7 多层砌体房屋和底部框架砌体房屋

7.1 一般规定

7.1.1 考虑到黏土砖被限用,本章的适用范围由黏土砖砌体改为各类砖砌体,包括非黏土烧结砖、蒸压砖砌体,并增加混凝土类砖,该类砖已有产品国标。对非黏土烧结砖和蒸压砖,仍按2001规范的规定依据其抗剪强度区别对待。
    对于配筋混凝土小砌块承重房屋的抗震设计,仍然在本规范的附录F中予以规定。
    本次修订,明确本章的规定,原则上也可用于单层非空旷砌体房屋的抗震设计。
    砌体结构房屋抗震设计的适用范围,随国家经济的发展而不断改变。89规范删去了“底部内框架砖房”的结构形式;2001规范删去了混凝土中型砌块和粉煤灰中型砌块的规定,并将“内框架砖房”限制于多排柱内框架;本次修订,考虑到“内框架砖房”已很少使用且抗震性能较低,取消了相关内容。

7.1.2 砌体房屋的高度限制,是十分敏感且深受关注的规定。基于砌体材料的脆性性质和震害经验,限制其层数和高度是主要的抗震措施。
    多层砖房的抗震能力,除依赖于横墙间距、砖和砂浆强度等级、结构的整体性和施工质量等因素外,还与房屋的总高度有直接的联系。
    历次地震的宏观调查资料说明:二、三层砖房在不同烈度区的震害,比四、五层的震害轻得多,六层及六层以上的砖房在地震时震害明显加重。海城和唐山地震中,相邻的砖房,四、五层的比二、三层的破坏严重,倒塌的百分比亦高得多。
    国外在地震区对砖结构房屋的高度限制较严。不少国家在7度及以上地震区不允许采用无筋砖结构,前苏联等国对配筋和无筋砖结构的高度和层数作了相应的限制。结合我国具体情况,砌体房屋的高度限制是指设置了构造柱的房屋高度。
    多层砌块房屋的总高度限制,主要是依据计算分析、部分震害调查和足尺模型试验,并参照多层砖房确定的。
    2008局部修订时,补充了属于乙类的多层砌体结构房屋按当地设防烈度查表7.1.2的高度和层数控制要求。本条在2008年局部修订基础上作下列变动:
        1 偏于安全,6度的普通砖砌体房屋的高度和层数适当降低。
        2 明确补充规定了7度(0.15g)和8度(0.30g)的高度和层数限值。
        3 底部框架-抗震墙砌体房屋,不允许用于乙类建筑和8度(0.3g)的丙类建筑。表7.1.2中底部框架-抗震墙砌体房屋的最小砌体墙厚系指上部砌体房屋部分。
        4 横墙较少的房屋,按规定的措施加强后,总层数和总高度不变的适用范围,比2001规范有所调整:扩大到丙类建筑;根据横墙较少砖砌体房屋的试设计结果,当砖墙厚度为240mm时,7度(0.1g和0.15g)纵横墙计算承载力基本满足;8度(0.2g)六层时纵墙承载力大多不能满足,五层时部分纵墙承载力不满足;8度(0.3g)五层时纵横墙承载力均不能满足要求。故本次修订,规定仅6、7度时允许总层数和总高度不降低。
        5 补充了横墙很少的多层砌体房屋的定义。对各层横墙很少的多层砌体房屋,其总层数应比横墙较少时再减少一层,由于层高的限值,总高度也有所降低。
    需要注意:
    表7.1.2的注2表明,房屋高度按有效数字控制。当室内外高差不大于0.6m时,房屋总高度限值按表中数据的有效数字控制,则意味着可比表中数据增加0.4m;当室内外高差大于0.6m时,虽然房屋总高度允许比表中的数据增加不多于1.0m,实际上其增加量只能少于0.4m。
    坡屋面阁楼层一般仍需计入房屋总高度和层数;但属于本规范第5.2.4条规定的出屋面小建筑范围时,不计入层数和高度的控制范围。斜屋面下的“小建筑”通常按实际有效使用面积或重力荷载代表值小于顶层30%控制。
    对于半地下室和全地下室的嵌固条件,仍与2001规范相同。

7.1.3 本条在2008局部修订中作了修改,以适应教学楼等需要层高3.9m的使用要求。约束砌体,大体上指间距接近层高的构造柱与圈梁组成的砌体、同时拉结网片符合相应的构造要求,可参见本规范第7.3.14、7.5.4、7.5.5条等。
    对于采用约束砌体抗震墙的底框房屋,根据试设计结果,底层的层高也比2001规范有所减少。

7.1.4 若砌体房屋考虑整体弯曲进行验算,目前的方法即使在7度时,超过三层就不满足要求,与大量的地震宏观调查结果不符。实际上,多层砌体房屋一般可以不做整体弯曲验算,但为了保证房屋的稳定性,限制了其高宽比。

7.1.5 多层砌体房屋的横向地震力主要由横墙承担,地震中横墙间距大小对房屋倒塌影响很大,不仅横墙需具有足够的承载力,而且楼盖须具有传递地震力给横墙的水平刚度,本条规定是为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求。
    对于多层砖房,历来均沿用78规范的规定;对砌块房屋则参照多层砖房给出,且不宜采用木楼、屋盖。
    纵墙承重的房屋,横墙间距同样应满足本条规定。
    地震中,横墙间距大小对房屋倒塌影响很大,本次修订,考虑到原规定的抗震横墙最大间距在实际工程中一般也不需要这么大,故减小(2~3)m。
    鉴于基本不采用木楼盖,将“木楼、屋盖”改为“木屋盖”。
    多层砌体房屋顶层的横墙最大间距,在采用钢筋混凝土屋盖时允许适当放宽,大致指大房间平面长宽比不大于2.5,最大抗震横墙间距不超过表7.1.5中数值的1.4倍及18m。此时,抗震横墙除应满足抗震承载力计算要求外,相应的构造柱需要加强并至少向下延伸一层。

7.1.6 砌体房屋局部尺寸的限制,在于防止因这些部位的失效,而造成整栋结构的破坏甚至倒塌,本条系根据地震区的宏观调查资料分析规定的,如采用另增设构造柱等措施,可适当放宽。本次修订进一步明确了尺寸不足的小墙段的最小值限制。
    外墙尽端指,建筑物平面凸角处(不包括外墙总长的中部局部凸折处)的外墙端头,以及建筑物平面凹角处(不包括外墙总长的中部局部凹折处)未与内墙相连的外墙端头。

7.1.7 本条对多层砌体房屋的建筑布置和结构体系作了较详细的规定,是对本规范第3章关于建筑结构规则布置的补充。
    根据历次地震调查统计,纵墙承重的结构布置方案,因横向支承较少,纵墙较易受弯曲破坏而导致倒塌,为此,要优先采用横墙承重的结构布置方案。
    纵横墙均匀对称布置,可使各墙垛受力基本相同,避免薄弱部位的破坏。
    震害调查表明,不设防震缝造成的房屋破坏,一般多只是局部的,在7度和8度地区,一些平面较复杂的一、二层房屋,其震害与平面规则的同类房屋相比,并无明显的差别,同时,考虑到设置防震缝所耗的投资较多,所以89规范以来,对设置防震缝的要求比78规范有所放宽。
    楼梯间墙体缺少各层楼板的侧向支承,有时还因为楼梯踏步削弱楼梯间的墙体,尤其是楼梯间顶层,墙体有一层半楼层的高度,震害加重。因此,在建筑布置时尽量不设在尽端,或对尽端开间采取专门的加强措施。
    本次修订,除按2008年局部修订外,有关烟道、预制挑檐板移入第13章。对建筑结构体系的规则性增加了下列要求:
        1 为保证房屋纵向的抗震能力,并根据本规范第3.5.3条两个主轴方向振动特性不宜相差过大的要求,规定多层砌体的纵横向墙体数量不宜相差过大,在房屋宽度的中部(约1/3宽度范围)应有内纵墙,且多道内纵墙开洞后累计长度不宜小于房屋纵向长度的60%。“宜”表示,当房屋层数很少时,还可比60%适当放宽。
        2 避免采用混凝土墙与砌体墙混合承重的体系,防止不同材料性能的墙体被各个击破。
        3 房屋转角处不应设窗,避免局部破坏严重。
        4 根据汶川地震的经验,外纵墙体开洞率不应过大,宜按55%左右控制。
        5 明确砌体结构的楼板外轮廓、开大洞、较大错层等不规则的划分,以及设计要求。考虑到砌体墙的抗震性能不及混凝土墙,相应的不规则界限比混凝土结构有所加严。
        6 本条规定同一轴线(直线或弧线)上的窗间墙宽度宜均匀,包括与同一直线或弧线上墙段平行错位净距离不超过2倍墙厚的墙段上的窗间墙(此时错位处两墙段之间连接墙的厚度不应小于外墙厚度),在满足本规范第7.1.6条的局部尺寸要求的情况下,墙体的立面开洞率亦应进行控制。

7.1.8 本次修订,将2001规范“基本对齐”明确为“除楼梯间附近的个别墙段外”,并明确上部砌体侧向刚度应计入构造柱影响的要求。
    底层采用砌体抗震墙的情况,仅允许用于6度设防时,且明确应采用约束砌体加强,但不应采用约束多孔砖砌体,有关的构造要求见本章第7.5节;6、7度时,也允许采用配筋小砌块墙体。还需注意,砌体抗震墙应对称布置,避免或减少扭转效应,不作为抗震墙的砌体墙,应按填充墙处理,施工时后砌。
    底部抗震墙的基础,不限定具体的基础形式,明确为“整体性好的基础”。

7.1.9 底部框架-抗震墙房屋的钢筋混凝土结构部分,其抗震要求原则上均应符合本规范第6章的要求,抗震等级与钢筋混凝土结构的框支层相当。但考虑到底部框架-抗震墙房屋高度较低,底部的钢筋混凝土抗震墙应按低矮墙或开竖缝设计,构造上有所区别。