6.1.1 由于配筋砌体的使用越来越普遍,本次修订增加了配筋砌体的内容,因此本节也相应增加了配筋砌体高厚比的限值。由于配筋砌体的整体性比无筋砌体好,刚度较无筋砌体大,因此在无筋砌体高厚比最高限值为28的基础上作了提高,配筋砌体高厚比最高限值为30。
6.1.2 墙中设混凝土构造柱时可提高墙体使用阶段的稳定性和刚度,设混凝土构造柱墙在使用阶段的允许高厚比提高系数μc,是在对设混凝土构造柱的各种砖墙、砌块墙和石砌墙的整体稳定性和刚度进行分析后提出的偏下限公式。为与组合砖墙承载力计算相协调,规定bc/l>0.25(即l/bc<4时取l/bc=4);当bc/l<0.05(即l/bc>20)时,表明构造柱间距过大,对提高墙体稳定性和刚度作用已很小。
由于在施工过程中大多是先砌筑墙体后浇筑构造柱,应注意采取措施保证设构造柱墙在施工阶段的稳定性。
对壁柱间墙或带构造柱墙的高厚比验算,是为了保证壁柱间墙和带构造柱墙的局部稳定。如高厚比验算不能满足公式(6.1.1)要求时,可在墙中设置钢筋混凝土圈梁。当圈梁宽度b与相邻壁柱间或相邻构造柱间的距离s的比值b/s≥1/30时,圈梁可视作不动铰支点。当相邻壁柱间的距离s较大,为满足上述要求。圈梁宽度b<s/30时,可按等刚度原则增加圈梁高度。
6.1.3 用厚度小于90mm的砖或块材砌筑的隔墙,当双面用较高强度等级的砂浆抹灰时,经部分地区工程实践证明,其稳定性满足使用要求。本次修订时增加了对于厚度小于90mm的墙,当抹灰层砂浆强度等级等于或大于M5时,包括抹灰层的墙厚达到或超过90mm时,可按h=90mm验算高厚比的规定。
6.1.4 对有门窗洞口的墙[β]的修正系数μ2,系根据弹性稳定论并参照实践经验拟定的。根据推导,μ2尚与门窗高度有关,按公式(6.1.4)算得的μ2,约相当于门窗洞高为墙高2/3时的数值。当洞口高度等于或小于墙高1/5时,可近似采用μ2等于1.0。当洞口高度大于或等于墙高的4/5时,门窗洞口墙的作用已较小。因此,在本次修编中,对当洞口高度大于或等于墙高的4/5时,作了较严格的要求,按独立墙段验算高厚比。这在某些仓库建筑中会遇到这种情况。
分类:砌体结构设计规范[附条文说明]GB 50003—2011
5.5 受剪构件
5.5.1 根据试验和分析,砌体沿通缝受剪构件承载力可采用复合受力影响系数的剪摩理论公式进行计算。
1 公式(5.5.1—1)~公式(5.5.1—3)适用于烧结的普通砖、多孔砖、蒸压的灰砂砖和粉煤灰砖以及混凝土砌块等多种砌体构件水平抗剪计算。该式系由重庆建筑大学在试验研究基础上对包括各类砌体的国内19项试验数据进行统计分析的结果。此外,因砌体竖缝抗剪强度很低,可将阶梯形截面近似按其水平投影的水平截面来计算。
2 公式(5.5.1)的模式系基于剪压复合受力相关性的两次静力试验,包括M2.5、M5.0、M7.5和M10等四种砂浆与MU10页岩砖共231个数据统计回归而得。此相关性亦为动力试验所证实。研究结果表明:砌体抗剪强度并非如摩尔和库仑两种理论随σ0/fm的增大而持续增大,而是在σ0/fm=0~0.6区间增长逐步减慢;而当σ0/fm>0.6后,抗剪强度迅速下降,以致σ0/fm=1.0时为零。整个过程包括了剪摩、剪压和斜压等三个破坏阶段与破坏形态。当按剪摩公式形式表达时,其剪压复合受力影响系数μ非定值而为斜直线方程,并适用于σ0/fm=0~0.8的近似范围。
3 根据国内19份不同试验共120个数据的统计分析,实测抗剪承载力与按有关公式计算值之比值的平均值为0.960,标准差为0.220,具有95%保证率的统计值为0.598(≈0.6)。又取γ1=1.6而得出(5.5.1)公式系列。
4 式中修正系数α系通过对常用的砖砌体和混凝土空心砌块砌体,当用于四种不同开间及楼(屋)盖结构方案时可能导致的最不利承重墙,采用(5.5.1)公式与抗震设计规范公式抗剪强度比较分析而得出的,并根据γG=1.2和1.35两种荷载组合以及不同砌体类别而取用不同的α值。引入α系数意在考虑试验与工程实验的差异,统计数据有限以及与现行两本规范衔接过渡,从而保持大致相当的可靠度水准。
5 简化公式中σ0定义为永久荷载设计值引起的水平截面压应力。根据不同的荷载组合而有与γG=1.2和1.35相应的(5.5.1—2)及(5.5.1—3)等不同μ值计算公式。
5.2 局部受压

5.2.5 试验和有限元分析表明,垫块上表面a0较小,这对于垫块下局压承载力计算影响不是很大(有垫块时局压应力大为减小),但可能对其下的墙体受力不利,增大了荷载偏心距,因此有必要给出垫块上表面梁端有效支承长度a0计算方法。根据试验结果,考虑与现浇垫块局部承载力相协调,并经分析简化也采用公式(5.2.4—5)的形式,只是系数另外作了具体规定。
对于采用与梁端现浇成整体的刚性垫块与预制刚性垫块下局压有些区别,但为简化计算,也可按后者计算。
5.2.6 梁搁置在圈梁上则存在出平面不均匀的局部受压情况,而且这是大多数的受力状态。经过计算分析考虑了柔性垫梁不均匀局压情况,给出δ2=0.8的修正系数。
此时a0可近似按刚性垫块情况计算。
5.1 受压构件
5.1.1、5.1.5 无筋砌体受压构件承载力的计算,具有概念清楚、方便技术的特点,即:
1 轴向力的偏心距按荷载设计值计算。在常遇荷载情况下,直接采用其设计值代替标准值计算偏心距,由此引起承载力的降低不超过6%。
2 承载力影响系数φ的公式,不仅符合试验结果,且计算简化。
综合上述1和2的影响,新规范受压构件承载力与原规范的承载力基本接近,略有下调。
3 计算公式按附加偏心距分析方法建立,与单向偏心受压构件承载力的计算公式相衔接,并与试验结果吻合较好。湖南大学48根短柱和30根长柱的双向偏心受压试验表明,试验值与本方法计算值的平均比值,对于短柱为1.236,长柱为1.329,其变异系数分别为0.103和0.163。而试验值与苏联规范计算值的平均比值,对于短柱为1.439,对于长柱为1.478,其变异系数分别为0.163和0.225。此外,试验表明,当eb>0.3b和eh>0.3h时,随着荷载的增加,砌体内水平裂缝和竖向裂缝几乎同时产生,甚至水平裂缝较竖向裂缝出现早,因而设计双向偏心受压构件时,对偏心距的限值较单向偏心受压时偏心距的限值规定得小些是必要的。分析还表明,当一个方向的偏心率(如eh/h)不大于另一个方向的偏心率(如eh/h)的5%时,可简化按另一方向的单向偏心受压(如eh/h)计算,其承载力的误差小于5%。
4.3 耐久性规定
砌体结构的耐久性包括两个方面,一是对配筋砌体结构构件的钢筋的保护,二是对砌体材料保护。原规范中虽均有反映,但比较分散,而且对砌体耐久性的要求或保护措施相对比较薄弱一些。因此随着人们对工程结构耐久性要求的关注,有必要对砌体结构的耐久性进行增补和完善并单独作为一节。砌体结构的耐久性与钢筋混凝土结构既有相同处但又有一些优势。相同处是指砌体结构中的钢筋保护增加了砌体部分,而比混凝土结构的耐久性好,无筋砌体尤其是烧结类砖砌体的耐久性更好。本节耐久性规定主要根据工程经验并参照国内外有关规范增补的:
1 关于环境类别
环境类别主要根据国际标准《配筋砌体结构设计规范》ISO 9652-3和英国标准BS5628。其分类方法和我国《混凝土结构设计规范》GB 50010很接近。
2 配筋砌体中钢筋的保护层厚度要求,英国规范比美国规范更严,而国际标准有一定灵活性表现在:
1)英国规范认为砖砌体或其他材料具有吸水性,内部允许存在渗流,因此就钢筋的防腐要求而论,砌体保护层几乎起不到防腐作用,可忽略不计。另外砂浆的防腐性能通常较相同厚度的密实混凝土防腐性能差,因此在相同暴露情况下,要求的保护层厚度通常比混凝土截面保护层大。
2)国际标准与英国标准要求相同,但在砌体块体和砂浆满足抗渗性能要求条件下钢筋的保护层可考虑部分砌体厚度。
3)据UBC砌体规范2002版本,其对环境仅有室内正常环境和室外或暴露于地基土中两类,而后者的钢筋保护层,当钢筋直径大于No.5(φ=16)不小于2英寸(50.8mm),当不大于No.5时不小于1.5英寸(38.1mm)。在条文解释中,传统的钢筋是不镀锌的,砌体保护层可以延缓钢筋的锈蚀速度,保护层厚度是指从砌体外表面到钢筋最外层的距离。如果横向钢筋围着主筋,则应从箍筋的最外边缘测量。砌体保护层包括砌块、抹灰层、面层的厚度。在水平灰缝中,钢筋保护层厚度是指从钢筋的最外缘到抹灰层外表面的砂浆和面层总厚度。
4)本条的5类环境类别对应情况下钢筋混凝土保护层厚度采用了国际标准的规定,并在环境类别1~3时给出了采用防渗块材和砂浆时混凝土保护的低限值,并参照国外规范规定了某些钢筋的防腐镀(涂)层的厚度或等效的保护。随着新防腐材料或技术的发展也可采用性价比更好、更节能环保的钢筋防护材料。
5)砌体中钢筋的混凝土保护层厚度要求基本上同混凝土规范,但适用的环境条件也根据砌体结构复合保护层的特点有所扩大。
3 无筋砌体
无筋高强度等级砖石结构经历数百年和上千年考验其耐久性是不容置疑的。对非烧结块材、多孔块材的砌体处于冻胀或某些侵蚀环境条件下其耐久性易于受损,故提高其砌体材料的强度等级是最有效和普遍采用的方法。
地面以下或防潮层以下的砌体采用多孔砖或混凝土空心砌块时,应将其孔洞预先用不低于M10的水泥砂浆或不低于Cb20的混凝土灌实,不应随砌随灌,以保证灌孔混凝土的密实度及质量。
鉴于全国范围内的蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等蒸压硅酸盐砖的制砖工艺、制造设备等有着较大的差异,砖的品质不尽一致;又根据国家现行的材料标准,本次修订规定,环境类别为3~5等有侵蚀性介质的情况下,不应采用蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖。
4.2 房屋的静力计算规定
取消上刚下柔多层房屋的静力计算方案及原附录的计算方法。这是考虑到这种结构存在着显著的刚度突变,在构造处理不当或偶发事件中存在着整体失效的可能性。况且通过适当的结构布置,如增加横墙,可成为符合刚性方案的结构,既经济又安全的砌体结构静力方案。
4.2.5 第3款,计算表明,因屋盖梁下砌体承受的荷载一般较楼盖梁小,承载力裕度较大,当采用楼盖梁的支承长度后,对其承载力影响很小。这样做以简化设计计算。板下砌体的受压和梁下砌体受压是不同的。板下是大面积接触,且板的刚度要比梁的小得多,而所受荷载也要小得多,故板下砌体应力分布要平缓得多。根据《国际标准》ISO 9652—1规定:楼面活荷载不大于5kN/m2计时,偏心距e=0.05(l1—l2)≤h/3。式中l1、l2分别为墙两侧板的跨度,h墙厚。当墙厚小于200mm时,该偏心距应乘以折减系数h/200;当双向板跨比达到1:2时,板的跨度可取短边长的2/3。考虑到我国砌体房屋多年的工程经验和梁传荷载下支承压力方法的一致性原则,则取0.4a是安全的也是对规范的补充。
第4款,即对于梁跨度大于9m的墙承重的多层房屋,应考虑梁端约束弯矩影响的计算。
试验表明上部荷载对梁端的约束随局压应力的增大呈下降趋势,在砌体局压临破坏时约束基本消失。但在使用阶段对于跨度比较大的梁,其约束弯矩对墙体受力影响应予考虑。根据三维有限元分析,a/h=0.75,l=5.4m,上部荷载σ0/fm=0.1、0.2、0.3、0.4时,梁端约束弯矩与按框架分析的梁端弯矩的比值分别为0.28、0.377、0.449、0.511。为了设计方便,将其替换为梁端约束弯矩与梁固端弯矩的比值K,分别为8.3%、12.2%、16.6%、21.4%。为此拟合成公式4.2.5予以反映。
本方法也适用于上下墙厚不同的情况。
4.2.6 根据表4. 2.6所列条件(墙厚240mm)验算表明,由风荷载引起的应力仅占竖向荷载的5%以下,可不考虑风荷载影响。
4.1 设计原则
4.1.1~4.1.5 根据《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068,结构设计仍采用概率极限状态设计原则和分项系数表达的计算方法。本次修订,根据我国国情适当提高了建筑结构的可靠度水准;明确了结构和结构构件的设计使用年限的含意、确定和选择;并根据建设部关于适当提高结构安全度的指示,在第4.1.5条作了几个重要改变:
1 针对以自重为主的结构构件,永久荷载的分项系数增加了1.35的组合,以改进自重为主构件可靠度偏低的情况;
2 引入了《施工质量控制等级》的概念。
长期以来,我国设计规范的安全度未和施工技术、施工管理水平等挂钩。而实际上它们对结构的安全度影响很大。因此为保证规范规定的安全度,有必要考虑这种影响。发达国家在设计规范中明确地提出了这方面的规定,如欧共体规范、国际标准。我国在学习国外先进管理经验的基础上,并结合我国的实际情况,首先在《砌体工程施工及验收规范》GB 50203—98中规定了砌体施工质量控制等级。它根据施工现场的质保体系、砂浆和混凝土的强度、砌筑工人技术等级方面的综合水平划为A、B、C三个等级。但因当时砌体规范尚未修订,它无从与现行规范相对应,故其规定的A、B、C三个等级,只能与建筑物的重要性程度相对应。这容易引起误解。而实际的内涵是在不同的施工控制水平下,砌体结构的安全度不应该降低,它反映了施工技术、管理水平和材料消耗水平的关系。因此本规范引入了施工质量控制等级的概念,考虑到一些具体情况,砌体规范只规定了B级和C级施工质量控制等级。当采用C级时,砌体强度设计值应乘第3.2.3条的γa,γa=0.89;当采用A级施工质量控制等级时,可将表中砌体强度设计值提高5%。施工质量控制等级的选择主要根据设计和建设单位商定,并在工程设计图中明确设计采用的施工质量控制等级。
因此本规范中的A、B、C三个施工质量控制等级应按《砌体结构工程施工质量验收规范》GB 50203中对应的等级要求进行施工质量控制。
但是考虑到我国目前的施工质量水平,对一般多层房屋宜按B级控制。对配筋砌体剪力墙高层建筑,设计时宜选用B级的砌体强度指标,而在施工时宜采用A级的施工质量控制等级。这样做是有意提高这种结构体系的安全储备。
4.1.6 在验算整体稳定性时,永久荷载效应与可变荷载效应符号相反,而前者对结构起有利作用。因此,若永久荷载分项系数仍取同号效应时相同的值,则将影响构件的可靠度。为了保证砌体结构和结构构件具有必要的可靠度,故当永久荷载对整体稳定有利时,取γG=0.8。本次修订增加了永久荷载控制的组合项。
3.2 砌体的计算指标
3.2.1 砌体的计算指标是结构设计的重要依据,通过大量、系统的试验研究,本条作为强制性条文,给出了科学、安全的砌体计算指标。与3.1.1相对应,本条文增加了混凝土多孔砖、蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖和轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度指标,并对单排孔且孔对孔砌筑的混凝土砌块砌体灌孔后的强度作了修订。根据长沙理工大学等单位的大量试验研究结果,混凝土多孔砖砌体的抗压强度试验值与按烧结黏土砖砌体计算公式的计算值比值平均为1.127,偏安全地取烧结黏土砖的抗压强度值。
根据目前应用情况,表3.2.1—4增补砂浆强度等级Mb20,其砌体取值采用原规范公式外推得到。因水泥煤渣混凝土砌块问题多,属淘汰品,取消了水泥煤渣混凝土砌块。
1 本条文说明可参照2001规范的条文说明。
2 近年来混凝土普通砖及混凝土多孔砖在各地大量涌现,尤其在浙江、上海、湖南、辽宁、河南、江苏、湖北、福建、安徽、广西、河北、内蒙古、陕西等省市区得到迅速发展,一些地区颁布了当地的地方标准。为了统一设计技术,保障结构质量与安全,中国建筑东北设计研究院有限公司会同长沙理工大学、沈阳建筑大学、同济大学等单位进行了大量、系统的试验和研究,如:混凝土砖砌体基本力学性能试验研究;借助试验及有限元方法分析了肋厚对砌体性能的影响研究和砖的抗折性能;混凝土多孔砖砌体受压承载力试验;混凝土多孔砖墙低周反复荷载的拟静力试验;混凝土多孔砖砌体结构模型房屋的子结构拟动力和拟静力试验;混凝土多孔砖砌体底框房屋模型房屋拟静力试验;混凝土多孔砖砌体结构模型房屋振动台试验等。并编制了《混凝土多孔砖建筑技术规范》CECS257,其中主要成果为本次修订的依据。
3 蒸压灰砂砖砌体强度指标系根据湖南大学、重庆市建筑科学研究院和长沙市城建科研所的蒸压灰砂砖砌体抗压强度试验资料,以及《蒸压灰砂砖砌体结构设计与施工规程》CECS 20:90的抗压强度指标确定的。根据试验统计,蒸压灰砂砖砌体抗压强度试验值f”,和烧结普通砖砌体强度平均值公式fm的比值(f”/fm)为0.99,变异系数为0.205。将蒸压灰砂砖砌体的抗压强度指标取用烧结普通砖砌体的抗压强度指标。
蒸压粉煤灰砖砌体强度指标依据四川省建筑科学研究院、长沙理工大学、沈阳建筑大学和中国建筑东北设计研究院有限公司的蒸压粉煤灰砖砌体抗压强度试验资料,并参考其他有关单位的试验资料,粉煤灰砖砌体的抗压强度相当或略高于烧结普通砖砌体的抗压强度。本次修订将蒸压粉煤灰砖的抗压强度指标取用烧结普通砖砌体的抗压强度指标。遵照国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574“墙体不应采用非蒸压硅酸盐砖”的规定,本次修订仍未列入蒸养粉煤灰砖砌体。
应该指出,蒸压灰砂砖砌体和蒸压粉煤灰砖砌体的抗压强度指标系采用同类砖为砂浆强度试块底模时的抗压强度指标。当采用黏土砖底模时砂浆强度会提高,相应的砌体强度达不到规范要求的强度指标,砌体抗压强度降低10%左右。
4 随着砌块建筑的发展,补充收集了近年来混凝土砌块砌体抗压强度试验数据,比2001规范有较大的增加,共116组818个试件,遍及四川、贵州、广西、广东、河南、安徽、浙江、福建八省。本次修订,按以上试验数据采用原规范强度平均值公式拟合,当材料强度f1≥20MPa、f2≥15MPa时,以及当砂浆强度高于砌块强度时,88规范强度平均值公式的计算值偏高,应用88规范强度平均值公式在该范围不安全,表明在该范围的强度平均值公式不能应用。当删除了这些试验数据后按94组统计,抗压强度试验值f'和抗压强度平均值公式的计算值fm的比值为1.121,变异系数为0.225。
为适应砌块建筑的发展,本次修订增加了MU20强度等级。根据现有高强砌块砌体的试验资料,在该范围其砌体抗压强度试验值仍较强度平均值公式的计算值偏低。本次修订采用降低砂浆强度对2001规范抗压强度平均值公式进行修正,修正后的砌体抗压强度平均值公式为:

( f2>10MPa)
对MU20的砌体适当降低了强度值。
5 对单排孔且对孔砌筑的混凝土砌块灌孔砌体,建立了较为合理的抗压强度计算方法。GBJ 3—88灌孔砌体抗压强度提高系数φ1按下式计算:
φ1=0.8/(1—δ)≤1.5 (1)
该式规定了最低灌孔混凝土强度等级为C15,且计算方便。收集了广西、贵州、河南、四川、广东共20组82个试件的试验数据和近期湖南大学4组18个试件以及哈尔滨建筑大学4组24个试件的试验数据,试验数据反映GBJ 3—88的φ1值偏低,且未考虑不同灌孔混凝土强度对φ1的影响,根据湖南大学等单位的研究成果,经研究采用下式计算:
fgm=fm+0.63αfcu,m(ρ≥33%) (2)
fg=f+0.6αfc (3)
同时为了保证灌孔混凝土在砌块孔洞内的密实,灌孔混凝土应采用高流动性、高粘结性、低收缩性的细石混凝土。由于试验采用的块体强度、灌孔混凝土强度,一般在MU10~MU20、C10~C30范围,同时少量试验表明高强度灌孔混凝土砌体达不到公式(2)的fgm,经对试验数据综合分析,本次修订对灌实砌体强度提高系数作了限制fg/f≤2。同时根据试验试件的灌孔率(ρ)均大于33%,因此对公式灌孔率适用范围作了规定。灌孔混凝土强度等级规定不应低于Cb20。灌孔混凝土性能应符合《混凝土小型空心砌块灌孔混凝土》JC 861的规定。
6 多排孔轻集料混凝土砌块在我国寒冷地区应用较多,特别是我国吉林和黑龙江地区已开始推广应用,这类砌块材料目前有火山渣混凝土、浮石混凝土和陶粒混凝土,多排孔砌块主要考虑节能要求,排数有二排、三排和四排,孔洞率较小,砌块规格各地不一致,块体强度等级较低,一般不超过MU10,为了多排孔轻集料混凝土砌块建筑的推广应用,《混凝土砌块建筑技术规程》JGJ/T 145列入了轻集料混凝土砌块建筑的设计和施工规定。规范应用了JGJ/T 14收集的砌体强度试验数据。
规范应用的试验资料为吉林、黑龙江两省火山渣、浮石、陶粒混凝土砌块砌体强度试验数据48组243个试件,其中多排孔单砌砌体试件共17组109个试件,多排孔组砌砌体21组70个试件,单排孔砌体10组64个试件。多排孔单砌砌体强度试验值f'和公式平均值fm比值为1.615,变异系数为0.104。多排孔组砌砌体强度试验值f'和公式平均值fm比值为1.003,变异系数为0.202。从统计参数分析,多排孔单砌强度较高,组砌后明显降低,考虑多排孔砌块砌体强度和单排孔砌块砌体强度有差别,同时偏于安全考虑,本次修订对孔洞率不大于35%的双排孔或多排孔轻骨料混凝土砌块砌体的抗压强度设计值,按单排孔混凝土砌块砌体强度设计值乘以1.1采用。对组砌的砌体的抗压强度设计值乘以0.8采用。
值得指出的是,轻集料砌块的建筑应用,应采用以强度等级和密度等级双控的原则,避免只重视块体强度而忽视其耐久性。调查发现,当前许多企业,以生产陶粒砌块为名,代之以大量的炉渣等工业废弃物,严重降低了块材质量,为建筑工程质量埋下隐患。应遵照国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574,对轻集料砌块强度等级和密度等级双控的原则进行质量控制。
7、8 除毛料石砌体和毛石砌体的抗压强度设计值作了适当降低外,条文未作修改。
本条中砌筑砂浆等级为0的砌体强度,为供施工验算时采用。
3.2.2 沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值是涉及砌体结构设计安全的重要指标。本条文也增加了混凝土砖、混凝土多孔砖沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值。
近年来长沙理工大学、沈阳建筑大学、中国建筑东北设计研究院有限公司等单位对混凝土砖、混凝土多孔砖沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度、弯曲抗拉强度和抗剪强度进行了系统的试验研究,研究成果表明,混凝土砖、混凝土多孔砖的上述强度均高于烧结普通砖砌体,为可靠,本次修订不作提高。
蒸压灰砂砖砌体抗剪强度系根据湖南大学、重庆市建筑科学研究院和长沙市城建科研所的通缝抗剪强度试验资料,以及《蒸压灰砂砖砌体结构设计与施工规程》CECS 20:90的抗剪强度指标确定的。灰砂砖砌体的抗剪强度各地区的试验数据有差异,主要原因是各地区生产的灰砂砖所用砂的细度和生产工艺(半干压法压制成型)不同,以及采用的试验方法和砂浆试块采用的底模砖不同引起。本次修订以双剪试验方法和以灰砂砖作砂浆试块底模的试验数据为依据,并考虑了灰砂砖砌体通缝抗剪强度的变异。根据试验资料,蒸压灰砂砖砌体的抗剪强度设计值较烧结普通砖砌体的抗剪强度有较大的降低。用普通砂浆砌筑的蒸压灰砂砖砌体的抗剪强度取砖砌体抗剪强度的0.70倍。
蒸压粉煤灰砖砌体抗剪强度取值依据四川省建筑科学研究院、沈阳建筑大学和长沙理工大学的研究报告,其抗剪强度较烧结普通砖砌体的抗剪强度有较大降低,用普通砂浆砌筑的蒸压粉煤灰砖砌体抗剪强度设计值取烧结普通砖砌体抗剪强度的0.70倍。
为有效提高蒸压硅酸盐砖砌体的抗剪强度,确保结构的工程质量,应积极推广、应用专用砌筑砂浆。表中的砌筑砂浆为普通砂浆,当该类砖采用专用砂浆砌筑时,其砌体沿砌体灰缝截面破坏时砌体的轴心抗拉强度设计值、弯曲抗拉强度设计值和抗剪强度设计值按普通烧结砖砌体的采用。当专用砂浆的砌体抗剪强度高于烧结普通砖砌体时,其砌体抗剪强度仍取烧结普通砖砌体的强度设计值。
轻集料混凝土砌块砌体的抗剪强度指标系根据黑龙江、吉林等地区抗剪强度试验资料。共收集16组89个试验数据,试验值f‘和混凝土砌块抗剪强度平均值fv,m的比值为1.41。对于孔洞率小于或等于35%的双排孔或多排孔砌块砌体的抗剪强度按混凝土砌块砌体抗剪强度乘以1.1采用。
单排孔且孔对孔砌筑混凝土砌块灌孔砌体的通缝抗剪强度是本次修订中增加的内容,主要依据湖南大学36个试件和辽宁建筑科学研究院66个试件的试验资料,试件采用了不同的灌孔率。砂浆强度和砌块强度,通过分析灌孔后通缝抗剪强度和灌孔率。灌孔砌体的抗压强度有关,回归分析的抗剪强度平均值公式为:

试验值f‘v,m和公式值fvg,m的比值为1.061,变异系数为0.235。
灌孔后的抗剪强度设计值公式为:fvg=0.208fg0.55,取fvg=0.20fg0.55。
需指出,承重单排孔混凝土空心砌块砌体对穿孔(上下皮砌块孔与孔相对)是保证混凝土砌块与砌筑砂浆有效粘结、成型混凝土芯柱所必需的条件。目前我国多数企业生产的砌块对此均欠考虑,生产的块材往往不能满足砌筑时的孔对孔,其砌体通缝抗剪能力必然比按规范计算结构有所降低。工程实践表明,由于非对穿孔墙体砂浆的有效粘结面少、墙体的整体性差,已成为空心砌块建筑墙体渗、漏、裂的主要原因,也成为震害严重的原因之一(玉树震害调查表明,用非对穿孔空心砌块砌墙及专用砂浆的缺失,成为当地空心砌块建筑毁坏的原因之一)。故必须对此予以强调,要求设备制作企业在空心砌块模具的加工时,就应对块材的应用情况有所了解。
3.2.3 因砌体强度设计值调整系数关系到结构的安全,故将本条定为强制性条文。水泥砂浆调整系数在73及88规范中基本参照苏联规范,由专家讨论确定的调整系数。四川省建筑科学研究院对大孔洞率条型孔多孔砖砌体力学性能试验表明,中、高强度水泥砂浆对砌体抗压强度和砌体抗剪强度无不利影响。试验表明,当f2≥5MPa时,可不调整。本规范仍保持2001规范的取值,偏于安全。
3.2.5 全国65组281个灌孔混凝土砌块砌体试件试验结果分析表明,2001规范中单排孔对孔砌筑的灌孔混凝土砌块砌体弹性模量取值偏低,低估了灌孔混凝土砌块砌体墙的水平刚度,对框支灌孔混凝土砌块砌体剪力墙和灌孔混凝土砌块砌体房屋的抗震设计偏于不安全。由理论和试验结果分析、统计,并参照国外有关标准的取值。取E=2000fg。
因为弹性模量是材料的基本力学性能,与构件尺寸等无关,而强度调整系数主要是针对构件强度与材料强度的差别进行的调整,故弹性模量中的砌体抗压强度值不需用3.2.3条进行调整。
本条增加了砌体的收缩率,因国内砌体收缩试验数据少。本次修订主要参考了块体的收缩、长沙理工大学的试验数据,并参考了ISO/TC 179/SCI的规定,经分析确定的。砌体的收缩和块体的上墙含水率、砌体的施工方法等有密切关系。如当地有可靠的砌体收缩率的试验数据,亦可采用当地试验数据。
长沙理工大学、郑州大学等单位的试验结果表明,混凝土多孔砖的力学指标抗压强度和弹性模量与烧结砖相同,混凝土多孔砖的其他物理指标与混凝土砌块相同,如摩擦系数和线膨胀系数是参考本规范中混凝土小砌块砌体取值的。
3.1 材料强度等级
3.1.1 材料强度等级的合理限定,关系到砌体结构房屋安全、耐久,一些建筑由于采用了规范禁用的劣质墙材,使墙体出现的裂缝、变形,甚至出现了楼歪歪、楼垮挎案例,对此必须严加限制。鉴于一些地区近年来推广、应用混凝土普通砖及混凝土多孔砖,为确保结构安全,在大量试验研究的基础上,增补了混凝土普通砖及混凝土多孔砖的强度等级要求。
砌块包括普通混凝土砌块和轻集料混凝土砌块。轻集料混凝土砌块包括煤矸石混凝土砌块和孔洞率不大于35%的火山渣、浮石和陶粒混凝土砌块。
非烧结砖的原材料及其配比、生产工艺及多孔砖的孔型、肋及壁的尺寸等因素都会影响砖的品质,进而会影响到砌体质量,调查发现不同地区或不同企业的非烧结砖的上述因素不尽一致,块型及肋、壁尺寸大相径庭,考虑到砌体耐久性要求,删除了强度等级为MU10的非烧结砖作为承重结构的块体。
对蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖等蒸压硅酸盐砖列出了强度等级。根据建材标准指标,蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖等蒸压硅酸盐砖不得用于长期受热200℃以上、受急冷急热和有酸性介质侵蚀的建筑部位。
对于蒸压粉煤灰砖和掺有粉煤灰15%以上的混凝土砌块,我国标准《砌墙砖试验方法》GB/T 2542和《混凝土小型空心砌块试验方法》GB/T 4111确定碳化系数均采用人工碳化系数的试验方法。现行国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574规定的碳化系数不应小于0.85,按原规范块体强度应乘系数1.15×0.85=0.98,接近1.0,故取消了该系数。
为了保证承重类多孔砖(砌块)的结构性能,其孔洞率及肋、壁的尺寸也必须符合《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574的规定。
鉴于蒸压多孔灰砂砖及蒸压粉煤灰多孔砖的脆性大、墙体延性也相应较差以及缺少系统的试验数据。故本规范仅对蒸压普通硅酸盐砖砌体作出规定。
实践表明,蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖等硅酸盐墙材制品的原材料配比及生产工艺状况(如掺灰量的不同、养护制度的差异等)将直接影响着砖的脆性(折压比),砖越脆墙体开裂越早。根据中国建筑东北设计研究院有限公司及沈阳建筑大学试验结果,制品中不同的粉煤灰掺量,其抗折强度相差甚多,即脆性特征相差较大,因此规定合理的折压比将有利于提高砖的品质,改善砖的脆性,也提高墙体的受力性能。
同样,含孔洞块材的砌体试验也表明:仅用含孔洞块材的抗压强度作为衡量其强度指标是不全面的,多孔砖或空心砖(砌块)孔型、孔的布置不合理将导致块体的抗折强度降低很大,降低了墙体的延性,墙体容易开裂。当前,制砖企业或模具制造企业随意确定砖型、孔型及砖的细部尺寸现象较为普遍,已发生影响墙体质量的案例,对此必须引起重视,国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574,明确规定需控制用于承重的蒸压硅酸盐砖和承重多孔砖的折压比。
3.1.2 原规范未对用于自承重墙的空心砖、轻质块体强度等级进行规定,由于这类砌体用于填充墙的范围越来越广,一些强度低、性能差的低劣块材被用于工程,出现了墙体开裂及地震时填充墙脆性垮塌严重的现象。为确保自承重墙体的安全,本次修订,按国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574,增补了该条。
3.1.3 采用混凝土砖(砌块)砌体以及蒸压硅酸盐砖砌体时,应采用与块体材料相适应且能提高砌筑工作性能的专用砌筑砂浆;尤其对于块体高度较高的普通混凝土砖空心砌块,普通砂浆很难保证竖向灰缝的砌筑质量。调查发现,一些砌块建筑墙体的灰缝不饱满,有的出现了“瞎缝”,影响了墙体的整体性。本条文规定采用混凝土砖(砌块)砌体时,应采用强度等级不小于Mb5.0的专用砌筑砂浆(b为英文单词“砌块”或“砖”brick的第一个字母)。蒸压硅酸盐砖则由于其表面光滑,与砂浆粘结力较差,砌体沿灰缝抗剪强度较低,影响了蒸压硅酸盐砖在地震设防区的推广与应用。因此,为了保证砂浆砌筑时的工作性能和砌体抗剪强度不低于用普通砂浆砌筑的烧结普通砖砌体,应采用粘结性强度高、工作性能好的专用砂浆砌筑。
强度等级M2.5的普通砂浆,可用于砌体检测与鉴定。
2 术语和符号
2.1 术 语
2.1.5 研究表明,孔洞率大于35%的多孔砖,其折压比较低,且砌体开裂提前呈脆性破坏,故应对空洞率加以限制。
2.1.6、2.1.7 根据近年来蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖制砖工艺及设备的发展现状和建筑应用需求,蒸压砖定义中增加了压制排气成型、高压蒸汽养护的内容,以区分新旧制砖工艺,推广、采用新工艺、新设备,体现了标准的先进性。
2.1.12 蒸压灰砂普通砖、蒸压粉煤灰普通砖等蒸压硅酸盐砖是半干压法生产的,制砖钢模十分光亮,在高压成型时会使砖质地密实、表面光滑,吸水率也较小,这种光滑的表面影响了砖与砖的砌筑与粘结,使墙体的抗剪强度较烧结普通砖低1/3,从而影响了这类砖的推广和应用。故采用工作性好、粘结力高、耐候性强且方便施工的专用砌筑砂浆(强度等级宜为Ms15、Ms10、Ms7.5、Ms5四种,s为英文单词蒸汽压力Steam pressure及硅酸盐Silicate的第一个字母)已成为推广、应用蒸压硅酸盐砖的关键。
根据现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010第10.1.24条:“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,房屋的层数应比普通砖房屋减少一层,总高度应减少3m;当砌体的抗剪强度达到普通黏土砖砌体的取值时,房屋层数和总高度的要求同普通砖房屋。”本规范规定:该类砌体的专用砌筑砂浆必须保证其砌体抗剪强度不低于烧结普通砖砌体的取值。
需指出,以提高砌体抗剪强度为主要目标的专用砌筑砂浆的性能指标,应按现行国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574规定,经研究性试验确定。当经研究性试验结果的砌体抗剪强度高于普通砂浆砌筑的烧结普通砖砌体的取值时,仍按烧结普通砖砌体的取值。