6.5.1 为防止墙体房屋因长度过大由于温差和砌体干缩引起墙体产生竖向整体裂缝,规定了伸缩缝的最大间距。考虑到石砌体、灰砂砖和混凝土砌块与砌体材料性能的差异,根据国内外有关资料和工程实践经验对上述砌体伸缩缝的最大间距予以折减。
按表6.5. 1设置的墙体伸缩缝,一般不能同时防止由于钢筋混凝土屋盖的温度变形和砌体干缩变形引起的墙体局部裂缝。
6.5.2
1 屋面设置保温、隔热层的规定不仅适用与设计,也适用于施工阶段,调查发现,一些砌体结构工程的混凝土屋面由于未对板材采取应有的防晒(冻)措施,混凝土构件在裸露环境下所产生的温度应力将顶层墙体拉裂现象,故也应对施工期的混凝土屋盖应采取临时的保温、隔热措施。
2~8 为了防止和减轻由于钢筋混凝土屋盖的温度变化和砌体干缩变形以及其他原因引起的墙体裂缝,本次修编将国内外比较成熟的一些措施列出,使用者可根据自己的具体情况选用。
对顶层墙体施加预应力的具体方法和构造措施如下:
①在顶层端开间纵墙墙体布置后张无粘结预应力钢筋,预应力钢筋可采用热轧HRB400钢筋,间距宜为400mm~600mm,直径宜为16mm~18mm,预应力钢筋的张拉控制应力宜为0.50~0.65fyk,在墙体内产生0.35MPa~0.55MPa的有效压应力,预应力总损失可取25%;
②采用后张法施加预应力,预应力钢筋可采用扭矩扳手或液压千斤顶张拉,扭矩扳手使用前需进行标定,施加预应力时,砌体抗压强度及混凝土立方体抗压强度不宜低于设计值的80%;
③预应力钢筋下端(固定端)可以锚固于下层楼面圈梁内,锚固长度不宜小于30d,预应力钢筋上端(张拉端)可采用螺丝端杆锚具锚固于屋面圈梁上,屋面圈梁应进行局部承压验算;
④预应力钢筋应采取可靠的防锈措施,可直接在钢筋表面涂刷防腐涂料、包缠防腐材料等措施。
防止墙体裂缝的措施尚在不断总结和深化,故不限于所列方法。当有实践经验时,也可采用其他措施。
6. 5.4 本条原是考虑到蒸压灰砂砖、混凝土砌块和其他非烧结砖砌体的干缩变形较大,当实体墙长超过5m时,往往在墙体中部出现两端小、中间大的竖向收缩裂缝,为防止或减轻这类裂缝的出现,而提出的一条措施。该项措施也适合于其他墙体材料设计时参考使用,因此此次修编,去掉了墙体材料的限制。
6.5.5 本条原是根据混凝土砌块房屋在这些部位易出现裂缝,并参照一些工程设计经验和标通图,提出的有关措施。该项措施也可供其他墙体材料设计时参考使用,因此此次修编,去掉了混凝土砌块房屋的限制。
6.5.6 由于填充墙与框架柱、梁的缝隙采用了聚苯乙烯泡沫塑料板条或聚氨酯发泡材料充填,且用硅酮胶或其他弹性密封材料封缝,为防止该部位裂缝的显现,亦采用耐久、耐看的缝隙装饰条进行建筑构造处理。
6.5.7 关于控制缝的概念主要引自欧、美规范和工程实践。它主要针对高收缩率砌体材料。如非烧结砖和混凝土砌块,其干缩率为0.2mm/m~0.4mm/m,是烧结砖的2~3倍。因此按对待烧结砖砌体结构的温度区段和抗裂措施是远远不够的。在本规范6.2节的不少条的措施是针对这个问题的,亦显然是不完备的。按照欧美规范,如英国规范规定,对黏土砖砌体的控制间距为10m~15m,对混凝土砌块和硅酸盐砖(本规范指的是蒸压灰砂砖、粉煤灰砖等)砌体一般不应大于6m;美国混凝土协会(ACI)规定,无筋砌体的最大控制缝间距为12m~18m,配筋砌体的控制缝不超过30m。这远远超过我国砌体规范温度区段的间距。这也是按本规范的温度区段和有关抗裂构造措施不能消除在砌体房屋中裂缝的一个重要原因。控制缝是根据砌体材料的干缩特性,把较长的砌体房屋的墙体划分成若干个较小的区段,使砌体因温度、干缩变形引起的应力或裂缝很小,而达到可以控制的地步,故称控制缝(control joint)。控制缝为单墙设缝,不同我国普遍采用的双墙温度缝。该缝沿墙长方向能自己伸缩,而在墙体出平面则能承受一定的水平力。因此该缝材料还对防水密封有一定要求。关于在房屋纵墙上,按本条规定设缝的理论分析是这样的;房屋墙体刚度变化、高度变化均会引起变形突变,正是裂缝的多发处,而在这些位置设置控制缝就解决了这个问题,但随之提出的问题是,留控制缝后对砌体房屋的整体刚度有何影响,特别是对房屋的抗震影响如何,是个值得关注的问题。哈尔滨工业大学对一般七层砌体住宅,在顶层按10m左右在纵墙的门或窗洞部位设置控制缝进行了抗震分析,其结沦是:控制缝引起的墙体刚度降低很小,至少在低烈度区,如不大于7度情况下,是安全可靠的。控制缝在我国因系新作法,在实施上需结合工程情况设置控制缝和适合的嵌缝材料。这方面的材料可参见《现代砌体结构—全国砌体结构学术会议论文集》(中国建筑工业出版社2000)。本条控制缝宽度取值是参照美国规范ACI 530.1—05/ASCE 6—05/TMS 602—05的规定。
6.5.8 根据夹心墙热效应及叶墙间的变形性差异(内叶墙受到外叶墙保护、内、外叶墙间变形不同)使外叶墙更易产生裂缝的特点,规定了这种墙体设置控制缝的间距。
分类:6 构造要求
6.4 夹心墙
为适应我国建筑节能要求,作为高效节能墙体的多叶墙,即夹心墙的设计,在这次修编中,根据我国的试验并参照国外规范的有关规定新增加的一节。2001规范将“夹心墙”定名为“夹芯墙,为了与国家标准《墙体材料应用统一技术规范》GB 50574及相关标准相一致,本次修订改为夹心墙。
6.4. 1 通过必要的验证性试验,本次修订将2001规范规定的夹心墙的夹层厚度不宜大于100mm改为120mm,扩大了适用范围,也为夹心墙内设置空气间层提供了方便。
6.4.2 夹心墙的外叶墙处于环境恶劣的室外,当采用低强度的外叶墙时,易因劣化、脱落而毁物伤人。故对其块体材料的强度提出了较高的要求,本条为强制性条文,应严格执行。
6.4.5 我国的一些科研单位,如中国建筑科学研究院、哈尔滨建筑大学、湖南大学、南京工业大学等先后作了一定数量的夹心墙的静、动力试验(包括钢筋拉结和丁砖拉结等构造方案),并提出了相应的构造措施和计算方法。试验表明,在竖向荷载作用下,拉结件能协调内、外叶墙的变形,夹心墙通过拉结件为内叶墙提供了一定的支持作用,提高了内叶墙的承载力和增加了叶墙的稳定性,在往复荷载作用下,钢筋拉结件能在大变形情况下防止外叶墙失稳破坏,内外叶墙变形协调,共同工作。因此钢筋拉结件对防止已开裂墙体在地震作用下不致脱落、倒塌有重要作用。另外不同拉接方案对比试验表明,采用钢筋拉结件的夹心墙片,不仅破坏较轻,并且其变形能力和承载能力的发挥也较好。本次修订引入了国外应用较为普遍的可调拉结件,这种拉结件预埋在夹心墙内、外叶墙的灰缝内,利用可调节特性,消除内外叶墙因竖向变形不一致而产生的不利影响,宜采用。
6.4.6 叶墙的拉结件或钢筋网片采用热镀锌进行防腐处理时,其镀层厚度不应小于290g/m2。采用其他材料涂层应具有等效防腐性能。
6.3 框架填充墙
6.3.1 本条系新增加内容。主要基于以往历次大地震,尤其是汶川地震的震害情况表明,框架(含框剪)结构填充墙等非结构构件均遭到不同程度破坏,有的损害甚至超出了主体结构,导致不必要的经济损失,尤其高级装饰条件下的高层建筑的损失更为严重。同样也曾发生过受较大水平风荷载作用而导则墙体毁坏并殃及地面建筑、行人的案例。这种现象应引起人们的广泛关注,防止或减轻该类墙体震害及强风作用的有效设计方法和构造措施已成为工程界的急需和共识。
现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011已对属非结构构件的框架填充墙的地震作用的计算有详细规定,本规范不再列出。
6.3.3
1 填充墙选用轻质砌体材料可减轻结构重量、降低造价、有利于结构抗震;
2 填充墙体材料强度等级不应过低,否则,当框架稍有变形时,填充墙体就可能开裂,在意外荷载或烈度不高的地震作用时,容易遭到损坏,甚至造成人员伤亡和财产损失;
4 目前有些企业自行研制、开发了夹心复合砌块,即两叶薄型混凝土砌块中间夹有保温层(如EPS、XPS等),并将其用于框架结构的填充墙。虽然墙的整体宽度一般均大于90mm,但每片混凝土薄块仅为30mm~40mm。由于保温夹层较软,不能对混凝土块构成有效的侧限,因此当混凝土梁(板)变形并压紧墙时,单叶墙会因高厚比过大而出现失稳崩坏,故内外叶间必须有可靠的拉结。
6.3.4 震害经验表明:嵌砌在框架和梁中间的填充墙砌体,当强度和刚度较大,在地震发生时,产生的水平地震作用力,将会顶推框架梁柱,易造成柱节点处的破坏,所以强度过高的填充墙并不完全有利于框架结构的抗震。本条规定填充墙与框架柱、梁连接处构造,可根据设计要求采用脱开或不脱开的方法。
1 填充墙与框架柱、梁脱开是为了减小地震时填充墙对框架梁、柱的顶推作用,避免混凝土框架的损坏。本条除规定了填充墙与框架柱、梁脱开间隙的构造要求,同时为保证填充墙平面外的稳定性,规定了在填充墙两端的梁、板底及柱(墙)侧增设卡口铁件的要求。
需指出的是,设于填充墙内的构造柱施工时,不需预留马牙槎。柱顶预留的不小于15mm的缝隙,则为了防止楼板(梁)受弯变形后对柱的挤压。
2 本款为填充墙与框架采用不脱开的方法时的相应的作法。
调查表明,由于混凝土柱(墙)深入填充墙的拉结钢筋断于同一截面位置,当墙体发生竖向变形时,该部位常常产生裂缝。故本次修订规定埋入填充墙内的拉结筋应错开截断。
6.2 一般构造要求
6.2.1 本条是强制性条文,汶川地震灾害的经验表明,预制钢筋混凝土板之间有可靠连接,才能保证楼面板的整体作用,增加墙体约束,减小墙体竖向变形,避免楼板在较大位移时坍塌。
该条是保整结构安全与房屋整体性的主要措施之一,应严格执行。
6. 2.2 工程实践表明,墙体转角处和纵横墙交接处设拉结钢筋是提高墙体稳定性和房屋整体性的重要措施之一。该项措施对防止墙体温度或干缩变形引起的开裂也有一定作用。调查发现,一些开有大(多)孔洞的块材墙体,其设于墙体灰缝内的拉结钢筋大多放到了孔洞处,严重影响了钢筋的拉结。研究表明,由于多孔砖孔洞的存在,钢筋在多孔砖砌体灰缝内的锚固承载力小于同等条件下在实心砖砌体灰缝内的锚固承载力。根据试验数据和可靠性分析,对于孔洞率不大于30%的多孔砖,墙体水平灰缝拉结筋的锚固长度应为实心砖墙体的1.4倍。为保障墙体的整体性能与安全,特制定此条文,并将其定为强制性条文。
6.2.4 在砌体中留槽及埋设管道对砌体的承载力影响较大,故本条规定了有关要求。
6.2.6 同2001规范相应条文关于梁下不同材料支承墙体时的规定。
6.2.8 对厚度小于或等于240mm的墙,当梁跨度大于或等于本条规定时,其支承处宜加设壁柱。如设壁柱后影响房间的使用功能。也可采用配筋砌体或在墙中设钢筋混凝土柱等措施对墙体予以加强。
6.2.11 本条根据工程实践将砌块墙与后砌隔墙交接处的拉结钢筋网片的构造具体化,并加密了该网片沿墙高设置的间距(400mm)。
6.2.12 为增强混凝土砌块房屋的整体性和抗裂能力和工程实践经验提出了本规定。为保证灌实质量,要求其坍落度为160mm~200mm的专用灌孔混凝土(Cb)。
6.2.13 混凝土小型砌块房屋在顶层和底层门窗洞口两边易出现裂缝,规定在顶层和底层门窗洞口两边200mm范围内的孔洞用混凝土灌实,为保证灌实质量,要求混凝土坍落度为160mm~200mm。
6.1 墙、柱的高厚比验算
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。
6.2 一般构造要求
6.2.1 本条是强制性条文,汶川地震灾害的经验表明,预制钢筋混凝土板之间有可靠连接,才能保证楼面板的整体作用,增加墙体约束,减小墙体竖向变形,避免楼板在较大位移时坍塌。
该条是保整结构安全与房屋整体性的主要措施之一,应严格执行。
6. 2.2 工程实践表明,墙体转角处和纵横墙交接处设拉结钢筋是提高墙体稳定性和房屋整体性的重要措施之一。该项措施对防止墙体温度或干缩变形引起的开裂也有一定作用。调查发现,一些开有大(多)孔洞的块材墙体,其设于墙体灰缝内的拉结钢筋大多放到了孔洞处,严重影响了钢筋的拉结。研究表明,由于多孔砖孔洞的存在,钢筋在多孔砖砌体灰缝内的锚固承载力小于同等条件下在实心砖砌体灰缝内的锚固承载力。根据试验数据和可靠性分析,对于孔洞率不大于30%的多孔砖,墙体水平灰缝拉结筋的锚固长度应为实心砖墙体的1.4倍。为保障墙体的整体性能与安全,特制定此条文,并将其定为强制性条文。
6.2.4 在砌体中留槽及埋设管道对砌体的承载力影响较大,故本条规定了有关要求。
6.2.6 同2001规范相应条文关于梁下不同材料支承墙体时的规定。
6.2.8 对厚度小于或等于240mm的墙,当梁跨度大于或等于本条规定时,其支承处宜加设壁柱。如设壁柱后影响房间的使用功能。也可采用配筋砌体或在墙中设钢筋混凝土柱等措施对墙体予以加强。
6.2.11 本条根据工程实践将砌块墙与后砌隔墙交接处的拉结钢筋网片的构造具体化,并加密了该网片沿墙高设置的间距(400mm)。
6.2.12 为增强混凝土砌块房屋的整体性和抗裂能力和工程实践经验提出了本规定。为保证灌实质量,要求其坍落度为160mm~200mm的专用灌孔混凝土(Cb)。
6.2.13 混凝土小型砌块房屋在顶层和底层门窗洞口两边易出现裂缝,规定在顶层和底层门窗洞口两边200mm范围内的孔洞用混凝土灌实,为保证灌实质量,要求混凝土坍落度为160mm~200mm。
6.1 墙、柱的高厚比验算
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。