参考资料一 砌块剪力墙结构抗弯强度验算

一、水平荷载分配

　　地震区采用中型砌块建筑时，每个楼层都应当设置钢筋混凝土圈梁，此圈梁一般兼作开洞剪力墙的连系梁。当梁的强度满足下式要求时，在地震力作用下可考虑在梁两端形成塑性铰，并按本方法进行结构的荷载分配和抗弯强度验算：

　　

　　式中Mlf——连系梁抗裂弯矩；

　　Mlu——按纵向钢筋计算的连系梁极限抗弯矩；

　　MIQ＝IQKh——按斜截面抗剪强度计算的连系梁极限抗弯矩。

　　（一）纵、横向地震荷载（包括风荷载）由纵、横墙分别承担。纵向地震荷载按墙体刚度Ejd比分配给各纵墙。横向地震荷载的70%按各横墙刚度Ejd比进行分配，其余30%按各横墙的（楼层）负荷面积比分配，即：

　　

　　式中Qim——横墙所分配的地震荷载（剪力）；

　　Jd——横墙的等效惯性矩；

　　F——横墙的（楼层）负荷面积。

　　（二）砌块剪力墙等效惯性矩Jd，按下列公式计算：

　　

　　式中Ji、Ai——墙肢i之惯性矩和截面面积；

　　μyi——墙肢i之剪应力不均匀对变形的影响系数，查表1～3。当为矩形截面时，取μ＝1.05；
　　
　　
——连系梁对墙肢总极限约束弯矩，按（8）式计算；

　　Mzu——剪力墙墙体极限抗弯矩，按（7）式计算。

　　T型截面μy值　　 表1

　　注：B--翼缘宽度；H--截面高度；t--腹板和翼缘厚度。

　　工型截面μy值　　 表2

H/t	B/t
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
10 12 14 16 18 20 21 22 23	1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05	1.12 1.10 1.09 1.09 1.08 1.08 1.07 1.07 1.07	1.20 1.17 1.15 1.13 1.12 1.11 1.11 1.10 1.10	1.29 1.24 1.21 1.18 1.16 1.15 1.14 1.14 1.13	1.38 1.32 1.27 1.24 1.21 1.19 1.18 1.17 1.17	1.47 1.39 1.33 1.29 1.26 1.23 1.22 1.21 1.20	1.56 1.47 1.40 1.35 1.31 1.28 1.27 1.25 1.24	1.65 1.54 1.47 1.41 1.36 1.32 1.31 1.29 1.28	1.74 1.62 1.53 1.46 1.01 1.37 1.35 1.34 1.32	1.84 1.70 1.60 1.52 1.46 1.42 1.40 1.38 1.36	1.93 1.78 1.67 1.58 1.52 1.46 1.44 1.42 1.40	2.02 1.85 1.73 1.64 1.57 1.51 1.48 1.46 1.44	2.12 1.93 1.80 1.70 1.62 1.56 1.53 1.50 1.48
24 25 26 27 28 29 30 32 34 36 38 40 45 50	1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05	1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06	1.10 1.09 1.09 1.09 1.09 1.08 1.08 1.08 1.08 1.07 1.07 1.07 1.07 1.06	1.13 1.12 1.12 1.12 1.11 1.11 1.11 1.10 1.10 1.09 1.09 1.09 1.08 1.08	1.16 1.15 1.15 1.14 1.14 1.14 1.13 1.12 1.12 1.11 1.11 1.10 1.10 1.09	1.20 1.19 1.18 1.17 1.17 1.16 1.16 1.15 1.14 1.13 1.13 1.12 1.11 1.10	1.23 1.22 1.21 1.21 1.20 1.19 1.19 1.18 1.17 1.16 1.15 1.14 1.13 1.12	1.27 1.26 1.25 1.24 1.23 1.22 1.22 1.20 1.19 1.18 1.17 1.16 1.15 1.13	1.31 1.29 1.28 1.27 1.26 1.25 1.24 1.23 1.22 1.20 1.19 1.18 1.16 1.15	1.34 1.33 1.32 1.31 1.29 1.28 1.27 1.26 1.24 1.23 1.22 1.21 1.18 1.17	1.38 1.37 1.35 1.34 1.33 1.32 1.30 1.29 1.27 1.25 1.24 1.23 1.20 1.18	1.42 1.40 1.39 1.37 1.36 1.35 1.33 1.31 1.29 1.28 1.26 1.25 1.22 1.20	1.46 1.44 1.42 1.41 1.39 1.38 1.37 1.34 1.32 1.30 1.29 1.27 1.24 1.22

　　王型截面μy值　 表3

H/t	B/t
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13
20 22 24 26 28 30 32 34 36	1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05	1.08 1.07 1.07 1.07 1.07 1.06 1.06 1.06 1.06	1.12 1.12 1.11 1.10 1.10 1.09 1.09 1.09 1.08	1.18 1.17 1.16 1.15 1.14 1.13 1.12 1.12 1.11	1.24 1.22 1.21 1.19 1.18 1.17 1.16 1.15 1.15	1.31 1.28 1.26 1.24 1.22 1.21 1.20 1.19 1.18	1.37 1.34 1.31 1.29 1.27 1.25 1.24 1.23 1.21	1.43 1.40 1.37 1.34 1.32 1.30 1.28 1.26 1.25	1.50 1.46 1.42 1.39 1.36 1.34 1.32 1.30 1.29	1.57 1.52 1.48 1.44 1.41 1.38 1.36 1.34 1.32	1.63 1.58 1.53 1.49 1.46 1.43 1.40 1.38 1.36	1.70 1.64 1.59 1.54 1.51 1.47 1.44 1.42 1.40	1.76 1.70 1.64 1.59 1.55 1.52 1.49 1.46 1.43
38 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50	1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05 1.05	1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06 1.06	1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07 1.07	1.11 1.11 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.10 1.09 1.09 1.09	1.14 1.13 1.13 1.13 1.13 1.12 1.12 1.12 1.12 1.12 1.11 1.11	1.17 1.16 1.16 1.16 1.15 1.15 1.15 1.15 1.14 1.14 1.14 1.14	1.20 1.19 1.19 1.19 1.18 1.18 1.18 1.17 1.17 1.17 1.16 1.16	1.24 1.23 1.22 1.22 1.21 1.21 1.20 1.20 1.20 1.19 1.19 1.18	1.27 1.26 1.25 1.25 1.24 1.24 1.23 1.23 1.22 1.22 1.21 1.21	1.31 1.29 1.28 1.28 1.27 1.27 1.26 1.25 1.25 1.24 1.24 1.24	1.34 1.32 1.32 1.31 1.30 1.30 1.29 1.28 1.28 1.27 1.27 1.26	1.38 1.36 1.35 1.34 1.33 1.33 1.32 1.31 1.31 1.30 1.29 1.29	1.41 1.39 1.38 1.37 1.36 1.36 1.35 1.34 1.33 1.33 1.32 1.31

　　二、抗弯强度验算

　　砌块剪力墙结构的抗弯强度，按下列公式验算（图1）：

　　
　　式中Mg——剪力墙受拉钢筋的极限抗弯矩；

　　Kz、Kg——砌体及钢筋受弯安全系数；

　　Zi——墙肢i之轴向压力Ni至极限剪压区

　　
形心间的距离；

　　Zai——墙肢i之受拉纵向钢筋Agi至Au形心间的距离；

　　
墙肢i之轴向压力，其中Nqi为房屋竖向荷载产生，
l为侧向力产生，压为正；

　　
单根连系梁之极限抗弯矩，ho为连系梁有效高度；

　　n′——设置钢筋混凝土连系梁的总层数；

　　φ′——连系梁内力重分布不完全系数，根据at值（或近似按as值）查表4；

　　ηi——墙肢i的协同工作系数。对于大墙肢，取1.0；对于小墙肢：当大小墙肢刚度EJ相差大于10倍时，取0.8；当相差2～10倍时，取0.9；当相差小于2倍时，取0.95；

　　2s、2s1、2s2——相邻墙肢重心线间距离；

　　2L、2l1、2l2——连系梁计算跨度，取净跨加梁高一半。

　　连系梁内力重分布不完全系数φ’　　 表4

at	≤3	4	5	7	9	≥10
as＝ /（Mzu＋ ） φ′	≤0.18 1.00	0.21 0.95	0.24 0.90	0.29 0.85	0.32 0.80	≥0.34 0.75

　　三、计算实例

　　今以兰州粉煤灰砌块建筑足尺抗震试验模型为例，验算在7度地震作用下之抗弯强度。

　　（一）主要技术条件

　　五层，层高h＝2.8m，三开间，平面布置见图2。砌块抗压强度大于100号，底层砂浆强度R2＝58.4kg/c㎡②轴横墙连系梁，系钢筋混凝土现浇圈梁兼，尺寸为24×30cm（包括楼板厚），上下各配2ф10钢筋，200号混凝土；④轴横墙窗过梁下部为钢筋混凝土圈梁，上为砌块，高90厘米；连梁总高为1.2米。产生地震力之筑物总重量W＝437.3t。

　　（二）截面几何特征

　　①轴墙（图3）：

　　

　　查表3得：

　　

　　
　　

　　墙肢1（左肢）：

　　

　　

　　墙肢2（中肢）：

　　

　　墙肢3（右肢）：

　　

　　③轴墙（图5）：

　　

　　④轴墙（图6）：

　　

　　墙肢1（左肢）：

　　



　　墙肢2（右肢）：

　　

　　（三）连系梁对墙肢总极限约束弯矩

　　②轴墙：

　　
　　
　　

　　对于正向，因ho/1＝1.165/0.9＝1.29＞1.0，故按深梁理论，近似取Za＝0.5ho＝0.5×1.165＝0.6m。

　　

　　

　　
　

　　轴压力N在截面上作用点位置可规定为：墙体自重和侧力产生的附加轴力，作用于截面形心；楼层荷重，作用于横墙或墙肢宽度中心。

　　

　　
　　
　　模型试验加荷比例为：①轴墙∶②轴墙∶③轴墙∶④轴墙＝0.263∶0.232∶0.263∶0.242

横向地震荷载按各横墙刚度比和负荷面积比的分配率（加荷比即相当负荷面积比）：

　　

　　
　　

        (反向及纵向抗弯强度验算略)