砌体结构设计规范GB50003-2001学习（七）__ 无筋砌体
控制缝 control joint
设置在墙体应力比较集中或墙的垂直灰缝相一致的部位，并允许墙身自由变形和对外力有足够抵抗能力的构造缝。
第6.3.7条 当房屋刚度较大时，可在窗台下或窗台角处墙体内设置竖向控制缝。在墙体高度或厚度突然变化处也宜设置竖向控制缝，或采取其他可靠的防裂措施。竖向控制缝的构造和嵌缝材料应能满足墙体平面外传力和防护的要求。
工 作以后，做砌体结构很少，夸张点说设计面积不超过5000平米，最多不超过10000平米，所以对砌体规范了解较少，今天看到上面这条时，还以为是说伸缩 缝之类的东西，幸好翻了一下条文说明，才明白过来控制缝与伸缩缝是两个概念，不过在以往看过的资料里很少提到这个控制缝，实在是不太清楚设计中应该如何设 计，就上网查了一下，发现这个东西做的人很少，查到的文章少的可怜，可见很多砌块结构并不做这个节点设计，按照条文说明的解释，对于高收缩率的砌块结构， 设置控制缝是有效减少砌块墙体裂缝的有效手段，国外规范对此要求很严格，设计中应该对控制缝的做法予以重视。
查了半天，找到一篇规范中提到的规范 参编单位在1994年写的试验论文，再就没有更多的资料了，可见中国的规范研究人员对此也是研究不多，否则十几年过去了，为何新规范采用的还是近十年前的 东西，规范还特意写道：“控制缝在我国因系新做法”，我不知道这新做法要到何时才是大家重视的东西，要知道现在都是个人买房子，砌块房子到处是裂缝常见报 端，作结构设计的人知道没太大问题，但对于普通百姓来讲这可是大事件。
下面是那篇论文，不知为何好多乱码，不过总比没有强，留个底帮助自己理解一下。
施工技术控制缝对砌块建筑抗震性能影响与分析
翟希梅 唐岱新 张玉红
(哈尔滨工业大学土木工程学院,!"##$#)
【摘要】针对顶层墙体设置控制缝的七层砌块住宅房屋,本文采用层间剪切模型对其进行动力时程反应计
算,并与非设缝情况进行对比,研究了控制缝对砌块结构抗震性能的影响,为实际工程中控制缝的设置提供理论依据.【关键词】砌块建筑;控制缝;时程分析;抗震性能
!设控制缝墙体抗侧刚度的确定
本文通过对一片中间开缝墙体的抗侧移试验,并借助于
I7OH'有限元分析程序,分析了不同高宽比下墙体开缝对抗
侧移刚度的影响,试件的尺寸如图'所示,试验及分析的结
果表明,墙体中间设控制缝后,刚度的降低程度随宽高比的
增大而减小,墙体长,(2时,设逢后刚度降低''V($W;当墙
体长'(2时,设缝后刚度降低,(V%HW['].
$'低温建筑技术,(('年第+期(总第*$期)
!运动微分方程及求解
多质点体系在地震作用下的动力方程的基本形式为:
[!]{"#($)}%[&]{'#($)}%[(]{#($)}
)*"#
+($)[!]{!}(!)
式中["],[#],[$]一分别为质量矩阵,阻尼矩阵,刚度
矩阵;{%&(')},{(&(')},{&(')}一分别为结构的加速度,速度,和
位移反应列阵;
%&
)(')一地面运动加速度.
在结构时程分析时,为便于计算机程序的实现,假定阻
尼矩阵与质量矩阵和刚度矩阵线性相关,即
[&])![!]%"[(](*)
式中!和"按下式进行计算:
.分别为第/,0振型的阻尼比和频率.
本文/,0取第一,二振型,#!
1#*
12344,方程(!)的数值积分
采用5-6789:%法.
"算例
"#$工程概况
本文选用七层混凝土小型空心砌块典型住宅房屋进行
计算,地基为&类场地土,抗震设防烈度为;度(近震).屋
图*砌块房屋平面图
面及楼面均为预应力空心板,纵横墙共同承重.圈梁及芯柱
的设置位置与数量均满足抗震要求.!<+层采用"=!2混
凝土小型空心砌块,"!2混合砂浆砌筑;,钢筋.
为进行对比,计算分为两种情况:顶层墙体设置控制缝
与不设缝.顶层墙体设缝时,控制缝位于两道外纵墙上,控
制缝间距取为!2 ,设缝后外纵墙的刚度根据试验及分析结
果取为原则度的@4A.
各墙片的承载力相累加即得到层间抗剪极限强度BC,
层间极限位移DC取层高的!E;22,层间屈服位移DF123+DC,
层间倒塌位移D GH1+34DC,层间抗剪屈服强度BF123@+
BC,层间抗剪倒塌强度BI123@4BC,各楼层的阻尼比均取为
2324,本工程的计算机参数见表!.
表!房屋的计算参数
楼层
层高
( )
每层质量
(JK)
砌块与砂浆强度
等级
层间抗剪屈服
强度(JK)
层间抗剪极限
强度(JK)
层间屈服位移
( )
层间极限位移
( )
层间倒塌位移
( )
!+32,>2!3*"=!2"!2+>443+,,2,!3*L,3+2!4324
**3@,4,*3@"=!2"!2+,,,34,!42!3*2,322!,322
+*3@,4,*3@"=!2"!2+!L434+@42!3*2,322!,322
,*3@,4,*3@"=!2";34*>*;3@+!>>!3*2,322!,322
4*3@,4,*3@"=!2";34*+4@3L*@,*!3*2,322!,322
>*3@,4,*3@"=!2";34*2!!3L*,*,!3*2,322!,322
;*3@+,;>3>"=!2";34!>+23!!L>,!3*2,322!,322
注:表中的层间抗剪强度均为设缝前的数值.
"#!计算结果
沿纵向输入M6P;
不设缝房屋周期P(7)23+L!@23!,4@232L!L232>L,2324@*23242;232,++
设缝房屋周期P(7)23+L*,23!,;4232L,4232;!42324@@23242;232,++
周期增长率23!4+A!3!>>A*3@*LA+32*>A!32+!A22
;!翟希梅等:控制缝对砌块建筑抗震性能影响与分析
表!"#给出了设缝前后砌块房屋在$%&'$()*+波作
用下纵向的位移反应.
对比结果表明,当最大加速度峰值为,-!./012时,相当
于3度小震时的最大加速度,设置控制缝情况下,除顶层外,
其余各层的层间位移均小于不设缝情况.随着地震波加速
度强度的增大(4-,,/012"2-2,/012),此时,相当于3度中震
和大震时的最大加速度,控制缝使结构的刚度降低,变形增
大,导致层间位移较设缝前增加(个别楼层比设缝前减少),
但增加的程度不大.另外,通过计算的结果可以看出,设置
控制缝后,在不同幅值的地震波作用下,结构的最终破坏情
况并未因顶层墙体开缝而改变.当输入其他地震波时,计算
结果相似.所以,通过本文的分析结果,3度地震区的多层砌
块房屋,当顶层墙体设置控制缝时,对整体的抗震性能影响
不大,能够满足抗震要求.
北方寒冷地区出于保温性能的考虑,外墙采用保温复合
墙体,它是由内叶墙(承重砌块墙体,厚45,//)和外叶墙(围
护砌块墙体,厚5,//)组成,两者之间填充苯板或珍珠岸等
保温材料,我们也称之为空腔墙.在这种墙体上设置控制缝
的一般做法为:外叶设缝,内叶不设缝,因此,控制缝的设置
对墙体刚度降低的影响程度更小,其抗震性能要优于上述算
例,满足抗震要求.
表!$%&'$()*+波作用下纵方向房屋的最大层间位移比较
最大加速度
峰值(/012)
,-!.4-,,2-2,
不设缝设缝增长率不设缝设缝增长率不设缝设缝增长率
最大层间
位移(//)
4层,-64!,-6447,-!!82-4!92-4.3,-9584!-6.94!-636,-4!8
2层,-..5,-..67,-.#84-3#54-36,,-6!85-!!25-!2#7,-,58
!层,-.!!,-.!,7,-.684-!694-!3#,-##8.-!#5.-!427,-658
#层,-.#2,-.!97,-3#82-,.42-,2574-,383-9.53-5!,,-5,8
.层,-#95,-#937,-#484-2,,4-2,,,2-3.,2-9,52-4.8
6层,-#29,-#267,-#384-,.54-,.6,-2984-#6!4-#647,-4#8
3层,-266,-!2224-,.8,-666,-39549-#38,-9.,4-,4545-998
表#$%&'$()*+波作用下纵方向房屋的动力反应比较
最大加速度峰值
(/012)
层间位移!
(//)
顶点位移
"(//)
!0:
(:7层高)
"0;
(;7房屋总高)
最终状态和破坏情况
,-!.
4-,,
2-2,
不设缝,-64!!-!2,40#95#40.56#弹性,完好
设缝,-644!-!3240#54,40.932弹性,完好
不设缝2-4!95-#!.404#,!402,55弹塑性,轻微破坏
设缝2-4.35-.32404!54402,65弹塑性,轻微破坏
不设缝4!-6.9!9-9464022,40.4,塑性,严重破坏
设缝4!-636!9-56,4024540.,9塑性,严重破坏
!结论
(4)七度区砌块房屋,顶层外纵墙每9"42/设置控制
缝,可有效防治温度裂缝的出现,其整体性及抗震性能的降
低程度有限,完全满足抗震要求.
(2)如外墙为复合保温墙(空腔墙),设置控制缝后仍
具有良好的抗震性能.
参考文献
[4]张玉红<多层砌块房屋墙体变形裂缝防治措施试验研究[=],硕
士学位论文,哈尔滨工业大学,2,,,年42月.
[2]王云剑,夏敬谦)<地
震工程与工程振动,4522(!):33"9!<
[!]四川省建筑科学研究院,中国建筑科学研究院<八度区混凝土
空心小型砌块建筑抗震性能研究成果鉴定资料集['],4596<
[收稿日期]2,,,&,6&45
[作者简介]翟希梅,女,4534年#月,哈尔滨人,博士研究生,
现从事结构工程专业.
94低温建筑技术2,,4年第#期(总第96期)
