一、概述
上一篇公众号，我们讨论了抗震鉴定时小墙肢的局部尺寸不足的判断原则问题，并给出了准确判断小墙肢抗震性能不足的原则以及如何采取适当的加固方法进行处理的问题。
当然，在对既有砌体结构的鉴定中，我们不仅仅面对的是小墙肢的抗震鉴定问题，还需要面对小墙肢在受压承载力问题。在工程实践中，我们往往会遇到，在既有砌体结构房屋的安全性鉴定中，利用PKPM或YJK等软件计算，部分墙体、特别是小墙垛的受压承载力会存在抗力与效应之比远远小于1.0的情况，若将该构件的安全性评级为du，则往往导致整个上部结构的安全性等级鉴定为Dsu级。而此时，该房屋的使用状态良好，并未发现小墙垛或者整个墙体出现因受压承载力不足而引起的裂缝和损伤。在这种情况下，若按照计算结果将该结构的安全性等级评定为Dsu级，则往往是偏于过于严格，是不符合工程实际情况的。那么，对于此类问题究竟如何处理，就是需要深入探讨的问题。
二、规范和软件存在的问题
现行的《砌体结构设计规范》在进行墙体的承载力设计时，认为纵横向墙体的传力路径是相互独立的，即不考虑两者之间的相互影响。比如，对于横墙承重结构体系而言，横向墙体被认为是承重墙体，其承受了楼屋面荷载以及墙体自重，而纵向墙体则被认为是自承重墙体，仅承受墙体的自重，两者各自承重，两者之间不存在竖向变形协调的问题。而事实上，在竖向荷载作用下，虽然承重墙体与非承重墙体的竖向变形可能存在不一致，但两者在交接处的竖向变形必须保持协调，因此两者的受力状态必然相互影响，而不是相互独立，即处于空间协同工作状态，由于两者的变形协调，必然会引起纵横向墙体的内力重分布情况。
而对于同一片墙体而言，墙体所承担的荷载是按楼屋面的类型来分配的。无论是PKPM还是YJK软件，对一片墙体的计算方式是一致的，对于未开洞的墙段，按整片墙段进行计算；对于开一个洞口的墙段，则分至洞口两侧的墙段，其竖向荷载的分配是按洞口中部1/2处至洞口两侧墙段开分配的；而对于开两个洞口的墙段则分为中间有小墙垛的三个墙段，中间小墙垛的竖向荷载的分配是按一个洞口中部1/2处至另一个洞口中部1/2处区域来分配的。这种分配模式，实际上是将洞口上方的墙体做为一个简支梁考虑，完全不考虑洞口上方墙体的刚度对荷载分配的影响，是不合理的。若考虑洞口上方墙体的刚度，则必然会引起各墙肢之间的内力重分布情况，可能导致该片墙体发生拱作用，即引起墙体两端内力增大，而中部内力减小的情况。
综合上述问题，对于砌体结构而言，无论是规范规定还是软件计算，均没有考虑纵横向墙体之间、同一片墙体各墙肢之间的变形协调问题，因此，其计算结果与实际情况是存在较大的误差的。若在工程实践中，发现该项目存在小墙肢计算承载力不足而实际使用状况良好时，则应充分考虑计算结果与实际情况存在的误差，从而给出较合理的评价结果。
三、关于纵横墙墙体的变形协调问题
根据相关文献的研究成果，纵横墙协同工作的影响因素较多，承重墙的间距、楼盖形式、纵横墙长度比、墙体开洞状况等因素均有影响。但从有限元分析的结果看，大致存在以下的规律：
1. 由于力的扩散作用，承重墙在楼面荷载作用下，逐渐形成一种拱式受力结构，楼面荷载作用位置越高，拱式受力结构越明显。考虑纵横墙协同工作时，在不计墙体开洞的情况下，位于房屋下部承重墙体所承受的竖向荷载低于现行规范的计算结果(偏安全)，而自承重墙体则高于规范计算的结果(偏不安全)。
2. 楼面荷载在纵横向墙体扩散与位置荷楼盖形式有关，对于单向板楼盖而言，楼面荷载大致需要经过两层高度，方可均匀扩散至自承重墙上，对于双向板楼盖而言，楼面荷载大致需要经过一层高度，就可均匀扩散至自承重墙上。此时，墙体已无承重和自承重墙体之分。
3. 墙体荷载在纵横向墙体中扩散与纵横墙体的开洞有关。
对于一般的横向承重结构体系而言，当纵墙开洞率为0时，墙体自重在纵横墙上引起的应力较均匀；当纵向开洞率达到30%时，纵向墙体引起的应力仅为未开洞时的70%；当纵向开洞率达到60%及以上时，由纵向墙体引起的应力基本均由横向承重墙体承担，对于房屋底部的墙体而言，此时纵向墙体仅承担本层墙体的自重，其上部各层引起的墙体自重均已传递至横向承重墙体上，当洞宽达到一定程度时，甚至会出现向上的力，这也个别开洞较大的底层纵墙的窗下墙顶面出现垂直裂缝的原因。
对于一般的纵向承重结构体系而言，大部分情况仍旧是横墙基本不开洞，而纵墙开洞较大，此时纵横墙之间的内力重分布与洞口的位置有关，但洞口位于墙体中间时，此时纵横墙内力分布与不开口洞情况类似，即墙体内力分布基本均匀，而当洞口位于墙体端部时，此时位于洞口端部的横向墙体不参与内力重分布。
四、建议
在对既有砌体结构的鉴定中，当我们需要面对小墙肢在受压承载力问题，首先应解决纵横墙协同工作的问题，对此，老陈建议：
1. 计算下部楼层纵横墙的平均应力
由前面所分析的，对于多层的砌体结构而言，若不考虑墙体开洞的影响，其底部楼层纵横墙应力分布基本是均匀的，因此可以首先将上部结构的总荷载(含楼屋盖荷载和墙体自重)除以纵横向墙体的总面积，得到平均应力。
2. 考虑墙体开洞的影响
1). 对于横向承重结构体系
当纵墙开洞率为0时，纵横墙的应力为第一步计算的平均应力；当纵向墙体的开洞率达到30%时，纵向墙体的应力为第一步计算的平均应力的70%，而计算横向墙体的应力，则应考虑纵向墙体减少的30%应力，重新计算其实际的应力。当纵向墙体的开洞率达到60%及以上时，纵向墙体的应力仅考虑本层及上部一层墙体自重引起的内力，其余的应力均由横向承重墙体承担。
2). 对于纵向承重结构体系
当纵墙开洞率为0时，纵横墙的应力为第一步计算的平均应力；当纵向墙体的洞口位于墙体中部时，计算得到的平均应力可不做调整；当纵墙开洞位于端部时，与该端部相连的横向墙体不参与内力分配，纵墙的内力计算可取程序计算的结果，但洞口位于墙体端部与中部之间时，可偏安全的取平均应力与程序计算结果之间的差值。
3). 对于纵横向承重结构体系
可参照纵向承重结构体系的方法处理。
在解决了纵横墙墙体的协同工作问题后，我们下期继续来探讨一片墙体中各墙肢之间的协同工作问题。
参考文献：
- 张望喜，易伟建，“纵横墙协同工作时砌体墙条形基础竖向荷载分析”，《建筑结构》，2005年7月
- 郑乔文，蒋利学， “既有建筑考虑纵横墙协同工作的砌体竖向荷载效应计算方法”《建筑科学》，2014年增刊
- 李辉， 李清洋等，“砌体结构中小墙垛受压承载力分析与评定”，《建筑结构》，2021年3月下
- 北京市地方标准，《房屋结构检测与鉴定操作规程》，DB11/T849-2021