多层砌体房屋抗震设计要点

作设计应该先现在大的方向把握，然后在具体作细节的工作。
现在将多层砌体房屋抗震设计要点总结如下：
一。多层砌体房屋的层数和高度控制
由于砌体材料存在脆性破坏可能，在地震作用中造成的危害是相当严重的，所以我们首先要在房屋层数和高度上限制。
具体规定参见《抗震》表7.1.2。
二。多层砌体房屋的总高度与总宽度比值的控制
为了避免结构出现弯曲破坏的情形，甚至整体倾覆的出现，所以对高宽比进行控制是必要的。
具体规定参见《抗震》表7.1.4。
三。抗震横墙的最大间距控制
抗震墙为主要抗侧力构件，为减小震害更是保证结构的刚性方案，控制抗震墙间距也是必要的。
具体规定参见《抗震》表7.1.5。
四。多层砌体房屋结构体系的选择

具体规定参见《抗震》条7.1.7－7.1.10
五。多层砌体房屋的抗震构造措施
由于抗震设计计算还不完善和严密，再为满足“大震不倒”设防目标的要求：对砌体结构采取有效的抗震构造措施是必要的。
具体从以下几个方面做到：
1.砌体中构造柱的设置
在构造柱结构出现裂缝的时候作用发挥的更为明显，所以我们从一个约束边缘构件的角度来设置构造柱：
⑴墙体交接部位
⑵洞口两侧墙体的端部
⑶楼梯间两侧墙
⑷大开间两侧墙
⑸局部墙垛
具体规定参见《抗震》表7.3.1
《砌体》表10.1.8
2.抗震圈梁的设置
抗震圈梁作为结构抗震约束构件，它的重要性主要体现在一下几个方面：
⑴水平构件的约束边缘构件
⑵加强连接的重要构件
⑶构造柱的必要配套构件
具体设置参见《抗震》7.3.3-7.3.4
《砌体》7.1.1-7.1.6；10.4.19

3.结构各个部分的相互连接
构筑物的整体性，对于结构抗震是尤为重要的；而这种整体性正是从结构各个部分的相互连接来实现的。
⑴楼板与墙，楼板与楼板的连接
⑵楼，屋盖中的钢筋混凝土梁或屋架与竖向构件（墙，柱）水平构件（圈梁）的连接。
⑶墙与墙之间的连接。
具体规定列举：
①楼板深入墙内长度不小于120ｍｍ
②有构造柱的墙体可以通过先砌注马牙槎后浇筑构造柱保证连接
③沿柱高范围内间隔一定距离配置一定数量连接钢筋
等等构造措施。
相对简单平直对称的砌体在8度抗震计算是的确很少出现问题，但如果外墙有频繁的进退变化，在短小墙肢处肯定会有抗震计算问题。
配筋砌体在施工时不方便，尽管规范允许，但不是最好方案。
增加构造柱也不是万能的，其参与抗震计算的具体作用可见规范，有些情况不是但增加构造柱就可以解决的。
我赞同str的做法，增加抗震墙（混凝土墙体），而且必须双向设置，抗震墙在每个方向承担的水平力必须大于50%。
这种做法在北京是允许的，也是有书面依据的。
这样以来很简单的解决了抗震问题，而且没必要设置过多的构造柱。
大家探讨。

我通过对抗震规范理解提出下列几种方法：
1、提高砂浆强度等级（似乎大家现在首层基本均用M10）；
2、墙体水平配筋；
3、墙段中增设墙体中部构造柱；
4、底部的墙体增加厚度。
我个人不建议采用设钢筋混凝土墙的方法，除非全部的内墙均为钢筋混凝土墙体，变为内浇外砌房屋。因为《建筑抗震规范》中无此种结构形式，需专门讨论申报，比较麻烦，且混凝土墙的参与系数较难确定，需要一系列构造措施保证混凝土墙与砖墙共同工作，不会在地震中被各个击破，这是给自己找麻烦。
我同意手算的观点，因我以前的经验是PM算不够的，手算不一定不够。而且一般算二、三层就够了。
摘自：中国砌体网站

对抗震规范编制组对砌体规范主要意见的答复和建议

新的砌体规范同抗震规范一样均完成了由主管部门组织的审查，砌体规范编制组非常感谢抗震规范编制组对砌体规范提出的这些协调意见，现针对这些意见提出下列答复和建议：

一、关于适用范围
1、我们非常关注配筋砌体剪力墙房屋的高度限值，基于下列理由：
1）《砌体规范》审查会纪要认为，配筋砌块剪力墙抗震设计时房屋的高度限值，是规范在科学研究、试点工程，并参照国外标准的基础上得到的，规范送审稿所提出的高度限值是合适的。但建议9度对高度30m改为25m，并增加层数限制；配筋砌块剪力墙承载力计算方法是合理的，并与国际接轨；
2）190mm厚配筋砌块剪力墙，在规范所列的高度范围内具有足够的安全贮备；
3）该高度限值介于多层砌体与高层砼剪力墙之间的一个空缺，具有明显的技术经济效果；
4）这个高度限值恰好等于新抗震规范表6.1.1中R.C框架的限值。而配筋砌体与R.C剪力墙结构，在美国规范是属于同类的结构体系。因我国经验较少，才取了比R.C剪力墙结构高度之半还小的数值，即相当砼框架的限值；
5）抗震规范表F.1.1-1的限值采用了板柱—抗震墙数值，9度区不允许采用。我们认为这个限值定得过低，等于把配筋砌块剪力墙结构体系的优势极大地限制了，对推广这种体系不利。几年来的工程实践也说明了这一点。
砌体规范是从安全、可靠和经济等方面综合考虑这一个高度限值的，希望抗震规范能调整其限值，那时砌体规范将不再列这项内容，也希主管部门在裁定此问题时考虑这些因素。
2、关于蒸压灰砂砖和蒸压粉煤灰砖砌体房屋抗震内容，基于下列理由：
1）系统的静力和动力试验研究及《蒸压灰砂砖砌体结构设计及施工规程》CECS20：90；
2）这两种材料为节土、利废墙体材料，属国家墙改推广之列，不能无视这种现实的需要；
3）10.1.8与10.1.10系存在不配套，可以改进；
4）10.2.1和10.2.5包括了抗震规范尚未列出的灰砂砖和粉煤灰砖，以示区别和强调。
建议抗震规范7.1.1条作如下修改：
7.1.1“烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖”应按“砌体规范”2.1.4、2.1.5改为“烧结普通砖、烧结多孔砖”。否则范围太窄，且不符合国家墙体材料革新的方向。

二、关于抗震计算
1、结构的变形验算
在抗震规范附录F中未提出有关要求，设计时如何实施难以操作，故加了本条。能否有足够的依据，这类砌体结构可不进行变形验算，也希望抗震规范作相应的规定；
2、结构构件抗震调整系数可按抗震规范修改；
3、式（10.2.2）中的系数（0.3）系笔误，曾与抗震规范打过招呼；
4、同样组合墙公式，原稿与抗震规范不同，但差别不大，而按抗震规范进行修改但出现了笔误，此事也与抗震规范打过招呼；
建议抗震规范7.2.8条作如下修改：
7.2.8中（7.2.8－2）式与《砌体结构设计规范》（10.3.2）式不一致。提出如下协调意见供参考：
（1）取消“当按式（7.2.8－1）验算不满足要求时，才按式（7.2.8－2）验算。”砖砌体和构造柱组合墙，与一般砖砌墙不同，既已给出公式（7.2.8－2），就不必与（7.2.8－1）发生关系，算两次是不必要的，只会给设计者增加麻烦。
取消“且纵向钢筋配筋率不小于0.6%的构造柱……”因构造柱240＊240mm；4Ф12，
ρ＝0.79%，4Ф14，ρ＝1.07%，都满足要求。
（2）构造柱（并与圈梁组成构造框架）约束墙体提高抗震抗剪强度已为大量试验所证实。ηc[公式（7.2.8－2）]或ηM[公式（10.3. 2）]取1.1是没有问题的。
（3）构造柱参与抗剪也为大量试验证实，墙梁墙片拟静力试验表明：当墙体沿阶梯形截面破坏时，部分构造柱最后也被剪坏。建议ζ[公式（7.2.8－2）]或0.56Ψc[公式（10.3.2）]对墙边构造柱取0.35，对墙中构造柱取0.55。
5、关于配筋砌块剪力墙抗震承载力表达式，抗震规范的公式有以下的下足：
1）fb—未交待如何取值，似不能用于工程设计；
2）fb—未考虑不同灌芯率的情况，这对中高层配筋砌体结构是不合适的和不经济的，因根据受力要求，一般底部几层为100%灌孔，以上可完全部分灌孔，既节省材料又减轻自重和地震反应；
3）砌体规范提出的相应公式基于大量试验数据，较好地反应了不同参数，又与国际标准的公式接轨，因此建议抗震规范按砌体规范修改，而不采用并列的处理办法。
6、配筋砌块抗震墙和连梁的内力调整系数，砌体规范参照国外标准、砼高层规程和通过大量计算、试设计，并考虑这种结构的高度适用条件综合确定的。钢筋砼规范中剪力墙结构的高度较本规范要高得很多。因此完全套用该调整系数不见得合适，应该有所区别。但这是个非原则问题，协调不成问题。
7、砌体规范中的墙梁条文基于多年来大量系统的静力和动力试验研究及大量有限元分析的结果，工程实践，具有比统一标准规定的可靠度更高的安全度，特别在满足规范计算和构造的情况下，墙梁房屋完全能满足抗震规范三个设防水准的要求。该计算方法具有静力和抗震的连贯性和系统性。相比之下，抗震规范7.2.5.2款的简化取值方法，在有些情况下，存在着可靠度不足或不安全的因素。另外抗震规范规定的两种重力荷载的取值方法，未包括最常见的偏开洞口的情况，难以用于工程设计。而偏洞口也系墙梁受力最不利的条件。砌体规范对此作了明确的规定和系统的计算方法和构造要求。
有关墙梁的部分见补充意见。下面对抗震规范7.2.5.2款提出修改建议和相应理由：
“2.底部框架——杭震墙房屋的钢筋混凝土托梁计算地震组合内力时，由重力荷载代表值产生的内力应按《砌体结构设计规范》GB50003中7.3的有关规定计算。重力荷载代表值应该本规范5.1.3的规定计算。”
理由：
（1）根据规范编制分工，竖向菏载作用下结构和构件的内力分析及承载力计算，应由各本结构设计规范解决。底部框架一一抗震墙房屋（即框支墙梁房屋）的混凝土托梁的内力和承载力计算条文已列入《砌体结构设计规范》GB50003的7.3之中。这是建立在258个简支墙梁、21个连续墙梁和28个框支墙梁构件的试验和近2000个构件有限元分析及两栋墙梁房屋实测基础上，并总结了二十多年墙梁工程实践经验的安全可靠、经济合理、便于操作的设计方法。
新规范基于40个框支墙梁墙片拟静力试验和8个框支墙梁房屋模型振动台和拟动力试验以及大量的有限元分析，新增加了10.5墙梁抗震设计条文。均于2000年12月通过“砌体规范”审查。
（2）众所周知，墙梁竖向荷载下的计算方法有6种之多。四墙五板和两墙三板一样是部分荷载法，属于经验方法，笼统采用荷载折减并将托梁跨中当受弯构件计算不能反映框支墙梁的托梁的复杂受力性能，致使有的部位配筋大多（不经济），有的部位配筋过少（不安全），这是很不合理的方法。
而《砌体规范》7.3列入的设计条文采用一般结构力学方法分析框架内力，引入内力系数αM、ηN、βV来考虑墙梁组合作用对托梁内力的折减，方法简单，便于操作；在保证安全可靠的某础上，还可减少托梁截面高度或节约钢筋。这是一个较合理简便的方法。
（3）由于四墙五板法可能导致无洞口墙梁托梁支座箍筋过少或偏开洞口时纵筋和箍筋均不够。故《抗震规范》7.2.5条2款限于无洞口和跨中1／2区段设置一个洞口的墙梁托梁的受弯计算才采用四墙五板法。但增加了计算的复杂性和操作不便，表现在以下几点：
①计算地震作用时，考虑全部墙体及其承担的重力荷载；在竖向荷载下某些托梁（无洞口，跨中开洞）弯矩计算时采用四墙五板荷载：
②一栋房屋有多片墙梁，有的不开洞和跨中开洞，用四墙五板荷载；有的开偏洞，用全部荷载；
③对无洞口和跨中开洞墙梁，算纵筋用四墙五板荷载，算箍筋用全部荷载。
可见，四墙五板法似简单，其实在底部框架一抗震墙房屋抗震设计的实际应用是很复杂的，不便于操作。
④框支墙梁托梁的跨中截面配筋往往是由非抗震设计确定的，即使支座纵筋和箍筋也可能由非抗震设计确定，也就是说应按《砌体规范》7.3的设计条文进行。即使采用四墙五板法（虽很不合理），能起作用的也就是无洞口或跨中开洞墙梁的托梁支座截面受弯计算确定纵筋（还可能不起控制作用），范围是非常窄的。
而我们所建议的修改替代条款使重力荷载取值与地震作用计算时一致，位整个房屋每个墙片计算一致，使抗弯与抗剪计算的荷载取值一致。而且，更重要的是使抗震计算与非抗震计算一致。如此合理简便、协调一致的条款应予采纳。

三、关于抗震构造措施
1、最低强度等级
10.1.6只规定砂浆的最低强度等级≥M5。而砌块的最低强度等级在6.2.1条规定为MU7.5，在9.4.7条规定为≥M10。
10.3.4条为水平配筋砖墙，它与8.1.3条的网状配筋是两类配筋构件，应有所区别。
10.5.5条为在GBJ3-88墙梁材料基础上，由C20改为C25。作为墙梁部位的砌体采用M10是合适的，而非墙梁部分的砌体可采用M5砂浆，以区别对待。
2、10.2.5.2款可以取消。
3、砌块墙体配筋构造
1）砌体规范关于加强区的规定参照砼规范、美国规范。底部加强区的高度应在可能出现塑性铰的范围之内。一般为H/8及不小于剪力墙之截面高度。抗震规范取H/6和底部两层的作法，武断的因素较大，欠妥。
2）砌体规范竖向及水平筋配筋率和钢筋间距的规定，考虑了下列因素：
（1）美国规范规定在≤7度μmin取0.07%，双向之和不小于0.2%，8度以上按计算；
（2）按美国规范背景材料，配筋砌体剪力墙最小配筋率约为钢筋砼剪力墙之半。本规范在正常情况下三、四级抗震等级μmin取0.07%，二级为0.1%，一级为0.13%。而R.C剪力墙三、四级μmin为.0.2%，一、二级不小于0.25%。
（3）配筋砌体剪力墙因其块形组配不适于多配筋，否则难以施工，也起不到好的作用，而配筋砌体的这种结构却比钢筋砼具有较好的变形能力，属延性剪力墙。
（4）配筋砌块剪力墙的配筋方式：竖向一般一孔一根φ12，其最大间距不大于600mm，主要考虑非100%注芯时，水平系梁中砼能达到密实。超过600mm，则很难作到这一点。故规范规定竖筋间距不大于600mm，当φ12间距为200、400或600mm时，其对应的μ值为：0.34%、0.17%和0.12%，可见比较容易满足μmin。
水平配筋有两种方式，当层数不多，如8~9层，可在灰缝中配置焊接网片，如2φ6@400，μ=0.07%，超过400mm时，一般用两根较细钢筋，并放在系梁块槽中，适合的配筋方式为隔2皮或3皮，如2φ10，As=157mm2，μ分别为0.207%和0.138%。
（5）国内试验墙片的含钢率：竖筋0.07~0.23%，水平0.26~0.39，均满足最小含钢率及实际工程的需要。
（6）国内试点工程含钢率：
a) 盘锦15层住宅，竖筋为0.27%~0.352%，水平筋为0.1%~0.14%；
b) 上海18层住宅，竖筋为0.4%~0. 52%，水平筋为0.41%；
c) 抚顺12层（大开间），竖筋为0.27%~0.44%，水平筋为0.198%~0.4%；
（7）μmin=0.07%的配筋用于三、四级也考虑与非抗震接轨。
3）砌体规范中边缘构件主要参照了美国规范、砼规范及砌块特点综合确定的。具有静力与地震设计时的连续性。考虑到边缘构件的整体约束作用和抗弯、抗倾覆作用，有意提高了这种结构的最小配筋率，它比抗震规范的取值高出一些。并根据国内需要特别增加了现浇构造柱式的边缘构件。
4）砌体规范规定的轴压比是根据大量组配计算后的简化取值，计算表明在规范规定的高度限值范围内，其墙片的平均轴压比可控制在0.5左右，故未再按抗震等级分别取值，但与抗震规范差别不大，二者协调不成问题。
4、配筋砌块连梁的构造
二者相差不大，可考虑按抗震规范修改。
5、配筋砌块房屋的圈梁，砌体规范主要考虑以下几个方面：
1）圈梁砼强度等级应与砌体等强原则考虑，而抗震规范规定与砌块砌体一致不够明确，难以理解为等强；
2）200mm为一个标准块高，又是墙与楼板的过渡和连接层，而抗震规范规定的120mm不符合2M0的规定，也偏小。建议抗震规范按砌体规范修改。
6）框支墙梁房屋各层均设置圈梁，对保证结构的整体性是有利的，况且圈梁的材料用量不大，施工也不烦，这样作是合适的。
7）托墙梁构造（10.5.6）见补充意见。

四、关于术语
建议将“配筋混凝土小型空心砌块”改为配筋砌块砌体。

《砌体结构设计规范》修编组
苑振芳、施楚贤、唐岱新、龚绍熙、严家熺、胡秋谷等
2001.6.21