【摘 要】在建筑工程施工中,必須要保證建筑工程結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。在建筑工程砌體結(jié)構(gòu)中,為了保證結(jié)構(gòu)的抗震性能,必須要對砌體結(jié)構(gòu)進行有效的抗震驗算,保證結(jié)構(gòu)的抗震性能的過關(guān)。在本文中,可以對某一建筑工程的砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能進行驗算時,利用手算和PKPM計算這兩種方法進行驗算,從而得出PKPM計算方式的優(yōu)勢,確保驗算結(jié)果的準(zhǔn)確性,提高建筑砌體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
【關(guān)鍵詞】砌體結(jié)構(gòu);抗震驗算;PKPM計算優(yōu)勢
在對工程砌體結(jié)構(gòu)抗震進行驗算時,要對建筑工程的各層地震力進行有效的計算,然后按照建筑結(jié)構(gòu)的剛度,使建筑工程中的每片墻體和每個墻段都可以承受一定的地震剪力。然后在計算墻體的平均壓應(yīng)力時,要嚴(yán)格按照建筑工程樓面的荷載和墻體自重以此進行計算。最后就是對砌體結(jié)構(gòu)中的每段墻體和墻段的抗震承載力進行有效的計算,主要是運用墻體截面的抗震受剪承載力的計算公式進行有效的驗算。在運用PKPM計算方法和手算方法對我國某建筑工程砌體結(jié)構(gòu)抗震性能進行有效的驗算時,以此將其進行對比分析,得出PKPM計算方法的優(yōu)勢,確保我國建筑工程結(jié)構(gòu)抗震性能過關(guān)。
一、手算和PKPM算法驗算
1、工程實例。假設(shè)我國某建筑工程,主要是縱橫墻混合承重體系,有著8度抗震設(shè)防烈度,有著等級為二級的安全指數(shù)。建筑工程的樓蓋和房蓋都是選用現(xiàn)澆混凝土板,厚度是100毫米。建筑工程高度是10米,寬是16米,長是40米。該建筑一共三層,走道長度是2.4米。
2、手算方法進行驗算。在對建筑砌體結(jié)果的抗震性能進行驗算時,可以采用底部剪力法,只需要對水平地震作用進行詳細的考慮。在建筑結(jié)構(gòu)總水平地震剪力作用下,其主要標(biāo)準(zhǔn)值FEK=amaxGeq。在其中amax主要代表的是影響水平地震系數(shù)最大的數(shù)值,在8度地區(qū),嚴(yán)格按照建筑抗震設(shè)計規(guī)范中的要求,每增加一度,地震加速度是要在0.02g。所以amax是0.16另外,Geq主要是建筑工程結(jié)構(gòu)重力荷載代表數(shù)值 ,其中G代表的是結(jié)構(gòu)重力荷載代表值。
3、PKPM計算方法主要是運用PKPM軟件PMCAD模塊,對建筑工程的抗震承載力進行有效的驗算。
二、驗算過程
1、對水平地震作用進行有效的驗算。按照相關(guān)公式,對結(jié)構(gòu)重力荷載、結(jié)構(gòu)總重力荷載、水平地震影響系數(shù)最大值和建筑結(jié)構(gòu)總水平地震剪力作用標(biāo)準(zhǔn)值進行有效的計算。
2、驗算墻體截面抗震承載力。此建筑工程結(jié)構(gòu)主要是現(xiàn)澆混凝土樓蓋和橫縱墻混合承重體系,在分配結(jié)構(gòu)的地震剪力時,可以按照墻體等效剛度進行驗算。在計算砌體墻段的等效側(cè)向剛度時,通常是會受到建筑墻體的高寬比影響。當(dāng)建筑工程的高寬比沒有超過1時,只需要對建筑結(jié)構(gòu)的剪切變形進行一定的計算。當(dāng)建筑的高寬比超過1時而且超過4時,就需要對建筑結(jié)構(gòu)的計算彎曲和剪切變形進行全面的計算。
3、在分配建筑結(jié)構(gòu)的水平地震剪力時,要根據(jù)建筑工程的體系進行分配。作為剛性樓蓋體系縱橫墻進行水平地震剪力進行分配時,主要是按照下面的公式進行分配計算。
在公式中Kim和Kik主要是建筑結(jié)構(gòu)墻體等效側(cè)向剛度,Vi主要是建筑橫向水平地震剪力。
墻體側(cè)向剛度。在驗算墻體的側(cè)向剛度時,墻體的上下端沒有發(fā)生轉(zhuǎn)動現(xiàn)象,當(dāng)建筑墻體受到單位水平作用力影響下,而由于彎曲而發(fā)生變形的現(xiàn)象或者是由于剪切而引起的變形時,就需要對其變形進行相關(guān)的計算。在計算彎曲變形和剪切變形時,計算的主要內(nèi)容包括:墻體、門墻或者是窗間墻高度;墻體、門間墻或窗間墻水平截面積和水平截面慣性矩;同時也要有截面剪應(yīng)力分布不均勻系數(shù),砌體彈性模量和剪變模量。在單位水平作用下,對墻體頂端的總變形進行計算。另外,要對建筑結(jié)構(gòu)彎曲和剪切變形的墻體進行同時計算時,或者是不用考慮彎曲變形的影響,而對剪切變形墻體結(jié)構(gòu)進行考慮時,都需要對其的側(cè)移剛度進行有效的計算。
4、建筑結(jié)構(gòu)的抗震性能和效益。在按照地震剪力分配時,通常計算出建筑結(jié)構(gòu)墻體所需要承擔(dān)的水平地震剪力,當(dāng)建筑砌體結(jié)構(gòu)要滿足抗震受剪承載力時,必須要保證建筑結(jié)構(gòu)的抗力和效應(yīng)之比大于或等于1時,才可以滿足。
5、分析和比較手算和PKPM計算結(jié)果。在比較兩種計算方式對砌體結(jié)構(gòu)的效應(yīng)時,手算計算出來墻體所受地震的作用結(jié)果和PKPM計算方法計算出來的結(jié)果相近,只有1%左右的偏差。在抗力比較時,PKPM計算值超過手算計算出來的數(shù)值。當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)墻段中段沒有構(gòu)造柱時,手算計算出來的結(jié)果與PKPM計算出來的結(jié)果沒有較大的誤差。
三、PKPM計算方式的優(yōu)勢
1、PKPM計算方式在計算時具備著全面性。在計算砌體結(jié)構(gòu)抗震性能時,手算沒有考慮建筑結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱,而PKPM計算方式對建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱進行考慮,體現(xiàn)了PKPM計算方式具備著全面性。
2、在利用PKPM計算方法進行砌體結(jié)構(gòu)抗震性能計算得出,當(dāng)建筑結(jié)構(gòu)中的構(gòu)造柱參與抗震性能中時,建筑墻段的抗力就會得到相應(yīng)的提高。
3、利用手算方法對砌體結(jié)構(gòu)的抗震性能進行計算時,當(dāng)不考慮建筑結(jié)構(gòu)的構(gòu)造柱時,手算方法有著很大的安全性和準(zhǔn)確性。在比較分析中,PKPM計算方法對砌體結(jié)構(gòu)抗震性能進行計算時,其計算結(jié)果與手算計算結(jié)果非常接近,同時PKPM計算方法全面的考慮了建筑構(gòu)造柱。因此,PKPM計算方法比手算方法在計算砌體結(jié)構(gòu)抗震性能時,有著很高的準(zhǔn)確性和可靠性。
4、在驗算砌體結(jié)構(gòu)抗震時,采用PKPM計算方式,對建筑結(jié)構(gòu)墻段中部構(gòu)造柱的抗震作用也進行仔細的考慮。同時在利用PKPM軟件驗算抗震時,在很大程度上節(jié)省了手算需要花費的時間和成本,從中可以看出PKPM計算方式有著一定的科學(xué)性和安全性。雖然在建筑結(jié)構(gòu)中,利用手算方法進行地震驗算,有很大的安全性,但是PKPM計算方法所計算出來的結(jié)果與手算方法非常接近,因此,PKPM計算方法具備著很大的安全儲備性能。
總結(jié)
在砌體結(jié)構(gòu)抗震驗算中,為了保證建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,有著較高的抗震性能,確保人們的生命安全和財產(chǎn)安全,必須要保證建筑結(jié)構(gòu)抗震驗算結(jié)果具備著安全性、穩(wěn)定性和科學(xué)性。在有效利用PKPM計算方法時,其計算方法具備著全面性、科學(xué)性和準(zhǔn)確性,在很大程度上提高了建筑結(jié)構(gòu)抗震驗算結(jié)果的安全性和穩(wěn)定性,以此提高了建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性,確保了建筑工程質(zhì)量的過關(guān),保證了人們的生命和財產(chǎn)安全。
參考文獻:
[1]韓騰飛,李永錄.砌體結(jié)構(gòu)抗震驗算手算與PKPM計算比較分析[J].山西建筑,2010,38(29):156-158.
[2]施養(yǎng)杭.石粉在石砌體結(jié)構(gòu)抗震加固中的應(yīng)用研究[J].天津大學(xué)建筑工程學(xué)院,2003,37(06):13-15.
[3]楊星.PKPM結(jié)構(gòu)軟件從入門到精通[M].中國建筑工業(yè),2008,35(03):19-25.
[4]張宇鑫,劉海成,張星源.PKPM結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)用[M].上海同濟大學(xué),2006,35(11):119-125.
[5]李民.PKPM抗震計算時構(gòu)造柱布置淺談[J].山西建筑,2010,37(06):169-171.