新抗规中的7.2.3条中的墙体抗侧刚度计算

苇２９卷第３期　２　０　０　３年３月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＴ　ＡＲＣＨⅡＥＣｒＵＲＥ　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ．３　Ｍａｒ．２００３　·２５·　文章编号：１００９—６８２５（２００３）０３—００２５—０２　砌体结构平面扭转不规则的判定　李　耐　摘要：根据《建筑抗震设计新规范》提出的扭转规则性要求，对砌体结构的扭转计算方法进行了简述，并强调了在计算　抗侧移刚度时对墙体的布置要求，提出方案设计时应考虑的因素，解决了砌体结构方案设计时抗扭转的问题。　关键词：抗倒移刚度，抗扭转刚度，抗震　中图分类号：ＴＵ３６４　文献标识码：Ａ　若令１０＝ｈ／ｂ将　＝１．２，Ｇ＝０．４Ｅ代人上式得　ＧＢ　５００１１－２００１建筑抗震规范第３．４．１条规定：建筑设计应符　合抗震慨念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案，并列　入强制性条文。　酱，　。　当１＜ｈ／ｂ＜４时，需同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响，　新的抗震规范要求在做方案时首先判定其方案的规则性，然　后才能去进行抗震验算和采取抗震措施。　ＧＡ　面ｈ３，＝ｂｔ３／ｌ２。　此时　＝丝当砌体结构的墙体布置不对称，墙上的洞口不对称，或荷载　不对称时，必然导致结构平面的重心和抗侧移刚度的中心不重　合，在水平地震作用时，使砌体结构产生扭转变形，当扭转变形和　，　上　．、　整理得　＝（３ｐ＋ｐ３）面１Ｋ＝　。　当ｈ／ｂ＞４时，不考虑其承担抗毳，卤为此时墙垛主要是弯曲　１．２．２有洞１２１墙体的侧移刚度计算　侧移变形的代数和达到规范表３．４．２—１条时，则成为扭转不规则　变形，它比剪切变形大的多，其刚度很小，所以忽略不计。　结构，反之若能保证　≤１．２　，就可以利用传统的计算方　当一片墙上开有规则洞１２１时，墙顶在Ｐ＝１作用下该处的位　移等于沿墙高各段位移之和，见　图２　法或利用原版软件进行抗震设计（见图１）。　图２　有洞口墙体侧移刚度计算示意图　图Ｉ　结构变形示意图　∑　；　１１　结构平面重心和抗侧移刚度中心的确定　１．１　结构平面重心的确定　在楼层高度一致、荷载均匀、刚性楼盖情况下计算结构平面　的重心时，当平面上有两个以上的对称轴时，重心必然在对称轴　的交点上。当平面上有一个对称轴时，重心在对称轴上。利用公　Ｋ：　一１；　４－Ｋｕ　ｌ　１　∑　１　１。　式　：　一ｕ·　，　：　一Ｌｙｉ　，便可以计算平面重心的位置。　总结上式，可以看出Ｋ，的计算均属无洞口墙，有洞口的墙可　以化解为无洞口墙计算。首先将有洞口墙分成若干个无洞口墙　段，凡上下串联的墙体其刚度组合为分数相加的形式，凡左右相　邻的墙体其刚度组合为同一分母上刚度相加的形式。掌握这一　值得提出的是：如果洞口开的太大，使全部窗间墙高度与窗　间墙宽度之比大于４，此时窗间墙的刚度已忽略不计，从而导致整　式中：Ｇ，——墙体或楼板计算单元的重力代表值，按规范５．１．３条　确定。　１．２抗侧移刚度中心的确定　　规范７，２．３条规定，对于半＞４的墙段，不考虑其承担抗震的　规律可很快求出规则开洞墙体的抗侧移刚度。能力。要计算抗侧移刚度中心，首先要计算出结构沿两个主轴方　向每道墙的抗侧移刚度才能确定其刚度中心。　１．２．１　无洞口墙体的侧移刚度计算　当ｈ／ｂ＜１时，墙体以剪切变形为主，弯曲变形忽略不计。　片墙的抗侧移刚度也只能忽略不计。因为这片墙承担的地震剪　力最终要传给窗间墙来承受，而窗间墙的刚度很小导致变形过　大，在这样大的变形情况下与这片墙共同工作的墙体早已开裂，　由材力知：　＝７ｈ　赢＝　ｇｇ＿，　＾——墙体高度；广一剪应力；Ｇ——砌体剪切模量；　——剪应　力不均匀系数矩形截面，　＝１．２；Ａ——墙截面面积，Ａ＝ｂｔ。　收稿日期：２００３－０１—１０　象这样的墙体没有可靠的地震剪力传递途径，不符合规范３．５．２　还要指出的是：窗间墙的高度和宽度尽量一致，根据变形协　调条件，即在同样变形条件下，刚度大的墙肢承担的地震剪力必　　式中：　——柔度系数，　＝１／Ｋ；　——刚度系数；ｙ——剪应变；　第１条的要求。作者简介：李耐（１９５３一），男，１９８７年毕业于沈阳建工学院工民建专业，高级讲师，山西建筑工程职业技术学院，山西太原０３０００６　２６·　第２９卷第３期　２　０　０　３年３月　山　西　建　筑　ＳＨＡＮＸＩ　ＡＲＣＨ兀ＴＥＣＴＵＲＥ　Ｖｏ１．２９　Ｎｏ，３　Ｍａｒ，２００３　文章编号：１００９－６８２５（２００３）０３－００２６－０２　浅谈砖混结构房屋产生裂缝的原因及防治　申从乐　摘要：分析了裂缝产生的几个原因，阐明裂缝的出现与房屋体形、结构类别、构件布置、材料性能、地质条件等方面存在　的问题有关，重点从结构设计方面提出了具体的预防措施。　关键词：砖混结构，裂缝，结构设计，措施　中图分类号：ＴＵ３９８　．５　文献标识码：Ａ　砖混结构砌体出现裂缝是非常普遍的质量事故之一，砌体轻　１．１地基不均匀沉降引起裂缝　微细小的裂缝影响外观和使用功能，在很多情况下裂缝的发生与　地基发生不均匀沉降后，沉降大的部分砌体与沉降小的部分　延续是发生重大质量事故的先兆，对此必须认真分析，从各个方　砌体产生相对位移，从而使砌体中产生附加的拉力或剪力，当这　面加以防治。　种附加内力超过砌体的强度时，砌体便产生裂缝。　１产生裂缝的常见原因　然大于刚度小的墙肢，如果墙肢的刚度相差太大，在设防烈度的　这些裂缝在房屋墙壁的中间部位、窗台部位、房屋高度相差　Ｍ　地震作用下必然导致刚度大的墙肢先破坏，从而导致刚度小的墙　肢随着破坏，被地震作用各个击破。　在方案设计中为了保证大洞口常想到用增加构造柱的方法　式中：Ｇ　——抗扭刚度；　厶——积惯性矩。　百，　来弥补窗间墙的削弱，从常规上说混凝土的剪切模量是砌体剪切　由于墙上洞１７１的影响，所以计算厶时应取洞１７１处的截面，然　模量的８倍以上，但决不能理解为加１　ｍ的混凝土墙段相当于８　ｍ　后进行修正，计算出楼盖处的扭转角０，若洞１７１处截面的高度为　相对应的扭转角为妒，而楼层高度为Ⅳ，相对应的扭转角为０，　的墙体，因为要保证所有的墙体在众值烈度的地震作用下不破　ｈ，坏，必须满足变形协调。　１．２．３刚度中心的确定（刚性楼盖）　计算出每片墙的抗侧移刚度后，便可类似于求形心的方法求　４．１抗扭刚度的确定　出结构平面的刚度中心。　Ｈ　据弹性力学对于矩形截面　＝　＋　＋…＋　，　厶ｌ＝卢ｌ　ｂｌｔｆ，　式中：ｂｌ——第１墙段墙长；　ｔｌ——第１墙段墙厚；　∑Ｋｙｌ　ＹＩ　，　∑ＫｘｌＸＩ　ＫＣ一∑　ｌ＇ＪＫＣ～∑Ｋｘｆ’　式中：Ｋｘ．，Ｋｒ１分别为　方向和ｙ方向第１片墙的抗侧移刚度。　２偏心矩的确定　偏心矩△　＝ＸＫＣ—ｘｃ，ＡＹ＝ＹＫｃ—Ｙｃ，　系数见表１。　表１矩形截面扭转刚度系数　计算出△　与△ｌ，后便可利用叠加原理求出扭矩　。　ｂ／ｔ　１．０　１．２　１．５　２．０　２．５　３．０　４．０　６．０　８．０　１０．０　＝ＰＡｐ，Ａｐ＝Ｖ厂　当结构关于ｌ，轴对称时，ＡＸ＝０，　－２，　ｐａｙ。　０．１４１　０．１６６　０．１９６　０．２：１９　０．２４９　０．２６３　０．２８１　０．２９９　０．３ｏ７　０．３１３　０．３３３　４．２由扭转产生的位移计算　ｌ＝Ａ０，６＂ａ２＝瑚，　３侧移的计算　当水平地震力作用在刚度中心上时，所产生的位移：　Ｐ　Ｐ　式中：』４——刚度中心至墙角的距离；　’。　Ｘ—Ｋ刚度中心至对边墙角的距离。　ｘｌ最终得出：　４由扭矩产生的侧移计算　角０的值，即：　ｌ＝６＂ｏｌ＋６＂ｘ；　２＝６＂ａ２＋　或　ｌ＝　ｌ＋６＂ｒ；　２＝６＂ａ２＋　ｙ，据此　要计算由扭矩产生的侧移，先要计算出在扭矩作用下的扭转　可以判定平面扭转的规则性。　Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｉｒｒｅｇｕｌａｒ　ｐｌａｎｅ　ｔｏｒｓｉｏｎ　ｏｆ　ｍａｓｏｎｒｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ＬＩ　Ｎａｉ　（Ｓｆｉａｎｚｉ　Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３０００６，Ｃｈ／ｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ　ｏｎ　ｔｏｒｓｉｏｎ　ｒｅｇｕｌａｒｉｔｙ　ｉｎ　ｎｅｗ　ｃｏｄｅ　ｏｆ　ｂｕｉｌｄｉｎｇ　ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ－ｒｅｓｉｓｔａｎｔ　ｄｅｓｉｇｎ　ｔｈｅ　ｔｏｒｓｉｏｎ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｉｓ　ｉｎｔｒｏ－　ｄｕｃｅｄ　ｆｏｒ　ｍａｓｏｎｒｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅ　ｒｅｑｕｉｅｍｅｎｔｓ　Ｏｎ　ｗａｌｒｌ　ｌａｙｏｕｔ　ａｒｅ　ｅｍｐｈａｓｉｚｅｄ　ｉｎ　ｌａｔｅｒａｌ　ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ　ｓｔｉｆｎｅｓｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｆａｃｔｏｒｓ　ｓｈｏｕｌｄ　ｂｅ　ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ　ｉｎ　ｐｌａｎ　ｄｅｓｉｎ　ａｒｅ　ｐｒｏ０ｏ￣．Ｔｈｉｇｓ　ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ　ｍｅｔｈｏｄ　ｓｏｌｖｅｓ　ｔｈｅ　ｔｏｒｓｉｏｎ－ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ　ｐｒｏｂｌｅｍ　ｉｎ　ｍａｓｏｎｒｙ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｎ．ｇ　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｌａｔｅｒａｌ　ｒｅｓｉｓｔｉｎｇ　ｓｔｉｆｎｅｓｓ，ｔｏｒｓｉｏｎ　ｒｅｓｉｓｔｉｇ　ｓｔｎｉｆｎｅｓｓ，ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ　ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　收稿日期；２００２．１２－１０　作者简介：申从乐（１９６３．），男，１９８４年毕业于山东矿业学院工业与民用建筑专业，工程师，山西潞安矿业集团公司，山西襄垣０４６２０４