第二十三届全国高层建筑结构学术会议论文 2014年 楼层受剪承载力的计算方法与软件实现 史建鑫 （1.中国建筑科学研究院建研科技股份有限公司PKPM设计软件事业部北京10013） 提要：本文从楼层受剪承载力理论计算方法出发，介绍了SATVE软件在统计楼层受剪承载力时的计算方法，以 及一些特殊处理的原因.
关键词：楼层受剪承载力，SATWE，简化算法 1前言 合理的建筑形体和布置在抗震设计中是很重要的，其中，规则性是一个重要概念.
“规则性”不仅包 括建筑的平、立面外形尺寸的要求，还包括抗侧力构件布置、楼层质量分布、以及楼层承载力分布的要求.
GB50011-2010《建筑抗震设计规范》第3.4.2和3.4.3条与JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》 ②第3.5.8条指出：对承载力分布不规则的楼层，其对应于地震作用标准值的剪力应乘以1.25倍的增大系 数.
由此可见，楼层受剪承载力是结构抗震设计中的一个重要指标.
2楼层受剪承载力的计算方法 软件主要按现行国家标准GB50023-2009《建筑抗震鉴定标准》国附录C中钢筋混凝土结构楼层现有受 剪承载力的规定计算楼层受剪承载力，公式如下.
对于公式没有涵盖的情况，软件在遵循公式基本原理的 基础上，也做了一些修正.
V =∑V 0.7∑V 0.7∑V (1) 式中：V，-一楼层总现有受剪承载力 EV-一框架柱层间现有受剪承载力之和 V-一砖填充墙框架层间现有受剪承载力之和 EV-一抗震墙层间现有受剪承载力之和 2.1柱的受剪承载力计算方法 在已知柱截面尺寸和配筋量的前提下，柱的受剪承载力应由以下两种计算方法的较小值确定： 作者美介：史建癌（1988一），男，张士，助理工程师
1）根据规范给出的柱的受剪承载力计算公式计算得到的数值： 2)在已知柱轴力的前提下，根据偏压构件的配筋公式，可以算出其受弯承载力M.
假定柱反弯 点位于中点，则可由M算出相应的受剪承载力V Vm = 2M / L (2) 若柱截面相对于整体坐标系XOY有转角，则计算得到的V还应投影到整体坐标系的X和Y轴上.
2.2支撑的受剪承载力计算方法 与柱不同，软件将支撑按照其与竖轴Z的夹角分为三类（如图1所示），分别用不同的方法计入其对 楼层受剪承载力的贡献.
1）与竖轴Z的夹角小于一定角度的支撑按照柱来计算其受剪承载力： 2）与竖轴Z的夹角大于一定角度的支撑不计入其受剪承载力.
因为在结构中，极少出现与竖轴Z的 夹角很大的支撑，即使存在这样的支撑，大部分也属于层内构件（即上下端并不同时与上下楼板 相连的构件），因此也就不计入其对楼层受剪承载力的贡献： 3）以上两种情况之外的支撑，按照其轴压承载力N在整体坐标系×和Y轴上的投影计入其对楼 层受剪承载力的贡献： 刚性楼板 oz>0 ∈[20° 70°] 图1支撑的不同形式 2.3混合结构中钢构件受剪承载力的折减 在水平荷载作用下，楼层中混凝土构件和钢构件的层间位移-水平荷载曲线如图2所示.
图中钢构件还 没达到其受剪承载力，混凝土构件就已经超过峰值，进入下降段.
因此，对于混合结构，在选加各构件受 剪承载力来计算楼层受剪承载力时，需要对钢构件的受剪承载力做一定的折减.
F 砼构件 钢构件 构件层间位移 图2不同材料构件的层间位移-水平荷转曲线
3 受剪承载力计算的软件实现 3.1混凝土柱受剪承载力的软件实现 根据前述柱的极限受剪承载力计算方法，程序的计算流程如图3所示： 直接计算 计算柱的 柱的受剪 受弯承载 承载力 力Max Vnsx1 计算柱的受剪 承载力Vmax2 Vnax2=2Msax/L 柱的最终受剪承载力 Vanxmin Vx1 Vax2) 图3柱极限受剪承载力计算流程 其中，若柱在重力荷载代表值作用下轴力N为压力，则参照GB50023-2009《建筑抗震鉴定标准》国 公式C.0.2来计算柱的受剪承载力： V 0.16 fabhf A h0.056N 1.5 (3) S 若N为拉力，则参照GB50010-2010《混凝土结构设计规范》公式11.4.8来计算柱的受剪承载力： Vat 0.16 fbhf A 1.5 h-0.2N (4) S 当上式右侧计算值小于f A h时，取f A S S S 义请参照相关规范.
计算柱受弯承载力相当于在已知柱截面尺寸、对称配筋配筋量和柱轴力的前提下，计算柱所能承受弯 矩的最大值，其计算流程如图4所示.
计算柱在重力荷载代 表值作用下的轴力N 压力[ N为拉力还是 计算压弯柱的受弯 压力 承载力Mmax 拉力 计算拉弯柱的受弯 承载力Max 图4柱受弯承裁力计算流程 若柱在重力荷载代表值作用下轴力N为压力，则首先计算出柱截面的受压区高度x（计算公式根据大 偏压还是小偏压有所不同），然后根据x计算受弯承载力.
具体计算公式参考GB50023-2009《建筑抗震鉴 定标准》公式C.0.3 当N≤fbh时： M = f A (h a) 0.5Nh(1N / fmbh) (5) 当N>uxfbh时： Mmx = fA (h a²) (10.5)fbh² N(0.5h a) (6) (50.8）NfxA 5= （-0.8）fbh-fA (7) 上式中具体符号含义请参照相关规范.
若柱在重力荷载代表值作用下轴力N为拉力，则受弯承载力计算公式如下： M = fA （h a²)N(0.5ha) (8) 3.2混凝土支撑受剪承载力的软件实现 如前文所述，与竖轴Z的夹角0.13时： A_J M =1.15(1 N )Wf (12) A f 3.4钢支撑受剪承载力的软件实现 若钢支撑与Z轴夹角小于20"，则按照钢柱计算其受剪承载力：若钢支撑与Z轴夹角在[20° 70]范围内， 则按照图5所示的支撑轴压承载力计算流程计算其能承担的轴压力最大值N.
计算支撑根据截面积得 计算支撑在X和Y方 到的抗压承载力Nc 向的欧拉力Nx和Ny 计算支撑在重力荷载代 表值作用下的轴力N ↑ 支撑的轴压承载力为 Nmax=min (min (Nx Ny) N Ncabs (N)) 图5支撑轴压承载力的计算流程 其中，欧拉力的计算参照GB50017-2003《钢结构设计规范》s.2.5 N =π²EA/(1.1A²) (13)
