砌体结构墙体侧向刚度计算方法的比较.pdf

第 3卷第 4期 2 0 1 1年 1 2月 Vo 1 ． 3 No ． 4 De c ． 2 0 1 1 砌体结构墙体侧 向刚度计算方法 的比较 秦东 张志远 中国建筑科学研究院， 北京1 0 0 0 1 3 【 摘要】本文对比分析了砌体房屋抗震计算常用的两种侧向刚度计算方法， 证明了规范方法的合理。 【 关键词】砌体结构； 刚度； 比较 【 中图分类号】 T U 3 7 5 ． 1 【 文献标识码】A 【 文章编号】1 6 7 4 7 4 6 1 2 0 1 1 0 4 0 0 9 7 04 1 前言 砌体房屋结构中， 刚性楼屋盖被广泛使用。在 抗震设计 中， 这种楼屋盖结构的楼层水平地震剪 力 ， 宜按各墙抗侧向等效刚度的比例分配。因此， 砌体结构中砌体墙的抗侧向等效刚度计算， 决定了 地震剪力在楼层各墙之间分配的正确性。本文对 目前常用的侧向刚度计算方法进行了比较， 并分析 了各方法的特点。 2 常用墙体刚度计算方法 2 ． 1 墙的水平净面积法 目前最常用 的方法是按墙 的水平 净面积计算 墙的相对侧向刚度 以下简称“ 墙净面积法” ， 在同 一 楼层中， 各墙根据墙 的水平净面积 比例分配剪 力， 这种方法简单实用， 并可方便用于手算， 目 前被 广泛使用。如参考文献[ 1 ] 的例 1 1 1 。国内广泛 使用的 P K P M 0 5 、 0 8版系列软件 。 这种方法存在的缺点也是明显的 仅仅简单考 虑了洞 E l 的水平 面积大小影 响， 无法反 映洞 口高度 位置变化的影响， 只考虑了墙的剪切变形， 未考虑 墙肢的弯曲变形。如图 i 所示两片墙， 虽然两墙的 水平净面积相等， 但是图 1 a 的刚度明显小于图 1 b 。而用这种方法计算出来的刚度是一样的。 2 ． 2 规范方法 设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规 图1 墙的水平净面积法 b 程 J G J ／ T 1 3 9 4 也给出了一种墙段的刚度 。 的计 算方法 以下简称“ 规范方法” 。见该规程式 4 ． 2 ． 71 A 当 H ／ B 1时， A 。 1 1． 1 一 吼 商 当H ／ B≥4 时， 墙段在刚度计算时可不考虑。 式中， H、 B 墙段的高 、 宽 ； 。 开孔影响系数 ； A 墙段考虑开孔和弯曲作用影响的刚度 修正系数； A 1 墙段折算水平截面面积； A g 墙段水平截面毛面积； 其它各参数的意义详见该规程。 这种方法的优点是， 通过修正系数A 、 ‰， 不仅 考虑了墙段开孔， 而且考虑了 1 ≤H ／ B≤4时弯曲 【 基金项目】 “ 十一五” 国家科技支撑计划重点课题 2 o 0 8 B A J 0 8 B 0 6 0 3 【 作者简介】 秦东 1 9 6 9 一 ， 男， 高级工程师。主要从事建筑结构设计软件的研发工作。 砌体结构墙体侧向刚度计算方法的比轻 。 0 } ； 誉 象 ． l i _{ 矗 磊 譬 螅 5 r ⋯ 一 ④ 。 ④ a 墙剪力分配图 图4 计算实例 2 “ 墙净 6 8 ． 9 。。 ⑨ _ 毫 s 釜 季 f 量 - 翕 量 一 一 一一 一 2 5 6 ． 。 ⑤ ⑧ ⑧ ⑤ a 墙剪力分配图 b 承载力与荷载效应比及水平配筋图 图5 计算实例 2 “ 规范方法” 计算结果 图4 为“ 墙净面积法” 计算的结果， a 为墙剪 力分配图， b 为承载力与荷载效应比及水平配筋 图。图5 为“ 规范方法” 计算的结果， a 为墙剪力 分配 图， b 为承载力与荷载效应 比及水平配筋 图。 从 图4与图 5的对 比来看 ， 改用“ 规范方法 ” 后 ， B轴 纵墙由于开洞大， 计算 刚度相对降低 ， 总剪力从 5 2 4 ． 3 k n ， 下降到 3 0 5 ． 3 k n 。F轴纵墙 由于洞 口小 ， 计 算 刚 度 相 对 提 高 ， 总 剪 力 从 1 6 5 ． 5 k n ， 提 高 到 2 3 6 ． 7 k n ， 相应的F轴纵墙由不需要配筋， 到需要配 1 4 3 1 m m 水平钢筋 H P B 2 3 5 。通过对 比可看出， “ 墙净面积法” 不能正确反映大洞 口对墙体刚度的 削弱， 尽管纵墙布置不合理， 在计算中也无法发现。 而“ 规范方法” 的计算更好地反映出了结构的布置 方案缺陷， 暴露出不安全的墙体。 4结 论 用 设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术 规程 J G J ／ T 1 3 9 4 的公式计算砌体墙刚度 ， 并进行 地震剪力分配 ， 比“ 墙净面积法” ， 更能够全面考虑 洞口高度影响、 弯曲作用对刚度的影响。避免工程 抗震计算中出现不安全的计算结果。 参考文献 [ 1 ]唐岱新， 龚绍熙， 周炳章． 砌体结构设计规范理解与应 用[ M ] ． 北京 中国建筑工业出版社， 2 0 0 2 [ 2 ]建筑抗震设计规范[ s ] G B 5 0 0 1 1 2 0 1 0 ． [ 3 ]设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程 [ s ] J G J ／ T 1 39 4 ． 图 果 结 算 计 法 积 面 瓣 lⅡ 描 昏 一 ． H q 疆～ ． c 1 0 0 华中科技大学率先启动 B I M 工程硕士教育 2 0 1 1 2 0 1 5年建筑业信息化发展纲要 已经把 B I M作为工程总承包、 勘察设计和施工类企业“ 十二五” 信息化发展必须 具备的核心技术之一。为适应高科技发展对专业人才培养的需要 ， 加速培养一批高层次工程技术和管理人才， 促进教育资源 更好地服务于社会与经济建设， 根据国务院学位办【 2 0 0 3 】 5 2 号文件及关于在职人员攻读硕士学位的有关精神 ， 华中科技大学 土木工程与力学学院率先启动国内首个 B I M方向工程硕士培养课程 ， 由广州优比建筑咨询有限公司负责全国统一招生， 组织 校内外知名 B I M专家编写 B I M系列教材和教授 B I M课程 ， 为国内工程建设行业培养高级 B I M人才， 缓解 目前行业内只有 B I M软件操作人员， 缺乏 B I M综合管理型人才的局面。 B I M工程硕士是工程技术人员和工程管理人员在职进修 B I M方向专业知识和提高 B I M项 目管理和实施及工程管理水平 的一种重要途径。也是国内率先开设 B I M方向的首个工程硕士培养渠道。 适合报读对象 建筑、 结构、 设备 、 电气、 土木工程、 工程力学、 工程管理、 项 目管理等领域或专业的本科毕业生、 研究生和教师， 从事工程 项 目开发、 设计、 施工 、 造价、 监理、 运维的工程技术人员和技术管理人员。 详情请登陆 W W W ． ub i m． c o m ／ b i m e d u ． a s p 华中科技大学土木工程学院 研究生 B I M在职工程硕士 教务办公室 联系人 程老师 0 2 0 2 8 0 7 5 8 1 0 1 3 7 1 9 4 9 7 3 2 4 ④ 荦 卞 斜 教 大 茅 土木 工 程 与 力学 学 院 “ B I M 国际技术交流会“ 会议论文 演讲辑录 订阅通知 现有 “ B I M技术在设计、 施工及房地产企业协同工作中的应用” 国际技术交流会会议论文 演讲辑录 接前 页 书籍对外出售。本书于 2 0 1 0年 7月出版， 为 B I M大会专刊， 大 1 6 开本， 约 2 8 0页左右， 人民币定价 3 5元。本书制作精良， 涵盖 B I M 国际技术交流会论文与美国 T o c c i 施工公司董事长、 美国总承包商 B I M论坛协会主席J o h n ． T o c c i ， 香港理工大学建筑与房地产学系主 任教授李恒等国内外著名专家学者 P P T演讲辑录。 数量有限， 欲购从速。汇款订阅方式参照本期封二征订单信息 所示。 土木建筑工程信息技术 编辑部 Co mp a r i s o n o f Ri g i d i t y - Co mp u t a t i o n M e t h o d s f o r W a l l s i n M a s o n r y S t r u c t u r e s Bu i l d i n g Q i n D o n g ， Z h a n g Z h i y u a n C h i n a A c a d e m y o f B u i l d i n g R e s e a r c h ， B e ij i n g 1 0 0 0 1 3 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e r i g i d i t y c o mp u t a t i o n me t h o d s f o r wa l l s i n ma s o n r y s t r u c t u r e s b u i l d i n g w e r e c o mp a r e d i n t h i s p a p e r a n d t h e r i g h t f u l n e s s o f c o d e me t h o d s wa s p r o v e d ． Ke y W o r d s Ma s o n ry S t ruc t u r e s ；Ri g i d i t y ；Co mp a r i s o n