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7.2 计算要点

7.2.1 多层砌体房屋、底部框架-抗震墙房屋的抗震计算,可采用底部剪力法,并应按本节规定调整地震作用效应。

7.2.2 对砌体房屋,可只选从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行截面抗震承载力验算。

7.2.3 进行地震剪力分配和截面验算时,砌体墙段的层间等效侧向刚度应按下列原则确定:

  1 刚度的计算应计及高宽比的影响。高宽比小于 1 时,可只计算剪切变形;高宽比不大于 4 且不小于 1 时,应同时计算弯曲和剪切变形;高宽比大于 4 时,等效侧向刚度可取 0.0。

注:墙段的高宽比指层高与墙长之比,对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比。

  2 墙段宜按门窗洞口划分;对设置构造柱的小开口墙段按毛墙面计算的刚度,可根据开洞率乘以表 7.2.3 的墙段洞口影响系数:

表 7.2.3    墙段洞口影响系数

开洞率

0.10

0.20

0.30

影响系数

0.98

0.94

0.88

注:1 开洞率为洞口水平截面积与墙段水平毛截面积之比。相邻洞口之间净宽小于 500mm 的墙段视为洞口;

  2 洞口中心偏离墙段中线大于墙段长度的 1/4 时,表中影响系数折减 0.9;门洞的洞顶高度大于层高 80%时,表中数据不适用;窗洞高度大于 50%层高时,按门洞对待。

7.2.4 底部框架-抗震墙砌体房屋的地震作用效应,应按下列规定调整:

  1 对底层框架-抗震墙砌体房屋,底层的纵向和横向地震剪力设计值均应乘以增大系数,其值应允许在 1.2~1.5 范围内选用,第二层与底层侧向刚度比大者应取大值。

  2 对底部两层框架-抗震墙砌体房屋,底层和第二层的纵向和横向地震剪力设计值亦均应乘以增大系数,其值应允许在 1.2~1.5 范围内选用,第三层与第二层侧向刚度比大者应取大值。

  3 底层或底部两层的纵向和横向地震剪力设计值应全部由该方向的抗震墙承担,并按各抗震墙的侧向刚度比例分配。

注:1 《建筑与市政工程抗震通用规范》(GB 55002—2021)废止的现行工程建设标准相关强制性条文。

  2 第 5.5.7 条取代。

7.2.5 底部框架-抗震墙 砌体房屋中,底部框架的地震作用效应宜采用下列方法确定:

  1 底部框架柱的地震剪力和轴向力,宜按下列规定调整:

1)框架柱承担的地震剪力设计值,可按各抗侧力构件有效侧向刚度比例分配确定;有效侧向刚度的取值,框架不折减,混凝土墙可乘以折减系数 0.30,砖墙可乘以折减系数 0.20。

2)框架柱的轴力应计入地震倾覆力矩引起的附加轴力,上部砖房可视为刚体,底部各轴线承受的地震倾覆力矩,可近似按底部抗震墙和框架的侧向刚度的比例分配确定。

  2 底部框架-抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁计算地震组合内力时,应采用合适的计算简图。若考虑上部墙体与托墙梁的组合作用,应计入地震时墙体开裂对组合作用的不利影响,可调整有关的弯矩系数、轴力系数等计算参数。

7.2.6 各类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=ξNfv    (7.2.6)

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——砌体抗震抗剪强度的正应力影响系数,应按表 7.2.6 采用。

表 7.2.6    砌体强度的正应力影响系数

砌体类别

σ0/fv

0.0

1.0

3.0

5.0

7.0

10.0

12.0

≥16.0

普通砖、多孔砖

0.80

0.99

1.25

1.47

1.65

1.90

2.05

小砌块

1.23

1.69

2.15

2.57

3.02

3.32

3.92

注:σ0 为对应于重力荷载代表值的砌体截面平均压应力。

注:1 《建筑与市政工程抗震通用规范》(GB 55002—2021)废止的现行工程建设标准相关强制性条文。

  2 第 5.5.6 条取代(原则性)。

7.2.7 普通砖、多孔砖墙体的截面抗震受剪承载力,应按下列规定验算:

  1 一般情况下,应按下式验算:

V≤fvEA/γRE    (7.2.7-1)

式中:V——墙体剪力设计值;

  fvE——砖砌体沿阶梯形截面破坏的抗震抗剪强度设计值;

   A——墙体横截面面积,多孔砖取毛截面面积;

  γRE——承载力抗震调整系数承重墙按本规范表 5.4.2 采用,自承重墙按 0.75 采用。

  2 采用水平配筋的墙体,应按下式验算: 

    (7.2.7-2)

式中:fyh——水平钢筋抗拉强度设计值;

    Ash——层间墙体竖向截面的总水平钢筋面积,其配筋率应不小于 0.07%且不大于 0.17%;

    ζs——钢筋参与工作系数,可按表 7.2.7 采用。

表 7.2.7   钢筋参与工作系数

墙体宽高比

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

ζs

0.10

0.12

0.14

0.15

0.12

  2 当按式(7.2.7-1)、式(7.2.7-2)验算不满足要求时,可计入设置于墙段中部、截面不小于 240mm×240mm(墙厚 190mm 时为 240mm×190mm)且间距不大于 4m 的构造柱对受剪承载力的提高作用,按下列简化方法验算:

    (7.2.7-3)

式中:Ac——中部构造柱的横截面总面积(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(配筋率不小于 0.6%,大于 1.4%时取 1.4%);

fyh、fyc——分别为墙体水平钢筋、构造柱钢筋抗拉强度设计值;

    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钢筋面积,无水平钢筋时取 0.0。

7.2.8 小砌块墙体的截面抗震受剪承载力,应按下式验算:

    (7.2.8)

式中:ft——芯柱混凝土轴心抗拉强度设计值;

   Ac——芯柱截面总面积;

   As——芯柱钢筋截面总面积;

   fy——芯柱钢筋抗拉强度设计值;

   ζc——芯柱参与工作系数,可按表 7.2.8 采用。

注:当同时设置芯柱和构造柱时,构造柱截面可作为芯柱截面,构造柱钢筋可作为芯柱钢筋。

表 7.2.8   芯柱参与工作系数

填孔率 ρ

ρ<0.15

0.15≤ρ<0.25

0.25≤ρ<0.5

ρ≥0.5

ζc

0.0

1.0

1.10

1.15

注:填孔率指芯柱根数(含构造柱和填实孔洞数量)与孔洞总数之比。

7.2.9 底层框架-抗震墙砌体房屋中嵌砌于框架之间的普通砖或小砌块的砌体墙,当符合本章第 7.5.4 条、第 7.5.5 条的构造要求时,其抗震验算应符合下列规定:

  1 底层框架柱的轴向力和剪力,应计入砖墙或小砌块墙引起的附加轴向力和附加剪力,其值可按下列公式确定:

Nf=VwHf/l    (7.2.9-1)

 Vf=Vw     (7.2.9-2)

式中:Vw——墙体承担的剪力设计值,柱两侧有墙时可取二者的较大值;

   Nf——框架柱的附加轴压力设计值;

   Vf——框架柱的附加剪力设计值;

  Hf、l——分别为框架的层高和跨度。

  2 嵌砌于框架之间的普通砖墙或小砌块砖墙及两端框架柱,其抗震受剪承载力应按下式验算:

    (7.2.11-3)

式中: V——嵌砌普通砖墙或小砌块砖墙及两端框架柱剪力设计值;

   Aw0——砖墙或小砌块墙水平截面的计算面积,无洞口时取实际截面的 1.25 倍,有洞口时取截面净面积,但不计入宽度小于洞口高度 1/4 的墙肢截面面积;

Muyc、Mlyc——分别为底层框架柱上下端的正截面受弯承载力设计值,可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010 非抗震设计的有关公式取等号计算;

    H0——底层框架柱的计算高度,两侧均有砌体墙时取柱净高的 2/3,其余情况取柱净高;

   γREc——底层框架柱承载力抗震调整系数,可采用 0.8;

   γREw——嵌砌普通砖墙或小砌块墙承载力抗震调整系数,可采用 0.9。