砌体结构设计规范文档格式.docx
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1988年11月28日
主要符号
作用和作用效应
N——轴向力设计值;
Nk——轴向力标准值;
N1——局部受压面积上轴向力设计值、梁端支承压力;
No——上部轴向力设计值;
Nt——轴向拉力设计值;
M——弯矩设计值;
Mr——抗倾覆力矩;
Mov——倾覆力矩设计值;
V——剪力设计值;
F——集中力设计值;
σo——上部平均压应力设计值;
σk——恒荷载标准值产生的平均压应力。
计算指标
MU——块体(砖、石、砌块)强度等级;
M——砂浆强度等级;
f1——块体(砖、石、砌块)抗压强度平均值;
f2——砂浆抗压强度平均值;
f——砌体的抗压强度设计值;
fk——砌体的抗压强度标准值;
ft——砌体的轴心抗拉强度设计值;
ft,k——砌体的轴心抗拉强度标准值;
ftm——砌体的弯曲抗拉强度设计值;
ftm·
k——砌体的弯曲抗拉强度标准值;
fv——砌体的抗剪强度设计值;
fv,k——砌体的抗剪强度标准值;
fn——网状配筋砖砌体的抗压强度设计值;
fy——受拉钢筋的强度设计值;
f′y——受压钢筋的强度设计值;
fc——混凝土轴心抗压强度设计值;
E——砌体的弹性模量;
Ec——混凝土的弹性模量;
G——砌体的剪变模量。
几何参数
A——截面面积;
A1——局部受压面积;
Ao——影响局部抗压强度的计算面积;
Ab——垫块面积;
As——距轴向力较远侧的钢筋截面面积;
A′s——受压钢筋的截面面积;
A′——砌体受压部分面积;
V——体积;
s——相邻横墙、窗间墙之间或壁柱间的距离;
bs——在相邻横墙、窗间墙之间或壁柱间的距离范围内的门窗洞口宽度;
b——截面宽度、边长;
bf——带壁柱墙的计算截面翼缘宽度、翼墙计算宽度;
h——墙的厚度或矩形截面的纵向力偏心方向的边长、梁的高度;
hb——砌块高度、托梁高度;
ho——截面有效高度、垫梁折算高度;
ht——T形截面的折算厚度;
hw——墙体高度、墙体计算高度;
a——边长、梁端实际支承长度;
ao——梁端有效支承长度;
c、d——距离;
e——偏心距;
H——墙体总高、构件高度;
Hi——层高;
Ho——构件的计算高度;
Hu——变截面柱上段的高度;
Hl——变截面柱下段的高度;
lo——梁的计算跨度;
ln——梁的净跨度;
I——截面惯性矩;
i——截面的回转半径;
S——截面面积矩;
u——截面周长、水平位移;
umax——最大水平位移;
W——截面抵抗矩;
y——截面重心到轴向力所在方向截面边缘的距离;
z——内力臂。
计算系数
γf——结构构件材料性能分项系数;
γo——结构重要性系数;
γa——调整系数;
γ——局部抗压强度提高系数、内力臂系数;
α——系数;
β——构件的高厚比;
〔β〕——墙、柱的允许高厚比;
η——空间性能影响系数、系数;
φ——轴向力影响系数、系数;
φn——网状配筋砖砌体构件的轴向力影响系数;
φcom——组合砖砌体构件的稳定系数;
ρ——配筋率;
μ1——非承重墙允许高厚比的修正系数;
μ2——有门窗洞口墙允许高厚比的修正系数;
ψ——折减系数;
ξ——截面受压区相对高度、系数;
ξb——受压区相对高度的界限值;
ζ——局压系数。
第一章 总则
第1.0.1条为了使砌体结构设计贯彻执行国家的技术经济政策,坚持因地制宜、就地取材的原则,合理选用结构方案和建筑材料,做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量,特制订本规范。
第1.0.2条本规范适用于一般工业与民用房屋及构筑物的砌体结构的设计。
第1.0.3条本规范适用于五列砌体的结构:
一、砖砌体,包括烧结普通砖(粘土砖和硅酸盐砖)、非烧结硅酸盐砖和承重粘土空心砖砌体。
二、砌块砌体,包括混凝土中型、小型空心砌块和粉煤灰中型实心砌块砌体。
三、石砌体,包括各种料石和毛石砌体。
第1.0.4条本规范是根据《建筑结构设计统一标准》(GBJ68—84)规定的原则进行制订的。
第1.0.5条地震区和特殊条件下或有特殊要求的房屋及构筑物的设计,尚应符合国家现行的有关标准规范的规定。
第二章 材料
第一节材料强度等级
第2.1.1条块体和砂浆的强度等级,应按下列规定采用:
一、烧结普通砖、非烧结硅酸盐砖和承重粘土空心砖等的强度等级:
MU30(300)、MU25(250)、MU20(200)、MU15(150)、MU10(100)和MU7.5(75)。
二、砌块的强度等级:
MU15、MU10、MU7.5、MU5和MU3.5。
三、石材的强度等级:
MU100、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20、<
P>
四、砂浆的强度等级:
M15、M10、M7.5、M5、M2.5、M1和M0.4。
注:
①括号内为相应材料原标准规定的标号。
②石材的规格、尺寸及其强度等级可按附录一的方法确定。
③确定硅酸盐块体的强度等级时,块体的抗压强度应乘以自然碳化系数。
对粉煤灰中型实心砌块,当无自然碳化系数试验时,可取人工碳化系数的1.15倍,且不得大于0.9。
第二节砌体的计算指标
第2.2.1条龄期为28d的以毛截面计算的各类砌体抗压强度设计值,根据块体和砂浆的强度等级应分别按下列规定采用:
一、烧结普通砖、非烧结硅酸盐砖和承重粘土空心砖砌体的抗压强度设计值,应按表2.2.1-1采用。
二、一砖厚空斗砌体的抗压强度设计值,应按表2.2.1-2采用。
三、块体高度为180~350mm的混凝土小型空心砌块砌体的抗压强度设计值,应按表2.2.1-3采用。
第2.2.4条施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体,可按砂浆强度为零确定其砌体强度。
对于冬期施工采用掺盐砂浆法施工的砌体,砂浆强度等级按常温施工的强度等级提高一级时,砌体强度和稳定性可不验算。
第2.2.5条砌体的弹性模量、线膨胀系数和摩擦系数,可按表2.2.5-1~表2.2.5-3采用。
砌体的剪变模量,宜为砌体弹性模量的0.4倍。
第三章 基本设计规定
第一节设计原则
第3.1.1条本规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。
第3.1.2条砌体结构均应按承载能力极限状态设计,并满足正常使用极限状态的要求。
根据砌体结构的特点,砌体结构正常使用极限状态的要求,一般情况下可由相应的构造措施保证。
第3.1.3条根据建筑结构破坏可能产生的后果(危及人的生命、造成经济损失、产生社会影响等)的严重性,建筑结构按表3.1.3划分为三个安全等级,设计时应根据具体情况适当选用。
建筑结构的安全等级 表3.1.3
安全等级破坏后果建筑物类型
----------------------------------------
一级很严重重要的工业与民用建筑物
二级严重一般的工业与民用建筑物
三级不严重次要的建筑物
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对地震区的砌体结构设计,应按国家现行《建筑抗震设计规范》根据建筑物重要性区分建筑物类别。
第3.1.4条砌体结构按承载能力极限状态设计时,应按下式计算:
γoS≤R(fd,ak……) (3.1.4)
式中γo——结构重要性系数。
对安全等级为一级、二级、三级的砌体结构构件,可分别取1.1、1.0、0.9;
S——内力设计值,分别表示为轴向力设计值N、弯矩设计值M和剪力设计值V等;
R(·
)——结构构件的承载力设计值函数;
fd——砌体的强度设计值,;
fk——砌体的强度标准值,fk=fm-1.645σf;
γf——砌体结构的材料性能分项系数,γf=1.5;
fm——砌体的强度平均值;
σf——砌体强度的标准差;
αk——几何参数标准值。
第3.1.5条当砌体结构作为一个刚体,需验算整体稳定性时,例如倾覆、滑移、漂浮等,应按下列设计表达式进行验算:
式中G1k——起有利作用的永久荷载标准值;
G2k——起不利作用的永久荷载标准值;
CG1、CG2——分别为G1k、G2k的荷载效应系数;
CQ1、CQi——分别为第一个可变荷载和其他第i个可变荷载的荷载效应系数;
Q1k、Qik——起不利作用的第一个和第i个可变荷载标准值;
ψci——第i个可变荷载的组合值系数。
当风荷载与其他可变荷载组合时均可采用0.6。
第二节房屋的静力计算规定
第3.2.1条房屋的静力计算,根据房屋的空间工作性能分为刚性方案、刚弹性方案和弹性方案。
设计时,可按表3.2.1确定静力计算方案。
房屋的静力计算方案 表3.2.1
屋盖或楼盖类别刚性方案刚弹性方案弹性方案
------------------------------------------------------------------------------------------------
整体式、装配整体和装配式无檩体系钢筋混凝土屋盖或钢筋混凝土楼盖s<3232≤s≤72s>72
装配式有檩体系钢筋混凝土屋盖、轻钢屋盖和有密铺望板的木屋盖或木楼盖s<2020≤s≤48s>48
冷摊瓦木屋盖和石棉水泥瓦轻钢屋盖s<1616≤s≤36s>36
①表中s为房屋横墙间距,长度单位为m。
②当屋盖、楼盖类别不同或横墙间距不同时,可按第3.2.7条和3.2.8条的规定确定房屋的静力计算方案。
③对无山墙或伸缩缝处无横墙的房屋,应按弹性方案考虑。
第3.2.2条刚性和刚弹性方案房屋的横墙应符合下列要求:
一、横墙中开有洞口时,洞口的水平截面面积不应超过横墙截面面积的50%。
二、横墙的厚度不宜小于180mm。
三、单层房屋的横墙长度不宜小于其高度,多层房屋的横墙长度,不宜小于H/2(H为横墙总高度)。
①当横墙不能同时符合上述要求时,应对横墙的刚度进行验算。
如其最大水平位移值时,仍可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。
②凡符合注①刚度要求的一段横墙或其他结构构件(如框架等),也可视作刚性或刚弹性方案房屋的横墙。
第3.2.3条弹性方案房屋的静力计算可按屋架、大梁与墙(柱)为铰接的,不考虑空间工作的平面排架或框架计算。
第3.2.4条刚弹性方案房屋的静力计算,可按屋架、大梁与墙(柱)为铰接的考虑空间工作的平面排架或框架计算。
房屋各层的空间性能影响系数,可按表3.2.4采用,其计算方法按本规范附录三和附录四。
第3.2.5条刚性方案房屋的静力计算,可按列规定进行:
一、单层房屋:
在荷载作用下,墙、柱可视作上端为不动铰支承于屋盖,下端嵌固于基础的竖向构件。
二、多层房屋:
在竖向荷载作用下,墙、柱在每层高度范围内,可近似地视作两端铰支的竖向构件;
在水平荷载作用下,墙、柱可视作竖向连续梁。
三、对本层的竖向荷载,应考虑对墙、柱的实际偏心影响,当梁支承于墙上时,梁端支承压力N1到墙内边的距离,对屋盖梁应取梁端有效支承长度αo的0.33倍,对楼盖梁应取梁端有效支承长度αo的0.40倍(图3.2.5)。
由上面楼层传来的荷载Nu,可视作作用于上一楼层的墙、柱的截面重心处。
a)屋盖梁情况b)楼盖梁情况
图3.2.5梁端支承压力位置
第3.2.6条当刚性方案多层房屋的外墙符合下列要求时,静力计算可不考虑风荷载的影响:
一、洞口水平截面面积不超过全截面面积的2/3。
二、层高和总高不超过表3.2.6的规定。
外墙不考虑风荷载影响时的最大高度 表3.2.6
基本风压值(kN/㎡)层高(m)总高(m)
---------------------------------
0.44.028
0.54.024
0.64.018
0.73.518
----------------------------------
三、屋面自重不小于0.8kN/㎡。
当必须考虑风荷载时,风荷载引起的弯矩M,可按下式计算:
式中ω——风荷载设计值;
Hi——层高。
第3.2.7条计算上柔下刚多层房屋时,顶层可按单层房屋计算,其空间性能影响系数可根据屋盖类别按表3.2.4采用。
上柔下刚房屋系指顶层不符合刚性方案要求,而下面各层由相应楼盖类别和横墙间距可确定为刚性方案的房屋。
第3.2.8条计算上刚下柔多层房屋时,底层空间性能影响系数可取表3.2.4中1类屋盖的空间性能影响系数,其计算方法应按本规范附录四采用。
上刚下柔房屋系指底层不符合刚性方案要求,而上面各层符合刚性方案要求的房屋。
第3.2.9条带壁柱墙的计算截面翼缘宽度bf,可按下列规定采用:
一、多层房屋,当有门窗洞口时,可取窗间墙宽度;
当无门窗洞口时,可取相邻壁柱间的距离。
二、单层房屋,可取壁柱宽加2炖3墙高,但不大于窗间墙宽度和相邻壁柱间距离。
三、计算带壁柱墙的条形基础时,可取相邻壁柱间的距离。
第3.2.10条当转角墙段角部受竖向集中荷载时,计算截面的长度可从角点算起每侧宜取层高的1/3。
当上述墙体范围内有门窗洞口时,则计算截面取至洞边,但不宜大于层高的1/3。
当上层的竖向集中荷载传至本层时,可按均布荷载计算,此时转角墙段可按角形截面偏心受压构件进行承载力验算。
第一节受压构件
第4.1.1条受压构件的承载力应按下式计算:
N≤φfA (4.1.1)
式中N——荷载设计值产生的轴向力;
φ——高厚比β和轴向力的偏心距e对受压构件承载力的影响系数,可按附录五的附表5-1至附表5-5采用或按附录五的公式计算;
f——砌体抗压强度设计值,应按第2.2.1条采用;
A——截面面积,对各类砌体均可按毛截面计算;
对带壁柱墙,其翼缘宽度可按第3.2.9条采用。
对矩形截面构件,当轴向力偏心方向的截面边长大于另一方向的边长时,除按偏心受压计算外,还应对较小边长方向,按轴心受压进行验算。
第4.1.2条计算影响系数φ或查φ表时,应先对构件高厚比β乘以下列系数:
一、粘土砖、空心砖、空斗砌体和混凝土中型空心砌块砌体1.0。
二、混凝土小型空心砌块砌体1.1。
三、粉煤灰中型实心砌块、硅酸盐砖、细料石和半细料石砌体1.2。
四、粗料石和毛石砌体1.5。
高厚比β应按下列公式计算:
对矩形截面 (4.1.2-1)
对T形截面 (4.1.2-2)
式中Ho——受压构件的计算高度,按第4.1.3条确定;
h——矩形截面轴向力偏心方向的边长,当轴心受压时为截面较小边长;
ht——T形截面的折算厚度,可近似取3.5i计算;
i——截面回转半径。
第4.1.3条受压构件的计算高度Ho,应根据房屋类别和构件支承条件等按表4.1.3采用。
表中的构件高度H应按下列规定采用:
一、在房屋底层,为楼板到构件下端支点的距离。
下端支点的位置,可取在基础顶面。
当埋置较深时,则可取在室内地面或室外地面下300~500mm处。
二、在房屋其它层次,为楼板或其他水平支点间的距离。
三、对于山墙,可取层高加山墙尖高度的1/2;
山墙壁柱则可取壁柱处的山墙高度。
第4.1.4条对有吊车的房屋,当不考虑吊车作用时,变截面柱上段的计算高度可按表4.1.3规定采用;
变截面柱下段的计算高度可按下列规定采用:
一、当时,取无吊车房屋的Ho。
二、当时,取无吊车房屋的Ho应乘以修正系数μ。
μ=1.3-0.3Iu/I1。
Iu为变截面柱上段的惯性矩,I1为变截面柱下段的惯性矩。
三、当时,取无吊车房屋的Ho。
但在确定β值时,采用上柱截面。
本条规定也适用于无吊车房屋的变截面柱。
第4.1.5条轴向力的偏心距e按荷载标准值计算并不宜超过0.7y,y为截面重心到轴向力所在偏心方向截面边缘的距离。
当0.7y<e≤0.95y时,除按公式(4.1.1)进行计算外,尚应按下式进行正常使用极限状态验算:
式中Nk——轴向力标准值;
ftm,k——砌体沿通缝截面的弯曲抗拉强度拟准值,取ftm,k=1.5ftm;
ftm——砌体沿通缝截面的弯曲抗拉强度设计值,按第2.2.2条采用;
W——截面抵抗矩。
当e>0.95y时,按下式进行计算:
式中N——轴向力设计值。
第二节局部受压
第4.2.1条砌体截面中受局部均匀压力时的承载力应按下式计算:
N1≤γfA1 (4.2.1)
式中N1——局部受压面积上轴向力设计值;
γ——砌体局部抗压强度提高系数;
A1——局部受压面积。
第4.2.2条砌体局部抗压强度提高系数γ,应符合下列规定:
一、γ可按下式计算:
式中Ao——影响砌体局部抗压强度的计算面积。
二、计算所得γ值,尚应符合下列规定:
1.在图4.2.2a的情况下,γ≤2.5;
2.在图4.2.2b的情况下,γ≤1.25;
3.在图4.2.2c的情况下,γ≤2.0;
4.在图4.2.2d的情况下,γ≤1.5。
5.对空心砖砌体,局部抗压强度提高系数γ应小于或等于1.5;
对未灌实的混凝土中型、小型空心砌块砌体,局部抗压强度提高系数γ为1.0。
第4.2.3条影响砌体局部抗压强度的计算面积可按下列规定采用:
一、在图4.2.2a的情况下,Ao=(a+c+h)h;
二、在图4.2.2b的情况下,Ao=(a+h)h;
三、在图4.2.2c的情况下,Ao=(b+2h)h;
四、在图4.2.2d的情况下,Ao=(a+h)h+(b+h1-h)h1。
式中a、b——矩形局部受压面积A1的边长;
h、h1——墙厚或柱的较小边长,墙厚;
c——矩形局部受压面积的外边缘至构件边缘的较小距离,当大于h时,应取为h。
图4.2.2影响局部抗压强度的面积Ao
第4.2.4条梁端支承处砌体的局部受压承载力应按下式计算:
ψNo+N1≤ηγfA1 (4.2.4-1)
式中ψ——上部荷载的折减系数,,当Ao/A1≥3时,取ψ=0;
No——局部受压面积内上部轴向力设计值,No=σoA1,σo为上部平均压应力设计值;
η——梁端底面压应力图形的完整系数,一般可取0.7,对于过梁和墙梁可取1.0;
A1——局部受压面积,A1=aob,b为梁宽,ao为梁端有效支承长度。
当梁直接支承在砌体上时,梁端有效支承长度可按下式计算:
式中αo——梁端有效支承长度(mm),当α>α时,应取αo=α;
a——梁端实际支承长度(mm);
N1——梁端荷载设计值产生的支承压力(kN);
b——梁的截面宽度(mm);
tgθ——梁变形时,梁端轴线倾角的正切,对于受均布荷载的简支梁,当ω/lo=1/250时,可取tgθ=1/78;
ω——梁的最大挠度;
lo——梁的计算跨度。
对于跨度小于6m的钢筋混凝土梁,梁端有效支承长度可按下式计算:
式中hc——梁的截面高度(mm);
f——砌体的抗压强度设计值(MPa)。
第4.2.5条在梁端下设有垫块或垫梁时,垫