我们上期谈到了 砌体结构中墙肢刚度的计算问题 ，指出了以下两个问题：  

1、 根据 10 版抗规第 7.2.3 条的规定，对于无构造柱的砌体结构，层间等效刚度的计算可直接按门窗洞口划分后的墙肢确定；  

2、根据 10 版抗规第 7.2.3 条的规定，对于有构造柱的砌体结构，其层间等效刚度的计算与《设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程》 JGJ/T13-94 的规定有本质的不同，主要体现在：

    1) 、按 10 版抗规的规定，有洞口墙肢侧向刚度为按毛面积计算的刚度乘以洞口影响系数。而按 JGJ/T13-94 的规定，则是按净面积计算的刚度乘以洞口影响系数。  

         2) 、按 10 版抗规的规定，洞口影响系数仅适用于开口率小于等于 0.30 的小开口墙肢，对于开口率大于 0.30 的墙肢，应按门窗洞口划分后的各墙肢来计算；而 JGJ/T13-94 则给出了开口率至 0.60 的洞口影响系数。  

    遗憾的是，目前常用的计算程序均未按 10 版抗规的要求计算砌体结构的层间等效刚度，本期我们先来看一下 PKPM 程序对墙肢刚度的处理。  

   根据 PKPM 软件所带的《砌体结构辅助设计软件 QITI 用户手册》，该程序计算墙段的刚度的原理如下：  

由上述用户手册的描述可知，PKPM在处理墙肢的刚度计算时，若同一层内砂浆强度等级相同、层高相同时，按两种情况分别来进行处理：

1、无构造柱  

当该砌体结构无构造柱，或计算不考虑构造柱的作用时，墙体刚度按墙体的净水平截面计算。  

2、有构造柱  

当该砌体结构有构造柱，或计算时考虑构造柱的作用时，墙体刚度的计算按《设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程》JGJ/T13-94的规定计算。  

我们分别对这两种处理方式进行分析：

工况一：无构造柱  

该处理方法的理论依据是，对于刚性楼盖，可认为楼板平面内无变形，此时地震剪力可按墙体刚度分配，若砂浆强度等级相同、层高相同、只考虑剪切变形时，刚度可用墙体的水平净截面面积替代。  

这种方法存在的缺点是明显的，即其 仅仅考虑了墙肢的剪切变形，未考虑墙肢的弯曲变形 ，也未考虑洞口位置对墙肢刚度的影响。如图 1 所示两片墙，虽然两墙的水平净面积相等，但是图 1( a) 的刚度明显小于图 1( b) 。而用这种方法计算出来的刚度是一样的。

由于这种计算方法的误差较大，导致地震剪力的分配也会存在较大的误差，且与10版抗规的规定也不一致。

工况二：有构造柱

对于这种情况，PKPM程序明确其墙体刚度的计算按《设置钢筋混凝土构造柱多层砖房抗震技术规程》JGJ/T13-94的规定计算。由前述可知，这种计算方法与10版抗规的规定也存在较大的出入，因此也是不准确的。

此外，老陈发现，按JGJ/T13-94的计算方法，在某些情况下还存在过低估计墙体刚度的问题。  

我们以下面的案例来进行分析：  

一根长20m、宽0.24m、高2.8m的墙肢，设有三个宽2m的洞口，开洞率为0.3，该墙肢的两端和中间设有4个0.24*0.24m构造柱。墙体砌筑用砖强度为MU10，砌筑砂浆强度为M5，混凝土强度为C20。  

工况一：不考虑构造柱的作用  

由于各个小墙肢的高宽比均小于1，因此根据10版抗规的要求，可只考虑墙肢的剪切变形，不考虑墙肢的弯曲变形，因此其刚度为墙体的水平净截面面积，由于墙体的厚度不变，其刚度也可以为墙体的水平净截面长度。由此我们可以计算出不考虑构造柱作用该墙肢的刚度为：  

4+3+3+4=14m。  

工况二：考虑构造柱的作用  

根据JGJ/T13-94，其刚度的计算方法如下：

我们可以根据上述公式计算出案例墙肢的刚度。由于H/B小于1，将公式4.2.7-2带入公式4.2.7-1，可得：

由于公式中G、H、 及b均为定值，因此实际墙肢刚度可表达为如下的计算长度：

将

代入上式，可以求得考虑构造柱作用该墙肢的刚度为13.8m<不考虑构造柱作用的刚度14.0m)。

由此我们就得到了一个非常荒谬的结论，即:在这种情况下，该墙肢考虑构造柱作用的刚度小于不考虑构造柱作用的刚度。事实上，按 JGJ/T13-94， 对于开洞率大于0.3的墙肢，这种情况普遍存在。  

由以上的分析，我们可以得到如下结论：

PKPM程序中对于墙肢刚度的计算：  

1、对于无构造柱的情况，将墙体的刚度用墙体的水平净截面面积替代。这种方法存在明显的缺点，即其 仅仅考虑了墙肢的剪切变形，未考虑墙肢的弯曲变形，且未考虑洞口位置对刚度影响 ，因此是存在较大计算误差的。  

2、对于有构造柱的情况，采用的是JGJ/T13-94的相关规定，该方法与10版抗规的规定完全不一致。  

1)、按10版抗规的规定，有洞口墙肢侧向刚度为按毛面积计算的刚度乘以洞口影响系数。而按JGJ/T13-94的规定，则是按净面积计算的刚度乘以洞口影响系数。  

2)、按10版抗规的规定，洞口影响系数仅适用于开口率小于等于0.30的小开口墙肢，对于开口率大于0.30的墙肢，应按门窗洞口划分后的各墙肢来计算；而JGJ/T13-94则给出了开口率至0.60的洞口影响系数。  

3)、当对于开口率大于0.30的墙肢，按JGJ/T13-94计算，考虑构造柱影响的刚度可能会小于不考虑构造柱影响的刚度，存在明显的错误。  

      因此，按JGJ/T13-94进行刚度计算，一方面与10版抗规不一致，另一方面对于开口率较大的墙肢刚度计算明显偏小，因此是存在较大的计算误差的，特别是对于底框结构房屋，由于按JGJ/T13-94对墙肢刚度进行计算，对过渡层砌体结构的刚度计算会明显偏小，实际过渡层与底部框架之间的刚度比会偏小，会严重影响建筑物在地震中的安全。

   综上所述，PKPM程序对墙肢刚度的两种计算方法均不同程度存在问题，会导致较大的计算误差，对于底框结构，还会导致刚度比的计算结果偏小，计算结果偏于不安全。