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日目 錄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(jìn)行計算（見表1-1）。對彈性方案按剛架或半剛結(jié)剛架進(jìn)行計算；對剛性方案按連續(xù)梁考慮

2、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：；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間工作系數(shù)，按規(guī)范有關(guān)規(guī)定進(jìn)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Table1-1 Static Analysis Scheme of Building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檁體系鋼筋混凝土屋蓋、鋼筋混凝土樓蓋s3232s72s722裝配式有檁體系鋼筋混凝土屋蓋、輕鋼屋蓋和密鋪

3、望板的木屋蓋、木樓蓋s2020s48s483瓦材屋面的木屋蓋和輕鋼屋蓋s1616s36s361.2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3。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(jìn)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?；詈奢d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)，可近似地視作兩端鉸支的豎向構(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 Rigi

4、d 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。其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0.4 a05。 (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 of Beam End設(shè)墻厚為h，則偏心距分別為 和 (1-1)其中a0近似計算為 (1-2

5、)式中，hc梁的截面高度；f 砌體的抗壓強(qiáng)度。作用于每層墻上端的垂直荷載N和彎矩M分別為： (1-3)式中，Ng本層墻體自重；eN0、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=Ml·e，N=N0+Nl，彎矩最大，垂直荷載最小，下端M=0，N=N0+Nl+ Ng，彎矩最小，垂直荷載最大。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)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)可取為： (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

6、兩端鉸接，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19

7、0mm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0.7 kN/m2。表1-2 外墻不考慮風(fēng)荷載影響的最大高度Table1-2 Most Height of Exterior Wall without regard to Wind Load基本風(fēng)壓值(kN/m2)層高(m)總高(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(diǎn)取法可為：第i層受風(fēng)面積為Si，風(fēng)力作用點(diǎn)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，則 (1-5)其中，hi第i層的層高。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：

8、 (1-6)式中 w0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。z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；s風(fēng)荷載體型系數(shù)，可按下列方法取用。1) 圓形和橢圓形平面建筑，s =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)s由下式?jīng)Q定： （n代表多邊形邊數(shù)） (1-7)3) 矩形、鼓形、十字形平面建筑（除細(xì)高的塔式建筑物外），s =1.3。4) V形、Y形、雙十字形、井

9、字形、L形、槽形平面建筑，s =1.4。5) 當(dāng)需要細(xì)致地進(jìn)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。zz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，z =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映實際情況。對風(fēng)荷載，連續(xù)梁的彎矩近似取： (1-9)式中 w沿樓層高均布風(fēng)荷載設(shè)計值；Hi層高。表1-3 風(fēng)壓高度變化系數(shù)zTable1-3 Height Variational Coefficient z with Wind P

10、ressure距離地面或海平面高度(m)地面粗糙度類別A 類B類C類20015010090807060504030201052.832.642.402.342.272.202.122.031.921.801.631.381.172.612.382.092.021.951.861.771.671.561.421.251.000.802.362.111.791.721.641.551.461.361.241.110.940.710.54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)； 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

11、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)開間大于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)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(qiáng)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）Table1-4 Extrem

12、um of Multistorey Building房屋類型最小墻厚(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)

13、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(jìn)行抗震設(shè)計。建筑場地為、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Table1-5 Correlation Coefficient between Seismic Fortification Intensity and Design Basic Acceleration of Ground Motion抗震設(shè)防烈度6789設(shè)計基本地震加速度值0.05

14、g0.10(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(diǎn)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)，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(jìn)行多余地震下的補(bǔ)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

15、。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Table1-6 Max. Influence Coefficient of Horizontal Earthquake Action地震影響6度7度8度9度多遇地震0.040.08(0.12)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

16、.30g的地區(qū)。表1-7 特征周期值Table1-7 Chararcteristic Period of Ground Motion設(shè)計地震分組場地類別第一組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，此外，一般軟件還可進(jìn)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

17、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.1-3 Calculating Sketch of Horizontal Earthquake Action (1-10) (1-11) (1-12)式中FEk結(jié)構(gòu)總水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；1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，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(diǎn)應(yīng)取總重力荷載代表值，多質(zhì)點(diǎn)可取總重力荷載代表值的85%；Fi質(zhì)點(diǎn)i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；Gi，Gj分別為集中于質(zhì)點(diǎn)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

18、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(diǎn)i、j的計算高度；n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。F n頂部附加水平地震作用。表1-8 組合值系數(shù)Table1-8 Combination Coefficient可變荷載種類組合值系數(shù)雪荷載0.5屋面集灰荷載0.5屋面活荷載不計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(jìn)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

19、剪切型，對高層（小高層）為彎剪型（當(dāng)然進(jìn)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(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值,按下列公式確定： （1-13） （1-14）式中Fijj振型i質(zhì)點(diǎn)的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值；j相應(yīng)于j振型自振周期的地震影響系數(shù)，取法同前；X ijj振型i質(zhì)點(diǎn)的水平相對位移；jj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S Ek水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的效應(yīng)；S jj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

20、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(jìn)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，為墻體在單位力作用下所產(chǎn)生的變形。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，可表示為： (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：

21、(1-18)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(jìn)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

22、在單獨(dú)驗算時，作人為調(diào)整。表1-9 墻段洞口影響系數(shù)Table1-9 Influence Coefficient of Wall開洞率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、驗算時無法考慮，需要用戶在單獨(dú)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(jī)對話框窗口確定組合系數(shù)，用戶根據(jù)需要進(jìn)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/1.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)

23、采用剪切型模型，驗算方法宜采用底部剪力法進(jìn)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）；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0。阻尼比為0.05。2、計算。點(diǎn)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(diǎn)擊計算驗算K菜單下的生成計算結(jié)果，然后點(diǎn)擊計算驗算K菜單下的查看計算結(jié)果。4、進(jìn)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。

24、5、計算。重復(fù)步驟2、3。6、進(jìn)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(diǎn)擊計算驗算K菜單下的地震作用計算。8、查看結(jié)果。9、進(jìn)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(jìn)行步驟1-5即可。根據(jù)具體的結(jié)構(gòu)情況，按規(guī)范進(jìn)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

25、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： (1-19)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：，其中，s為房屋橫墻間距，H為層高；h墻體厚度；1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，1=1.0，對于厚度小于或等于240mm的自承重墻，系數(shù)1按下列規(guī)定采用：，其中，h為墻厚；2有門窗洞口墻允許高厚比修正系數(shù)，按下列公式計算：(20.7)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；墻的允許高厚比，按表1-10采用，當(dāng)砌體類型為毛石時，墻體允許高

26、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Table1-10 Allowable Ratio of Hight to Sectional Thickness of Wall砂漿強(qiáng)度等級墻 體M2.5M5.0M7.5222426一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(jìn)行。驗算時，按下列規(guī)定進(jìn)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hT。2) 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，取窗間墻寬度；

27、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可乘以提高系數(shù)c： (1-20)式中系數(shù)，對細(xì)料石、半細(xì)料石，=0，對混凝土砌塊、粗料石、毛料石及毛石砌體，=1.0，其它砌體，=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。1.3.2

28、無筋砌體構(gòu)件驗算受壓構(gòu)件的承載力按下式計算： (1-21)式中N軸向力設(shè)計值；f砌體抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；A截面面積，對各類砌體均按毛截面計算； 高厚比和軸向力的偏心距e對受壓構(gòu)件承載力的影響系數(shù)。可由下列公式計算： (1-22) (1-23)式中構(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)Table1-11 Modified Ccoefficient of Ratio of Hight to Sectional Thickness of Wall砌體材料類別燒結(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、蒸壓粉煤灰磚、細(xì)料石、半細(xì)料石

29、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；0軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；與砂漿強(qiáng)度等級有關(guān)的系數(shù)，當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級大于或等于M5時，等于0.0015；當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級等于M2.5時，等于0.002；當(dāng)砂漿強(qiáng)度等級等于0時，等于0.009。對每一墻片，取上下兩個截面進(jìn)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)件的承載力按下列公式計算： (1-24) (1-

30、25)式中N軸向力設(shè)計值；fn網(wǎng)狀配筋磚體的抗壓強(qiáng)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；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，；fy鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值，當(dāng)fy大于320Mpa時，仍采用320Mpa；n高厚比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)。n可由下列公式計算： (1-26) (1-27)式中體積配筋；0n網(wǎng)狀配筋磚砌體受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)。一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

31、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(jìn)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(jìn)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。1.3.4磚砌體和鋼筋混凝土構(gòu)造柱組合墻構(gòu)件驗算

32、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： (1-28) (1-29)式中N軸向力設(shè)計值；強(qiáng)度系數(shù)，當(dāng)l/bc小于4時，取l/bc等于4；l沿墻長方向構(gòu)造柱的間距；bc沿墻長方向構(gòu)造柱的寬度；An磚砌體的凈截面面積；Ac構(gòu)造柱的截面面積；com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(jìn)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(jìn)的地方。當(dāng)用戶指定墻體構(gòu)造柱時，軟件自動認(rèn)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(jìn)行墻體配筋

33、。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(jìn)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(qiáng)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)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： (1-30) (1-31)式中N軸向力設(shè)計值；fg灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；f

34、v鋼筋的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；A構(gòu)件的毛截面面積；As全部豎向鋼筋的截面面積；0g軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；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： (1-32)式中N軸向力設(shè)計值；fg 灌孔砌體的抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；fy ，fy豎向受拉、受壓主筋的強(qiáng)度設(shè)計值；b截面寬度；fsi豎向分布鋼筋的抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；A s、 As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(diǎn)到豎向受拉主筋合力點(diǎn)之間的距離。當(dāng)受壓區(qū)高度x<2as時，其正截面承載力可按下式進(jìn)行計算： (1-33)式中eN軸向力作用點(diǎn)到豎

35、向受壓主筋合力點(diǎn)之間的距離。當(dāng)小偏心受壓時按下列公式計算： (1-34)對每一墻片，取上下兩個截面進(jìn)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(jìn)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(jìn)行驗算。但在單獨(dú)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

36、截面受壓承載力按下列規(guī)定計算：當(dāng)受壓區(qū)高度xhf時，按寬度為bf的矩形截面計算。當(dāng)受壓區(qū)高度xhf時，大偏心受壓： (1-35)小偏心受壓： (1-36)表1-12 T形、倒L形截面偏心受壓構(gòu)件翼緣計算寬度Table1-12 Effective Cross-sectional Wwidth of Wall考慮情況T、I形截面L形截面按構(gòu)件計算高度H0考慮H0/3H0/6按腹板間距L考慮LL/2按翼緣厚度hf考慮b+12hfb+6hf按翼緣實際寬度bf考慮bfbf1.3.6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)梁、板下的墻體高度hwln時(ln為過梁的凈跨)，應(yīng)計入梁、

37、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hwln/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hwln/2時，按墻體的均布自重采用。當(dāng)墻體hwln/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： (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(qiáng)度設(shè)計值；W截面抵抗彎矩，對矩形截面。磚砌平拱過梁受剪承載力可按下列公式計算： (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(qiáng)度設(shè)計值；b截

38、面寬度；z內(nèi)力臂，對矩形截面。鋼筋磚過梁鋼筋磚過梁受彎承載力可按下列公式計算： (1-39)式中M彎矩設(shè)計值；fy鋼筋抗拉強(qiáng)度設(shè)計值；As受拉鋼筋的截面面積；h0過梁截面的有效高度，；as受拉鋼筋重心至截面下邊緣的距離；h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列公式計算： (1-40) (1-41)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(qiáng)度設(shè)計值；fcm混凝土彎曲抗壓強(qiáng)度設(shè)

39、計值；b截面寬度；x等效矩形應(yīng)力分布圖受壓區(qū)高度；h0過梁截面的有效高度，；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： (1-42)Asv每米內(nèi)所需箍筋的截面面積，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(qiáng)度設(shè)計值；fc混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；b截面寬度；h0過梁截面的有效高度，。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(jìn)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l0，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

40、，取托梁頂面上一層墻體高度，當(dāng)hw> l0時，取hw= l0。3) 墻梁跨中截面計算高度H0，取。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l0/6。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Q1、F1，取托梁自重及本層樓蓋的恒荷載和活荷載。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）蓋的恒荷載和活荷載；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(jìn)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

41、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) (1-44) (1-45) (1-46) (1-47)式中M1荷載設(shè)計值Q1、F1作用下的梁跨中彎矩；M2 荷載設(shè)計值Q2作用下的梁跨中彎矩；M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/l0>1/6，取hb/l0=1/6；N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/l0>1，取hw/l0=1；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；a1洞口邊至墻梁最近支座的距離，當(dāng)a1>0.35 l0時，取a1=0.35 l0。墻梁的

42、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)V1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；M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： (1-49)式中V2荷載設(shè)計值Q2作用下的梁支座邊剪力；1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；2洞口影響系數(shù)，無洞

43、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(diǎn)至墻外邊緣的距離可按下列規(guī)定采用：1) 當(dāng)l12.2hb時，且不大于0.13l1。2) 當(dāng)l12.2hb時，。式中l(wèi)1挑梁埋入砌體墻中的長度；x0計算傾覆點(diǎn)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)式中Gr挑梁的抗傾覆荷載，為挑梁尾端上部45°擴(kuò)展角的陰影范圍內(nèi)本層的砌體與樓面恒荷載標(biāo)準(zhǔn)值之和；l2Gr作用點(diǎn)至墻外邊緣的距離。挑梁的抗傾覆按下列公式進(jìn)行驗算： (1-51)式中Mr挑梁抗傾覆力矩設(shè)計值；Mo

44、v挑梁的荷載設(shè)計值對計算傾覆點(diǎn)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： (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(jìn)行。1.3.9一般梁驗算一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(jìn)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(dú)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

45、下列公式計算： (1-54) (1-55) (1-56) (1-57) (1-58) (1-59)式中上部荷載的折減系數(shù)，當(dāng)A0/ Al大于3時，取為0；A0影響砌體局部抗壓強(qiáng)度的計算面積，對于過梁端部，對其它梁端部，h為墻厚；Al局部受壓面積；N0局部受壓面積內(nèi)上部軸向力設(shè)計值；Nl梁端支承壓力設(shè)計值；0上部平均壓應(yīng)力設(shè)計值；砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，對于過梁端部，1.25，對其它梁端部，2.0；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梁的截面寬度；hc梁的截面高度；f砌體抗壓

46、強(qiáng)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： (1-60) (1-61) (1-62) (1-63)式中N0墊塊面積Ab內(nèi)上部軸向力設(shè)計值；墊塊上N0及Nl合力的影響系數(shù)，(1-22)中，小于3時的值；l砌塊外砌體面積的有利影響系數(shù)，l為0.8，但不小于1.0，為砌體局部抗壓強(qiáng)度提高系數(shù)，按(1-55)計算時，A b代替A l計算；A b墊塊面積；a b墊塊伸入墻內(nèi)的長度；b b墊塊的寬度；a0梁端有效支承長度；1為剛性墊塊影響系數(shù)，按表1-13采用。表1-13 系數(shù)1值表Table1-13 Coefficient 10/f00.20.40.60.815.45.76.

47、06.97.8墊梁梁下設(shè)有長度大于h0的墊梁的砌體局部受壓承載力按下列公式計算： (1-64) (1-65) (1-66)式中N0墊梁上部軸向力設(shè)計值；bb墊梁在墻厚方向的寬度；2當(dāng)荷載沿墻厚方向均勻分布時，2取1.0，不均勻時，2取0.8；h0墊梁折算高度；I b、E b分別為墊梁的截面慣性矩和混凝土彈性模量；h b墊梁高度；E砌體彈性模量；h墻厚。1.3.11抗震驗算各類砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)度設(shè)計值，按下列公式計算： (1-67)式中fvE砌體沿階梯形截面破壞的抗震抗剪強(qiáng)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(qiáng)度的正應(yīng)力影響系數(shù)，按表1-14采用。表1-14 砌體強(qiáng)度正應(yīng)力影響系數(shù)Table1-14 Normal Stress Allowable Influence Coefficient 砌體類別0/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)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(qiáng)度設(shè)計值；A墻體橫截面面積；RE承載力抗震系數(shù)，按表1-15采用。網(wǎng)狀配筋砌體 (1-69)式中V考慮地震作用組合