樓層抗震能力指數(shù)就好像一個(gè)“黑箱”，平時(shí)使用時(shí)只管采納軟件計(jì)算結(jié)果，但驗(yàn)算是否正確無(wú)從知曉。本篇小編從樓層抗震能力指數(shù)的推導(dǎo)開(kāi)始，帶大家學(xué)習(xí)公式的正確應(yīng)用。

一、基本概念

將樓層抗震能力指數(shù)進(jìn)行變化，可以看出，樓層抗震能力指數(shù)計(jì)算的關(guān)鍵是基準(zhǔn)面積率。此時(shí)，基準(zhǔn)面積率的概念非常清晰，即滿足抗震承載力要求的樓層抗震橫截面面積占樓層建筑面積的最小比例。對(duì)于固定的樓層建筑面積Abi，當(dāng)抗震橫截面面積Ai越大，其抵抗水平地震作用的能力就越強(qiáng);為考慮地震作用折減的相關(guān)參數(shù)。

采基準(zhǔn)面積率計(jì)bi算公式時(shí)，具有如下基本假定：

1、剪切形結(jié)構(gòu)，多層砌體房屋高寬比滿足限值時(shí)均可;

2、結(jié)構(gòu)剛度與質(zhì)量分布均勻，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)不明顯;

3、各層層高、建筑面積接近，且單位面積的重力荷載代表值相等，均為12kN/m2;

4、層內(nèi)驗(yàn)算方向上的各墻體抗震力學(xué)性能基本一致。由磚墻的抗震受剪承載力公式可知，墻體的抗震力學(xué)性能受墻體的砌筑砂漿等級(jí)、自承重墻或承重墻等因素影響。

二、公式推導(dǎo)

采用底部剪力法，求得砌體結(jié)構(gòu)某層i的水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值Fik：

假定結(jié)構(gòu)總層數(shù)為n，各層高度均為h，各層建筑面積均為Abi，折算的樓層單位面積平均重量為gE(查閱抗規(guī)，應(yīng)為重力荷載代表值下的單位平均重量，手算情況下注意此取值的用法)，則該層的地震剪力標(biāo)準(zhǔn)值Vik，對(duì)于砌體結(jié)構(gòu)α1=αmax，見(jiàn)上節(jié)：

將公式2、公式3、公式5聯(lián)立，得到：

式中，ψ為引入的墻體類別系數(shù)(考慮重要度)，承重墻取值為1.0，自承重墻取值為0.75。

參數(shù)取值方面規(guī)范采用如下形式設(shè)置：

1、γRE=1.0(固定參數(shù)取值。檢查發(fā)現(xiàn)，此時(shí)A類建筑的0.85系數(shù)并未計(jì)入YJK計(jì)算中);γEh=1.3(固定參數(shù)取值。檢查發(fā)現(xiàn)，無(wú)論如何設(shè)置參數(shù),YJK未執(zhí)行《建筑與市政工程抗震通用規(guī)范》GB55002-2021中1.4的要求);αmax=0.08(固定參數(shù)取值，6、8、9度時(shí)，此取值不會(huì)變化，會(huì)放在λ中考慮，見(jiàn)上篇文章);gE=12KN/m2(以開(kāi)間4.2m、進(jìn)深6m，層高3m，240承重墻，板厚為100m，使用功能為住宅的標(biāo)準(zhǔn)砌體結(jié)構(gòu)計(jì)算為例，gE=1.0×((0.24×18+0.04×20)×10×3/(4×6)+0.10×25+1.5)+0.5×2.0=11.4KN/m2，可見(jiàn)，此值較為接近常規(guī)的宿舍樓、住宅、辦公樓等荷載);

(引：在1987年頒布的《住宅建筑模數(shù)協(xié)調(diào)標(biāo)準(zhǔn)》中，磚混結(jié)構(gòu)住宅建筑的開(kāi)間常采用下列參數(shù)：2.1米、2.4米、2.7米、3.0米、3.3米、3.6米、3.9米、4.2;進(jìn)深常用參數(shù)：3.0米、3.3米、3.6米、3.9米、4.2米、4.5米、4.8米、5.1米、5.4米、5.7米、6.0米)

2、σ0=0.06，0.09，0.1，0.12，0.16(n-i+1)MPa，此值取值一般會(huì)保守一點(diǎn)，分別代表自承重墻和無(wú)門縱墻(傳統(tǒng)砌體結(jié)構(gòu)預(yù)制板較多、或橫墻承重較多，此時(shí)縱墻按此取值才合理，以3m墻體為例，3×(0.24×18+0.04×20)×0.001/0.04=0.064，其他依次類推)、每開(kāi)間有一個(gè)窗的自承重縱墻(受荷面積減少，比無(wú)窗墻體放大1.5倍)、無(wú)門窗承重橫墻、有一個(gè)門的承重橫墻(受荷面積減少，比無(wú)門窗墻體放大1.2倍)、每開(kāi)間有一個(gè)門或窗的承重縱墻的平均壓力。

三、樓層綜合(平均)抗震能力指數(shù)的應(yīng)用

大篇幅介紹基準(zhǔn)面積率的公式推導(dǎo)，原因在于理解公式的參數(shù)的基本構(gòu)成和公式推導(dǎo)的基本假設(shè)，這對(duì)于鑒定中采用該類方法具有重要意義。對(duì)公式的應(yīng)用注意事項(xiàng)，需從以下幾個(gè)方面來(lái)解答：

（一）底部剪力法

砌體抗震墻的抗剪力學(xué)性能和混凝土抗震墻類似，當(dāng)墻體的高寬比(墻體高度與墻體橫截面長(zhǎng)度)較小時(shí)，墻體受水平荷載后以剪切變形為主;當(dāng)高寬比較大時(shí)，墻體以彎曲變形為主。在砌體結(jié)構(gòu)層面上，宜滿足房屋高寬比的限值，房屋的變形才以剪切變形為主。因此，當(dāng)房屋高寬比不滿足《抗鑒標(biāo)》5.2.2條和5.3.3條，應(yīng)考慮體系影響系數(shù)進(jìn)行折減，或直接采用抗震承載力法進(jìn)行驗(yàn)算。需注意，當(dāng)房屋高寬比超過(guò)3.0，直接判定不滿足抗震鑒定要求。

（二）位移比超限

在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下，位移比大于1.2，可認(rèn)為結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，即剛心和質(zhì)心距離偏大，此時(shí)樓層綜合(平均)抗震能力指數(shù)是無(wú)法反應(yīng)扭轉(zhuǎn)對(duì)墻段帶來(lái)的不利影響的。根據(jù)《抗鑒標(biāo)》5.2.15條，此時(shí)應(yīng)采用墻段綜合抗震能力指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，且應(yīng)乘以扭轉(zhuǎn)效應(yīng)系數(shù)進(jìn)行放大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)系數(shù)取該墻段不考慮與考慮扭轉(zhuǎn)時(shí)的內(nèi)力比(地震水平內(nèi)力比)。通過(guò)YJK軟件復(fù)核驗(yàn)算表明，軟件自身會(huì)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)系數(shù)的放大。

此時(shí)，亦可考慮偶然偏心和雙向地震，采用抗震承載力驗(yàn)算法進(jìn)行二級(jí)鑒定，小編建議采用此方法進(jìn)行驗(yàn)算。

（三）質(zhì)量和剛度沿高度分布不規(guī)則

當(dāng)某層產(chǎn)生薄弱層，樓層平均抗震能力指數(shù)無(wú)法考慮該層的地震力放大情況。此時(shí)，應(yīng)考慮體系影響系數(shù)進(jìn)行折減，或直接采用抗震承載力法進(jìn)行驗(yàn)算。需注意，當(dāng)房屋剛度比超過(guò)3.0，直接判定不滿足抗震鑒定要求。

（四）各層建筑面積和層高接近

由公式推導(dǎo)可知，當(dāng)各層建筑面積接近時(shí)，才能采用公式5的簡(jiǎn)化形式。采用YJK軟件復(fù)核驗(yàn)算表明，軟件自身考慮建筑面積和層高的變化對(duì)樓層綜合(平均)抗震能力指數(shù)帶來(lái)的影響。可見(jiàn)，軟件并未在公式4的基礎(chǔ)上進(jìn)一步簡(jiǎn)化。這也是和規(guī)范附錄B簡(jiǎn)化計(jì)算的區(qū)別。

（五）重力荷載代表值取值問(wèn)題

公式中，單位面積的重力荷載代表值應(yīng)為12kN/m2，否則應(yīng)進(jìn)行修正。實(shí)際軟件中會(huì)直接在公式4中考慮重力荷載代表值得不同，因此軟件計(jì)算無(wú)需關(guān)注此值得修正問(wèn)題。

（六）剛性樓蓋

當(dāng)橫墻間距滿足規(guī)范要求時(shí)，樓蓋為剛性樓蓋，此時(shí)墻段地震剪力按各墻段側(cè)向剛度進(jìn)行分配，即墻段的從屬面積之和等于抗震墻凈截面面積，可直接采用樓層平均抗震能力指數(shù)計(jì)算;當(dāng)橫墻間距超過(guò)規(guī)范要求時(shí)，樓板為半剛性或柔性樓蓋，各墻段的剪力分配方式也出現(xiàn)變化。墻段的從屬面積之和不等于抗震墻凈截面面積。此時(shí)，當(dāng)采用樓層綜合抗震能力指數(shù)法時(shí)，體系影響系數(shù)取0.90進(jìn)行折減;或采用墻段抗震能力指數(shù)，體系影響系數(shù)取1.0(墻段計(jì)算時(shí)，已在從屬面積中考慮該影響，不再進(jìn)行體系影響系數(shù)的折減)。

（七）未變參數(shù)的調(diào)整

上篇中小編已經(jīng)說(shuō)明，YJK軟件計(jì)算中，γRE=1.0，γEh=1.3，αmax=0.08，未按照實(shí)際情況取值不同。實(shí)際使用中，應(yīng)注意不同參數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系及其對(duì)地震作用折減的影響，詳見(jiàn)上篇文章。

四、總結(jié)

《抗鑒定》在砌體結(jié)構(gòu)第二級(jí)鑒定時(shí)共列出了3種計(jì)算方法，三種方法使用如下表所示。本篇的目的在于告訴大家，并不是任何時(shí)候均可以采用樓層綜合(平均)抗震能力指數(shù)法。

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