段分配的剪力设计值为

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中部窗间墙分配的剪力设计值为

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各墙段在层高半高处平均压应力如下(计算过程从略):

Ⓐ轴边端小墙段σ0=0.35N/mm2;中部窗间墙σ0=0.32N/mm2fv=0.11MPa。

Ⓐ轴边端小墙段及中部窗间墙的抗震承载力验算列于表4.8-16。

表4.8-16 Ⓐ轴边端小墙段及中部窗间墙抗震承载力验算

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注:表4.8-16计算时,γRE=1.0。

其他各层各轴验算方法同上,从略。