结构基础知识13-砖混底框

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1、砖混、底框砖混、底框 摘要：摘要： 本文总结了用本文总结了用 pkpm 进行底框结构设计的布置、 砌体结构的抗震验算、 底框进行底框结构设计的布置、 砌体结构的抗震验算、 底框-抗震墙结构抗震墙结构 的计算、砌体结构的受压计算、砌体结构高厚比验算、砌体结构局部受压计算、底框结构的计算、砌体结构的受压计算、砌体结构高厚比验算、砌体结构局部受压计算、底框结构 设计要点及砖混结构设计要点。设计要点及砖混结构设计要点。 本文总结于“本文总结于“pkpm 结构软件从入门到精通”结构软件从入门到精通” ，钢结构论坛，文献以及网上别人经验总，钢结构论坛，文献以及网上别人经验总 结。结。共共 6 页。页。 2

2、012-1-10-2012-1-29 1.底框底框-抗震墙的设计抗震墙的设计： 1.1. 第第 1 步步： 用 PMCAD 主菜单 1、2、3、建模，形成完整的几何数据文件和荷载数据文件。当然根 据新抗规的要求， 此类结构需在底框布置一定数量的抗震墙。 在布置构件时可以在相应的网 格上，既布置梁也布置墙，这是由底框-抗震墙的特性决定的，同时也是 PMCAD 建模中的 一个特例，其他情况是不允许的，还必须分清是梁承重还是墙承重。 1.2.第第 2 步步： 完成结构建模后，执行 PMCAD 主菜单 8 进行砖混结构的抗震验算砖混结构的抗震验算，同时完成以下两 项工作： 1：按基底剪力法计算地震作用

3、（含地震剪力和倾覆弯矩），并对上部砖房进行抗震验 算。 2：竖向导荷计算，把上部砖房的恒、活荷载和自重按支撑几何关系传递到底框部分， 作为底框部分空间分析的外荷载。 在 PMCAD 的这步操作中，新版软件增加了参数，其中比较重要的是“考虑墙梁作用上考虑墙梁作用上 部荷载折减系数部荷载折减系数”参数参数， 可按软件的操作提示选用。 在满足了抗震验算以及上、 下刚度比 （抗 规 7.1.8-3、4）等各项指标后，程序分别给出文本计算书以及底框荷载。 1.3. 第第 3 步步 底部框架-抗震墙的计算。 软件把房屋底框顶部切开， 将上部砌体的外荷载和结构自重， 作用在底框顶部，不考虑上不砌体的刚度的贡

4、献，把底框部分作为独立结构分析。此时有 PK、TAT、SATWE 三个软件可供选择计算,其中 SATWE、PK 可适用于同时设置钢筋混凝 土和砌体抗震墙的底层框架-抗震墙结构， 而 TAT 仅适用于砌体抗震墙的底层框架-抗震墙 结构。 1：PK 软化计算： 在 PMCAD 菜单 4 生成的各轴线平面“砖混底框”数据文件， 顶层在同一平面， 不出现错层、 斜梁， 上部荷载选择传给梁， 不传给墙。 外荷载应注意捡查调整， 并应把横梁定义为底框梁。 2：SATWE 三维设计软件计算 在“总信息”栏中“结构材料信息”设计参数里选择“砌体结构”， 随后是“砌体结构信息”栏中 “底层框架层数”，可填写一个

5、正数，也可填一个负数。填正数则按“接 PM 主菜单 8 的规范 算法”（根据“抗 GB50011-2001“），这是首选方法。仅对底框部分进行空间分析，在生成 SATWE 数据文件时，程序将只生成底框部分的几何数据文件和荷载数据文件。自动滤掉上 部砖房部分信息。可在前处理”图形检查与修改“中”各层荷载简图“里检查修改；在结构分析 时，读取的是第二次生成的数据文件。若填一个负数，则按”有限元整体算法“，将上部砖房 和底框做为一个整体，采用空间组合结构有限元方法进行分析，对于一些特殊的底框，如有 抗震缝、多塔等，第一种方法程控编制暂未考虑这些特殊因素的影响，在这种情况下，可采 用这种方法计算，但此

6、方法有些内容已超出了现行规范的规定，做为一种辅助手段，计算结 果仅供参考。 3：TAT 三维设计软件计算： 仅”高层版“TAT 提供了底框部分的空间分析计算。首先在”接 PMCAD 生成 TAT 数据“对 话框里选中”作为底框砖混计算“选项， 参数对话框中选中”框架结构“体系， 通过数据检查后， 进入”特殊荷载查看和定义” 项，并在结构顶层平面图中选中 ”砖混底框 L 即可校对确认。 底框计算的一切后处理，均 与普通框架结构一样，如位移、内力、配筋、裂缝、施工图等，其查阅方式、输出打印方式 等也与普通框架结构一样。 2.砌体结构抗震验算砌体结构抗震验算： 2.1.砌体结构抗震验算的计算过程砌体

7、结构抗震验算的计算过程： 用底部剪力法计算各层地震力按楼面刚度和墙体侧向刚度分配地震剪力到每个墙段 导算楼面荷载和墙体自重计算墙体压应力按墙体截面的抗震受剪承载力计算公式验 算个墙段的受剪承载力受剪承载力。 2.2.砌体结构抗震验算的计算内容砌体结构抗震验算的计算内容： 验算每一大片墙体的抗震受剪承载力，计算对象包括门窗洞口在内的大片墙体，求出每 一片墙体在抗震受剪时考虑压力影响的沿阶梯形截面坡坏的抗震抗剪强度。 计算结果是抗力 与效应的比值。 验算各门窗间墙段的抗震受剪承载力， 当墙段的抗震受剪承载力不满足时， 将计算出墙 段所需水平配筋的总截面面积。 2.3.参数输入参数输入： 地下室结构

8、嵌固高度（mm）3 层：当有地下室或者有半地下室时，输入地下室或半地 下室至计算水平地震力的地平面的高度，该高度值小于房屋 3 层高度。 （当输入的嵌固高度 大于 0 时， 在计算基底总地震力时不计算地平面以下结构部分的重力荷载代表值， 在计算各 层的地震力和地震剪力时，结构总高度将减去高高度值）。 施工质量控制等级：1，2，3 级对砌体的强度作相应的调整系数为 1.05，1.00，0.89。 砂浆类型：选择水泥砂浆对砌体的抗压强度（*0.9）、抗剪强度（*0.8）。 2.4.计算结果计算结果： 黄色数据：是个大片墙包括门窗洞口的抗震验算结果，数值结果是抗力与荷载效应的比数值结果是抗力与荷载效

9、应的比 值，值，标注方向与该片墙的轴线垂直。计算结果小于一，不满足抗震强度要求，用红色显示。 兰色数据：是个门窗间墙段的验算结果。标注方向与该墙段平行。不满足用红色显示，旁边 括号给出层间竖向截面中所需水平钢筋的总截面面积（mm*mm）。 白色数据：为混凝土剪力墙的剪力设计值（kn），可以根据次值对墙体进行配筋。 2.5.墙体剪力设计值计算结果墙体剪力设计值计算结果： 各大片墙剪力设计值垂直于该墙比标注，各墙段平行标注，都为白色。 3.底框底框-抗震墙结构的计算抗震墙结构的计算： 3.1.底框底框-抗震墙结构的计算过程和内容抗震墙结构的计算过程和内容： 1.计算底框-抗震墙的填充墙和其他各层砖

10、墙的抗震承载力， 以及底框结构中的混凝土剪 力墙的剪力设计值。 在底框的计算中不考虑框架承担的地震作用， 即地震作用全部由抗震墙 承担。底层的混凝土墙和满足砖填充墙的砖墙应作为受力墙输入，一般隔墙不输入。 2.计算底部各榀框架的侧向地震作用及各榀框架中框架柱有地震倾覆力矩时产生的附加 轴力。底框-抗震墙的地震剪力要根据上下层侧移刚度乘以 1.2-1.5 的增大系数；然后将地震 剪力在框架和抗震墙之间分配，分配时呼凝土剪力墙的侧移刚度乘以折减系数 0.3，砖填充 墙乘以 0.2 的折减系数，非抗震墙不再模型中输入。 3.剪力墙的内力和配筋计算：底框-抗震墙结构及半参数的输入。底框-抗震墙结构演算

11、 过程和计算结果。 完成各层抗震验算之后，程序接着算底框-抗震墙的侧向地震作用和附加轴力。（抗震 演算结果文件为：ZH*.T）框架计算结果文件为 KJ1.T 在底框框架抗震演算结果图中：黄 色数据为各榀框架侧向地震力标准值， 标注方向与框架轴线垂直； 兰色数据为各框架柱的附 加轴力标准值，数字标注方向与框架轴线平行；紫色数据剪力墙配筋结果，As 为每边端柱 的纵向配筋面积，Ash 剪力墙水平分布筋面积。K90，K0 为 90 度和 0 度方向上层砖房与底 框-抗震墙的抗侧刚度之比，大于规范的限制，用红色表示。 4.底框-抗震墙结构抗震计算结果与 PK，TAT，SATWE 接口。 4.砌体结构的

12、受压计算砌体结构的受压计算： 4.1.墙体受压计算原则及过程墙体受压计算原则及过程： 以门窗间墙段为计算单元， 当墙体中没有钢筋混凝土构造柱， 按无筋砌体有关规范计算， 有构造柱则按组合墙的有关规范计算。长度小于 250mm 的墙不做受压计算受压承载力计算 时，墙体构件按墙段自动生成，每个墙段生成一个承压构件。 4.2.墙体的受压计算结果墙体的受压计算结果： 结果文件 ZC*.T 数值为抗力与效应之比。 4.3.墙体轴力计算结果墙体轴力计算结果： 结果文件名 ZN*.T ， 单位 kN/m。 轴力设计图中黄色数据表示底层各轴个大片墙每沿米 的轴里设计值，标注方向与该片墙垂直，兰色数据表示各墙段

13、每沿米轴力设计值，标注方向 与该墙段平行。 5.砌体结构高厚比验算砌体结构高厚比验算： 5.1.墙体高厚比验算原则及过程墙体高厚比验算原则及过程： 程序把相邻两端有墙肢支撑的墙段生成墙高厚比计算单元。长度小于 1.9 米的单元不做 高厚比演算。考虑构造柱共同作用，高厚比乘以构造柱提高系数。 5.2.高厚比计算结果高厚比计算结果： 结果文件名 ZG*.T 墙体高厚比*修正的容许高厚比，前面的数字小于后面的满足要求 兰色显示，否则红色显示，不满足高厚比要求。 6.砌体结构局部受压计算砌体结构局部受压计算： 软件中的局部受压计算指的是梁端支承处砌体局部受压。有四种情况，结果文件为 JBCY*.T。图

14、中标注数据（抗力 Fa/何载效应 N0+N1） = 局部受压计算结果文件 = 节点编号: 195 梁垫类型: 无梁垫 梁支承宽度 b= 250.; 梁高度 h= 350. 梁端有效支承长度 ao(或垫块伸入墙内长度 ab)= 152.8 上部荷载产生的平均压应力 o= 0.605(N/mm2) 局部受压面积 Al= 38188.1 影响局部抗压强度的计算面积 Ao= 175200.0 梁端支承压力 Nl= 55.519(kN) 上部荷载产生的轴力 No= 23.106(kN) 上部荷载折减系数 = 0.000 压应力图形完整系数 = 0.700 砌体局部抗压强度提高系数 = 1.663 砌体抗

15、压强度设计值 f(N/mm2)= 1.50 局部受压荷载效应值(No+Nl)= 55.520(kN) 局部受压抗力值(fAl)= 66.680(kN) 66.680 55.520; 验算通过! 7.底框结构设计要点：底框结构设计要点： 1. “按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减” 由于墙梁的反拱作用， 使得一部分荷载直接传给了竖向构件， 从而使墙梁的荷载降低。 若选择此项，则程序对所有的托墙梁均折减，而不判断该梁是否为墙梁。 2.“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载按规范墙梁方法确定托梁上部荷载” 若选择此项，则则程序自动判断托墙梁是否为墙梁，若是墙梁则自动按照规范要

16、求计 算梁上的荷载，若不是墙梁则按均布荷载方式加到梁上。 若同时选择“按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减”和“按规范墙梁方法确定托梁上部 荷载”两项，则程序对于墙梁则执行“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”，对于非墙梁则执 行“按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减”。 3. “底框结构剪力墙侧移刚度是否应该考虑边框柱的作用底框结构剪力墙侧移刚度是否应该考虑边框柱的作用” 。若选择此项，则程序在计算侧 移刚度比时，与边框柱相连的剪力墙将作为组合截面考虑。否则程序分别计算墙、柱侧移刚 度。一般而言，对混凝土抗震墙可选择考虑边框柱的作用，对砖抗震墙可选择不考虑边框柱 的作用。 4. 混凝土墙与砖墙弹性模量比的输入混凝土墙与砖墙弹性模量比的输入： 适用范围：混凝土墙与砖墙弹性模量比只有在该结