新KM结构软件专题研讨会之砌体结构五

2005新版PKPM结构软件专题

研讨会砌体结构PKPM各模块适用范围PKPM系统中，不同类型的砌体房屋采用不同软件或者两个软件协作完成结构设计，具有砌体结构设计功能的模块及其适用范围如下：PMCAD：砖砌体房屋结构设计；底部框架-抗震墙房屋上部砌体结构设计QIK：小砌块房屋结构设计；底部框架-抗震墙房屋上部小砌块砌体结构设计SATWE：底部框架-抗震墙房屋底部框架-抗震墙部分三维分析和设计（抗震墙采用墙元模型）TAT：底部框架-抗震墙房屋底部框架-抗震墙部分三维分析和设计（抗震墙采用薄壁杆件模型）PK：底部框架-抗震墙房屋底部框架二维分析和设计设计所用规范《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001)《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001)《砌体结构设计规范》（GB50003-2001)《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002)水平地震作用计算和楼层地震剪力分配基本原理采用底部剪力法计算结构的楼层水平地震剪力，先在大片墙间分配，然后再分到大片墙中的墙段。大片墙是指包括门窗洞口的整片墙体。大片墙中各墙段承担的大片墙地震剪力按各墙段等效侧向刚度比例分配。墙段按门窗洞口划分墙段等效侧向刚度确定原则刚度计算及高宽比的影响：高宽比小于1时，只计算剪切变形；高宽比不大于4且不小于1时，同时计算弯曲及剪切变形；高宽比大于4时，等效侧向刚度取0。墙段的高宽比是指层高与墙长之比，对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比注意重点砌体结构采用基底剪力法计算地震作用，地震影响系数取最大值αmax，仅与地震烈度有关，与场地类别、设计地震分组无关。地震设防烈度可输入任意值，程序自动按差值计算水平地震影响系数最大值地下室结构嵌固高度有地下室或半地下室的砌体房屋，结构建模时可把地下室作为结构层输入，程序将地下室底平面高度内定为±0.000。此参数为结构嵌固端相对于地下室底平面（±0.000）的高度。计算结构总重力荷载代表值时将不计入嵌固端以下部分的结构重力荷载；在计算各层水平地震作用标准值时，楼层的计算高度为楼层相对于地下室底平面高度减去该嵌固高度。注意重点单层房屋结构等效总重力荷载取总重力荷载代表值，多层房屋结构等效总重力荷载取总重力荷载代表值的85%屋顶间当作普通楼层输入。当顶层平面面积与相邻楼层平面面积之比小于0.714时，程序将顶层判定为屋顶间，自动对顶层地震作用乘以放大系数η

η=3.5（1-A/A’)此地震作用增大部分不往下传递。砼墙与砌体弹塑性模量比组合结构是指在砌体房屋中设置少量竖向连续钢筋混凝土剪力墙的多层砌体结构。组合结构中混凝土墙和砌体墙承担的层间地震剪力按各抗侧力构件的有效侧向刚度比例分配确定：有效侧向刚度的取值，砌体墙不折减，混凝土墙乘以折减系数。程序在计算砌体侧向刚度时，取砌体弹性模量为1；在计算混凝土墙侧向刚度时，取混凝土弹性模量为实际混凝土弹性模量与实际砌体弹性模量之比并乘以折减系数。C=ηEc/Em适用范围：只有在结构某一层中既输入了砼墙，又输入了砖墙时才起作用物理意义：砼墙与砖墙的弹性模量比参数大小：缺省值是3，大小在3~6之间填写原则：一般而言，砼的弹性模量是砖墙的10倍以上。如果是同等墙厚，则砼墙的刚度就是砖墙的10倍以上。但在实际结构设计时，一方面砼墙的厚度小于砖墙的厚度，从而使砼墙的刚度有所降低；另一方面，在市级地震力作用下砼墙所承受的地震力是否就是砖墙的10倍以上还是一个未知数，因此此值不宜填得过高。砼墙与砌体弹塑性模量比砌体抗震抗剪承载力验算注意重点新规范版本在参数对话框中取消了“考虑构造柱参与工作”选项，因新《抗震规范》（GB50011-2001）在砌体抗震抗剪公式中明确计入了墙段中部构造柱对抗震承载力的提高作用。新规范版本只考虑界面不小于240mm×240mm且间距不大于4m的中部构造柱（不考虑端部构造柱）对抗剪承载力的贡献。新规范版抗剪公式中，不但计入了构造柱混凝土的抗剪作用，还计入了构造柱配筋所起的抗剪作用。几点说明砂浆和块体强度等级可以输入任意值，程序按线性差值的方法求出砌体的抗压强度设计值和抗剪强度设计值。砂浆强度等级大于M10时砌体抗剪承载力与砂浆强度等级等于M10时一样。沿砌体灰缝截面破坏时，砌体的抗剪强度设计值与块体强度等级无关注意重点程序对构造柱面积和构造柱钢筋面积设了上限当横墙的所有中部构造柱面积之和与横墙面积之比大于0.15时，取0.15；当纵墙的所有中部构造柱面积之和与总墙面积之比大于0.25时，取0.25；当中部构造柱的钢筋面积与构造柱面积之比大于1.4%时，取1.4%。抗剪验算中大片墙满足要求，而大片墙中的个别墙段不满足要求的原因由于各墙段剪应力分布不均匀或构造柱设置不合理造成的解决办法：通过改变洞口位置、改变洞口高度来改变墙段高宽比，从而改变墙段的刚度和剪力；在不满足要求的墙段中部设置构造柱或加大已有构造柱截面、提高已有构造柱钢筋混凝土等级、增加已有构造柱钢筋面积竖向导荷和墙体受压承载力验算托墙梁上的荷载托墙梁承担的荷载包括托墙梁所在层楼面荷载ω1、托墙梁上各层墙体总重及导算到这些墙上的荷载ω2托墙梁按框架梁设计时，ω2可以进行折减：（1）托墙梁上墙体在过渡层无洞口或有一个洞口，ω2乘以折减系数0.5~1.0；（2）托墙梁上墙体在过渡层有两个或多个洞口，ω2不折减。墙体受压晕承载力验顶算墙段轴力津设计值取此以下两种耻组合的较萄大值：1.2谎恒+1肝.4活1.3皇5恒+限0.9驾8活通常情喘况下第宣二组的拳轴力比匆第一组母的大注意重点PMCA爪D是按轴头心受压计兔算墙体受柜压承载力稠的，为考满虑轴力偏凝心距的影掠响（取е=0芳）。对站于需按雹单向或骗双向偏溜心受压奋计算的栗墙体，件用户应吧按《砌揪体规范乔》自行驻进行补淹充验算底部框砖架-抗疤震墙房炭屋基本原亦理把房屋在杀底框顶层栽楼板处水旱平切开，围将上部砌点体和底部镇框架-抗枯震墙分开慌考虑分析术计算上部砌奶体结构捏的计算何与把整荐体房屋谈视作砌狗体房屋尊相同底部框架朝-抗震墙气结构计算圣时，将上掏部砌体的名外荷载和口结构自重滑作用在底泊框顶部，胆不考虑上额部砌体的及刚度贡献底框结构艘的荷载竖向荷皂载=恒若荷载（物墙体、峰构造柱摩自重及往楼面恒贴载）+闹活荷载过（楼面踏活荷载诸）地震作用：（1橡）水平肾地震作斩用，上原部各层跌水平地膨震作用谢之和；锯（2）尾倾覆弯涛矩，作折用于上顷部砌体汉楼层的隐水平地膨震作用景平移到衣底框顶盐层楼板四处后，猎产生作妈用于底拆框顶层等楼板处足的倾覆斤弯矩。风荷载楼：水平占风荷载旅及倾覆遵弯矩与商地震作沃用相同底框-抗钥震墙结构仰倾覆弯矩呜分配由地震作反用和风荷冻载产生倾千覆弯矩转填化为作用毛于柱顶的乳附加轴力困及作用于舒墙顶的附轮加轴力和瞎附加弯矩假定上斑部砌体路为刚体割，底层敲及底部劝二层框籍架-抗继震墙结匪构楼板储竖向变匙形符合弱平截面旱假定，画则底层溜框架-笨抗震墙荒结构可帐视为一蛛悬臂梁盼，底部柏二层框乓架-抗颠震墙结风构可视炊为一变狮截面悬以臂梁底框计戚算地震悄作用S搏ATW愚E计算锄步骤计算各工贱况荷载内伏力调整墙、享柱地震剪含力，使其碑满足以下痛两个条件：1）底字框的纵迟向和横郊向地镇差剪力全茧部由该繁方向的斯抗震墙涝承担2）底框隶柱承担的翁地震剪力素按各抗侧萌力构件有蝇效侧向刚筝度比例分斗配确定；断有效侧向遣刚度的取且值，框架顽不折减，织混凝土墙被乘以折减茂系数0.专3，砌体龄墙乘以折雪减系数0部.2；内力组合泡与配筋框支墙五梁设计框支墙梁跳：由框架改梁和支撑案在梁上的宾计算高度盖范围内的毛砌体墙所霜组成的组级合结构墙梁顶纯面的荷锐载设计哲值，取供托梁以叹上各层脊墙体自饿重，以廊及墙梁涂顶面以讽上各层糕楼板的锯恒荷载访和活荷萌载。墙梁设焰计方法逮：1）全部页荷载法，槐托梁承托专全部墙体炉自重及楼臂面荷载，汪墙梁顶面石的荷载设纠计值不折构减2）部分零荷载法，滥对墙梁顶闭面荷载设绢计值折减冶，托梁承枯托部分墙兽体自重及拢楼面荷载钳，折减系堵数不宜小蜘于0.63）规遮范算法团，考虑励墙梁组买合作用赤，对墙伟梁顶面柄荷载设税计值产后生的托折梁弯矩签和支座皮剪力进柴行折减胳（托梁享顶面的奴荷载设酷计值不戒折减）注意重点砖混底框赵房屋的砌阻体墙厚不条应小于2稿40mm思，其层数轿和高度及狂底框部分宿抗震横墙洗的最大间论距与地震大烈度有关砖混底躲框结构耕的抗震造墙数量振有纵横培两个方罚向的层播间刚度冒比决定地震烈度软为6、7乔、能够采起用7.5棕度且总层浪数不超过斗5层的底皱层框架-吐抗震墙房葱屋，允许孕采用嵌砌喉于框架之嘴间的砌体子抗震墙，醋其余情况肉应采用钢乱筋混凝土香抗震墙；瓶底部两层终框架-抗框震墙房屋灰不允许设哄置砌体抗垂震墙底部框照架-抗厦震墙房救屋的抗宣震墙布筒置应满概足的要柳求上部的砌乓体抗震墙裁与底部的婶框架梁或发抗震墙应斧对齐或基肠本对齐底框部分王纵横两个忙方向的抗让震墙应均栏匀对称分薄布或基本姻均匀对称译布置关于底框拥的风荷载程序在列计算底校框风荷浩载时没流有考虑泻风振的移影响，宗取风振询系数βz=1SATW湾E模块目编前不能直过接计算风托荷载，需骄要设计人喊员在特殊最风荷载定队义中人为冷输入；使絮用TAT督模块可以医计算底框沙风荷载内祝力底框风厌荷载的报风荷参盆数由P意MCA词D确定咐，TA灭T读取耐PMC集AD里诊面的风迷荷参数TAT模数块计算底是框风荷载括内力时考羽虑了上部畜风荷载对裤底框施加循的倾覆弯予矩，并将衬倾覆弯矩录转化为作捧用于墙、滴柱顶部的锣竖向荷载关于侧移律刚度PMC俭AD计隐算楼层鼠侧移刚狂度的基毫本假定：（1）敬楼板为刚仗体，在平至面内只平效动不转动椅，在平面董外不弯曲妨；（2）芒计算某层砖侧移刚度牌时，地板辆设为固定而端，顶板烫为滚动支鬼座；（3线）计算框趟架柱侧移销刚度只考警虑弯曲变垄形，计算奇混凝土抗材震墙和砌丢体抗震墙袭侧移刚度客同时考虑狭弯曲变形签和剪切变在形PMCA掘D目前版欲本对待洞钩口混凝土今抗震墙均缺按小洞口竹混凝土抗响震墙处理垫，对大洞怨口混凝土显抗震墙，辆用户应在刚结构建模紧时将墙段脖作为独立足墙体输入怨。混凝土聚抗震墙波高宽比绣的要求底层框架棕-抗震墙岸房屋的底宗层钢筋混闯凝土抗震绍墙，宜开嗽设洞口形恼成若干墙到段，各墙缓段的高宽眯比不宜小漏于2；对超不便开设糠洞口的带疮边框低矮潮墙，应在这墙中设置暂竖缝使墙材体分成两伍个或三个公高宽比大垮于1.5你的墙板单断元底层钢筋美混凝土抗倘震墙通过白设竖缝分葬成若干墙乘段，结构盆建模时各符墙段应作嫩为独立墙夏体分别输惕入剪力墙超控筋的处理光办法砼剪力墙辰超筋的原僚因是剪力肉墙设置过哄少底框结副构底部犁剪力墙个的数量己由构造粱要求和铃层间刚等度比控根制。墙唇体越宽任，需要把的墙体刃数量越革少；墙僵体越少就，就越广容易出何现超筋底部剪力签墙应开设汇洞口形成摆高宽比不腹小于2的架墙段，不弹宜开设洞记口的应设绵竖缝将墙痰体分成高弦宽比大于招1.5的蕉墙板单元在满足碍剪力墙勤高宽比言的前提阴下，通南过调整扔剪力墙户的数量篇，使层梨间刚度驶比落在真许可范芒围内，红以避免不剪力墙花超筋关于分析榴软件SAT己WE、生PK软思件可适再用于同录时设置惧钢筋混销凝土抗忽震墙和叠砌体墙摊的底框裙-抗震膀墙结构抓，TA礼T软件闸仅适用薪于设置邻钢筋混父凝土抗快震墙的圣底框结扇构用户应优分先适用S子ATWE宋、TAT绢模块，对效底框结构怪作空间分予析“按经剩验考虑雀墙梁上姿部作用姓荷载折奋减”由于墙匠梁的反橡拱作用同，使得街一部分最荷载直腾接传给虫了竖向遗构件，亲从而使握墙梁的祝荷载降腊低若选择此诵项，则程各序对所有虎的托墙梁诸均折减，锣而不判断盒该梁是否染为墙梁“按规范轰墙梁方法恋确定托梁住上部荷载怕”若选择茶此项，亭则程序提自动判乓断托墙震梁是否怖为墙梁践，若是杯墙梁则壮自动按惰照规范滑要求计事算梁上猫荷载，受若不是宜墙梁则辟按照均优布荷载与的方法巨加到托倡墙梁上若两项争同时选油取，则国程序对椒于墙梁哄执行“史按规范摘墙梁方春法确定买托梁上舱部荷载饶”，对膏于非墙令梁则执和行“按无经验考夕虑墙梁辆上部作堆用荷载灾折减”砖混底蛇框不计跌算地震坐力时的思设计目前的P米MCAD姥软件不能菜计算非抗厅震的砖混恭底框结构设计时可济按如下方殿法处理：1、可按提6度设防编计算，砖勿混抗震验拌算结果可毙不看2、砖拨混抗震判验算完册成后执碧行SA回TWE棋软件进剂行底框也部分内箩力的计脊算砖混底置框不计紧算地震悠力时设酸计处理方法饮的基本原牌理一般来无说，砖住混底框瘦结构按傻6度设公防计算升时地震他力并非丑控制工宏况对于构件幼的弯矩值狗基本上都但是恒+活助载控制剪帽力值，有贪可能某些鹅断面由地跳震力控制序，但该剪佛力值的大玻小与恒+乔活作用下强的剪力值腊相差也不代会很大。缴直接用该络值设计首佣先肯定偏康安全，其继次误差很誉小如果个别鬼构件出现需其弯矩值撕均由地震剥力控制，爸这种情况栗一般出现译在结构的侮外围构件询中，涉及蹈人员或者青直接采用啦改值进行您设计，误白差不大，约或者作为凑个案单独乳处理砖混底框购结构刚度草比的计算派与调整榆方法的探侍讨规范要殖求：《营建筑抗悄震设计呢规范》浅第7.忌1.8详条第3酱款明确秀规定：夏底部框体架-抗奋震墙房抢屋的纵少横两个沸方向，女第二层砍与底层过侧向刚沙度的比潮值，6遇、7度泄是不用某大于2出.5，曾8度是肺不应大猾于2.最0，且搜均不应挣小于1棍.0第4款明侧确规定：三底部两层盘框架-抗刃震墙房屋找的纵横两忠个方向，绳底部与底肉部第二层户侧向刚度接应接近，谷第三层与苹底部第二别层侧向刚跪度的比值辟，6、7怪度时不应既大于2.牲0，8度画时不应大饮于1.5延，且均不绘应小于1永.0砖混底框筐结构刚度遥比的计算座与调整菜方法的探情讨从规范雅可以看维出：由于过稼渡层为心砖房结舍构，受蹈力复杂格，若作捕为薄弱佣层，则粱结构位晃移反应努不均匀难，弹塑寒性变形许集中，恨从而对痛抗震不吩利设计的目泥标是充分军发挥底部查结构的延泽性，提高辣其在地震接力作用下香的抗变形绵和耗能能火力PMCA液D对砼墙裕体刚度的撒计算对无洞替口墙体厦的计算声：1、如宾果墙体医的高宽沫比M<李1.0渔，则只酿计算剪训切刚度沙KCW=ECAW/3Hj2、如果狭墙体的高贞宽比M>栏1.0，乖则需计算殃剪弯刚度妥KCW=1/(雁3Hj/ECAW+Hj3/12凯ECIW)对小洞座口墙体永的计算济：1、小躲洞口墙驾体的判妙断标准α=（bhhh/lwHj)1/2≤0.42、目棒前的P沸MCA辽D软件岔，对于护砖混底宿框结构否只允许洽开设小刮洞口剪纪力墙。炎对于α≥0.6着或洞口高握度大于等浴于0.8珠的大洞口子剪力墙，理则只能分挣片输入3、P济MCA旅D软件地根据开犯洞率按那照《抗削震规范唐》表7暗.2.锦3成一炼腔段洞扯口影响涛系数计密算小洞撞口剪力凉墙的刚瞒度工程算忽例本工程为药一层底部取框架剪力条墙，上部狱为5层砖躬房结构，连首层层高场3.9米毕，其余各界层层高2梨.9米，验底层砼墙查后为20候0mm，产其余各层有墙厚为2留40mm童，地震设偷防烈度为刊7度，地浑震基本加忙速度为0造.15g烈。墙体不裤开洞，康X、Y灿向的侧装移刚度焦比分别助为：K盛0=0阿.71猴<1.傅0，K穗90=薪0.4仍5<1晕.0，谱均不满椒足要求以Y向锅为例，厨墙体开堪设24斜00×璃120姥0mm礼小洞口哄，经计蛛算，α=0.3缸9＜0.抗4，符合赴小洞口的谱要求。计露算后，Y拆想的侧移含刚度比K远90=0县.46＜除1.0，愈还是不满海足要求墙体开坚设竖缝缴：1、墙搅体不开传设竖缝哭的刚度寒计算：炸墙体的逆高宽比百M=0歼.81辩＜0.婶1，因请此只计控算剪切北刚度KCW=82.年05EC2、墙唉体设竖麻缝的刚裙度计算揪：调整过程墙体开设千竖缝的计沙算开设竖狭缝如图仁所示墙段1汽的高宽呜比M1舌=39言00/辜150久0=2锣.6>悔1.0佳，需要斧计算剪子弯刚度从KCW=7.巧88EC；墙段2与的剪弯刚的度KCW=7.8肚8EC；墙段附3的高巨宽比M司3=3绒900英/14忌00=凉2.7影8>1逐.0，败需要计警算剪弯故刚度KCW=6.绣7EC。墙体设剑竖缝后的凉总刚度为ΣKCW=（7粮.88合+7.暮88+袭6.7载）EC=22拆.46刑EC墙体设竖般缝后的总晌刚度与不绩设竖缝的脊总刚度之强比为22.4爹6/82担.05=葬0.27设竖缝后舌的Y向侧移刚消度比为K90战=1.播13，支满足规树范要求设竖缝景的剪力秧墙墙体右的构造亩要求竖缝两侧尿应设置暗之柱剪力墙候的竖缝播应开到志梁底，步将剪力浙墙分成化高宽比享大于1朗.5，撑但也不青宜大于疫2.5君的若干照个墙板内单元对带边框芦的低矮钢有筋混凝土奶墙的边框报柱的配筋环不应小于虏无钢筋混袭凝土抗震铃墙的框架邀柱的配筋见和箍筋要蔬求带边框射的低矮有钢筋混灿凝土墙用的边框钟梁，应援在竖缝侍的两侧蛋1.5栽倍梁高糠的范围晕内箍筋亿加密，絮其箍筋通间距不军应大于萄100址mm竖缝的宽妥度可与墙波厚相等，呆竖缝处可模用预制钢旋筋砼块填砖入，并做疏好防水底部两劲层框架输结构的斩处理底部框架蝴-剪力墙司部分为两锻层的砖混电结构，可皆以通过开长设洞口的障方式形成存高宽比大衫于2的若能干墙段结构建苦模、复俱杂体型粥砌体房朋屋

力谈学模型注意重旗点由于计算崭结构自重打时没有从隶墙体体积涨中扣除掉禾圈梁所占心体积，也垮没有计入狗圈梁重量肤，所以输受入与不输捷入圈梁对蛙结构计算诉没有影响带裙房夺的大底衡盘砌体申房屋的窝砌体部仁分和裙储房之间吊的高差卡一般都残大于6我m，应跃设置防出振缝将鄙底部裙输房和砌估体房屋乐分离，训对砌体蛮房屋和获裙房单导独计算注意重创点多塔砌体肿房屋的各转塔和底盘踢之间的高狼差一般都割大于6m矿，应设防循震缝将各铜塔和底盘贝分离，对救各塔和底碰盘单独计看算带阁楼的心坡屋顶砌滋体房屋计产算时应用位平屋顶代区替坡屋顶南，顶层层暮高取该层辫山墙的平稳均高度。设置变粪形缝砖奋混房屋远的计算对于中间篮带变形缝妇的砖混结痛构，设计拳时应该分挠别计算按《建筑叼抗震设计畜规范》规袋定砖混结匙构按底部饱剪力法计犹算地震力炎，底部剪撤力法计算赞地震力的浪基本假定差是结构整朗体布置均泄匀对称、括楼板连续霉，而中间笔带变形缝舅的砖混结方构显然不帜符合这个跑基本假定双，所以应筝分别计算有错层穗砌体房美屋的计含算楼板高夕差小于极0.5明m，结狗构建模值时通过辫将各层维较低楼约板提升