多层砌体结构房屋层间墙体的水平地震剪力分配研讨.pdf

多层砌体结构房屋层间墙体的水平地震剪力分配研究① 张文芳常建兰 (太原理工大学建筑与土木工程学院 山西太原030024) 摘要 多层砌体刚性楼盖房屋抗震计算中，其层间水平地震剪力在各墙体间按等效侧移刚度分配时， 计算等效侧移刚度k往往假定层问墙体上下端截面无相对转动，且未考虑墙体的整体高宽比影响等， 从而使简化计算得到的墙体地震剪力可产生较大的误差。本文以某六层砌体住宅楼为例，采用有限元 方法进行了墙段剪力分配计算分析，并与规范规定的简化计算方法结果进行了对比。研究表明，简化 法的计算结果在某些情况下误差较大，特别是上部楼层较下部楼层墙体的计算误差更大，因此应对简 化法进行修正。 关键词 多层砌体结构；水平地震剪力；等效侧移刚度：墙体；分配 1 问题提出 剪力在各墙体间分配时，可采用简化计算方法： (1)按照第5．1．1及5．2．6条规定，一般情况下可按建筑结构的两个主轴方向分别计算水平地 震作用并进行抗震验算，各方向的水平地震作用应由该方向的抗侧力构件承担。而且水平地震剪 力在各墙体间分配时，刚性楼盖时可按抗侧力构件的等效侧移刚度分配。 (2)在计算砌体墙段的层间等效侧移刚度时，按照第7．2．3条的规定：①墙段宜按门窗洞13划 分；对小开13墙段可按毛墙面计算刚度，并根据开洞率乘以洞13影响系数。②层间墙段的刚度计 算应考虑高宽比的影响，墙段的高宽比为层高与墙长之比，对门窗洞边的小墙段为洞净高与洞侧 墙宽之比。 根据《抗震规范》上述规定，砌体房屋层间水平地震剪力在各墙体间的分配计算，主要存在 下列问题：①没有明确规定如何计算实体墙段或毛墙面(含洞口)的等效侧移剐度，而实际计算 中，往往假定层间墙体上下端截面无相对转动，且未考虑墙体的整体高宽比影响等。②没有考虑 墙段问窗台墙连梁对刚度的影响，砌体墙段一次划分完成，剪力分配也一次完成。通过结构有限 。 元计算分析表明，墙段间砌体连梁对墙体刚度会有较大影响。 本文以某六层砌体房屋为例，用有限元法计算分析了砌体墙段在水平作用下的地震剪力分 配，并与简化计算方法结果进行了对比，分析了存在的问题。 ．2简化计算方法及有关问题 对于现浇钢筋混凝土等刚性楼盖的砌体房屋，纵向和横向水平地震剪力在砌傣墙之间的分配 ①基金项目：山西省自然科学基金项目及太原市建管委城建科研项目(200534) ·_·——422·--—— 按墙体等效侧移刚度来确定。因此，墙段划分及等效侧移刚度的计算是关键问题。 2．1 考虑墙段间的整体作用划分独立墙体 在计算等效侧移刚度时，《抗震规范》将独立墙体直接按门窗洞口划分，没有考虑墙段间砌体 连梁对刚度的影响及其整体性作用；在文献【2，3】中，按不同轴线划分独立墙体。 本文提出按墙段间砌体连梁设置情况及其影响来划分独立墙体：0当洞口长度6b大于等于其 上部砌体连梁高度hb的5倍时，即bjhb≥5时，则认为属于弱连系梁，忽略其对墙段的整体性影 响，从而其两侧墙段划分到两侧不同的独立墙体中。②反之，当6b／‰5时，其两侧墙段属于同 一独立墙体。依此类推，得到各独立墙体。分段独立墙体划分如图1所示。图1a中，洞1上部砌 体连梁6b5hb，该洞边两侧墙段属于同一独立墙体A；洞2上部砌体连梁6b≥5钆，该洞边墙段 划分到两侧不同独立墙体A、B中。图lb中洞口上部砌体连梁氏Shb，该墙体为独立墙体。 f r I {1 F I ▲ f套。 ．—● o J| 蓬 rl匿 rl《 ，——T —J r r l厂I _ (b) 图1独立墙体划分示意图 2．2墙段的层间等效侧移刚度k 对于实体墙段，砌体墙