中华人民共和国行业标准轻骨料混凝土结构设计规程JGJ 12-99 2
6.1.5 对先张法预应力轻骨料混凝土构件端部进行斜截面受剪承载力计算以及正截面、斜截面抗裂验算时,应考虑预应力钢筋在其预应力传递长度ltr范围内实际应力值的变化。预应力钢筋的实际预应力按线性规律增大,在构件端部为零,在其预应力传递长度的末端达到有效预应力值σpe(图6.1.5),预应力钢筋的预应力传递长度ltr应按表6.1.5取用。对采用冷拉Ⅱ级、Ⅲ级钢筋和冷轧带肋钢筋的先张法构件,可不考虑预应力传递长度ltr。
6.2 裂缝宽度验算
6.2.1 钢筋轻骨料混凝土构件和在使用阶段允许出现裂缝的预应力轻骨料混凝土构件,应验算裂缝宽度。按荷载的短期效应组合并考虑长期效应组合的影响所求得的最大裂缝宽度ωmax,不应超过表4.1.7规定的允许值。
6.2.2 在矩形、T形、倒T形和I形截面的钢筋轻骨料混凝土受拉和受弯构件及预应力轻骨料混凝土轴心受拉和受弯构件中,考虑裂缝宽度分布的不均匀性和荷载长期效应组合的影响,其最大裂缝宽度可按下列公式计算:
6.2.3 在荷载的短期效应组合下构件纵向受拉钢筋应力或等效应力可按下列公式计算:
6.2.3.1 钢筋轻骨料混凝土构件的纵向受拉钢筋应力
1.轴心受拉
2.偏心受拉
3.受弯
6.2.3.2 预应力轻骨料混凝土构件的纵向受拉钢筋等效应力
1.轴心受拉
2.受弯
6.3 受弯构件挠度验算
6.3.1 钢筋轻骨料混凝土和预应力轻骨料混凝土受弯构件在正常使用极限状态下的挠度,可根据构件的刚度用结构力学的方法计算。
在等截面构件中,可假定各同号弯矩区段内的刚度相等,并取用该区段内最大弯矩处的刚度。
受弯构件的挠度应按荷载短期效应组合并考虑荷载长期效应组合影响的长期刚度Bl进行计算,所求得的挠度计算值不应超过表4.1.5规定的允许值。
6.3.2 矩形、T形、倒T形和I形截面的受弯构件,在荷载短期效应组合作用下的短期刚度Bs可按下列公式计算:
(1)钢筋轻骨料混凝土受弯构件
(2)预应力轻骨料混凝土受弯构件
要求不出现裂缝的构件
允许出现裂缝的构件
6.3.3 矩形、T形、倒T形和I形截面受弯构件的长期刚度,可按下列公式计算:
6.3.4 考虑荷载长期效应组合对挠度增大的影响系数θ可按下列规定取用:
6.3.4.1 钢筋轻骨料混凝土受弯构件
6.3.4.2 预应力轻骨料混凝土受弯构件
θ=2.0
6.3.5 预应力钢筋轻骨料混凝土受弯构件在使用阶段的预加应力反拱值,可用结构力学方法按刚度EcIo进行计算,并考虑预压应力长期作用的影响。此时,将计算求得的预加应力反拱值乘以增大系数2.0;在计算中,预应力钢筋的应力应扣除全部预应力损失。对恒载较小的构件,应考虑反拱过大对使用上的不利影响。
7 构造规定
7.1 一般规定
7.1.1 钢筋轻骨料混凝土结构伸缩缝的最大间距可按表7.1.1的规定采用。
7.1.2 受力钢筋的轻骨料混凝土保护层最小厚度(从钢筋的外边缘算起)应符合表7.1.2的规定,且不应小于受力钢筋的直径d。
板、墙、壳中分布钢筋的保护层厚度不应小于10mm;梁、柱中箍筋和构造钢筋的保护层厚度不应小于15mm。
7.1.3 当计算中充分利用纵向受拉钢筋强度时,其锚固长度la不应小于表7.1.3规定的数值。
7.1.4 纵向受拉钢筋不宜在受拉区截断。如必须截断时,应延伸至按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋的截面以外,延伸的长度不应小于25d;同时,当V≥0.06fcbh0时,从该钢筋强度充分利用截面延伸的长度,尚不应小于(1.2la+h0);当V<0.06fcbh0时,从该钢筋强度充分利用截面延伸的长度,尚不应小于1.2la(图7.1.4)。
7.1.5 纵向受压钢筋在跨中截断时,必须伸至按计算不需要该钢筋的截面以外,延伸的长度不应小于20d;对绑扎骨架中末端无弯钩的光面钢筋,不应小于25d。
7.1.6 钢筋的接头宜优先采用焊接或机械连接的接头。钢筋焊接接头的类型及质量应符合国家现行《混凝土结构工程施工及验收规范》GB 50204的要求;当采用机械连接的接头时,接头的质量、适用范围、构造要求等应符合专门的规定。
7.1.7 轴心受拉及小偏心受拉杆件(如桁架和拱的拉杆)的受力钢筋不得采用非焊接的搭接接头。
双面配置受力钢筋的焊接骨架,不得采用非焊接的搭接接头。
当受力钢筋直径d>20mm时,不宜采用非焊接的搭接接头;对轴心受压和偏心受压柱中的受压钢筋,当钢筋直径d≤28mm时,可采用非焊接的搭接接头,但接头位置应设置在受力较小处。
7.1.8 绑扎骨架和绑扎网中的非预应力受力钢筋,当接头用搭接而不加焊时,受拉钢筋的搭接长度不应小于1.2la(la按表7.1.3的规定采用),且不应小于350mm;受压钢筋的搭接长度不应小于0.85la,且不应小于250mm。
焊接骨架在受力方向的接头可采用非焊接的搭接接头,受拉钢筋的搭接长度不应小于la,受压钢筋的搭接长度不应小于0.7la。
7.1.9 受力钢筋的接头位置和接头区段内受力钢筋接头面积的允许百分率以及钢筋搭接长度范围内的箍筋间距等应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的规定。
7.1.10 轻骨料混凝土构件中纵向受力钢筋的配筋百分率,不应小于表7.1.10规定的数值。
7.2 预应力轻骨料混凝土结构构件的构造规定
7.2.1 当受拉区部分钢筋施加预应力已能使构件符合抗裂或裂缝宽度要求时,则承载力计算所需的其余受拉钢筋允许采用非预应力钢筋。如非预应力钢筋采用与预应力钢筋同级的冷拉Ⅱ级或冷拉Ⅲ级钢筋时,其截面面积不宜大于受拉钢筋总截面面积的20%;如非预应力钢筋采用Ⅲ级及其以下的热轧钢筋时,其截面面积可不受限制。
7.2.2 在预应力轻骨料混凝土屋面梁等构件中,为防止由于施加预应力而产生预拉区的裂缝和减少支座附近区段的主拉应力,在靠近支座部分,宜将一部分预应力钢筋弯起。
7.2.3 对后张法预应力轻骨料混凝土构件端部锚固区局部受压承载力的计算以及为防止构件端部裂缝的构造配筋要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的有关规定。
7.2.4 预应力钢筋、钢丝的净距应根据浇灌轻骨料混凝土、施加预应力及钢筋锚固等要求确定。
预应力钢筋的净距不应小于其直径,且不小于25mm;预应力钢丝的净距不宜小于15mm。如采用冷轧带肋钢筋、冷拔低碳钢丝,当排列有困难时,可采用两根并列。
7.2.5 先张法预应力轻骨料混凝土构件宜采用变形钢筋、刻痕钢丝、钢绞线及冷轧带肋钢筋等。
7.2.6 对预应力钢筋端部周围的轻骨料混凝土应采取下列加强措施:
7.2.6.1 对单根预应力钢筋(如板肋的配筋),其端部宜设置长度不小于150mm的螺旋筋。当钢筋直径d≤16mm时,亦可利用支座垫板上的插筋代替螺旋筋,但插筋数量不应少于4根,其长度不宜小于120mm。
7.2.6.2 对多根预应力钢筋,在构件端部15d(d为预应力钢筋直径)范围内,应设置钢筋网片,其间距不宜大于50mm。
7.2.6.3 对钢丝配筋的薄板,在板端100mm范围内应适当加密横向钢筋,且不宜少于3根。
7.2.7 后张法预应力钢筋的锚固应选用可靠的锚具,其制作方法和质量要求应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》GB 50204的规定。
7.2.8 预应力钢筋的预留孔道及孔道灌浆的要求应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的规定。
8 结构构件的规定
8.1 板
8.1.1 板中采用绑扎钢筋作配筋时,其受力钢筋的间距:当板厚h≤150mm时,不应大于200mm;当板厚h>150mm时,不应大于1.5h,且不应大于300mm。
由板中伸入支座的下部钢筋,其间距不应大于400mm,其截面面积不应小于跨中受力钢筋截面面积的1/3。
板中弯起钢筋的弯起角不宜小于30°。
8.1.2 对嵌固在承重砖墙内的现浇板,在板的上部应配置构造钢筋,并应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的有关规定。
8.1.3 简支板的下部纵向受力钢筋应伸入支座,其锚固长度las不应小于6d。当采用焊接网配筋时,其末端至少应有一根横向钢筋配置在支座边缘内(图8.1.3a);如不能符合图8.1.3a的要求时,应在受力钢筋末端制成弯钩(图8.1.3b)或加焊附加的横向锚固钢筋(图8.1.3c)。
8.1.4 单向板中单位长度上的分布钢筋,其截面面积不应小于单位长度上受力钢筋截面面积的10%,其间距不应大于300mm,其直径不宜小于5mm。
注:当板所受的温度变化较大时,板中的分布钢筋应适当增加。
8.1.5 当现浇板的受力钢筋与梁的肋部平行时,应沿梁肋方向配置间距不大于200mm且与梁肋相垂直的构造钢筋,其直径不应小于6mm,且单位长度内的总截面面积不应小于板中单位长度内受力钢筋截面面积的1/3,伸入板中的长度从肋边算起每边不应小于板计算跨度l0的1/4(图8.1.5)
8.1.6 板的箍筋或弯起钢筋的配置,应符合下列规定:
8.1.6.1 板的厚度不应小于150mm。
8.1.6.2 按计算所需的箍筋截面面积应配置在冲切破坏锥体范围内,此外,尚应按相同的箍筋直径和间距向外延伸配置在不小于0.5l0范围内;箍筋宜为封闭式,并应箍住架立钢筋,其直径不应小于6mm,间距不应大于(1/3)l0(图8.1.6a)。
8.1.6.3 弯起钢筋可由一排或两排组成,其弯起角可根据板的厚度在30°~45°之间选取(图8.1.6b);弯起钢筋的倾斜段应与冲切破坏斜截面相交,其交点应在离局部荷载或集中反力作用面积周边以外(1/2)h至(2/3)h的范围内,弯起钢筋直径不应小于12mm,且每一方向不应少于三根。
8.2 梁
8.2.1 绑扎骨架的钢筋轻骨料混凝土梁,其纵向受力钢筋的直径:当梁高为300mm及以上时,不应小于10mm;当梁高小于300mm时,不应小于6mm。梁的上部纵向钢筋的净距,不应小于30mm和1.5d(d为钢筋的最大直径);下部纵向钢筋净距,不应小于25mm和d。梁的下部纵向钢筋配置多于两层时,钢筋水平方向的中距应比下面两层的中距增大一倍。
伸入梁的支座范围内的纵向受力钢筋数量:当梁宽为150mm及以上时,不应少于2根;当梁宽小于150mm时,可为一根。
8.2.2 钢筋轻骨料混凝土简支梁的下部纵向受力钢筋伸入梁的支座范围内的锚固长度las(图8.2.2)应符合下列条件:
(1)当V≤0.06fcbh0时
las≥10d
(2)当V>0.06fcbh0时
变形钢筋 las≥15d
光面钢筋 las≥20d
如纵向受力钢筋伸入梁的支座范围内的锚固长度不符合上述规定时,应采取在钢筋上加焊横向锚固钢筋、锚固钢板,或将钢筋端部焊接在梁端的预埋件上等有效锚固措施。
如焊接骨架中采用光面钢筋作为纵向受力钢筋时,则在锚固长度las内应加焊横向钢筋:当V≤0.06fcbh0时,至少一根,当V>0.06fcbh0时,至少二根;横向钢筋直径不应小于纵向受力钢筋直径的一半;同时,加焊在最外边的横向钢筋,应靠近纵向钢筋的末端。
注:轻骨料混凝土强度等级小于或等于CL25的简支梁,在距支座边1.5h范围内作用有集中荷载(包括作用有多种荷载、且其中集中荷载对支座截面所产生的剪力占总剪力值的75%以上的情况),且V>0.06fcbh0时,对变形钢筋宜采用附加锚固措施,或取锚固长度las≥20d。
8.2.3 连续梁或框架梁的上部纵向钢筋应贯穿其中间支座或中间节点范围(图8.2.3a)。
下部纵向钢筋伸入中间支座或中间节点范围内的锚固长度应按下列规定取用:
(1)当计算中不利用其强度时,其伸入的锚固长度应符合本规程第8.2.2条中当V>0.06fcbh0时的规定;
(2)当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时,其伸入的锚固长度不应小于表7.1.3规定的数值;
(3)当计算中充分利用钢筋的抗压强度时,其伸入的锚固长度不应小于0.7la(图8.2.3)。
框架梁的上部纵向钢筋在中间层端节点内的锚固长度,除应符合表7.1.3的要求外,并应伸过节点中心线;当上部纵向钢筋在端节点内水平锚固长度不够时,应沿柱节点外边向下弯折,经弯折后的水平投影长度不应小于0.45la,垂直投影长度不应小于15d(d为纵向钢筋直径);下部纵向钢筋伸入端节点内的锚固长度,应符合中间节点处的要求(图8.2.3b)。
当轻骨料混凝土强度等级不高于CL25,且受柱截面尺寸限制而纵向钢筋经弯折后的水平投影长度不能满足上述要求时,采取下列附加锚固措施后,水平投影长度可乘以折减系数0.85:在纵向钢筋的弯弧内侧中点处,设置一根直径不小于该纵向钢筋直径且不小于25mm的横向插筋,其长度应取等于梁截面宽度,并应与纵向钢筋绑扎。
注:框架顶层端节点内纵向钢筋的锚固,应采取有效措施或按专门规定采用。
8.2.4 在采用绑扎骨架的钢筋轻骨料混凝土梁中,承受剪力的钢筋,宜优先采用箍筋。当设置弯起钢筋时,弯起钢筋的弯终点外应留有锚固长度,其长度在受拉区不应小于25d,在受压区不应小于15d,对光面钢筋在末端尚应设置弯钩(图8.2.4)。位于梁底层两侧的钢筋不应弯起。
8.2.5 在梁的受拉区中,弯起钢筋的弯起点,可在按正截面受弯承载力计算不需要该钢筋截面面积之前弯起;但弯起钢筋与梁中心线的交点,应在不需要该钢筋的截面之外(图8.2.5);同时,弯起点与按计算充分利用该钢筋的截面之间的距离,不应小于h0/2。
当按计算需设置弯起钢筋时,前一排(对支座而言)的弯起点至后一排的弯终点的距离不应大于表8.2.7中V>0.06fcbh0+0.04Np0栏的规定。
注:弯起钢筋不应采用浮筋。
8.2.6 如按计算不需要箍筋的梁:对截面高度大于300mm时,仍应沿梁全长设置箍筋;对截面高度为150~300mm时,可仅在构件端部各1/4跨度范围内设置箍筋,但当在构件中部1/2跨度范围内有集中荷载作用时,则应沿梁全长设置箍筋;对截面高度为150mm以下时,可不设置箍筋。
8.2.7 梁中箍筋的间距应符合下列规定:
8.2.7.1 梁中箍筋的最大间距宜符合表8.2.7的规定。当V>0.06fcbh0+0.04Np0时,箍筋的配筋率ρsv(ρsv=Asv/bs)尚不应小于0.02fc/fyv。
8.2.7.2 当梁中配有计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋应做成封闭式;箍筋的间距在绑扎骨架中不应大于15d,在焊接骨架中不应大于20d(d为纵向受压钢筋中的最小直径),同时在任何情况下均不应大于300mm;当一层内的纵向受压钢筋多于三根时,应设置复合箍筋;当一层内的纵向受压钢筋多于五根且直径大于18mm时,箍筋间距不应大于10d。
当梁的宽度不大于400mm、且一层内的纵向受压钢筋不多于四根时,可不设置复合箍筋。
8.2.7.3 梁中纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距,应符合本规程第7.1.9条的规定。
8.2.8 对截面高度大于800mm的梁,其箍筋直径不宜小于8mm;对截面高度为800mm及以下的梁,其箍筋直径不宜小于6mm;对截面高度为250mm及以下的梁,其箍筋直径不应小于4mm;梁中配有按计算需要的纵向受压钢筋时,箍筋直径尚不应小于d/4(d为纵向受压钢筋的最大直径)。
8.2.9 在弯剪扭构件中箍筋和纵向钢筋的配筋率和构造要求,应符合下列规定:
8.2.9.1 箍筋的配筋率ρsv不应小于ρsv,min,ρsv,min=0.02αfc/fyv,此处,α=1+1.75(2βt-1),βt值按本规程第5.3.6条的规定计算。
箍筋间距应符合表8.2.7的规定,且箍筋必须做成封闭式;当采用绑扎骨架时,箍筋的末端应做成不小于135°弯钧,弯钩端头平直段长度不应小于5d(d为箍筋直径)和50mm。
8.2.9.2 纵向钢筋的配筋率,不应小于受弯构件纵向受力钢筋的最小配筋率与受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率之和。受弯构件纵向受力钢筋最小配筋率,可按表7.1.10取用;受扭构件纵向受力钢筋的最小配筋率ρtl,min(ρtl,min=Astl,min/bh),可取0.08(2βt-1)fc/fyv,间距不应大于300mm和梁的宽度,在截面的四角必须设有纵向受力钢筋,并沿截面周边对称布置。
8.2.10 位于梁下部或在梁截面高度范围内的集中荷载,应全部由附加横向钢筋(吊筋、箍筋)承担。附加横向钢筋应布置在长度为S(S=2h1+3b)的范围内(图8.2.10)。附加横向钢筋宜优先采用箍筋。
附加横向钢筋所需的总截面面积应按下列公式计算:
8.2.11 如构件的内折角处于受拉区时,应增设箍筋。该箍筋应足以承受未伸入受压区域的纵向受拉钢筋的合力,且在任何情况下不应小于全部纵向受拉钢筋合力的35%。由箍筋承受的纵向受拉钢筋的合力,可按下列公式计算(图8.2.11):
(1)未伸入受压区域的纵向受拉钢筋的合力为:
(2)全部纵向受拉钢筋合力的35%为:
8.2.12 当梁的跨度小于4m时,架立钢筋的直径不宜小于6mm;当梁的跨度等于4~6mm时,不宜小于8mm;当梁的跨度大于6m时,不宜小于10mm。
8.2.13 当梁的截面高度超过700mm时,在梁的两侧面沿高度每隔300~400mm,应设置一根直径不小于10mm的纵向构造钢筋。
8.2.14 对钢筋轻骨料混凝土薄腹梁,应在下部二分之一梁高的腹板内,沿两侧配置纵向构造钢筋,其直径为8~14mm,间距为100~150mm,并按下密上稀的方式布置;在上部二分之一梁高的腹板内可按本规程第8.2.13条的规定配置纵向构造钢筋。
8.3 柱
8.3.1 钢筋轻骨料混凝土柱的长细比(λ=l0/i)不应大于104。钢筋轻骨料混凝土柱的计算长度l0可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的有关规定。
8.3.2 柱中纵向受力钢筋应符合下列规定:
8.3.2.1 纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm,但不宜大于28mm;全部纵向钢筋配筋率不宜超过5%。
8.3.2.2 当偏心受压柱的截面高度h≥600mm时,在侧面应设置直径为10~16mm的纵向构造钢筋,并相应地设置复合箍筋或拉筋。
8.3.2.3 柱内纵向钢筋的净距不应小于50mm;对水平浇筑的预制柱,其纵向钢筋的最小净距可按本规程第8.2.1条关于梁的规定取用。
8.3.2.4 在偏心受压柱中,垂直于弯距作用平面的纵向受力钢筋以及轴心受压柱中各边的纵向受力钢筋,其中距不应大于350mm。
8.3.3 柱中箍筋应符合下列规定:
8.3.3.1 在柱中及其他受压构件中的箍筋应做成封闭式。
8.3.3.2 箍筋间距不应大于400mm,且不应大于构件截面的短边尺寸;同时,在绑扎骨架中,不应大于15d(d为纵向钢筋的最小直径);在焊接骨架中,不应大于20d。
8.3.3.3 采用热轧钢筋时,其箍筋直径不应小于d/4,且不应小于6mm;采用LL550级冷轧带肋钢筋或冷拔低碳钢丝时,其箍筋直径不应小于d/5(d为纵向钢筋的最大直径),且不应小于5mm。
8.3.3.4 当柱中全部纵向受力钢筋的配筋率超过3%时,则箍筋直径不宜小于8mm,且应焊成封闭环式,其间距不应大于10d(d为纵向钢筋的最小直径),且不应大于200mm。
8.3.3.5 当柱子各边纵向钢筋多于三根时,应设置复合箍筋;当柱子短边不大于400mm,且纵向钢筋不多于四根时,可不设置复合箍筋。
8.3.3.6 柱内纵向钢筋搭接长度范围内的箍筋间距应符合本规程第7.1.9条的规定。
8.4 剪力墙
8.4.1 当墙的长度大于其厚度的四倍时,应按钢筋轻骨料混凝土剪力墙要求进行设计。墙的轻骨料混凝土强度等级不宜低于CL20。
8.4.2 钢筋轻骨料混凝土剪力墙的厚度不应小于140mm;对剪力墙结构,尚不应小于楼层高度的1/25;对框架剪力墙结构,尚不应小于楼层高度的1/20。
当采用预制楼板时,剪力墙的厚度尚应考虑预制板在墙上的搁置长度以及上、下楼层内竖向钢筋贯通的要求。
8.4.3 在平行于墙面的水平荷载和竖向荷载作用下,钢筋轻骨料混凝土剪力墙应根据结构分析所得的内力,按本规程第五章第一节的有关规定,分别按轴心受压、偏心受压或偏心受拉进行正截面承载力计算和本节规定的斜截面受剪承载力计算。在集中荷载作用处,尚应进行局部受压承载力的计算。
在承载力计算中,剪力墙的翼缘计算宽度可取剪力墙的间距、门窗洞间墙的宽度、剪力墙厚度加两侧各6倍翼缘墙的厚度和剪力墙墙肢总高度的十分之一四者中的最小值。
8.4.4 钢筋轻骨料混凝土剪力墙,其受剪截面应符合下列条件:
8.4.5 钢筋轻骨料混凝土剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力应按下列公式计算:
8.4.6 钢筋轻骨料混凝土剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力,应按下列公式计算:
8.4.7 钢筋轻骨料混凝土剪力墙中的连系梁,其正截面受弯承载力可按本规程第5.1.5条计算。
剪力墙洞口处的连系梁,当跨高比大于2.5时,其斜截面受剪承载力按下列公式计算:
此时,其受剪要求的截面应符合本规程第5.2.1条的条件以及第5.2.6条的规定。
对跨高比不大于2.5的连系梁,其斜截面受剪承载力和配筋构造应按专门规定采用。
8.4.8 钢筋轻骨料混凝土剪力墙如按正截面承载力计算不需配置纵向受力钢筋时,则在截面两端(包括门洞边)应各设置不少于二根直径不小于12mm的纵向构造钢筋。
8.4.9 钢筋轻骨料混凝土剪力墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率ρsh和ρsv(ρsh=Ash/bsv,ρsv=Asv/bsh,sh、sv为竖向和水平分布钢筋的间距),除按本规程第8.4.10条所规定的加强部位外,均不应小于0.15%。
8.4.10 剪力墙结构的加强部位,其水平和竖向分布钢筋的配筋率均不应小于0.2%。剪力墙结构的加强部位指:剪力墙结构的顶层、底部加强区(加强区的高度为墙肢总高度的八分之一、墙肢宽度两者中的较大者)、现浇端山墙、楼梯间的墙及端开间的内纵墙等。
当电梯间作为抗侧力结构时,应按剪力墙结构的加强部位考虑。
8.4.11 钢筋轻骨料混凝土剪力墙的水平分布钢筋的间距,不应大于300mm,直径不应小于6mm;竖向分布钢筋的间距,不应大于400mm,直径不应小于8mm。
8.4.12 承受垂直于墙面的水平荷载的墙(如地下室墙)以及厚度大于160mm的剪力墙均应配置双排分布钢筋网;对厚度为160mm的剪力墙和厚度小于160mm的剪力墙结构的加强部位,宜配置双排分布钢筋网。
双排分布钢筋网应沿墙的两个侧面布置,且应采用拉筋连系;拉筋直径不应小于6mm,间距不应大于700mm;对底部加强区,可适当增加拉筋数量。
8.4.13 在剪力墙的窗洞口周边部位,应设置不少于二根直径不小于12mm的水平及竖向构造钢筋,该钢筋自孔洞边角算起伸入墙内的长度不应小于45d,d为钢筋直径。
8.5 牛腿
8.5.1 陶粒混凝土和自燃煤矸石混凝土牛腿(当a≤h0时)的截面尺寸,应符合下列裂缝控制和构造要求(图8.5.1):
8.5.1.1 牛腿的裂缝控制要求
8.5.1.2 牛腿的外边缘高度h1不应小于h/3,且不应小于200mm。
8.5.1.3 牛腿的受压面在竖向力值Fvs作用下,其局部受压应力不应超过0.75fc,否则应采取加大受压面积、提高混凝土强度等级或设置钢筋网等有效措施。
8.5.2 牛腿的纵向受拉钢筋截面面积应按下列公式计算:
纵向受力钢筋宜采用变形钢筋,其锚固长度应符合本规程第8.2.3条对梁的上部钢筋的有关规定。
承受竖向力所需的纵向受拉钢筋的配筋率,按全截面计算不应小于0.2%,也不宜大于0.6%,且根数不宜少于4根,直径不应
小于12mm。纵向受拉钢筋不得兼作弯起钢筋。
8.5.3 牛腿应设置水平箍筋,水平箍筋的直径应取用6~12mm,间距为100~150mm,且在上部(2/3)h0范围内的水平箍筋总截面面积不应小于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的二分之一。
当牛腿的剪跨比a/h0≥0.3时,应设置弯起钢筋,弯起钢筋宜采用变形钢筋,并宜设置在牛腿上部l/6至l/2之间的范围内(图8.5.1),其截面面积不应少于承受竖向力的受拉钢筋截面面积的三分之二,且不应小于0.0015bh,其根数不应少于3根,直径不应小于12mm。
8.6 预制构件的接头及吊环
8.6.1 预制构件的接头形式应根据结构的受力性能和施工条件确定,且应构造简单、传力直接。
对承受弯矩的刚性接头,设计时应使接头部位的截面刚度与邻近接头处的预制构件的刚度相接近。
8.6.2 当柱与柱、梁与柱、梁与梁之间的接头按刚性设计时,宜采用以钢筋为焊接连接的装配整体式接头。装配式结构在安装过程中应注意焊接程序并选择合理的构造形式,以减少焊接应力。装配式结构应考虑焊接应力以及施工和使用过程中的温差和混凝土收缩等不利影响,可较现浇结构适当增加构造配筋,并应避免由构件的局部削弱所引起的应力集中。当接头的构造和施工措施能保证节点的刚性要求时,装配整体式接头的钢筋亦可采用非焊接的连接方法。
8.6.3 当柱采用装配式榫式接头时,接头附近区段内截面的承载力宜为该截面计算所需承载力的1.3~1.5倍(均按轴心受压承载力计算)。此时,可采取在接头及其附近区段的轻骨料混凝土内加设横向钢筋网、提高后浇混凝土强度等级、设置附加的纵向钢筋等措施,以提高其承载力。
8.6.4 在装配整体式节点处,柱的纵向钢筋应贯穿节点,梁的纵向钢筋应按本规程第8.2.3条的规定在节点内锚固。
8.6.5 计算上承受内力的装配式构件接头,当接缝宽度为20mm及以下时,宜采用水泥砂浆灌筑,当接缝宽度大于20mm时,宜采用细石混凝土灌筑。梁与柱之间的缝隙宽度不宜小于80mm。灌筑接缝的水泥砂浆和细石混凝土的强度等级宜比构件轻骨料混凝土的强度等级提高二级,并应采取措施减少灌缝混凝土的收缩。计算上不承受内力的构件接头,应采用不低于C15的细石混凝土或M15的砂浆灌筑。
8.6.6 单层房屋或高度不大于20m的多层房屋,其装配式楼板、屋面板间的缝隙应采用不低于C15的细石混凝土或M15的砂浆灌筑。缝的上口宽度不宜小于30mm,缝的截面形式应有利于楼板间相互传递荷载。对要求传递水平荷载的装配式楼盖、屋盖以及高度大于20m的多层房屋的装配式楼盖、屋盖,其板与板、板与四周的构件(如墙、梁等)均应可靠地连成整体,以确保楼盖、屋盖平面内的刚度。
8.6.7 预制构件的吊环应采用Ⅰ级钢筋制作,严禁使用冷加工钢筋。吊环埋入深度不应小于35d,并应焊接或绑扎在钢筋骨架上。每个吊环可按二个截面计算,在构件的自重标准值作用下,吊环拉应力不应大于50N/mm2(构件自重的动力系数已考虑在内)。当在一个构件上设有四个吊环时,设计时仅考虑三个吊环同时发挥作用。
9 钢筋轻骨料混凝土结构构件抗震设计
9.1 一般规定
9.1.1 地震区的钢筋轻骨料混凝土结构构件,除应符合本规程第一章至第八章的要求外,尚应按本章的规定进行结构构件的抗震设计。
在地震区,浮石或火山渣混凝土宜用于剪力墙结构。
9.1.2 钢筋轻骨料混凝土结构构件的抗震设计,应根据结构类型、房屋高度、设防烈度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。
结构抗震等级的划分宜符合表9.1.2的规定。
9.1.3 考虑地震作用组合的钢筋轻骨料混凝土结构构件,其截面承载力应除以承载力抗震调整系数γRE,承载力抗震调整系数应按表9.1.3取用。
当仅考虑竖向地震作用组合时,各类结构构件的承载力抗震调整系数均取用1.0。
9.1.4 考虑地震作用组合的钢筋轻骨料混凝土结构构件,其配置的受力钢筋的锚固和接头除应符合本规程第七章第一节的要求外,尚应符合下列要求:
9.1.4.1 考虑抗震要求的纵向钢筋最小锚固长度laE应按下列公式计算:
9.1.4.2 考虑抗震要求的受力钢筋宜优先采用焊接或机械连接的接头;当允许采用非焊接的搭接接头时,其搭接长度不应小于下列规定:对一、二级抗震等级,取1.2la+5d;对三、四级抗震等级,取1.2la。
9.1.4.3 纵向钢筋的接头:对一、二级抗震等级,宜优先采用焊接或机械连接的接头;对三、四级抗震等级,当钢筋直径d≤22mm时,可采用非焊接的搭接接头。对剪力墙中的分布钢筋,当其直径d≤22mm时,可采用非焊接的搭接接头。
9.1.4.4 箍筋的末端应做成不小于135°弯钩,弯钩端头平直段长度不应小于10d(d为箍筋直径)。
9.1.4.5 对三级抗震等级,框架底层柱、剪力墙加强部位纵向钢筋的接头,宜优先采用焊接或机械连接的接头。
9.1.4.6 钢筋接头不宜设置在梁端、柱端的箍筋加密区范围内。
9.2 材料
9.2.1 对框架梁、柱、节点,当按一级抗震等级设计时,轻骨料混凝土强度等级不应低于CL30,当按二、三级抗震等级设计时,轻骨料混凝土强度等级不应低于CL20。剪力墙的轻骨料混凝土强度等级不应低于CL20。
地震区的轻骨料混凝土结构,其轻骨料混凝土强度等级不宜大于CL40。
注:在施工中,轻骨料混凝土的骨料品种,不应随意代换。
9.2.2 结构构件中的纵向受力钢筋宜选用Ⅱ、Ⅲ级钢筋;箍筋宜选用Ⅰ、Ⅱ级钢筋或LL550级冷轧带肋钢筋。
注:在施工中,不宜以强度等级较高的钢筋代替原设计中的纵向受力钢筋,如必须代换时,应按钢筋受拉承载力设计值相等的原则进行代换。
9.2.3 按一、二级抗震等级设计时,框架结构中纵向受力钢筋的选用,除应符合本规程第三章的要求外,其检验所得的强度实测值,尚应符合下列规定:
9.2.3.1 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25。
9.2.3.2 钢筋的屈服强度实测值与钢筋的强度标准值的比值:当按一级抗震等级设计时,不应大于1.25;当按二级抗震等级设计时,不应大于1.4。
注:钢筋的检验方法,应符合现行国家标准《混凝土结构工程施工及验收规范》GB 50204的规定。
9.3 框架梁
9.3.1 考虑地震作用组合的框架梁,其正截面受弯承载力应按本规程第5.1.5条和第5.1.6条的规定计算,但在受弯承载力计算公式右边应除以相应的承载力抗震调整系数。
在计算中,梁端轻骨料混凝土受压区高度应符合下列要求:
且纵向受拉钢筋的配筋率均不应大于2.5%。
9.3.2 框架梁考虑抗震等级的剪力设计值Vb应按下列规定计算:
一级抗震等级
二级抗震等级
三级抗震等级
在公式(9.3.2-1)中,Mlbua、Mrbua之和,应分别按顺时针和逆时针方向进行计算,并取其较大值。每端的Mbua可按本规程公式(5.1.9)计算,但在计算中应将纵向受拉钢筋的强度设计值以强度标准值代替,取实配的纵向钢筋截面面积,不等式改为等式,并在等式右边除以梁的正截面承载力抗震调整系数,Mbua取等于M。
在公式(9.3.2-2)、(9.3.2-3)、(9.3.2-4)中,Mlb与Mrb之和,应分别按顺时针和逆时针方向进行计算,并取其较大值。
9.3.3 按一、二、三级抗震等级设计的矩形、T形和I形截面的框架梁,其受剪截面应符合下列条件:
9.3.4 矩形、T形和I形截面的一般框架梁,其斜截面受剪承载力应按下列公式计算:
对集中荷载作用下的框架梁(包括有多种荷载、且其中集中荷载对节点边缘产生的剪力值占总剪力值的75%以上的情况),其斜截面受剪承载力应按下列公式计算:
此处,计算截面的剪跨比取值,应符合本规程第5.2.3条的规定。
9.3.5 框架梁的截面宽度不宜小于200mm;净跨不宜小于截面高度的4倍,截面高度和截面宽度的比值不宜大于4。
9.3.6 框架梁纵向钢筋的配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的有关规定。
9.3.7 框架梁中箍筋的构造要求,应符合下列规定:
9.3.7.1 梁端箍筋的加密区长度、箍筋最大间距和箍筋最小直径,应按表9.3.7的规定取用。
9.3.7.2 第一个箍筋应设置在距构件节点边缘不大于50mm处。
9.3.7.3 在箍筋加密区长度内的箍筋肢距:对一、二级抗震等级,不宜大于200mm;对三、四级抗震等级,不宜大于250mm。
9.3.7.4 承受地震作用为主的框架梁,沿梁全长箍筋的间距应符合本规程第8.2.7条的规定,其配筋率ρsv不应小于下列规定:
一级抗震等级 0.035 fc/fyv
二级抗震等级 0.030 fc/fyv
三、四级抗震等级 0.025 fc/fyv
9.4 框架柱
9.4.1 考虑地震作用组合的框架柱,其正截面偏心受压、受拉承载力应按本规程第五章的规定计算,但在其所有的承载力的计算公式右边,均应除以相应的正截面承载力抗震调整系数。
9.4.2 框架柱在正截面受压承载力计算中,考虑抗震等级的节点上、下端的内力设计值的计算应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的规定。
9.4.3 按一、二级抗震等级设计的框架结构底层柱的柱根截面的弯矩设计值,应分别乘以增大系数1.5、1.25。
9.4.4 框架柱考虑抗震等级的剪力设计值Vc应按下列规定计算:
一级抗震等级
二级抗震等级
三级抗震等级
在公式(9.4.4-1)中,Mtcua与Mbcua之和,应分别按顺时针和逆时针方向进行计算,并取其较大值。每端的Mcua值可按本规程第9.4.1条的规定和第五章第一节的有关公式进行计算,但在计算中应将混凝土和纵向钢筋的强度设计值以强度标准值代替,并取实配的纵向钢筋截面面积计算确定。
在公式(9.4.4-2)、(9.4.4-3)、(9.4.4-4)中,Mtc与Mbc之和,应分别按顺时针和逆时针方向进行计算,并取其较大值。对Mtc、Mbc的取值,应符合本规程第9.4.2条和第9.4.3条的规定。
9.4.5 矩形截面框架柱的受剪截面应符合下列条件:
9.4.6 框架柱的斜截面受剪承载力应按下列公式计算:
9.4.7 当框架柱出现拉力时,其斜截面受剪承载力应按下列公式计算:
9.4.8 考虑地震作用组合的框架柱的轴压比N/fcA,不宜大于表9.4.8规定的限值。
9.4.9 框架柱中纵向受力钢筋、箍筋的配置均应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的规定。
9.5 框架节点
9.5.1 框架节点考虑抗震等级的剪力设计值Vj,可按下列规定计算:
(1)一级抗震等级
顶层中间节点
其他层的中间节点和端节点
(2)二级抗震等级
顶层中间节点
其他层的中间节点和端节点
(3)对三级抗震等级的框架节点,可不进行计算。
在公式(9.5.1-1)、(9.5.1-3)中,Mlbua与Mrbua之和,以及在公式(9.5.1-2)、(9.5.1-4)、(9.5.1-5)、(9.5.1-6)中,Mlb与Mrb之和,均应按本规程第9.4.2条的规定取用。
注:1.顶层端节点的设计,应按专门规定或专门的试验确定。
2.当框架不能符合本规程第9.4.2条要求时,框架节点的设计应根据可靠的工程经验或专门的试验确定。
9.5.2 框架节点受剪的水平截面应符合下列条件:
9.5.3 框架节点的受剪承载力,应按下列公式计算:
9.5.4 框架节点的箍筋和纵向钢筋的设置,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的规定。
9.6 剪力墙
9.6.1 考虑地震作用组合的剪力墙,其正截面承载力和局部受压承载力应按本规程第五章和第8.4.3条的规定计算,但在其正截面承载力和局部受压承载力计算公式右边,均应除以相应的承载力抗震调整系数。
9.6.2 开门窗洞而形成的双肢剪力墙,当其中一个墙肢为大偏心受拉时,则另一墙肢应按1.25倍的弯矩设计值和剪力设计值进行计算。
9.6.3 剪力墙考虑抗震等级的剪力设计值Vw应按下列规定计算:
(1)底部加强区范围内的剪力设计值
一级抗震等级
二级抗震等级
三级抗震等级
(2)对其它部位的剪力设计值,均取Vw=V。
在公式(9.6.3-1)中,Mwua值可参照本规程第5.1.15条的规定,用第9.4.4条框架柱端Mcua值的相同方法确定,但应改取剪力墙的正截面承载力抗震调整系数。
9.6.4 剪力墙的受剪截面应符合下列条件:
9.6.5 剪力墙在偏心受压时的斜截面受剪承载力,应按下列公式计算:
9.6.6 剪力墙在偏心受拉时的斜截面受剪承载力,应按下列公式计算:
9.6.7 按一级抗震等级设计的剪力墙,其水平施工缝处的受剪承载力应符合下列规定:
(1)当施工缝承受轴向压力时
(2)当施工缝承受轴向拉力时
9.6.8 剪力墙洞口处的连系梁,当跨高比大于2.5时,其承载力可按下列规定计算:
(1)正截面受弯承载力可按本规程第5.1.5条或第5.1.6条的规定进行计算,但在其正截面受弯承载力计算公式右边,应除以相应的承载力抗震调整系数。
(2)受剪斜截面应符合本规程第9.3.3条的规定;斜截面受剪承载力可按下列公式计算:
9.6.9 剪力墙的厚度应符合下列规定:
9.6.9.1 剪力墙结构
对一级抗震等级,不应小于160mm,且不应小于楼层高度的1/20;对二、三、四级抗震等级,不应小于140mm,且不应小于楼层高度的1/25。
9.6.9.2 框架剪力墙结构
不应小于160mm,且不应小于楼层高度的1/20。
9.6.10 剪力墙宜设置洞口,且上下各层洞口宜对齐;如使用要求错洞布置时,洞口错开的水平距离宜大于2m。
9.6.11 剪力墙的水平和竖向分布钢筋的配筋率,不应小于表9.6.11规定的数值;分布钢筋的间距不应大于300mm,直径不应小于8mm。
9.6.12 剪力墙结构的分布钢筋按下列规定配置:对一级抗震等级的所有部位、二级抗震等级的加强部位,应采用双排钢筋;对二级抗震等级的一般部位和三、四级抗震等级的加强部位,宜采用双排钢筋。
对配置双排钢筋和拉筋的要求,尚应符合本规程第8.4.12条的规定。
9.6.13 对一、二级抗震等级的剪力墙和三级抗震等级剪力墙结构加强部位的剪力墙,其端部应设置暗柱、端柱或翼柱(图9.6.13)。
暗柱的截面面积宜取墙端1.5b~2b范围内的截面面积,b为墙的厚度;对带翼缘剪力墙,其翼柱截面面积宜取暗柱及其翼缘两侧各不超过2hf范围内的截面面积,hf为翼缘厚度。
9.6.14 剪力墙端部设置的暗柱、端柱或翼柱的构造配筋不应小于表9.6.14规定的数值。
9.6.15 连系梁上下水平钢筋伸入墙内的长度不应小于本规程第9.1.4条规定的数值。在顶层连系梁伸入墙体的钢筋长度范围内仍应设置间距为150mm的构造箍筋。
9.6.16 框架剪力墙结构中的现浇剪力墙的构造要求,应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GBJ 10的有关规定。
附录A 轻骨料素混凝土结构构件计算
A.1 一般规定
A.1.1 轻骨料素混凝土构件主要用于受压构件。
A.1.2 轻骨料素混凝土结构构件应进行正截面承载力计算,对承受局部荷载的部位尚应进行局部受压承载力计算。
A.1.3 轻骨料素混凝土墙和柱的计算长度l0可按下列规定采用:
(1)两端支承在刚性的横向结构上时:l0=1.0H;
(2)具有弹性移动支座时:l0=1.25H~1.50H;
(3)对自由独立的墙和柱:l0=2.0H。
此处,H为墙或柱的高度,以层高计。
A.1.4 轻骨料素混凝土结构伸缩缝的最大间距,可按表A.1.4的规定采用。
A.2 受压构件
A.2.1 轻骨料素混凝土受压构件,当按受压承载力计算时,不考虑受拉区混凝土的工作,并假定受压区的法向应力图形为矩形,其应力值等于轻骨料素混凝土的轴心抗压强度设计值,此时,轴向力作用点与受压区混凝土合力点相重合。
截面对称于弯矩作用平面的受压构件,其受压承载力应按下列公式计算:
受压区高度x应按下列条件确定:
此时,轴向力至截面重心的距离e0尚应符合下列要求:
对矩形截面的受压构件,其受压承载力应按下列公式计算(图A.2.1):
当按公式(A.2.1-1)或公式(A.2.1-4)计算时,对e0≥0.45y'0的受压构件,应在轻骨料混凝土受拉区配置构造钢筋,其配筋率不少于构件截面面积的0.05%。但如能符合公式(A.2.2-1)或公式(A.2.2-2)的条件时,可不配置此项构造钢筋。
A.2.2 对不允许开裂的轻骨料素混凝土受压构件(如处于液体压力下的受压构件、女儿墙等),当e0≥0.45y'0时,其受压承载力应按下列公式计算:
对称于弯矩作用平面的截面
矩形截面
A.2.3 轻骨料素混凝土偏心受压构件,除应计算弯矩作用平面的受压承载力外,还应按轴心受压构件验算垂直于弯矩作用平面的受压承载力。此时,不考虑弯矩作用,但应考虑稳定系数φ的影响。
A.3 受弯构件
A.3.1 轻骨料素混凝土受弯构件的受弯承载力应按下列公式计算:
对称于弯矩作用平面的截面
矩形截面
A.4 局部构造钢筋
A.4.1 轻骨料素混凝土结构在下列情况下应设置构造钢筋:
A.4.1.1 结构截面尺寸急剧变化处。
A.4.1.2 墙壁高度改变处(在不小于1m范围内配置)。
A.4.1.3 轻骨料素混凝土墙壁中洞口周围。
注:当设置局部构造钢筋后,伸缩缝的间距仍应按表A.1.4类别4的结构采用。
A.5 局部受压
A.5.1 轻骨料素混凝土构件的局部受压承载力应按下列公式计算:
在局部受压面上仅有局部荷载作用时
在局部受压面上尚有非局部荷载作用时
附录B 钢筋轻骨料混凝土矩形截面受弯构件纵向受拉钢筋截面面积计算方法
B.0.1 钢筋轻骨料混凝土矩形截面受弯构件,当仅配有纵向受拉钢筋时,其截面面积可按下列公式确定:
此处,公式中的系数γs和ξ可根据求得的系数αs查表B确定。
系数αs可按下列公式计算:
附录C 钢筋轻骨料混凝土双向受弯构件正截面受弯承载力近似计算方法
C.0.1 钢筋轻骨料混凝土双向受弯构件正截面受弯承载力可按下列情况计算:
C.0.1.1 矩形和受压区在翼缘内的倒L形、T形截面双向受弯构件,其正截面受弯承载力可采取混凝土受压区面积为矩形的近似假定,并根据内、外弯矩作用平面相重合的条件确定。当仅考虑集中配置的纵向受拉钢筋时(图C.0.1a、b、c),可按下列公式计算:
C.0.1.2 对夹角β=0且受拉钢筋合力点在腹板宽度中线上时的倒L形截面受弯构件,可不考虑翼缘的作用,近似按腹板宽度b的矩形截面计算其正截面受弯承载力(图C.0.1d)。
附录D 截面抵抗矩塑性系数
附录E 钢筋的计算截面面积及公称质量
附录F 本规程用词说明
F.0.1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下:
1.表示很严格,非这样作不可的:
正面词采用"必须",反面词采用"严禁"。
2.表示严格,在正常情况下均应这样作的:
正面词采用"应",反面词采用"不应"或"不得"。
3.对表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样作的:
正面词采用"宜"或"可",反面词采用"不宜"。
F.0.2 条文中指明必须按其他有关标准执行的写法为,"应按……执行"或"应符合……的规定"。
附加说明
本规程主编单位、参加单位和主要起草人名单
主编单位:中国建筑科学研究院
参加单位:上海市建筑科学研究院
辽宁省建设科学研究院
天津市建筑设计院
哈尔滨建筑大学
天津大学
太原工业大学
浙江大学
主要起草人:顾万黎 朱聘儒 刁廷礼 邓景纹 张效良 林文在 高永孚 白生翔 姚崇德