3.9 结构材料与施工

3.9.1 抗震结构在材料选用、施工程序特别是材料代用上有其特殊的要求,主要是指减少材料的脆性和贯彻原设计意图。

3.9.2、3.9.3 本规范对结构材料的要求分为强制性和非强制性两种。
    1 本次修订,将烧结黏土砖改为各种砖,适用范围更宽些。
    2 对钢筋混凝土结构中的混凝土强度等级有所限制,这是因为高强度混凝土具有脆性性质,且随强度等级提高而增加,在抗震设计中应考虑此因素,根据现有的试验研究和工程经验,现阶段混凝土墙体的强度等级不宜超过C60;其他构件,9度时不宜超过C60,8度时不宜超过C70。当耐久性有要求时,混凝土的最低强度等级,应遵守有关的规定。
    3 本次修订,对一、二、三级抗震等级的框架,规定其普通纵向受力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,这是为了保证当构件某个部位出现塑性铰以后,塑性铰处有足够的转动能力与耗能能力;同时还规定了屈服强度实测值与标准值的比值,否则本规范为实现强柱弱梁、强剪弱弯所规定的内力调整将难以奏效。在2008年局部修订的基础上,要求框架梁、框架柱、框支梁、框支柱、板柱-抗震墙的柱,以及伸臂桁架的斜撑、楼梯的梯段等,纵向钢筋均应有足够的延性及钢筋伸长率的要求,是控制钢筋延性的重要性能指标。其取值依据产品标准《钢筋混凝土用钢 第2部分:热轧带肋钢筋》GB 1499.2-2007规定的钢筋抗震性能指标提出,凡钢筋产品标准中带E编号的钢筋,均属于符合抗震性能指标。本条的规定,是正规建筑用钢生产厂家的一般热轧钢筋均能达到的性能指标。从发展趋势考虑,不再推荐箍筋采用HPB235级钢筋;当然,现有生产的HPB235级钢筋仍可继续作为箍筋使用。
    4 钢结构中所用的钢材,应保证抗拉强度、屈服强度、冲击韧性合格及硫、磷和碳含量的限制值。对高层钢结构,按黑色冶金工业标准《高层建筑结构用钢板》YB 4104-2000的规定选用。抗拉强度是实际上决定结构安全储备的关键,伸长率反映钢材能承受残余变形量的程度及塑性变形能力,钢材的屈服强度不宜过高,同时要求有明显的屈服台阶,伸长率应大于20%,以保证构件具有足够的塑性变形能力,冲击韧性是抗震结构的要求。当采用国外钢材时,亦应符合我国国家标准的要求。结构钢材的性能指标,按钢材产品标准《建筑结构用钢板》GB/T 19879-2005规定的性能指标,将分子、分母对换,改为屈服强度与抗拉强度的比值。
    5 国家产品标准《碳素结构钢》GB/T 700中,Q235钢分为A、B、C、D四个等级,其中A级钢不要求任何冲击试验值,并只在用户要求时才进行冷弯试验,且不保证焊接要求的含碳量,故不建议采用。国家产品标准《低合金高强度结构钢》GB/T 1591中,Q345钢分为A、B、C、D、E五个等级,其中A级钢不保证冲击韧性要求和延性性能的基本要求,故亦不建议采用。

3.9.4 混凝土结构施工中,往往因缺乏设计规定的钢筋型号(规格)而采用另外型号(规格)的钢筋代替,此时应注意替代后的纵向钢筋的总承载力设计值不应高于原设计的纵向钢筋总承载力设计值,以免造成薄弱部位的转移,以及构件在有影响的部位发生混凝土的脆性破坏(混凝土压碎、剪切破坏等)。
    除按照上述等承载力原则换算外,还应满足最小配筋率和钢筋间距等构造要求,并应注意由于钢筋的强度和直径改变会影响正常使用阶段的挠度和裂缝宽度。
    本条在2008年局部修订时提升为强制性条文,以加强对施工质量的监督和控制,实现预期的抗震设防目标。

3.9.5 厚度较大的钢板在轧制过程中存在各向异性,由于在焊缝附近常形成约束,焊接时容易引起层状撕裂。国家产品标准《厚度方向性能钢板》GB/T 5313将厚度方向的断面收缩率分为Z15、Z25、Z35三个等级,并规定了试件取材方法和试件尺寸等要求。本条规定钢结构采用的钢材,当钢材板厚大于或等于40mm时,至少应符合Z15级规定的受拉试件截面收缩率。

3.9.6 为确保砌体抗震墙与构造柱、底层框架柱的连接,以提高抗侧力砌体墙的变形能力,要求施工时先砌墙后浇筑。
    本条在2008年局部修订提升为强制性条文。以加强对施工质量的监督和控制,实现预期的抗震设防目标。

3.9.7 本条是新增的,将2001规范第6.2.14条对施工的要求移此。抗震墙的水平施工缝处,由于混凝土结合不良,可能形成抗震薄弱部位。故规定一级抗震墙要进行水平施工缝处的受剪承载力验算。验算依据试验资料,考虑穿过施工缝处的钢筋处于复合受力状态,其强度采用0.6的折减系数,并考虑轴向压力的摩擦作用和轴向拉力的不利影响,计算公式如下: