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混凝土小型空心砌块 建筑技术规程 本文转载自: http://www.hntianyi.cn/news/20079/17.915.asp 结合规程修订工作,针对《混凝土小型空心砌块建筑技术规程》(报批稿)中的“抗震设计”部分,阐述了修改、增加内容的原因。 [关键词]混凝土;砌块;建筑规程;抗震设计 [中图分类号]TU711 [文献标识码] C [文章编号] 1003-5273(2004)03-0018-03 我国抗震设防地区占全部国土面积的2/3以上,即6度及6度以上地区。在城市中抗震设防地区的面积也相当多,许多重要城市都处在地震设防区,如北京、天津、上海、广州、西安、重庆、沈阳等大城市及其他中小城市。因此,混凝土小型空心砌块建筑的抗震设防问题无汉回避。 90年代开始,随着我国节能与墙改政策的出台,在全国范围推广应用混凝土小砌块以代替黏土砖,许多科研院所、高校相继对混凝土小砌块建筑的抗震性能进行了试验研究。北京市建筑设计研究院首次进行了6层、1/4比例的混凝土小砌块建筑整体模型振动台试验,为8度区混凝土小砌块建筑突破原有规范限制5层的规定提供理论和试验依据。 1995年,北京市建筑设计研究院又提出了在混凝土小砌块建筑中设置构造柱以代替部分芯柱的构造做法,并为此进行一幢9层小砌块建筑的整体模型振动台试验。试验证明在混凝土小砌块建筑中,部分改为构造柱做法不但可行,而且试验证明在所有墙体连接部位改芯柱为构造柱后,不仅可使砌块建筑的整体工作性能有所加强,房屋的极限变形能力也有明显提高。对于耗能和延性,根据阻尼系数的变化,构造柱加芯柱组合体系在变形后期的结构能耗特性,比常规芯柱体系可提高1.6倍,延性系数可从2左右提高到3以上。从最后的破坏形态看,“构造柱+芯柱体系”在墙体开裂后具有更好的边缘约束构件的作用,从而能够更好地防止砌块建筑突然倒塌。 国内许多单位也进行了构造柱用于混凝土小砌块建筑的墙体和模型试验,结论也基本一致。因此,在有条件的地区,推荐了砌块建筑采用“构造柱+芯柱体系”,在地震设防地区有良好的抗震效果。 混凝土小砌块建筑的抗震设计与一般建筑的抗震设计相同,建筑结构首先应当满足静力设计的要求,在此基础上进行抗震设计。 抗震设计应包括概念设计、强度验算和抗震构造措施三部分内容。以下分别阐述《混凝土小砌块建筑技术规程》(报批稿)中第六章的抗震设计。 1 一般规定 普通混凝土小砌块建筑作为砌体结构的一种,与一般砖砌体在抗震设计上没有原则的区别,但是混凝土砌块建筑有其自身的特点。 1.1 抗震概念设计及结构布置 选择有利于抗震的场地和基础;保证结构的整体性;尽量采用横墙或纵横混合承重的结构布置;纵、横墙体布置宜均匀对称,平面内宜对齐;沿高度方向应上下连续、贯通;同一轴线上窗间墙宜均匀布置;同一墙垛沿高度方向宜保持同一截面;还有楼梯间不宜布置在房屋尽端或转角处等。这些要求与一般砌块没有区别,是抗震结构的共同要求。 1.2 控制混凝土小砌块房屋的高度 1986年以来,国内外做了大量试验研究工作,对一般混凝土小砌块建筑的抗震性能有了进一步认识,抗震构造措施也有所完善。因此,允许建造高度有所突破,以190mm厚的混凝土小砌块墙允许高度为例,在6、7、8度抗震设防区分别为7层、7层和6层。 为什么要控制层数和高度呢?其主要原因是混凝土小砌块体的脆性性质。从宏观震害调查的规律证明,砌体结构随着层数的增加而震害加重。在国外,一般无筋砌体结构只允许建到三层。因此,对砌体结构抗震的主要控制,就是限制层数和高度。 1.3 混凝土小砌块墙体和局部尺寸 在砌体结构中主要的抗震构件就是墙体,对墙体间距的限制实际是对砌体变形的限制。砌体作为脆性材料不可能承受较大的变形,加之砌体材料强度较低,不可能承担过大的应力。因此,对于混凝土小砌块结构也同样要限制抗震横墙的最大间距。 控制墙体的局部尺寸,一是为了尽量使墙垛在同一轴线上均匀布置,大小截面不应相差过大,同时也是为了防止个别墙垛较早出破坏而导致整个墙体的各个击破。 1.4 房屋高宽比 6、7、8度抗震设防区的房屋高宽比分别为2.5、2.5和2.0。 限制房屋高宽比的目的主要是为了防止砌体结构产生弯曲破坏。震害调查发现,房屋高宽比过大会在房屋底层发生弯曲性的水平断裂。 从验算分析看,砌体的抗倾覆能力很差。在水平地震作用下,砌体结构的高度将受很大限制。但是从实际发生地震地区的建筑物看,情况有较大出入。一般6、7层砌体房屋很少发生弯曲破坏,除非在地基特别差的地区。这里也说明地震动力作用与一般静力作用的不同之处。 因此,对砌体结构限制房屋高宽比是必要的,在规范要求的高宽比范围内,各类砌块结构可以不进行抗倾覆验算。 2 抗震验算 多层混凝土小砌块建筑在规范允许高度以内时,其结构的变形以剪切变形为主,在质量和刚度沿高度的分布比较均匀时,抗震计算可采用简化的底部剪力法。 多层混凝土小砌块建筑在规范允许高度以内时,其结构的基本周期一般均在0.3s以内。因此砌体结构以第一振型为主,各楼层的地震剪力按倒三角形分布。 结构总水平地震作用标准值(图1):
式中:αmax—水平地震影响系数最大值,6、7、7.5、8、8.5度抗震设防区分别为0.04、0.08、0.12、0.16、0.24。
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