审图要求按《抗规》13.2.3条等效侧力法计算砖砌女儿墙最大高度？

Kengyo

广州7度区，6层框架宿舍楼，阳台处砖砌120厚女儿墙1300mm高，每3m设构造柱120*180，砖砌的女儿墙上有钢筋砼压顶100厚。
     审图回复：1、构造柱截面不够，无法抵抗水平力。2、按《抗规》13.2.3条等效侧力法计算砖砌女儿墙最大高度（即非结构构件抗震验算）。

    1、 颜工如何看待审图的这两点？审图中心的说法正确吗？
    2、 还有，按《抗规》13.2.3条等效侧力法计算砖砌女儿墙最大高度？不知怎计算，我在网上下载一篇有关“计算砖砌女儿墙最大悬臂高度”的文章，但无法计算到文章的结果：“　1) 不设置构造柱的情况时，女儿墙不设置构造柱时最大悬臂高度为930mm。”、“2) 设置构造柱的情况时，女儿墙设置构造柱时最大悬臂高度为1330mm。”、“构造柱最大间距为3.75m。”……期待颜工能赐教完善这3个值的计算过程，我计算N次都计算不到。感激不尽……

     原文如下：

在建筑工程设计中，由于建筑立面造型的变化，女儿墙高度不仅仅要满足使用功能的要求，而且要满足立面造型的要求，因此为了保证女儿墙的安全，女儿墙的安全性计算及女儿墙的加强措施，在整个工程结构设计中愈来愈重要。屋面女儿墙使用得较多的形式有两种：砌体和钢筋混凝土女儿墙。在一般情况下，后者的高度取值要比前者灵活，且不必设置构造柱。

　　根据《建筑抗震设计规范》GB-50011-2001第3.7.1条规定，屋面女儿墙作为围护墙体，属于非结构构件范畴。非结构构件自身及其与结构主体的连接需进行抗震设计。非结构构件设防目标要与主体结构三水准的设防目标相协调。非结构构件和其所在的主体结构组成一个总的系统，这个总系统的地震反应状态，同二者连接状况，质量比和阻尼特征有关，通常情况下，上人屋面的女儿墙需要设计成立面悬臂式的，以免占据屋顶空间。这就提出了以下二个问题：砌体女儿墙的最大悬臂高度和为了保证女儿墙的整体性所需的构造柱间距是多少？实际上，女儿墙的最大悬臂高度和构造柱的间距不仅由墙体自身的材料及其截面特性决定，还取决于抗震设防烈度和当地风荷载的大小。除60m以上的高层建筑外，地震作用和风荷载作用可不同时考虑，因此笔者在本文中对二者共同作用不再赘述，只考虑地震单独作用时墙体受力机理。当风荷载起主导作用时，两种作用应分别计算，取其安全值。女儿墙的水平地震作用采用等效侧力法计算,以石河子地区为例, 石河子地区抗震设防烈度为7度,女儿墙使用M5混合沙浆砌筑的240mm厚MU10实心粘土砖女儿墙，计算屋面女儿墙最大悬臂高度及其构造柱间距。

1　屋面女儿墙最大悬臂高度及构造柱间距的计算

　　1．1 屋面女儿墙最大悬臂高度的计算

　　一般情况下女儿墙根部设有混凝土梁、板或圈梁，可视其为墙体的固接支座；墙体顶部为自由端，不存在支承点之间的相对位移所产生的影响，从而可将女儿墙简化为一静定悬臂构件。且女儿墙重力远小于顶层的重力,在地震力的作用下，女儿墙的受力机理等效于：集中力作用于自由端处的悬臂构件。构件破坏面出现在女儿墙根部，呈通缝状，属弯曲抗拉破坏。受弯构件承载力计算公式为：M=ftm*W，砖混结构中女儿墙地震力FEh取值仅考虑墙体自身重量，忽略自振周期、特征周期和阻力调整系数的影响。在此处计算女儿墙的水平地震力时，未沿用底部剪力法中常规的G乘以3的放大系数的算法；而是采用等效侧力法即单质点非结构构件的抗震简化计算方法。等效侧力法计算水平地震作用的标准值为：F=γ*η*ζ1*ζ2*αmax*G,其中γ为非结构构件功能系数,η为非结构构件类别系数,ζ1状态系数,ζ2位置系数取2.0，G为非结构构件的重力，αmax为水平地震影响系数最大值 。

　　计算参数为：墙体自重 g=5.36KN/m2；砌体抗拉强度 ftm=0.11MPa；水平地震影响系数最大值αmax＝0.08。考虑各种基本地震加速度的地区，非结构构件类别系数取 （按丙类建筑考虑）：η＝3.0；非结构构件功能系数取γ＝1.4；状态系数取（不设置构造柱的取值）ζ1＝1.0；（设置构造柱的取值）ζ1＝2.0；位置系数（建筑屋顶点取值规定）ζ2＝2.0；组合分项系数承载力抗震调整系数 (非承重墙体) γRE＝0.750。

　　取单位长度1m为计算单元：

　　1) 不设置构造柱的情况时，墙体截面抵抗矩：W=（1/6）bh2；墙体底部压应力δ=M/W；有H=930mm；女儿墙不设置构造柱时最大悬臂高度为930mm。

　　2) 设置构造柱的情况时，有H=1330mm，女儿墙设置构造柱时最大悬臂高度为1330mm。

　　1．2 屋面女儿墙构造柱间距的确定

　　设构造柱间距为L.由于摩擦力不作为抵抗地震作用的抗力，则假设底部断面破坏后，我们可将构造柱间的墙体视为水平简支梁或连续梁，构造柱视为墙体的支座进行计算。此时，墙体破坏属砌体沿齿缝弯曲抗拉破坏，ftm=0.23MPa，fv=0.11 MPa

　　取单位高度1m为计算单元，h墙厚＝240mm。

　　墙体自重为5.36KN/m,有 V*γRE≤fv*b*z，其中z＝2/3h　　有L=3.75m

构造柱最大间距为3.75m。

1.3．构造柱的计算
　　根据上述方法，把墙体的水平地震力传递到构造柱上，可按一般的悬臂构件计算方法计算构造柱配筋（注意：状态系数应取2.0）。

Yan

120砖墙的女儿墙高度1.3m，要验算风力、地震力等水平力作用下的稳定。

您给的文章有些参数对不上，自己算一个不设置构造柱的情况：

计算参数：墙厚 0.24m，自重 5.36KN/m2，砌体抗拉强度 ftm=0.11MPa，地震力按 MorGain 的“构件的地震作用”子程序算得 3.09kN/m2，γEh=1.3。

将女儿墙底部弯矩 M = q * L^2 /2 代入 M ≤ ftm * W：
1.3 * 3.09 * L^2 /2 = 110 * 1 * 0.24^2 / 6
L = 0.73m


附“构件的地震作用”子程序计算结果，附件为 mgs 原始数据：

1  构件的地震作用： GJ-1　
　
1.1  基本资料　
1.1.1  工程名称： 工程一　
1.1.2  建筑抗震设防类别为丙类，建筑构件属于附属构件类别中的女儿墙，查《建筑抗震设计规范理　
    解与应用》表 13.3-1，功能级别为三级，非结构构件功能系数 γ ＝ 0.6　
1.1.3  查表 13.3-1，非结构构件类别系数 η ＝ 3　
1.1.4  状态系数 ζ1 ＝ 2； 位置系数 ζ2 ＝ 2　
1.1.5  抗震设防烈度为 7 度，设计基本地震加速度值为 0.10g，　
    水平地震影响系数最大值 αmax ＝ 0.08　
1.1.6  非结构构件的重力 G ＝ 5.36kN　
　
1.2  计算结果　
1.2.1  采用等效侧力法时，非结构构件的水平地震作用标准值 F 按抗震规范式 13.2.3 计算：　
    F ＝ γ * η * ζ1 * ζ1 * αmax * G ＝ 0.6*3*2*2*0.08*5.36 ＝ 3.09kN　

Kengyo

原来现在新版的morgain可以算啊，谢谢管理员的解答，感谢……

Kengyo

颜工，晚辈有个问题不明，对于非结构构件（女儿墙）的抗震验算，上面回复的“将女儿墙底部弯矩 M = q * L^2 /2 代入 M ≤ ftm * W”，公式中“M ≤ ftm * W”是不是应该为“γRE*M ≤ ftm * W”？因为为7度抗震区的抗震验算，是不是要乘多个承载力抗震调整系数γRE才正确？但！这样女儿墙的悬臂高度变高了（考虑承载力抗震调整系数γRE后，L=0.83m变为L=0.91m，此时γRE取0.75），有点奇怪，考虑γRE反而可将悬臂高度取得更高。迷惑……
   但此γRE是不是取《砌体规范》79页：γRE＝0.75？
   谢谢颜工！

Yan

截面抗震验算的设计表达式：S≤R/γRE

抗震规范、砌体规范对砌体受弯都没有抗震调整系数，所以受弯承载力没有除抗震调整系数。

Yan

原来现在新版的morgain可以算啊，谢谢管理员的解答，感谢……
Kengyo 发表于 2009-4-11 13:08

“构件的地震作用”子程序只是计算非结构构件的地震作用。

记得有本《抗震设计手册》中也有计算非结构构件地震作用的内容，两本书系数略有不同。

Kengyo

茅塞顿开！谢谢颜工的指导。

yaokd

计算中有两个问题：
1，按规范公式13.2.3计算出来的值是作用在构件重心的集中力。
2，上述值是标准值，而砌体抗弯计算的弯矩是设计值。

Yan

计算中有两个问题：
1，按规范公式13.2.3计算出来的值是作用在构件重心的集中力。
2，上述值是标准值，而砌体抗弯计算的弯矩是设计值。
yaokd 发表于 2009-4-12 09:42

1、非结构构件的重力 G ＝ 5.36kN、水平地震作用标准值 F ＝ 3.09kN 都是每平米的。
2、2F 贴中的 M 漏乘分项系数 γEh。

2F 贴已经加上  γEh 编辑修改好了，原先 L = 0.83m 改为 L = 0.73m，谢谢您的提醒。