R/C构造柱与砖墙协同工作：建筑行业管理与结构数力分析

关于砖砌墙体与R/C构造柱之间协同工作的计算。在试验研究的基础上，采用结构力学的简化方法，曾作了初步探索。在“带构造柱墙体的弹性简化计算”中曾假定圈梁与构造柱上端连结为铰接。求得了墙柱间水平力分配系数：对墙为α；对柱为β=1-α。显然，由于上述连结假定，降低了构造柱的刚度而使得β值偏小。现考虑另一种极限情形，部分修改“带构造柱墙体的弹性简化计算”中第二假定，仍令圈梁EJ=∞，构造柱与圈梁刚性固定。框架计算图形见图1。

图1

在水平力p1作用下，单柱顶端水平变形与水平力的关系见图2：

图2

考虑到双柱，则

利用②式与“带构造柱墙体的弹性简化计算”中③式相等之条件：

并与“带构造柱墙体的弹性简化计算”中①式联立得：

所以p2=α′p

所以β′=1-a′=0.03

构造柱上端与圈梁之连结，可视具体情况而简化为铰接、刚性固定和弹性固定，如果简化为弹性固定而对上述试验墙体，则有0.01＜β′＜0.03

在构造柱与顶部圈梁刚性固定的假定下，组合墙体顶端水平变形：(www.xing528.com)

组合墙体顶端水平变形，简化理论计算值与试验值的比较见表1。

表1

在水平力作用下，见图3，构造柱Mmax值

图3

在砖墙和R/C构造柱协同工作上，通过构造柱与圈梁连结的不同计算假定，有如下几点认识：

1.构造柱与圈梁的刚性连结计算假定使得β值提高。通过特定的试验墙体的计算，β值增大二倍。

2.构造柱与圈梁的连接形式，对组合墙体水平变形影响微弱。对试验墙体顶端水平刚度计算表明，刚接时D=27.8T/mm，铰接时D=26.6T/mm，试验值为D=25.5T/mm。

3.构造柱与圈梁的连接假定不同，改变了构造柱内M的分布图形。铰接时，柱反弯点位于顶部；Mmax=0.005ph；刚结时反弯点位于柱高中点，Mmax=0.0075ph；实事上柱子反弯点应位于柱高中心以上，参照柜架计算的反弯点计算法，反弯点位于柱高处，柱中Mmax=0.01ph。

4.山东省建研所张宏熙工程师曾试图将变分法应用于上述墙柱协同分析。所获得的柱内M分布图形沿柱高为双曲函数。与上述构造柱与圈梁刚性连结计算结果相类似。