国际标准《配筋砌体结构设计规范》
ISO 9652-3介 绍
苑振芳
(中国建筑东北设计研究院 110006)
提 要 本文简要介绍由我国主编，英、美、德等国参编的国际标准《配筋砌体结构设计规范》ISO 9652－3。它集中反映了当代配筋砌体的设计和施工技术原则，对在世界范围内推广应用这种新型结构体系具有积极意义。我国在学习和借鉴该国际标准的基础上，通过几年的试验验证工作初步建立了我国的配筋砌体结构体系，并纳入至正修订的国家标准《砌体结构设计规范》GBJ3－88中，这将对推动我国墙改节能国策的实施具有重要作用。
关键词 国际标准 配筋砌体
A brief introduction to the International standard of 《Code of practice for design of reinforced masonry》ISO 9652-3 compiled by China and other countries such as UK、USA、and Germany, which covers the modern reinforced masonry design and construction principles, which will popularize the usage of the system internationally, based upon which, a Chinese reinforced masonry system is established with some tests and experiments, and this system is introduced into the national standard of 《Code for design of masonry structures》GBJ3-88 which is being revised.
Key words International standard reinforced masonry
前 言：《配筋砌体结构设计规范》是由我国主编，英、美、德等国参编的一本国际标准。它集中反映了当代世界上配筋砌体标准中先进的设计及施工等方面的技术。配筋砌体是近几十年来在无筋砌体的基础上发展起来的一种强度高、延性好、抗震性能佳、施工方便、造价较低的新型结构体系，是一种能与钢筋砼结构相媲美的体系。因此，在欧美发达国家已得到较广泛的应用。它的实施，对在世界范围内推广应用这种体系具有积极意义。
我国是砌体应用大国，砌体结构正经历着由多层到中高层乃至高层的发展研究阶段。我国在学习并借鉴这本国际标准的基础上，经过几年的试验验证工作已初步建立了我国的配筋砌体标准体系，这对推动我国墙改节能国策的实施具有重要作用。
我国于1988年承担了国际标准化组织砌体结构技术委员会配筋砌体委员会(ISO/TC179/SC2)秘书处工作，开始主持本标准的制定工作。先后组织过6次国际会议，完成了工作草案、委员会草案、国际标准草案，现正进入投票和报批阶段。
本标准有11章和两个附录。与其配套的国际标准有《无筋砌体设计规范》、《砌体试验方法》、《砌体术语》和参照应用的ISO其它标准，如荷载(包括地震作用)、结构可靠度等。
1 适用范围
配筋砌体可设计成梁、柱、墙体各种构件，可用于地震区和非地震区的各类建筑结构。对建筑物的高度，规范规定在低烈度区(如7度以下地区)高度不作限制，由计算确定；在7度及以上地区才对高度提度必要的限制，其限值与钢筋砼结构相同：配筋砌体剪力墙结构，高度不超过50m；配筋砌体剪力墙与空间抗弯框架组合，高度由计算决定。由此可见这种结构体系具有很大的适用性。下面列出了作为本标准背景材料的美国地震减灾计划(National Earthquake Hazards Reduction Program)新建筑抗震设计建议的配筋砌体高度限值表(表1)。
表1 结构体系高度限值表
|
基本结构体系和地震抗力体系 |
反应修正系数R
相当C=1/R |
变形放大系数Cd |
建筑高度限值(m) |
|
地震性能分类 |
|
A和B |
C |
D |
E |
|
承重墙体系
钢筋砼剪力墙
配筋砌体剪力墙
无筋砌体剪力墙 |
4.5 0.22
3.5 0.29
1.25 0.8 |
4
3.5
1.25 |
不限
不限
不限 |
不限
不限
※ |
50
50
不允许 |
30
30
不允许 |
|
建筑框架体系
钢筋砼剪力墙
配筋砌体剪力墙
无筋砌体剪力墙 |
5.5 0.18
4.5 0.22
1.5 0.67 |
5
4
1.5 |
不限
不限
不限 |
不限
不限
※ |
50
50
不允许 |
30
30
不允许 |
|
具有至少承受25%规定地震作用的特殊抗弯框架双体系
钢筋砼剪力墙
配筋砌体剪力墙 |
8 0.125
6.5 0.15 |
6.5
5.5 |
不限
不限 |
不限
不限 |
不限
不限 |
不限
不限 |
注： ①表中地震性能分类A、B、C、D、E是与结构的重要性、地震烈度有关的结构性能要求的等级划
分，见第10章结构分类；
②表中※号指按美国砼协会、土木工程师协会编写的砌体结构建筑规范中最小配筋要求设计的砌
体剪力墙；
③表中仅列出钢筋砼与砌体两个体系，以便进行比较，其它结构未列出。
2 配筋砌体的定义
对配筋砌体，根据钢筋在砌体结构中的设置方式、位置及其作用的不同，划分为全配筋砌体和约束配筋砌体。前者是均匀配筋的砌体，如美国广泛应用的配筋砼砌块结构；后者主要在砌体周边集中配筋或设置梁和柱等现浇砼构件，对砌体形成约束，以提高结构的变形能力，如我国广泛用于地震区多层房屋的构造柱—圈梁结构体系。在我国主编本标准时，已将这种圈梁、构造柱加强的砌体结构纳入到标准中。考虑到后者与均匀配筋砌体有区别，特定义为“约束配筋砌体”。它和均匀配筋砌体一起已纳入国际标准《砌体术语》中。
3 材料
配筋砌体的主要材料包括高强块体、砂浆、注芯砼和钢筋。规范根据配筋砌体的受力特点和变形性能要求，规定了各种材料的组成按等强设计的原则选择。
本节重点对配筋砌体的关键材料——注芯砼(Crout or Concrete infill)作了规定，给出了其抗压、抗剪强度和与钢筋的粘结强度，这是和一般砼或砂浆不同的材料指标，它具有高流动性、高强度和低收缩性能；另外砌块用砂浆则更强调高粘结、和易性、保水性和适合的强度。我国已研制出这种配套材料，并起草了该材料的行业标准。
由于配筋砌体弹性模量和剪变模量，各国取值有所不同，主要由定义引起的，如美国取σ=0.05fm和σ=0.33 fm间的割线斜率，我国取σ=0和σ=0.43 fm间的割线斜率。为此采用了较原则的规定：配筋砌体的弹性模量应根据国家经验或无筋砌体规范(ISO 9652/1)的原则确定。弹性模量与剪变模量的关系近似取Gm=0.4Em。
另外，本节根据设计用途对钢筋的延性提出了具体要求，即由规定的强屈比的特征值的最小值和最大荷载时的特征伸长划分为A、B、C三个延性等级：
A级 强屈比 K≥1.08，特征伸长εuk≥5％；
B级 强屈比 K≥1.05，特征伸长εuk≥2.5％；
S级 强屈比 K≥1.15，特征伸长εuk≥6％。
强屈比的特征值相应于钢筋抗拉强度实测值与屈服强度实测值之关系的5％分位值。
规范认为，无论在计算中是否考虑重分布适当的延性是需要的，当需要高延性的配筋砌体结构，如地震区的配筋砌体结构应采用S级钢筋。
我国现行规范未对钢筋的延性进行分类，而正在修订的抗震规范和砼规范，对一、二级抗震等级的框架结构提出了强屈比≥1.25的有关要求。
