砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計與復(fù)習(xí)

1、砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計與復(fù)習(xí)2003年5月20日1 設(shè)計依據(jù)11.1 砌體結(jié)構(gòu)房屋的整體空間作用11.2 內(nèi)力計算11.3 承載力驗算122 抗震計算的基本原理302.1 動力方程的質(zhì)量、剛度矩陣形成302.2 時程分析原理的簡單說明321設(shè)計依據(jù)1.1 砌體結(jié)構(gòu)房屋的整體空間作用砌體結(jié)構(gòu)房屋一般是由屋蓋、樓蓋、縱墻、橫墻和基礎(chǔ)組合而成，整個房屋如同一個空間盒子，承受著各種垂直方向和水平方向荷載的作用2。對于空曠單層或多層砌體房屋在規(guī)范的靜力計算方案一章中，介紹了根據(jù)橫墻間距與屋蓋或樓蓋類別要按彈性、剛性和剛彈性三種方案之一進行計算（見表1-1）。對彈性方案按剛架或半剛結(jié)剛架進行計算；對剛性方案按連續(xù)梁

2、考慮風(fēng)荷載作用的出平面彎矩，也給出了連續(xù)梁支座彎矩簡化計算的公式：WH2/12；對剛彈性方案則要根據(jù)規(guī)范所給的有關(guān)表格，根據(jù)樓蓋（屋蓋）類型和橫墻間距確定空問工作系數(shù)，按規(guī)范有關(guān)規(guī)定進行分析。對于單層或多層空曠廠房一般可能要做彈性或剛彈性靜力分析，對其他的一般房屋一般都屬于剛性方案房屋，就不需要考慮空間整體作用了。表1-1房屋的靜力計算方案Table1-1StaticAnalysisSchemeofBuilding屋蓋或樓蓋類別剛性方案剛彈性方案彈性方案1整體式、裝配整體和裝配式無楝體系鋼筋混凝土屋蓋、鋼筋混凝土樓蓋s<32320s<72s>722裝配式有楝體系鋼筋混凝土屋蓋

3、、輕鋼屋蓋和密鋪望板的木屋蓋、木樓蓋s<2020<s<48s>483瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋s<1616<s<36s>3651.2 內(nèi)力計算對砌體結(jié)構(gòu)房屋，屋蓋類型和橫墻間距直接影響其空間剛度30一般軟件主要適用于橫墻間距較小，剛度較大的多層房屋，因此一般選擇剛性方案進行房屋靜力計算（圖1-1）。豎向荷載主要指重力荷載，包括結(jié)構(gòu)自重、非結(jié)構(gòu)構(gòu)件自重及活荷載。活荷載取用依據(jù)荷載規(guī)范。一般軟件中沒有考慮活荷載的不利布置。在豎向荷載作用下，墻在每層高度范圍內(nèi)，可近似地視作兩端較支的豎向構(gòu)件。水平荷載包括了風(fēng)荷載和水平地震作用。在水平荷載作用下，墻在每

4、層高度范圍內(nèi)，可近似地視作豎向連續(xù)梁。1.1圖多層剛性方案Fig.1-1 Rigid Analysis Scheme of Multistorey Building1.2.1 豎向荷載豎向荷載計算中，上層傳來的豎向荷載不考慮其彎矩影響，而為作用與上一樓層墻的截面重心處。本層傳來的豎向荷載考慮其對墻的實際偏心影響。對墻外邊緣的距離根據(jù)理論研究和試驗的實際情況,對屋蓋梁取0.33a0(a0為0.4梁端有效支承長度），對樓蓋梁考慮上部荷載和內(nèi)力重分配的塑性影響取a05。IIMl0.33a(a)屋蓋梁(b)樓蓋梁1.2圖梁端有效支承長度Fig.1-2 Eddective Support Length

5、of Beam End設(shè)墻厚為h,則偏心距分別為hO.33a0 2h和備=- 0.4 ao2(1-1)其中a0近似計算為=10hcf(1-2)式中,hc梁的截面高度;砌體的抗壓強度。作用于每層墻上端的垂直荷載N和彎矩M分別為:N=NoNl(1-3)M=NleoMNleoe=NoNi式中,Ng本層墻體自重;eNo、Nl的合力對墻重心軸的偏心距。每層墻的彎矩圖為三角形，上端M=Mle, N = No+Ni ,彎矩最大，垂直荷載垂直荷載最大。最小，下端M=0,N=No+Ni+Ng,彎矩最小,對于梁跨度大于9m的墻承重的多層房屋，除按上述方法計算墻體承載力外，宜按梁兩端固結(jié)計算梁端彎矩，再將其乘以系數(shù)

6、T后，按墻體線性剛度分到上層墻底部和下層墻頂部，修正系數(shù)T可取為：丫=°2t(1-4)a梁端實際支承長度；h支承墻體厚度，當(dāng)上下墻厚度不同時取下部墻厚，當(dāng)有壁柱時取hf。這種方法將墻視作兩端錢接，大大簡化了砌體結(jié)構(gòu)的設(shè)計，且偏于安全，是世界各國目前較為廣泛采用的方法。1.2.2 風(fēng)荷載是否考慮風(fēng)荷載作用，可由用戶指定。一般說來，風(fēng)荷載引起的內(nèi)力，對剛性方案房屋而言，其值不大，往往不足全部內(nèi)力的5%,風(fēng)荷載組合時，可以乘以小于1的組合系數(shù)，承載能力由豎向荷載所控制。砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范5003-2001規(guī)定，當(dāng)剛性方案多層房屋的外墻符合下列要求時，靜力計算可不考慮風(fēng)荷載的影響(注意：當(dāng)設(shè)計

7、單層或多層空曠廠房時，風(fēng)荷載的計算要考慮空間整體作用)：1 .洞口水平截面面積不超過全截面面積的2/3;2 .層高和總高不超過表1-2的規(guī)定；3 .屋面自重不小于0.8kN/m2。4 .對于多層砌塊房屋190mm厚的外墻，當(dāng)層高不大于2.8m,總高不大于19.6m,基本風(fēng)壓不大于0.7kN/m2。表1-2外墻不考慮風(fēng)荷載影響的最大高度Table1-2MostHeightofExteriorWallwithoutregardtoWindLoad基本風(fēng)壓值層局總高(kN/m2)(m)(m)0.44.0280.54.0240.64.0180.77.518當(dāng)需要考慮風(fēng)荷載時，計算受風(fēng)面積及風(fēng)力作用點取

8、法可為：第i層受風(fēng)面積為Si,風(fēng)力作用點為：豎向在層標(biāo)高Hi處，水平在迎風(fēng)投影面積的形心Xi處，貝U(1-5)其中， hi 第i層的層高S=2Xihi43垂直于建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值w按下式計算8:(1-6)w=-zJzJsW0式中wo基本風(fēng)壓，應(yīng)根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GBJ9-8）中“全國基本風(fēng)壓分布圖”中的數(shù)值乘以系數(shù)1.1采用；對于特別重要和有特殊要求的建筑，可按圖中數(shù)值乘以系數(shù)1.2采用。用戶按修正后的基本風(fēng)壓在總體信息中輸入。pz風(fēng)壓高度變化系數(shù)，可按地面粗糙度分類，由用戶指定地面粗糙度，軟件根據(jù)建筑物高度按表1-3選用；1s風(fēng)荷載體型系數(shù)，可按下列方法取用。1）圓形和橢圓形平面

9、建筑，NS=0.8。2）正多邊形和截角三角形平面建筑，風(fēng)荷載體型系數(shù)ps由下式?jīng)Q定：%=0.82(1-7)/<n（n代表多邊形邊數(shù)）3）矩形、鼓形、十字形平面建筑（除細高的塔式建筑物外）,s=1.3。4）V形、Y形、雙十字形、井字形、L形、槽形平面建筑，ps=1.4。5）當(dāng)需要細致地進行風(fēng)荷載計算時，風(fēng)荷載體型系數(shù)可以由風(fēng)洞試驗等其它方法確定。0zz高度上的風(fēng)振系數(shù)，對于房屋高度不大于30m、高寬比小于1.5的建筑，風(fēng)力振動影響可不考慮，Bz=1.0;當(dāng)房屋高度大于30m、高寬比大于1.5的建筑，風(fēng)力振動系數(shù)按下列公式計算：(1-8)注意：對體型復(fù)雜的建筑物，計算的風(fēng)荷載值可能不能完全反

10、映實際情況對風(fēng)荷載，連續(xù)梁的彎矩近似?。?1-9)式中 w沿樓層高均布風(fēng)荷載設(shè)計值;M=wH距離地卸或海平聞局度（m）地面粗糙度類別A類B類C類2002.832.612.361502.642.382.111002.402.091.79902.342.021.72802.271.951.64702.201.861.55602.121.771.46502.031.671.36401.921.561.24301.801.421.11201.631.250.94101.381.000.7151.170.800.54Zz表1-3風(fēng)壓高度變化系數(shù)Table1-3HeightVariationalCoeff

11、icient仙zwithWindPressure說明：A類指海岸、湖岸、海島地區(qū)；B類指中小城鎮(zhèn)和大城市郊區(qū)；Hi層高。C類指有密集建筑群的大城市市區(qū)1.2.3地震作用結(jié)構(gòu)地震分析主要指水平對水平地震作用的一般計算原則，依據(jù)建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2001的有關(guān)規(guī)定。抗震設(shè)計中，多層砌體房屋的層數(shù)、高度、層高應(yīng)符合下列要求：1）一般情況下，房屋的層數(shù)和高度不應(yīng)超過表1-4的規(guī)定。2）對醫(yī)院、教學(xué)樓等及橫墻較少的多層砌體房屋，總高度應(yīng)比表1-4的規(guī)定降低3m,層數(shù)相應(yīng)減少一層；各層橫墻很少（指同一樓層內(nèi)開問大于4.2m的房間占該層總面積的40%以上）的多層砌體房屋，還應(yīng)根據(jù)具體情況再適當(dāng)

12、降低總高度和減少層數(shù)3)橫墻較少的多層磚砌體住宅樓，當(dāng)按規(guī)定采取加強措施并滿足抗震承載力要求時，其高度和層數(shù)應(yīng)允許仍按表1-4。表1-4多層砌體房屋的層數(shù)、總高、層高限值(m)Table1-4ExtremumofMultistoreyBuilding房屋最小墻厚(mm)烈度6789高度層數(shù)層高高度層數(shù)層高高度層數(shù)層高高度層數(shù)層高普通磚2402487.62177.61867.61247.6多孔磚2402177.62177.61867.61247.6多孔磚1902177.61867.61557.6-小砌塊1902177.62177.61867.6-建筑所在地區(qū)遭受的地震影響，應(yīng)采用相應(yīng)于抗震設(shè)防烈

13、度的設(shè)計基本地震加速度和設(shè)計特征周期或中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖規(guī)定的設(shè)計地震動參數(shù)來表征?？拐鹪O(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度取值應(yīng)符合表1-5的規(guī)定。設(shè)計基本地震加速度為0.15g和0.30g地區(qū)內(nèi)的建筑，除抗震規(guī)范另有規(guī)定外，應(yīng)分別按抗震設(shè)防烈度7度和8度的要求進行抗震設(shè)計。建筑場地為田、IV時，對涉及基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)，除抗震規(guī)范另有對定外，宜分別按抗震設(shè)防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)時各類建筑的要求采取抗震構(gòu)造措施。表1-5抗震設(shè)防烈度和設(shè)計基本地震加速度值對應(yīng)關(guān)系Table1-5CorrelationCoefficientbetweenSeismicF

14、ortificationIntensityandDesignBasicAccelerationofGroundMotion抗震設(shè)防烈度6789設(shè)計基本地震加速度值0.05g0.10(0.15)g0.20(0.30)g0.40g建筑的設(shè)計特征周期應(yīng)根據(jù)其所在地的設(shè)計地震分組和場地類別確定。設(shè)計地震共分為三組。對R類場地，第一組、第二組和第三組的設(shè)計特征周期，應(yīng)分別為0.35s、0.40s、0.45s采用。各類建筑結(jié)構(gòu)的抗震計算，應(yīng)采用下列方法：1）高度不超過40m、以剪切變形為主且質(zhì)量和剛度沿高度分布比較均勻的結(jié)構(gòu)，以及近似于單質(zhì)點體系的結(jié)構(gòu)，可采用底部剪力法等簡化方法。2）除1款外的建筑結(jié)構(gòu)，

15、宜采用振型分解反應(yīng)譜法。3）特別不規(guī)則的建筑、甲類建筑等，應(yīng)采用時程分析法進行多余地震下的補充計算，可取多條時程曲線計算結(jié)構(gòu)的平均值與振型分解反應(yīng)譜法計算結(jié)果的較大值。建筑結(jié)構(gòu)的地震影響系數(shù)應(yīng)根據(jù)烈度、場地類別、設(shè)計地震分組和結(jié)構(gòu)自振周期以及阻尼比確定。其水平地震影響系數(shù)最大值按表1-6采用；特征周期應(yīng)根據(jù)場地類別和設(shè)計地震分組按1-7采用，計算8、9度罕遇地震作用時，特征周期應(yīng)增加0.05s。表1-6水平地震影響系數(shù)最大值Table1-6Max.InfluenceCoefficientofHorizontalEarthquakeAction地震影響6度7度8度9度多遇地震0.040.08(0

16、.12)0.16(0.24)0.32罕遇地震-0.5(0.72)0.90(1.20)1.40注意：括號中數(shù)值分別用于設(shè)計基本地震加速度為0.15g和0.30g的地區(qū)表1-7特征周期值Table1-7ChararcteristicPeriodofGroundMotion設(shè)計地震分場地類別組IRmIV第一組0.250.350.450.65第二組0.300.400.550.75第三組0.350.450.650.90一般軟件內(nèi)置的計算地震作用力的方法有：底部剪力法和振型分解反應(yīng)譜法，止匕外，一般軟件還可進行串聯(lián)多自由度層間模型和雙向地震激勵空間協(xié)同的彈塑性時程反應(yīng)分析計算，對彈塑性時程分析有關(guān)內(nèi)容見第

17、二章。采用底部剪力法：對于多層砌體房屋、底部框架房屋和多層多排柱內(nèi)框架房屋的抗震計算，一般采用底部剪力法。各樓層可僅取一個自由度，結(jié)構(gòu)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,按下列公式確定(如圖1-3):1.3圖結(jié)構(gòu)水平地震作用計算簡圖Fig.1-3CalculatingSketchofHorizontalEarthquakeActionFEk=1Geq(1-10)_GH_Fi=G_FEk1-'n(i=1,2.n)“GjHj屋(1-11)F二AnnEk(1-12)式中FEk結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；a1相應(yīng)與結(jié)構(gòu)基本自振周期的水平地震影響系數(shù)值，按表1-6采用，對多層砌體房屋、底部框架和多層內(nèi)框架磚房，

18、宜取水平地震影響系數(shù)最大值；Geq結(jié)構(gòu)等效總重力荷載，單質(zhì)點應(yīng)取總重力荷載代表值，多質(zhì)點可取總重力荷載代表值的85%;Fi質(zhì)點i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；Gi,Gj分別為集中于質(zhì)點i、j的重力荷載代表值，取結(jié)構(gòu)和構(gòu)配件自重標(biāo)準(zhǔn)值和各可變荷載組合值之和,各可變荷載組合值系數(shù)如表1-8。Hi,Hj分別為質(zhì)點i、j的計算高度；6n頂部附加地震作用系數(shù)，多層鋼筋混凝土和鋼結(jié)構(gòu)房屋按規(guī)范要求取用，多層內(nèi)框架磚房可采用0.2,其它房屋可采用0.0。頂部附加水平地震作用表1-8組合值系數(shù)Table1-8CombinationCoefficient可變福栽種類組合值系數(shù)雪荷載0.5屋面集灰柿裁0.5屋面活荷載不計

19、入按實際情況計算的樓面活荷載1.0按等效均布荷載計算的樓面活荷載藏書庫、檔案庫0.8其它民用建筑0.5吊車懸吊物重力硬鉤吊車0.3軟鉤吊車不計入采用振型分解反應(yīng)譜法（不進行扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)計算）這時結(jié)構(gòu)的計算模型對多層為層間剪切型，對高層（小高層）為彎剪型（當(dāng)然進行底部剪力法計算時，也可采用這兩種模型。兩種模型計算模型中的一些具體問題，將統(tǒng)一在第八章內(nèi)介紹）。在計算得到結(jié)構(gòu)周期的條件下，按規(guī)范作如下計算：1）結(jié)構(gòu)j振型i質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值，按下列公式確定：(1-13)Fij=¥jXjiGi(i=1,2.n,j=1,2.m)nnj="XjiGi/.XjiGit/曰（1-14）式

20、中Fijj振型i質(zhì)點的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；aj相應(yīng)于j振型自振周期的地震影響系數(shù)，取法同前；Xijj振型i質(zhì)點的水平相對位移；Yjj振型的參與系數(shù)。2）水平地震作用效應(yīng)（彎矩、剪力、軸向力和變形），按下式確定：(1-15)式中SEk水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；Sjj振型水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)，可只取前23個振型，當(dāng)基本自振周期大于1.5s或房屋高度比大于5時，振型個數(shù)應(yīng)適當(dāng)增加。1.2.4 水平作用力的分配將求得的層間水平作用力（包括水平荷載和地震作用）按墻片的層間等效側(cè)向剛度進行分配。層間等效側(cè)向剛度是衡量墻體剛?cè)岬闹匾笜?biāo)9,可表示為:(1-16)式中，A為墻體在單位力作用下所產(chǎn)生的變形。

21、墻體的變形一般由三部分組成，包括彎曲變形、剪切變形和基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動，可表小為：.二上12H f空12EmIAG L(1-17)式中，第一項為彎曲變形，H為墻高，I為墻的慣性矩；第二項為剪切變形，包括一個1.2的系數(shù)，這是對矩形截面而言的；第三項為基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動引起的變形，由于它不引起墻體發(fā)生變形，而且評價起來很困難，所以設(shè)計一般不考慮它的影響，（1-17）轉(zhuǎn)化為：(1-18)二上112H12EmIGA式中的Em和G為砌塊砌體結(jié)構(gòu)的彈性模量和剪切模量。進行地震剪力分配和截面驗算時，砌體墻段的層間等效側(cè)向剛度還按下列原則確定：1）剛度的計算應(yīng)計及高寬比的影響。墻段的高寬比指層高與墻長之比，對門窗洞邊的小墻段指

22、洞凈高與洞側(cè)墻寬之比。高寬比小于1時，可只計算剪切變形；高寬比大于4且不小于1時，應(yīng)同時計算彎曲和剪切變形；高寬比大于4時，等效側(cè)向剛度可取0.0。2）墻段宜按門窗洞口劃分；對于小開口墻段按毛墻面計算的剛度，可根據(jù)開洞率乘以表1-9的洞口影響系數(shù)。開洞率為洞口面積與墻段毛面積之比；窗洞高度大于層高50%時，按門洞對待。但此項原則，一般軟件在自動計算、驗算時無法考慮，需要用戶在單獨驗算時，作人為調(diào)整。表1-9墻段洞口影響系數(shù)Table1-9InfluenceCoefficientofWall開戶0.100.200.30影響系數(shù)0.980.940.88注意：以上原則2一般軟件在自動計算、驗算時無法

23、考慮，需要用戶在單獨驗算時，作人為調(diào)整。1.2.5 內(nèi)力組合一般軟件使用人機對話框窗口確定組合系數(shù)，用戶根據(jù)需要進行豎向荷載和水平荷載的內(nèi)力組合，可求得需求荷載工況組合下各墻片的內(nèi)力。1.2.6 抗震計算例題以一個12層房屋為例，簡要說明，圖形見sample/l.msp。該工程是單排孔空心砌塊房屋，結(jié)構(gòu)的質(zhì)量和剛度布置較為均勻，總層高不超過40米，結(jié)構(gòu)計算模型應(yīng)采用剪切型模型，驗算方法宜采用底部剪力法進行地震驗算。結(jié)構(gòu)所在地的地震烈度為8度，地震分組為第一組，場地類型為II。操作步驟：1、填寫總體信息對話框。首先將地震作用計算，改為1,即采用底部剪力法。然后，按工程實際情況，填寫場地類型（2）

24、;地震影響（多遇地震為0）;基本地震（烈度）加速度8（度）。結(jié)構(gòu)類型為00阻尼比為0.05。2、計算。點擊計算驗算K菜單下的內(nèi)力計算，軟件自動計算底部剪力法并組合驗算。3、查看計算結(jié)果。點擊計算驗算K菜單下的生成計算結(jié)果，然后點擊計算驗算K菜單下的查看計算結(jié)果。4、進行振型分解法驗算。只需修改總體信息，將地震作用計算，改為2,即采用振型分解法。組合振型數(shù)為3。5、計算。重復(fù)步驟2、3。6、進行串聯(lián)多自由度彈塑性時程分析法驗算。首先將地震作用計算，改為3,即采用串聯(lián)多自由度層間模型彈塑性時程分析。將地震波改為1,即采用Elcentro波。7、計算。點擊計算驗算K菜單下的地震作用計算。8、查看結(jié)果

25、。9、進行空間協(xié)同彈塑性時程分析驗算。首先將地震作用計算，改為4。將地震波仍為1,即采用Elcentro波。10、如果沒有作內(nèi)力計算，必須先做內(nèi)力計算，然后重復(fù)步驟7、8。11、地震驗算結(jié)束。注：對很多結(jié)構(gòu)只需進行步驟1-5即可。根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)情況，按規(guī)范進行驗算。1.3承載力驗算對于無筋砌體構(gòu)件承載力、配筋砌體構(gòu)件承載力、砌體結(jié)構(gòu)抗震、過梁、墻梁以及挑梁的驗算公式，均根據(jù)GB5001-2001砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的有關(guān)規(guī)定。1.3.1 高厚比驗算墻體高厚比按下列公式驗算：'=H0MJ1J2I-I(1-19)h式中H0墻體計算高度，多層房屋的剛性方案計算時，按下列方式采用：H(sa2H)H

26、0=0.4s+0.2H,(2H>s>H),其中，s為房屋橫墻間距，H為層高；0.6s,(s<H)h墻體厚度；R一一自承重墻允許高厚比的修正系數(shù)，對于承重墻和厚度大于240mm的自承重墻，囚=1.0,對于厚度小于或等于240mm的自承重墻，系數(shù)卬按下列規(guī)定采用：1.2, h=240mm匕=1.5,(h=90mm),其中，h為墻厚；、按插入法取值，(240mm>h>90mm)口一一有門窗洞口墻允許高厚比修正系數(shù)，按下列公式計算：,bs匕=1-0.4g(>0.7)其中，s為相鄰窗間墻之間的距離，bs為寬度s范圍內(nèi)門窗洞口的總寬度；B一墻的允許高厚比，按表1-10采

27、用，當(dāng)砌體類型為毛石時，墻體允許高厚比按表中的數(shù)值降低20%;當(dāng)構(gòu)件為組合磚砌體構(gòu)件時，墻體允許高厚比可按表中數(shù)值提高20%，但不得超過28。表1-10墻體允許高厚比Table1-10AllowableRatioofHighttoSectionalThicknessofWall砂漿強度等級墻體M2.522M5.024>M7.526一般軟件不能自動驗算帶壁柱墻和帶構(gòu)造柱墻的高厚比，需要在自定義構(gòu)件驗算部分進行。驗算時，按下列規(guī)定進行：1）按公式（1-19）驗算帶壁柱墻的高厚比，公式中的h應(yīng)改為帶壁柱墻截面的折算厚度hTo2）在確定帶壁柱墻截面回轉(zhuǎn)半徑時，墻截面的翼緣bf的取法為：當(dāng)有門窗時

28、，取窗間墻寬度；當(dāng)無門窗時，每側(cè)翼墻寬度可取壁柱高度的1/3。3）在確定帶壁柱墻的計算高度H0時，s應(yīng)取相鄰橫墻間的距離。4）當(dāng)構(gòu)造柱截面寬度不小于墻厚時，可按公式（1-19）驗算帶構(gòu)造柱墻的高厚比，此時，公式中的h為墻厚。5）在確定帶構(gòu)造柱墻的計算高度H0時，s應(yīng)取相鄰橫墻間的距離。6）帶構(gòu)造柱墻的允許高厚比B可乘以提高系數(shù)即：晨=1牛（1-20）式中Y系數(shù)，對細料石、半細料石，T=0,對混凝土砌塊、粗料石、毛料石及毛石砌體，丫=1.0,其它砌體，丫=1.5；bc構(gòu)造柱沿墻長方向的寬度；l構(gòu)造柱的間距。當(dāng)bc/l0.25時取bc/l=0.25，當(dāng)bc/l<0.05時取bc/l=0。1.

29、3.2 無筋砌體構(gòu)件驗算受壓構(gòu)件的承載力按下式計算：N<：fA（1-21）式中N軸向力設(shè)計值；f砌體抗壓強度設(shè)計值；A截面面積，對各類砌體均按毛截面計算；小一一高厚比B和軸向力的偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)。小可由下列公式計算式中0cp11yl2(1-22)(1-23)構(gòu)件的高厚比，不同砌體材料的高厚比修正系數(shù)見表1-11;表1-11墻體高厚比修正系數(shù)Table1-11ModifiedCcoefficientofRatioofHighttoSectionalThicknessofWall砌體材料類別YB燒結(jié)普通磚、燒結(jié)多孔磚1.0混凝土及輕集料混凝土砌塊1.1蒸壓灰砂磚、蒸壓粉煤灰

30、磚、細料石、半細料石1.2粗料石、毛石1.5e軸向力的偏心距,e=M/N；h矩形截面的軸向力偏心方向的邊長小0一一軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；a一與砂漿強度等級有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)砂漿強度等級大于或等于M5時,a等于0.0015;當(dāng)砂漿強度等級等于M2.5時，a等于0.002;當(dāng)砂漿強度等級等于0時，a等于0.009。對每一墻片，取上下兩個截面進行驗算，即軸力小、彎矩大，軸力大、彎矩小兩個危險截面。截面驗算時，考慮大梁產(chǎn)生的平面外彎矩和地震作用、風(fēng)荷載產(chǎn)生的平面內(nèi)彎矩分別作用時，墻體的承載能力。如果任一項承載力不滿足，則墻體驗算不符合1.3.3 網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件驗算網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件的承載力按下列

31、公式計算：N"nfnA(1-24)2e1Pfn=f+21-三一fy(1-25)<y/00y式中N軸向力設(shè)計值；fn網(wǎng)狀配筋磚體的抗壓強度設(shè)計值；A截面面積，對各類砌體均按毛截面計算；e軸向力的偏心距；P體積配筋，當(dāng)采用截面面積為As的鋼筋組成的方格網(wǎng)，網(wǎng)格尺寸為a和鋼筋網(wǎng)的間距為Sn時，P=2AS100；asnfy鋼筋的抗拉強度設(shè)計值，當(dāng)fy大于320Mpa時，仍采用320Mpa;n高厚比B和配筋率以及軸向力的偏心距e對網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)小n可由下列公式計算：華n0n(1-26)1 3：667(1-27)式中P體積配筋；小0n網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)

32、般軟件墻體配筋形式由用戶指定，配筋形式是否合適，需由用戶判定網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件應(yīng)符合下列規(guī)定:1）偏心距超過截面核心范圍，對于矩形截面即e/h>0.17時或偏心距未超過截面核心范圍，但構(gòu)件的高厚比16時，不宜采用網(wǎng)狀配筋墻磚砌體構(gòu)件；2）當(dāng)網(wǎng)狀配筋磚砌體構(gòu)件下端與無筋砌體交接時，尚應(yīng)驗算無筋砌體的局部受壓承載力。對每一墻片，取上下兩個截面進行驗算，即軸力小、彎矩大，軸力大、彎矩小兩個危險截面。截面驗算時，考慮大梁產(chǎn)生的平面外彎矩和地震作用、風(fēng)荷載產(chǎn)生的平面內(nèi)彎矩分別作用時，墻體的承載能力。一般軟件當(dāng)用戶指定墻體配筋形式為網(wǎng)狀配筋時，軟件自動按網(wǎng)狀配筋砌體的構(gòu)造要求進行墻體配筋。如果構(gòu)

33、造配筋滿足承載力要求，即為墻體配筋；如果構(gòu)造配筋不滿足承載力要求，軟件將重新計算墻體配筋。1.3.4 磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻構(gòu)件驗算磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻的軸心受壓承載力按下列公式計算：N*comfAfcAfyAs1(1-28)(1-29)jbc式中N軸向力設(shè)計值；“一一強度系數(shù)，當(dāng)l/bc小于4時，取l/bc等于4;l一一沿墻長方向構(gòu)造柱的間距；bc一沿墻長方向構(gòu)造柱的寬度；An一磚砌體的凈截面面積；Ac構(gòu)造柱的截面面積；Mom一組合磚墻的穩(wěn)定系數(shù)，按規(guī)范規(guī)定采用。對每一墻片，只取軸力最大的截面進行驗算。一般軟件在截面驗算時，沒有考慮大梁產(chǎn)生的平面外彎矩和地震作用、風(fēng)荷載產(chǎn)生

34、的平面內(nèi)彎矩分別作用時，墻體的承載能力。這是一般軟件需要改進的地方。當(dāng)用戶指定墻體構(gòu)造柱時，軟件自動認為與構(gòu)造柱相連的墻體為磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻，并按組合墻的構(gòu)造要求進行墻體配筋。如果構(gòu)造配筋滿足承載力要求，即為墻體配筋；如果構(gòu)造配筋不滿足承載力要求，軟件將重新計算墻體配筋。1.3.5 配筋砌塊砌體剪力墻構(gòu)件驗算配筋砌塊砌體剪力墻構(gòu)件正截面承載力按下列基本假定進行計算：1)截面應(yīng)變保持平面；2)豎向鋼筋與其相鄰的砌體、灌孔混凝土的應(yīng)變相同；3)不考慮砌體、灌孔混凝土的抗拉強度；4)根據(jù)材料選擇砌體、灌孔混凝土的極限壓應(yīng)變，且不應(yīng)大于0.003;5)根據(jù)材料選擇鋼筋的極限拉應(yīng)變，且不應(yīng)

35、大于0.01。軸心受壓配筋砌塊砌體剪力墻，當(dāng)配有箍筋或水平分布鋼筋時，其正截面受壓承載力按下式計算：N<0gfgA0.8fyAs(1-30)10g=-(1-31)g10.001式中N軸向力設(shè)計值；fg-灌孔砌體的抗壓強度設(shè)計值；f'v鋼筋的抗壓強度設(shè)計值；A構(gòu)件的毛截面面積；A's全部豎向鋼筋的截面面積；Mg軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；B構(gòu)件的高厚比，其計算高度H0可取層高。當(dāng)大偏心受壓時按下列公式計算：NeE工fGbxh0-x2fyAh°-a$fsiSSi(1-32)式中軸向力設(shè)計值;fg灌孔砌體的抗壓強度設(shè)計值；fy,f'y豎向受拉、受壓主筋的強度設(shè)計值

36、；b截面寬度；fsi豎向分布鋼筋的抗拉強度設(shè)計值；As、A's豎向受拉、壓主筋的截面面積；Asi單根豎向分布鋼筋的截面面積；Ssi第i根豎向分布鋼筋對豎向受拉主筋的面積矩；eN軸向力作用點到豎向受拉主筋合力點之間的距離。當(dāng)受壓區(qū)高度x<2a's時，其正截面承載力可按下式進行計算：NeE三fyAsho-as(1-33)式中e'N軸向力作用點到豎向受壓主筋合力點之間的距離。當(dāng)小偏心受壓時按下列公式計算：NeE<fGbxho-x2fyAsho-as(1-34)對每一墻片，取上下兩個截面進行驗算，即軸力小、彎矩大，軸力大、彎矩小兩個危險截面。截面驗算時，考慮大梁產(chǎn)生

37、的平面外彎矩和地震作用、風(fēng)荷載產(chǎn)生的平面內(nèi)彎矩分別作用時，墻體的承載能力。一般軟件當(dāng)用戶指定墻體配筋形式為剪力墻配筋時，軟件自動按配筋砌塊砌體剪力墻的構(gòu)造要求進行墻體配筋。如果構(gòu)造配筋滿足承載力要求，即為墻體配筋；如果構(gòu)造配筋不滿足承載力要求，軟件將重新計算墻體配筋。一般軟件在自動計算、驗算過程中，不能對T形、倒L形截面進行驗算。但在單獨驗算時，可以考慮墻體翼緣的共同工作，翼緣的計算寬度按表1-12中的最小值采用。其正截面受壓承載力按下列規(guī)定計算：當(dāng)受壓區(qū)高度x<h'f時，按寬度為b'f的矩形截面計算。當(dāng)受壓區(qū)高度xh'f時，大偏心受壓：NeE-fGbxho-x2

38、fGbf-bhfho-hf.2fyAsho-asfsiSsi(1-35)小偏心受壓：NeE三fGbxho-x2fGbf-bhfho-hf2fyAsho-as(1-36)表1-12T形、倒L形截面偏心受壓構(gòu)件翼緣計算寬度Table1-12EffectiveCross-sectionalWwidthofWall考慮情況T、I形截面L形截面按構(gòu)件計算高度Ho考慮Ho/3Ho/6按腹板間距L考慮LL/2按翼緣厚度h'f考慮b+12h'fb+6h'f按翼緣實際寬度b'f考慮b'fb'f1.3.6過梁驗算過梁的荷載，按下列規(guī)定采用：1）對磚和小型砌塊砌體，當(dāng)

39、梁、板下的墻體高度hw<ln時（ln為過梁的凈跨），應(yīng)計入梁、板傳來的荷載；當(dāng)梁、板下的墻體高度hwln時，可不考慮梁、板荷載。2）對磚砌體，當(dāng)過梁上的墻體高度hw<ln/3時，按墻體的均布自重采用。當(dāng)墻體hwln/3時，按高度為ln/3墻體的均布自重采用。3）對混凝土砌塊砌體，當(dāng)過梁上的墻體hw<ln/2時，按墻體的均布自重采用。當(dāng)墻體hw>ln/2時，按高度為ln/2墻體的均布自重采用。磚砌平拱過梁磚砌平拱過梁受彎承載力可按下列公式計算：M<kW（1-37）式中M彎矩設(shè)計值；ftm砌體沿齒縫截面的彎曲抗拉強度設(shè)計值；W截面抵抗彎矩，對矩形截面W=bh%。磚砌平

40、拱過梁受剪承載力可按下列公式計算：V三fvbz（1-38）式中V剪力設(shè)計值；Fv砌體沿齒縫截面的彎曲抗剪強度設(shè)計值；b截面寬度；z內(nèi)力臂，又t矩形截面z=2h/3。鋼筋磚過梁鋼筋磚過梁受彎承載力可按下列公式計算：M<0.85h0fyAs(1-39)式中M彎矩設(shè)計值；fy鋼筋抗拉強度設(shè)計值；As受拉鋼筋的截面面積；ho過梁截面的有效高度，ho=h-as；as受拉鋼筋重心至截面下邊緣的距離；h一過梁的截面計算高度，取過梁底面以上的墻體高度，但不大于ln/3;當(dāng)考慮梁、板傳來的荷載時，則按梁、板下的高度采用。鋼筋磚過梁受剪承載力可按公式(1-38)。鋼筋混凝土過梁鋼筋混凝土過梁受彎承載力可按下

41、列公式計算：uu22M-x-ho-ho-(1-40)fcmb八fcmbXAs=-f(1-41)fy式中As縱向受拉鋼筋的截面面積，當(dāng)As小于構(gòu)造配筋時，As取構(gòu)造配筋面積；M彎矩設(shè)計值；fy鋼筋抗拉強度設(shè)計值；fcm混凝土彎曲抗壓強度設(shè)計值；b截面寬度；x等效矩形應(yīng)力分布圖受壓區(qū)高度；ho過梁截面的有效高度，ho=h-as；as受拉鋼筋重心至截面下邊緣的距離；h過梁的截面高度。鋼筋混凝土過梁受剪承載力可按下列公式計算V -0.07fcbh01.5fyvho(1-42)Asv每米內(nèi)所需箍筋白截面面積,當(dāng)Asv小于構(gòu)造配筋時,Asv取構(gòu)造配筋面積；V剪力設(shè)計值；fyv箍筋抗拉強度設(shè)計值；fc混凝土

42、抗壓強度設(shè)計值；b截面寬度；ho過梁截面的有效高度，ho=h-a.1.3.7墻梁驗算一般軟件在自動驗算過程中，只能對簡支墻梁進行驗算。其計算簡圖如1-4。墻梁各個計算參數(shù)按下列規(guī)定取用：1）墻梁計算跨度10,取1.1ln或lc兩者的較小值；ln為凈跨，lc為支座中心線距離。2）墻體計算高度hw,取托梁頂面上一層墻體高度，當(dāng)hw>lo時，取hw=lo。3）墻梁跨中截面計算高度Ho,取Ho=%+0.5兒。4）翼墻計算寬度bf,取窗間墻寬度或橫墻間距的2/3,且每邊不大于7.5h（h為墻體厚度）和lo/6。墻梁的計算荷載，按下列規(guī)定采用：1）托梁頂面的荷載設(shè)計值Qi、Fi,取托梁自重及本層樓蓋

43、的恒荷載和活荷載。2）墻梁頂面的荷載設(shè)計值Q2,取托梁以上各層墻體自重，以及墻梁頂面以上各層樓（屋）蓋的包荷載和活荷載；集中荷載可沿作用的跨度近似化為均布荷載。1.4圖墻梁計算簡圖Fig1-4墻梁分別進行托梁使用階段正截面承載力和斜截面受剪承載力計算、墻體受剪承載力驗算托梁跨中截面按混凝土偏心受拉構(gòu)件計算，其彎矩Mb及軸心拉力Nb按下列公式計算：(1-43)Mb=Mi：mM2Nb=N(1-44)“M1.7 hb -0.031a(1-45)1-M=4.5 -10 lo(1-46)(1-47)=0.442.1hwl0式中Mi荷載設(shè)計值Qi、Fi作用下的梁跨中彎矩；M2荷載設(shè)計值Q2作用下的梁跨中彎

44、矩；aM考慮墻梁組合作用的托梁跨中彎矩系數(shù)，公式（1-45）中，如果hb/lo>1/6,取hb/lo=1/6;小考慮墻梁組合作用的托梁跨中軸力系數(shù)，公式（1-46）中，如果hw/lo>1,取hw/lo=1;巾m洞口對托梁彎矩的影響系數(shù)，對無洞口墻梁取1,對有洞口墻梁，按公式（1-54）計算；ai洞口邊至墻梁最近支座的距離，當(dāng)a1>0.35lo時，取a1=0.35lo。墻梁的托梁斜截面受剪承載力按鋼筋混凝土受彎構(gòu)件計算，計算公式同（1-42）,其剪力Vb可按下列公式計算：(1-48)VbjvV2V1荷載設(shè)計值Q1、F1作用下的梁支座邊剪力；V2荷載設(shè)計值Q2作用下的梁支座邊剪力

45、；Bm考慮組合作用的托梁剪力系數(shù),無洞口墻梁邊支座取0.6,中支座取0.7;有洞口墻梁邊支座取0.7,中支座取0.8。墻梁墻體受剪承載力，按下列公式計算：fhhw(1-49)式中V2荷載設(shè)計值Q2作用下的梁支座邊剪力；a翼墻或構(gòu)造柱影響系數(shù)，對單層墻梁取1.0,對多層墻梁，當(dāng)bf/h=3時，取1.3,當(dāng)bf/h=7或設(shè)置構(gòu)造柱時，取1.5,當(dāng)3<bf/h<7時，按線性插入取值；立一一洞口影響系數(shù)，無洞口墻梁取1.0;多層有洞口墻梁取0.9,單層有洞口墻梁取0.6;ht墻梁頂面圈梁截面高度1.3.8挑梁驗算鋼筋混凝土挑梁計算傾覆點至墻外邊緣的距離可按下列規(guī)定采用1)當(dāng)li>2.

46、2hb時，x0=0.3hb,且不大于0.13112)當(dāng)1i<2.2hb時，=0.31。式中11挑梁埋入砌體墻中的長度；X0計算傾覆點至墻外邊緣的距離hb挑梁的截面高度。挑梁的抗傾覆力矩設(shè)計值可按下列公式計算：(1-50)Mr=0.8Gr12-x0式中Gr挑梁的抗傾覆荷載，為挑梁尾端上部45擴展角的陰影范圍內(nèi)本層的砌體與樓面包荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和;12Gr作用點至墻外邊緣的距離挑梁的抗傾覆按下列公式進行驗算Mov-Mr(1-51)式中Mr一挑梁抗傾覆力矩設(shè)計值；Mov挑梁的荷載設(shè)計值對計算傾覆點產(chǎn)生的傾覆力矩。挑梁的最大彎矩設(shè)計值Mmax與最大剪力Vmax設(shè)計值按下列公式計算：Mmax=MVma

47、x=V0(1-52)(1-53)式中Vo挑梁的荷載設(shè)計值在挑梁墻邊緣處截面作用下的剪力挑梁抗彎承載力計算和抗剪承載力計算按（1-40）、（1-41）、（1-42）進行1.3.9一般梁驗算般梁抗彎承載力計算和抗剪承載力計算按（1-40）、（1-41）、（1-42）進行。1.3.10梁端砌體局壓驗算無梁墊一般軟件在自動驗算過程中，梁端砌體局壓驗算，全部按無梁墊的情況考慮。如果砌體局壓不能滿足承載力要求，則可在構(gòu)件驗算中，單獨驗算有剛性墊塊或墊梁的情況。梁端支承處砌體的局部受壓承載力按下列公式計算N0Nl<fAl=10.35A0,A=1.5-0.5冬AA=a0ba。=10hc(1-54)(1-

48、55)(1-56)(1-57)(1-58)(1-59)式中也一一上部荷載的折減系數(shù)，當(dāng)Ao/Ai大于3時，取也為0;Ao一影響砌體局部抗壓強度的計算面積，對于過梁端部，入=(a+hh,對其它梁端部，A0=(a+2h)h,h為墻厚；Ai一一局部受壓面積；N0一一局部受壓面積內(nèi)上部軸向力設(shè)計值；Ni一梁端支承壓力設(shè)計值；g一上部平均壓應(yīng)力設(shè)計值；丫一一砌體局部抗壓強度提高系數(shù)，對于過梁端部，T<1.25,對其它梁端部，丫02.0;“一一梁端底面壓應(yīng)力圖形的完整系數(shù)，一般可取0.7,對于過梁和墻梁可取1.0;a0梁端有效支承長度，當(dāng)大于a0>a時，取a0=a；a梁端實際支承長度；b梁的截

49、面寬度；hc梁的截面高度；f砌體抗壓強度設(shè)計值。剛性墊塊梁墊剛性墊塊下的砌體局部受壓承載力按下列公式計算:NoNi<做No=二。兒Ab-abbba。式中No墊塊面積Ab內(nèi)上部軸向力設(shè)計值(1-60)(1-61)(1-62)(1-63)小一一墊塊上No及Ni合力的影響系數(shù)，（1-22）中，B小于3時的小值;Ti一一砌塊外砌體面積的有利影響系數(shù),丫1為0.8丫，但不小于1.0,丫為砌體局部抗壓強度提高系數(shù),按（1-55）計算時，Ab代替Ai計算；Ab墊塊面積；ab墊塊伸入墻內(nèi)的長度；bb墊塊的寬度；ao一一梁端有效支承長度；61為剛性墊塊影響系數(shù)，按表1-13采用表1-13系數(shù)61值表(T0

50、/f00.20.40.60.8615.45.76.06.97.8Table1-13Coefficient61墊梁梁下設(shè)有長度大于九ho的墊梁的砌體局部受壓承載力按下列公式計算:NoNi<2.42fbbho(1-64)No=W。二。/2(1-65)ho(1-66)式中No墊梁上部軸向力設(shè)計值；bb墊梁在墻厚方向的寬度；62當(dāng)荷載沿墻厚方向均勻分布時，62取1.0,不均勻時，62取0.8；ho墊梁折算高度；Ib、Eb分別為墊梁的截面慣性矩和混凝土彈性模量；hb墊梁高度；E砌體彈性模量；h墻厚1.3.11抗震驗算fvE各類砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強度設(shè)計值，按下列公式計算:(1-67)式

51、中fvE砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強度設(shè)計值；fv非抗震設(shè)計的砌體抗剪設(shè)計值；(N砌體抗剪強度的正應(yīng)力影響系數(shù)，按表1-14采用表1-14砌體強度正應(yīng)力影響系數(shù)Table1-14NormalStressAllowableInfluenceCoefficient砌體類別(T0/fV0.01.07.05.07.010.015.020.0普通磚0.81.001.281.501.701.952.32小砌塊1.251.752.252.607.107.954.80普通磚、多孔磚墻體(1-68)V-fvEARE式中V考慮地震作用組合的墻體剪力設(shè)計值；fve砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強度設(shè)計值;A墻體橫截面面積；丫RE承載力抗震系數(shù)，按表1-15采用。網(wǎng)狀配筋砌體(1-69)應(yīng)不小于0.07% ,VMfvEsfylARE式中“V考慮地震作用組合的墻體剪力設(shè)計值；丫RE承載力抗震系數(shù)，按表1-15采用；(S鋼筋參與工作系數(shù)，按