底部框架房屋

2024-09-15

底部框架房屋（共7篇）

底部框架房屋篇1

0 引言

底部框架—抗震墙房屋, 即通常所说的底框结构, 是指底层或底部两层为钢筋混凝土框架—抗震墙结构, 上部几层为砌体 (砖或小砌块) 承重的多层房屋。底框结构下部由于使用功能要求, 往往要求大空间, 而上部为较小开间的住房或办公用房, 因而在结构处理上, 底部做成钢筋混凝土框架和剪力墙, 上部为设有构造柱的砖墙, 形成规范所说的底部框架—抗震墙房屋。

1 底框结构的震害分析及抗震体系要求

历次地震如1976年我国的唐山地震, 1989年澜沧耿马地震, 1995年日本神户地震及2008年我国的汶川地震等都有底框结构房屋底层破坏和倒塌的实例。这是由于上部各层砖砌体结构纵、横墙密, 抗侧移刚度大, 而底层框架—抗震墙结构抗侧移刚度相对减小, 形成“下柔上刚”的结构体系。这种刚度变化使房屋的侧移集中发生于相对薄弱的底层, 过量的侧移引起底层严重破坏。

底框结构抗震体系对于房屋的抗震能力是至关重要的。房屋结构应有明确的计算简图和合理的传力途径;应具有一定的承载能力、变形能力和耗能能力;不应具有特别薄弱的楼层或部位等。

2 底框抗震墙的设置

对于底框抗震墙设置, 应按照GB 50011-2008建筑抗震设计规范第7.1.8条规定执行:房屋的底部, 应沿纵、横两方向设置一定数量的抗震墙, 并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。6度, 7度且总层数不超过5层的底层框架—抗震墙房屋, 应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙, 但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力;其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙[1]。

底部抗震墙的布置不能仅着眼于底层的对称和均匀, 还需考虑上面几层的质心位置, 使底层纵向和横向的刚心尽可能与整栋房屋的质心相重合[2]。底层设置一定数量的钢筋混凝土墙, 以增强底层的侧移刚度并提高其承载能力。底层框架抗震墙房屋是由两种承重和抗侧力体系构成的, 底层具有较好的承载能力、变形和耗能能力。上部砖房部分虽具有一定的承载能力, 但变形和耗能能力较差。因此, 对于底层框架抗震墙房屋的底层抗震墙设置应适当。设置太少, 则底层为薄弱楼层, 造成强烈地震作用下的弹塑性变形集中而破坏严重, 并将危及整个房屋的破坏;设置过多, 则薄弱楼层转移到上部砖房部分中的相对薄弱楼层, 因上部砖房的变形和耗能能力较差而大大削弱房屋的整体抗震能力。

3 上部砖砌体与底部框架梁或抗震墙对齐布置

按照GB 50011-2008建筑抗震设计规范第7.1.8条规定:上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐。在实际工程中, 上部砌体结构的承重墙间距很密, 如果完全按照上部墙体与下部框架梁完全对齐, 则下边的柱子将会很多, 严重影响底层使用功能。《建筑抗震设计规范疑难解答》一书中提供了量的标准, 即大部分砌体抗震墙由下部的框架主梁或钢筋混凝土抗震墙支撑, 每单元砌体抗震墙最多有两道可以不落在框架主梁或钢筋混凝土抗震墙上, 而由次梁支托 (二次转换) 。

4 托墙梁设计

从实验室的试验和有限元分析结果看, 墙梁组合的作用十分明显, 但其受力状况也非常复杂。考虑到地震时梁上墙体严重开裂, 若拉结不良则出现平面倒塌, 震害十分严重。底框结构的托墙梁与非抗震设计的墙梁受力状态有所差异[4]。当计算有框架柱落地的托墙梁与上部墙体的组合作用时, 应计入地震时墙体开裂对组合作用的不利影响, 可调整有关的弯矩系数、轴力系数等计算参数。

当托墙梁上部各层墙体不开洞和跨中1/3范围内开一个洞口时, 可采用折减荷载的方法。托墙梁弯矩计算时, 由重力荷载代表值产生的弯矩, 4层以下全部计入组合, 4层以上可有所折减, 取不小于4层的数值计入组合;对托墙梁剪力计算时, 由重力荷载产生的剪力不折减[1]。

5 上下层刚度比控制

《建筑抗震设计规范》规定:底部框架—抗震墙房屋的纵横两个方向, 第二层与底层侧向刚度的比值, 6度, 7度时不应大于2.5, 8度时不应大于2.0, 且均应不小于1.0。底部两层框架—抗震墙房屋的纵、横两个方向底部与底部第二层侧向刚度应接近, 第三层与底部第二层侧向刚度的比值, 6度, 7度时不应大于2.0, 8度时不应大于1.5, 且均应不小于1.0。

由于底部框架—抗震墙房屋顶部刚度很大, 吸收的地震力也很大, 为满足承载力要求, 底部一般要布置较多剪力墙。房屋按上述处理后, 过渡层与下相邻层的刚度比上限一般容易满足, 但下限却很难满足。可采用下列措施使侧向刚度比下限满足规范要求:适当减小底层剪力墙的长度, 剪力墙上设置结构洞口或设置竖缝, 增加底层层高, 减小过渡层层高, 尽可能地减小底层框架柱截面等。

6 过渡层构造措施

底部框架—抗震墙结构是一种由不同材料构成并且竖向承重构件不连续的结构。加强底框上一层砌体结构与底框的连接, 对上部结构水平作用的有效传递将起到很好的作用。

过渡层构造柱的纵向钢筋, 7度时不宜少于4Φ16, 8度时不宜少于6Φ16。一般情况下, 纵向钢筋应锚入下部框架柱内;当纵向钢筋锚固在框架梁内时, 框架梁的相应位置应加强。

过渡层的底板应采用现浇混凝土板, 板厚不应小于120 mm;并应少开洞、开小洞, 当洞口尺寸大于800 mm时, 洞口周边应设置边梁[1]。

7 工程实例

北京市密云区某住宅楼为底部框架—抗震墙房屋。首层为框架—抗震墙商铺, 2层～6层为砖砌体住宅。该住宅楼仅楼梯间四周设置纵横剪力墙, 底层刚度不满足要求, 必须增加剪力墙。经与建筑专业协商, 结合建筑立面效果, 采取在四角设置剪力墙及剪力墙上设置洞口等措施, 使得2层与底层侧向刚度比达到规范要求。该住宅楼2层及3层楼板结构图见图1。

8 结语

建立正确的结构模型, 进行准确受力分析是底框结构设计的关键。在设计中, 应合理布置框架柱及剪力墙、进行刚度比控制、采取加强过渡层构造控制等措施。

在方案设计阶段, 结构专业应与建筑专业协商, 结合建筑专业立面风格及使用功能要求, 确定剪力墙位置, 使剪力墙布置既满足结构受力要求, 又满足建筑使用功能要求。

摘要：针对底框结构设计, 探讨了底框结构的抗震体系要求、底框抗震墙的设置、过渡层构造及上下层刚度比控制等问题, 指出建立正确的结构模型, 进行准确受力分析是底框结构设计的关键, 以积累底部框架—抗震墙房屋的设计经验。

关键词：底框结构,抗震墙,托墙梁,过渡层,刚度比

参考文献

[1]GB 50019-2003, 建筑抗震设计规范[S].

[2]龚思礼.建筑抗震设计手册[M].北京:中国建筑工业出版社, 2003.

[3]王晓峰.框架—剪力墙结构优化设计[J].山西建筑, 2007, 33 (4) :87-88.

[4]王亚勇, 戴国莹.建筑抗震设计规范疑问解答[M].北京:中国建筑工业出版社, 2007.

底部框架结构房屋的抗震设计探讨篇2

1.1 房屋的层数层高和总高度限值。

在设防烈度为6、7、8、9度时, 底部框架砖房的总高度不应超过26、23、20和14m。总层数分别不宜超过8、7、6、4层, 且砖混层的层高均不宜超过4m。对上部砖混层为医院、教学楼等横墙较少的底部框架-抗震墙砖房的总高度, 应比上述规定降低3m, 层数相应减少一层, 以保证上部砖房的抗震能力。

1.2 建筑平立剖面及结构布置。

底部框架砖房的平、立、剖面应简单、规整, 避免楼层错层, 平面上质量和刚度均匀对称、四周闭合, 尽可能地减小扭转效应。底部框架砖房的底部应采用全框架形式, 并应沿纵、横两个方向对称布置一定数量的抗震墙, 设防烈度为7度且总层数不超过5层时, 可采用嵌砌于框架之间的粘土砖墙或混凝士小砌块墙, 其余情况应采用钢筋混凝土墙或两者兼用。

为保证抗震横墙和框架柱能合理地承担水平地震力以及尽量做到纵墙不先于抗震横墙破坏, 根据楼、屋盖水平变位要求, 这类房屋的抗震横墙间距应满足:在设防烈度为6、7、8、9度时, 底部框剪层分别不能超过25、21、18和15m。抗震墙在布置应做到:第2层与第l层抗震墙的平面位置一致、截面尺寸相同, 以满足规范要求;抗震墙布置于上层砖房没有砖抗震墙轴线处, 且最好布置在外围或靠近外墙处, 以获得最大的抗扭刚度;纵、横向抗震墙尽可能地连为一体, 组成L、T、门形, 以获得较大的整体抗弯刚度。此外, 底部框架砖房的砖砌体和混凝土结构部分还应分别符合多层砖房和多层混凝土结构房屋的有关规定。

1.3 楼层的侧移刚度比和极限剪力系数比限值。

为了提高这种房屋的整体抗震能力, 应经过合理设计, 使房屋的薄弱部位既能出现在变形和耗能能力较好的底部两层, 又可避免该两层变形过分集中而过早丧失承载能力。为此, 应同时控制结构砖混过渡层与相邻框剪层的极限剪力系数比和侧移刚度比。砖混过渡层与相邻框剪层的极限剪力系数比和侧移刚度比分别控制在1.10-1.25和1.2-2.0范围内较为合适。

1.4 框剪层抗震墙数量的合理确定

底部框架砖房框剪层抗震墙的设置数量由抗震横墙最大间距、砖混过渡层与相邻框剪层的侧移刚度比及相邻框剪层的弹塑性位移等限值来控制, 且对底层框架-抗震墙砖房, 当砖混层为小开间房子时, 抗震横墙数量仅由前两者控制;抗震纵墙数量均仅由后两者控制。底部框架-抗震砖房的框剪层设置抗震墙后, 房屋将需要进行楼层刚度比及框剪层层间位移验算。

1.5 砖混过渡层与相邻框剪层之间楼板厚度的确定。

底部框架砖房的底部框剪层与上部砖混层的抗侧力结构体系不同, 要合理完成上部水平地震剪力和倾覆力矩下部的传递和重新分配, 并保证楼盖处侧向变形协调, 转换层之间的楼板应采用现浇或装配整体式钢筋混凝土板, 并必须具有足够的平面内刚度 (厚度) 。

2 底部框架结构设计中的常见问题

2.1 底部抗震墙数量不够造成上、下侧向刚度比超过规定。

2.2 侧向刚度比符合要求, 但上层纵向墙体

开间过大, 下部抗震墙几乎没有, 这种上、下纵向刚度都很小, 相对比值却能满足。对于这类房屋, 首先要求上层砌体应满足砌体结构的局部尺寸限值, 再调整底部抗震墙, 使之满足侧向刚度比。

2.3 单片抗震墙过长, 有的整个山墙12米多全按抗震墙设计, 形成“刚度集中”。

对于高层建筑, 抗震墙不宜超过8米, 而对于高度矮很多底框房屋墙更不应过长。低矮抗震墙破坏特征是“剪切型”, 其破坏起于混凝土剪坏, 属脆性破坏。规范规定底框房屋抗震墙高宽比不宜小于2.0, 较长的抗震墙可设竖缝予以处理。

2.4 托墙梁支承于底部抗震墙上, 这是一种严重的设计错误。

其错在于:由于托墙梁截面一般都很大, 受力很大, 使得抗震墙承受很大的平面外弯曲作用, 也使得抗震墙局部区段轴压比过大;底框房屋抗震墙厚度一般在200-250之间, 托墙梁纵向钢筋的锚固难以达到规范强制性条文7、5、3条的要求;由于墙很薄, 托墙梁线刚度很大, 形成“强梁弱支座”, 节点易于破坏, 托墙梁配置很多负筋不起作用。对这类问题, 应在托墙梁下设框支柱, 或设垂直的抗震墙以平衡厚墙体平面外的弯曲作用。在一些错误的设计中, 托墙梁下抗震墙连暗柱都没有设置, 这应该引起大家的重视。

2.5 当有次梁托墙时, 应注意支承托墙次梁

的主框架梁的抗剪、抗扭设计, 此时不能按一般多层框架梁的构造作法, 在支座边1.5倍梁高或1/6跨度范围内加密箍筋。由于托墙次梁传来很大的集中力和扭矩, 有可能使得跨中剪力与支座剪力相差不很大, 对这类情况要注意跨中抗剪强度的验算。注意一下这个问题, 或许可以避免大错误。

3 抗震构造措施

底部框架砖房的砖砌体和混凝土结构部分除应分别满足多层砖房和多层混凝土结构房屋的有关构造措施外, 还应满足下列要求。

构造柱和圈梁的设置部位:砖混过渡层各横墙 (轴线) 与内、外纵墙 (轴线) 交接处及门窗洞口处均应设置构造柱, 且每轴线均设置圈梁;其它砖混层应根据房屋的总层数按抗震规范中多层砖房的规定设置。

构造柱的截面尺寸宜采用300mm×300mm, 且不应小于240mm×240mm;圈梁的截面尺寸宜采用240mm×300mm, 且不应小于240mm×240mm。

构造柱的纵向钢筋不宜小于4.14, 箍筋间距不宜大于200mm (柱上、下端500mm范围内为100mm) , 箍筋直径应注≥8;圈梁的纵向钢筋不宜小于4.10, 箍筋间距不宜大200mm。

构造柱应与每层圈梁连接, 或与现浇板可靠拉结。

砖混过渡层构造柱纵筋在相邻框剪层柱 (梁) 内锚固长度:单元四角处≥40d, 其余部位≥35d, 或在柱 (梁) 内留出短筋与过渡层构造柱纵筋搭接, 搭接长度≥12倍锚固长度。当构造柱与框架梁连接时, 梁的相应部位应采用间距100mm, 直径≥8的箍筋加强。

构造柱与墙连接处宜砌成马牙槎, 先砌墙, 后浇柱, 并应沿墙高每隔500mm设置拉结钢筋, 钢筋伸入墙内不宜小于1m。

砖混过渡层的外纵墙窗台以下应每隔500mm设置通长的钢筋, 并在窗台标高处设置600mm厚、240mm宽的配筋砂浆 (或混凝土) 带, 砂浆强度等级应≥M7.5 (混凝土强度等级应≥C20) , 钢筋宜采用24, 10, 且直锚入两侧的构造柱内;另外, 过渡层墙体的砂浆强度等级不应低于M7.5。

上部的承重墙和厚度不小于240mm的自承重墙, 其中心线宜与底部的框架梁、抗震墙的轴线相重合;构造柱宜与框架柱上下贯通。

为改善房屋的整体抗震性能, 应尽量减轻上部结构的重量, 如采用空心砖, 加气混凝土砌块等。

结束语

底部框架房屋篇3

1 震害及薄弱层剖析

底部框架—抗震墙砌体房屋结构的薄弱层一般均出现在底部钢筋混凝土结构部分或过渡层。汶川地震经验表明, 过渡层先于其他层倒塌、破坏的实例较多、程度较重, 这种现象不容忽视。众所周知, 结构存在两种不同部位的薄弱层, 故在结构设计中应控制其中相对薄弱的部分, 避免出现特别薄弱的部位。

底部框架—抗震墙和上部砌体均具有一定的承载能力, 但后者的变形和耗能能力比较差。权衡二者受力特点, 规范提出结构纵横两个方向, 上部砌体计入构造柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值要求均不应小于1.0, 目的是使结构上下侧向刚度趋于一致不发生较大突变并迫使变形下移至底部具有较好的变形能力和耗能能力的框架—抗震墙部分, 从而改善抗震性能。

汶川地震震害表明, 上部砌体比多层砌体房屋抗震性能稍弱, 是砌体结构部分的薄弱层, 因此构造柱的设置要求更严格。在强烈地震作用下过渡层损坏严重, 过渡层砌体的开裂将会破坏托墙梁的整体性, 所以应慎重考虑托墙梁整体工作。

2 侧向刚度比的合理确定

上部砌体的侧向刚度Km与底层侧向刚度Kc的比值应满足表1的要求。在确定上下层刚度比时应注意考虑以下因素。

2.1 下部框架—剪力墙的侧向刚度

底部侧向刚度不能过大也不能太小, 刚度过大将吸收过多的地震作用, 破坏严重同时会迫使薄弱层向上部砌体转移而出现脆性破坏;刚度过小则形成软弱层, 地震时塑性变形过多集中在底部而发生较大破坏。底部框架—抗震墙砌体房屋自振周期一般在0.6~0.9左右, 略大于场地土的特征周期, 可以设计相对较小的侧向刚度, 适当增大结构自振周期, 使结构从整体上减小地震作用。同时不宜设计过柔的下部结构, 下部侧向刚度过小导致结构在强烈地震下发生较大的塑性变形, 同时为避免出现脆性剪切破坏, 底部的地震剪力设计值应乘以增大系数, 其值可取1.2~1.5, 刚度越小, 剪力增大系数越大。因此, 上下层刚度比宜取接近下限值, 底层宜尽量设置较多数量剪力墙, 从而提供较大侧向刚度并且剪力增大系数不至于取太大。

2.2 次梁转换的砌体墙段

对于有些工程在设计时出现次梁托上部砌体墙的情况, 可能造成一些不利后果。图1为L-1上有砌体墙, 两端支撑在KL-1上形成次梁转换的情况, 次梁转换的受力如图2所示。重力荷载和地震作用下上部墙体传来轴力、弯矩及剪力。在弯矩作用下使支撑次梁的框架主梁产生附加集中力, 由于程序未能很好的反映这部分作用, 因此在设计中应尽量不采用次梁转换。如无法避免时, 应采取以下措施:1) 过渡层墙体另外采取加强措施 (参《建筑抗震设计规范》7.5.2) , 同时支撑框梁应加强;2) 次梁一端尽量与框柱或剪力墙相连以便将上部传递下来的弯矩转移给框柱或剪力墙;3) 次梁转换的墙体不宜太长从而降低其向下传递的弯矩。

2.3 过渡层构造柱及门窗洞边小墙段

在计算上部砌体侧向刚度时应该考虑构造柱的影响, 因此在模型输入时应输入构造柱的布置。如果未输入构造柱可能造成下部结构侧向刚度偏柔的结果, 且上下层刚度比接近下限时, 就容易使下部结构形成柔软层而不利于抗震。《建筑抗震设计规范》7.2.3条规定, 刚度的计算应计及高宽比的影响, 高宽比大于4时, 等效侧向刚度可取0.0 (注:墙段的高宽比指层高与墙长之比, 对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比) 。为此, 在模型输入时应将高宽比大于4的墙段删去以尽量接近实际受力情况。反之, 则结构侧向刚度偏大有可能造成下部结构设计过刚而迫使薄弱层转移至过渡层, 发生脆性破坏。

3 托墙梁的设计

底部框架—抗震墙砌体房屋的钢筋混凝土托墙梁计算地震组合内力时, 应采用合适的计算简图。若考虑上部墙体与托墙梁的组合作用, 应计入地震时墙体开裂对组合作用的不利影响, 可调整有关的弯矩系数、轴力系数等计算参数。托墙梁弯矩计算时, 设计中可按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减, 一般无洞口可取0.85, 有洞口可取0.95, 但四层以下应全部计入组合;托墙梁剪力计算时, 由重力荷载产生的剪力不折减。

4 底部框架—剪力墙的设计

剪力墙的布置应遵守对称、均匀、分散、周边的原则, 且应使上部砌体的中线与抗震墙中线重合, 具有良好的整体抗倾覆和抗扭转能力。底部抗震墙应承担地震作用下全部地震剪力设计值, 且该地震剪力设计值应乘以增大系数。由于底框结构层数不高, 底部抗震墙轴压比大都不大, 一般不都超过0.3, 因此剪力墙均按底部加强区的构造边缘构件设计, 即根据《建筑抗震设计规范》7.1.9条确定抗震等级后按照《建筑抗震设计规范》表6.4.5-2进行边缘构件设计。由于全部承担地震剪力设计值, 因此要根据计算结果对墙体配置足够的水平分布筋数量, 以满足抗剪承载力要求。当建筑层数和平面尺寸确定之后, 为满足底部抗剪承载力的要求, 剪力墙的数量基本就能确定;然后再根据上下层刚度比的要求确定底层框架柱的数量和截面, 柱截面宜小但应满足轴压比和截面配筋率的要求。布置柱时尚应考虑框架梁中心与上层墙体中线对齐的原则。

5 过渡层的设计

过渡层设计的目的是使上部砌体具有良好的整体性, 在地震作用下避免出现过渡层先于其他层倒塌、破坏的情况。为保证过渡层在地震作用下具有一定的整体性和传递水平地震力的刚度, 规范要求过渡层底板为现浇混凝土板且厚度不应小于120 mm, 配筋双层双向, 每个方向配筋率不小于0.25%。过渡层圈梁和构造柱的设置规范也给出了相应的规定。高度不宜小于240 mm, 构造柱截面不应小于240 mm×240 mm, 截面配筋6, 7度时不宜少于416。构造柱与墙体连接处的水平拉结筋, 6, 7度下部1/3楼层处应沿墙通长设置。总之, 过渡层设计应严格遵循规范要求对其采取必不可少的构造加强措施, 避免成为结构的软肋。

6 基础设计及其他

底部框架—抗震墙砌体房屋的抗震墙应设置条形基础、筏形基础等整体性好的基础。当结构采用板式楼梯时, 楼梯踏步板宜采用双层双向配筋。

7 结语

底部框架—抗震墙砌体房屋具有双重薄弱层。因此, 设计应重视概念设计, 严格遵循规范要求, 使底部混凝土部分具有必要的抗震承载力和较好的延性, 同时增强上部砌体的抗震构造措施, 从而使结构整体上具有良好的抗震性能。

摘要：针对底部框架—抗震墙砌体房屋在汶川地震等强烈地震中呈现出的新震害特点, 新抗震规范GB 50011-2010建筑抗震设计规范和JGJ 248-2012底部框架—抗震墙砌体房屋抗震技术规程均提出了新的设计要求, 就规范内容, 对一些设计要点和难点进行了分析, 旨在对该类结构设计起到一定的帮助作用。

关键词：双薄弱层,侧向刚度比,过渡层

参考文献

[1]GB 50011-2010, 建筑抗震设计规范[S].[S].

[2]JGJ 248-2012, 底部框架—抗震墙砌体房屋抗震技术规程

底部框架房屋篇4

2008年5月12日汶川地震给灾区人民的生命财产造成极大损害。在这场灾难中, 抗震概念设计应用好的房子轻微破坏, 抗震概念设计应用不当或未应用的房子严重破坏, 甚至倒塌。抗震概念设计应用不当和抗震概念设计未涉及的薄弱环节引起的严重后果, 应引起重视。

底部框架—抗震墙砌体房屋为满足商业使用要求, 主要分布于街道两旁, 底部一层框架或二层框架。底层框架部分多作商店、餐厅或维修服务部等使用, 为划分使用区域, 大部分房屋在横轴线处设置了砖砌填充墙。下文主要介绍茂县3幢底部两层框架—抗震墙砌体房屋的震害情况, 总结该类房屋的震害规律, 在此基础上分析震害原因。

2 工程概况与震害

2.1 茂县1号房屋

1号房屋为1幢五层综合楼, 建于1988年, 为底部两层框架—抗震墙砌体房屋, 采用预制混凝土楼、屋盖。一、二层为办公场所, 在多数横轴线处设置有砖砌体填充墙, 上部三层为住宅。

在汶川地震中, 该楼底框部分个别框架柱明显弯曲, 大多数填充墙体表面及其与框架梁、柱连接处严重开裂, 墙体形成严重的交叉斜裂缝、斜裂缝或水平裂缝。三层即过渡层, 大多数墙体出现严重的交叉斜裂缝、斜裂缝或水平裂缝, 裂缝处部分墙体错动、砖块酥碎, 最大缝宽为25 mm (见图1, 图2) , 多数纵横墙交接处竖向裂缝, 四、五层部分纵墙有明显水平裂缝、斜裂缝。出屋面楼梯间墙体出现明显水平及斜向裂缝, 部分预制板拼接缝加宽、变形。该楼过渡层即三层的震害最严重, 根据《地震灾后建筑鉴定与加固技术指南》评价该楼震后为严重破坏级。

2.2 茂县2号房屋

茂县2号房屋为五层综合楼, 建于1986年, 为底部两层框架—抗震墙砌体房屋, 采用预制混凝土楼、屋盖。一、二层为办公场所, 在多数横轴线处设置有砖填充墙, 上部三层为住宅。

在汶川地震中, 该楼底层框架部分大多数填充墙体表面及其与框架梁、柱连接处严重开裂, 墙体表面形成贯通的交叉斜裂缝、斜裂缝或水平裂缝, 见图3。砌体三层即过渡层大多数墙体出现严重贯通的交叉斜裂缝、斜裂缝或水平裂缝, 裂缝处部分墙体错动、砌块酥碎, 见图4, 多数纵横墙交接处竖向裂缝, 四、五层情况逐渐减轻。部分预制板拼接缝加宽、变形, 楼梯间部分平台板明显开裂, 部分踏步明显开裂, 斜梁与墙体交接处明显开裂, 见图5。该楼过渡层即三层的震害最严重。根据《地震灾后建筑鉴定与加固技术指南》评价该楼震后为严重破坏级。

2.3 茂县3号房屋

茂县3号房屋为八层综合楼, 建成于2001年, , 为为底底部部二二层层框框架砖砌体结构房屋, 采用现浇混凝土楼、屋盖。一、二层为办公场所, 多数横轴线处设置有砖填充墙, 上部六层为住宅。震后情形见图6。

在汶川地震中, 该楼底层框架部分一、二层楼梯间剪力墙出现明显的水平或斜裂缝, 部分填充墙出现明显的斜裂缝。砌体部分过渡层即三层大多数纵横墙及门窗洞口周边出现严重的斜裂缝或交叉裂缝, 裂缝处部分墙体错动、砖块酥碎, 且部分墙体出现明显歪闪, 见图7~图9。四层、五层大多数纵横墙及门窗洞口周边出现明显的斜裂缝或交叉裂缝, 裂缝处墙体错动, 个别墙体出现明显歪闪。六层~八层部分纵横墙出现明显的斜裂缝。房屋个别构造柱出现明显断裂, 钢筋锈蚀, 见图10。该楼震害总体表现为过渡层即三层的震害最严重, 从震后该楼的情形可看出。根据《地震灾后建筑鉴定与加固技术指南》评价该楼为严重破坏级。

2.4 震害总结

茂县底部框架—抗震墙砌体房屋多数与上述3幢房屋类似, 底框部分在多数横轴线处设置有砖填充墙, 此类房屋震害表现较重, 有48%为严重破坏级。该类房屋的主要震害有:1) 与框架相连的砌体楼层 (即过渡层) 的承重墙体出现明显的交叉裂缝和斜裂缝, 部分承重墙砖块酥碎、错位;2) 框架部分的填充墙体承担抗侧作用力, 发生交叉剪切破坏;3) 填充墙与梁、柱连接处因连接措施不得力产生拉开裂缝;4) 部分梁、柱节点出现结构裂缝, 个别建筑的框架柱产生了破坏。

3 结语

文中所述的3幢房屋, 底部框架的抗震墙数量设置过多, 成为“上柔下刚”型底部框架—抗震墙砌体房屋, 由于底层刚度过大使得房屋的薄弱层转移到了上部砌体结构部分, 导致过渡层破坏严重。

根据文献[1]对于“上柔下刚”型底部框架—抗震墙砌体房屋的研究结果表明, 该类型房屋底部框架对过渡层剪力放大作用十分显著。就像柔软物体放在“刚性基础”上一样, 在地震作用下, “刚性基础”几乎岿然不动, 而过渡层刚度小, “基础”不动而上部动, 二者之间产生的相对位移大, 导致过渡层剪力增大。因此, 底部框架—抗震墙砌体房屋底层剪力墙的设置应与上部砌体结构相协调, 剪力墙数量并非布置得越多越好、墙体刚度并非越大越好。

当底部框架—抗震墙砌体房屋不存在特别薄弱的楼层时, 其抗震性能较同样层数的多层砌体房屋要好。该类房屋的抗震能力取决于过渡楼层、3层以上砖房和底部两层框架抗震墙的抗震能力及其相匹配程度, 即要求各楼层侧移刚度应均匀变化、不发生突变, 房屋不存在薄弱楼层。为了提高该类房屋的整体抗震能力, 须经合理设计, 使房屋的薄弱部位出现在变形和耗能能力较好的底部两层。

在汲取了汶川地震震害经验的基础上, GB 50011—2010建筑抗震设计规范对底部框架—抗震墙砌体房屋在一般规定、计算要点、抗震构造措施方面均有加强, 特别是新增了对过渡层墙体构造、底层采用约束小砌块砌体墙及框架柱的规定, 在设计时应严格执行。

参考文献

[1]刘艳辉, 赵世春, 黄德云, 等.底部框架砖房的震害分析及设计建议[A].纪念汶川地震一周年地震工程与减轻地震灾害研讨会论文集[C].2009:415-419.

[2]赵品北.底框—抗震墙结构的抗震性能[D].合肥:合肥工业大学硕士学位论文, 2006.

[3]中华人民共和国住房和城乡建设部建标[2008]132号文件, 地震灾后建筑鉴定与加固技术指南[Z].

浅谈底部框架—抗震墙结构设计篇5

1 底层剪力墙数量要求

根据底部框架—抗震墙房屋的震害调查和试验研究表明:底层钢筋混凝土抗震墙的层间位移角在1/1 000左右时将产生开裂,当层间位移角到1/500时,其刚度约降低到弹性刚度的30%;砌体抗震墙的层间位移角到1/500时,其刚度约降低到弹性刚度的20%;而钢筋混凝土框架柱层间位移角到1/500时,仍处于弹性阶段。当房屋在低于基本设防烈度地震作用下,房屋完全处于弹性变形阶段,底层钢筋混凝土抗震墙和砖砌体抗震墙具有很大的侧向刚度,框架柱部分的侧向刚度在楼层侧向刚度中所占比例很小,大约5%～10%,可以忽略不计。因此,《抗震规范》第7.2.4条第3款规定“底层或底部两层的纵向和横向地震剪力设计值全部由该方向的抗震墙承担,并按各抗震墙侧向刚度比例分配”。《抗震规范》第7.1.8条第2款规定“房屋的底部,应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙,并应均匀对称布置或基本均匀对称布置”。此条文中的“一定数量”四个字对底部框架—抗震墙房屋的剪力墙数量提出了要求,《抗震规范》中计算公式 $(6.2.9 - 2) V \leq \frac{1}{r_{R E}} (0.15 f_{c} b h_{0})$ 和《混凝土规范》中计算公式 $(11.7.4 - 2) V_{w} \leq \frac{1}{r_{R E}} (0.15 β_{c} f_{c} b h_{0})$ 同时给出了答案。PMCAD主菜单8对底部框架—抗震墙房屋计算地震作用时,采用底部剪力法计算水平地震作用,给出了每层抗震验算结果,很容易可以查到底部转换层地震剪力标准值,然后根据《抗震规范》第7.2.4条第1款、第2款规定乘以1.2～1.5的增大系数,根据《抗震规范》第5.4.1条乘以1.3的水平地震作用分项系数,再根据《抗震规范》第6.2.8条规定:一、二、三级的抗震墙底部加强部位,其截面组合的剪力设计值应分别乘以1.6,1.4,1.2的剪力增大系数,就得出上面公式左边的剪力设计值Vw。下面结合一工程实例说明上面的剪力墙布置方法。

例如某7度区底部二层框架—抗震墙商住楼工程,地下1层地下室,层高3.6 m;地上1层商业,层高3.9 m;上托5层砖混住宅,层高2.8 m。第一次PMCAD主菜单8试算可以不布置剪力墙,查看图形文件ZH2可知本层地震剪力标准值V2=3 423.7 kN(见图1),根据《抗震规范》第7.2.4条第2款规定取增大系数为1.4,根据《抗震规范》第6.2.8条规定7度区二级抗震墙乘以1.4的增大系数,地震剪力设计值Vw=1.3×1.4×1.4×3 423.7 kN=8 723.6 kN,《混凝土规范》计算公式(11.7.4-2)中rRE=0.85,βc=1.0,C35混凝土fc=16.7 N/mm2,可得出剪力墙横断面面积bh0=2.90 m2,假定横墙墙厚b=0.25 m,计算得出横向剪力墙总长度为11.6 m,注意这是横向剪力墙所需最短的总长度。把横向剪力墙分成4段,每段3.1 m,按照“均匀、对称、周边、分散”的原则布置在横向框架内,一般底层框架—抗震墙房屋时,剪力墙的高宽比控制在1.5～3之间比较合理;底部两层框架—抗震墙房屋时,剪力墙的高宽比宜控制在2～4之间比较合理;同时还要满足《抗震规范》第7.1.5条对剪力墙横墙最大间距要求。假定纵向墙厚b=0.2 m,计算得出横向剪力墙总长度为14.5 m,注意这是纵向剪力墙所需最短的总长度。前后外纵墙一般为商业门脸,混凝土墙垛越短越好,因此前后外纵墙各布置2段2.1 m长剪力墙,中轴利用楼梯间布置3段2.4 m长剪力墙,再次进入PMCAD主菜单8试算。

2 上下层刚度比的控制

底部框架—抗震墙房屋上部和下部是由两种性质不同材料组成,上部各层砖房纵横墙体较多,而下部为钢筋混凝土框架结构,这就形成了整个结构上刚下柔,刚度沿竖向发生变化。《抗震规范》第7.1.8条第3,4款对上下层刚度比的上限和下限都给出了强制性规定:“底部框架—抗震墙房屋的纵横两个方向,第二层与底层侧向刚度的比值,6度,7度时不应大于2.5,8度时不应大于2.0,且均不应小于1.0”“底部两层框架—抗震墙房屋的纵横两个方向,底层与底部第二层侧向刚度应接近,第三层与底部第二层侧向刚度的比值,6度,7度时不应大于2.0,8度时不应大于1.5,且均不应小于1.0”。这就保证了底部框架—抗震墙房屋刚度沿高度分布比较均匀,既不使底部框架侧向刚度过小,在强烈地震作用下形成底部弹塑性变形集中而出现严重的倒塌破坏,又不至底部框架侧向刚度过大,使薄弱层转移到上部砖房的过渡层,底框部分的良好延性性能得不到发挥,过渡层却发生应力集中破坏。下面仍然以上述工程实例说明如何调整上下层刚度比满足规范要求。

纵向刚度比K0=2.34不满足规范要求,横向刚度比K90=1.48满足规范要求。横向和纵向剪力墙横断面面积基本相等,而刚度比却差很多,这主要是横向和纵向剪力墙单片剪力墙的高宽比不同决定的,底框—抗震墙房屋中的钢筋混凝土剪力墙的侧移刚度由剪切刚度和弯曲刚度组成。高宽比小于1时,可只计算剪切变形;高宽比不大于4且不小于1时,应同时计算弯曲和剪切变形;高宽比大于4时,只计算弯曲变形。横向剪力墙高宽比为7.5/3.1=2.4;前后外纵墙剪力墙高宽比7.5/2.1=3.6,纵向楼梯间中轴剪力墙高宽比7.5/2.4=3.1。而弯曲刚度与墙肢长度的立方成正比,墙肢越长,底框部分的侧移刚度就越大,这就总结出一个很重要的结论:在保证沿纵横两方向设置“一定数量”的抗震墙的情况下,调整单片剪力墙的高宽比来提高或者降低上下层刚度比比值。另外,根据剪力墙的侧移刚度计算公式,侧移刚度还与墙厚和墙体混凝土强度等级有关,一般混凝土强度等级不便随意调整影响也很小。本工程后外纵墙为商业门脸,混凝土墙垛不便加长,因此,前后外纵墙剪力墙墙厚变为0.25 m,纵向楼梯间中轴剪力墙墙厚变为0.3 m,通过修改再次进入PMCAD主菜单8试算。纵向刚度比K0=2.00满足规范要求,横向刚度比K90=1.48满足规范要求。

3结语

现在各个设计单位为适应市场经济的需要,一般承接的工程要求工期比较紧,设计人员借助设计软件,进行计算机辅助设计就成必然。但设计人员不能只会按照软件要求一步步操作,必须深入学习熟悉规范,加强“概念设计”的抗震理念,一定能够设计出抗震性能良好的底部框架—抗震墙房屋。

摘要：结合底部框架—抗震墙房屋的设计难点,在深刻理解《抗震规范》有关条文的基础上重点对底部框架—抗震墙房屋中剪力墙的布置进行了探讨,从而更好的设计出抗震性能良好的底部框架—抗震墙房屋。

关键词：抗震墙,侧向刚度,剪力墙,刚度比

参考文献

[1]GB 50011-2001,建筑抗震设计规范(2008版)[S].

[2]PMCAD用户手册及技术条件[M].北京:中国建筑科学研究院,2005.

[3]SATWE用户手册及技术条件[M].北京:中国建筑科学研究院,2005.

谈底部框架抗震墙的特点及设计篇6

关键词：底部框架,抗震墙,设计

1 前言

底部框架一抗震墙砌体房屋是指底部一层或两层为空间较大的框架抗震墙结构、上部为多层砌体结构的房屋。这种房屋底部的大空间可以满足商场、餐厅、会议室、停车库等使用功能的要求, 而其上部可满足住宅、办公等较小开间使用的要求。这种结构形式具有比全框架结构经济 (在相同使用功能条件下可节约造价20%-30%) , 同时又具有框架结构大空间便于灵活布置的使用特点, 且施工简单、工期短。因此这种结构形式使用的较为普遍, 在经济发展较为滞后的地区尤为适用, 正是有这种广泛的需求, 新规范《建筑抗震设计规范》 (GBS0011-2001) 在底部框架抗震墙这一部分较旧《建筑抗震设计规范》 (GBJll-89) 有了一定的发展, 在房屋总层数、总高度方面较旧《抗规》 (GBJll-89) 有了一定的放宽, 同时又提出了底部两层框架抗震墙砌体结构的设计原则和规定。

2 结构体型的均匀性

在中强地震作用下, 上部砖房对底部产生较大的倾覆力矩, 使设置抗震墙数量少的一侧的框架柱产生较大的附加轴力, 承载和变形能力下降, 导致震害加剧。故底部抗震墙布置应尽可能均匀对称分散分布, 尽量使纵横向抗震墙相连;同时, 纵向抗震墙应在外纵轴线布置开窗洞的抗震墙或短肢剪力墙, 增强横向抗倾覆的能力, 减小倾覆力矩对框架柱产生的附加轴力。另外, 尽可能地减少层数、降低层高以削弱倾覆力矩的影响。抗震设计中, 应尽可能使建筑平面简洁、规则, 结构的刚度中心与质心相一致, 以减小地震作用下结构产生的扭转效应, 对于结构平面布置不规则的房屋应注意偏离结构刚度中心远端的抗震墙或框架柱承载力的验算。

建筑立面应避免头重脚轻, 结构重心尽可能降低。出屋面部分如屋顶的女儿墙、水箱间等, 由于根部与下部结构连接薄弱, 刚度突变, 受鞭梢效应影响严重, 在地震时容易率先破坏倾倒;另外, 其地震作用通过周边的屋面结构传至下部结构, 如屋面结构刚度不足时, 在突出屋面结构的下部一定范围内破坏相对集中。抗震设计要求出屋面建筑部分的高度不应过高, 以减小地震时产生的鞭梢效应。同时, 控制结构竖向强度和刚度的均匀性。在中强地震作用下, 结构进入弹塑性状态, 结构的薄弱楼层将产生变形集中, 其变形值数倍于其它楼层, 薄弱楼层的变形大小决定了结构的破坏状态。在水平地震作用下, 结构楼层的强弱程度可由楼层屈服强度系数的大小来判断。所谓层间屈服强度系数是指楼层实际受剪极限承载力与其弹性反应地震剪力之比, 按下式计算式中, Vu (i) 为第i层楼受剪极限承载力。Ve (i) 为第i层弹性地震剪力, 分别按下式计算

式中, Vcc (i) 、Vcw (i) 分别为底中第i层框架柱和混凝土抗震墙受剪极限承载力;Vbw (i) 为第i层砖砌体受剪极限承载力;γ1、γ2分别为考虑砖砌体和混凝土抗震极限承载力的折减系数, γ1可取0.7, γ2可取0.9β为砖砌体的水平承载力降低系数, 对于过渡层取0.7～0.8, 其余层取1.0;ζN为砖砌体强度的正应力影响系数, fv为非抗震设计的砖砌体抗剪强度设计值, 按《砌体结构设计规范》 (GB50003-2002) 采用;Aj为第i层第j墙段水平截面净面积, 砖砌体中设置构造柱时, 按上面公式计算;Awj为第i层第j墙段扣除洞口及构造柱后的水平截面面积;Acq为1根混凝土构造柱的截面面积;Gc、Gw分别为混凝土和砖砌体的剪切模量;ηq为混凝土构造柱抗剪参与系数, 中柱 (包括边中柱) 取0.4, 边柱取0.3;Fe (k) 为第k层的弹性地震作用标准值;n为结构层数;m为第i层墙段数;γ为构造柱数。

3 底部框架一抗震墙砌体房屋的结构体系

根据底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震性能和这两类房屋的特点, 底部框架一抗震墙砌体房屋结构体系应附和下列要求:

底部框架-抗震墙砌体房屋的底层或底部两层应设置为框架-抗震墙体系。底部框架一抗震墙砌体房屋的底层或底部两层受力比较复杂, 而底部的严重破坏将危及整个房屋的安全, 加上地震倾覆力矩对框架柱产生的附加轴力使得框架柱的变形能力有所降低等因素, 对底部的抗震结构体系的要求应更高一些。

(1) 底部框架-抗震墙砌体房屋的底层或底部两层均应设置为纵、横向的双向框架体系, 避免一个方向为框架、一个方向为连续梁的体系。

(2) 底部框架-抗震墙砌体房屋的底层或底部两层应设置为框架-抗震墙体系, 使得在底部形成抗震的两道防线。为了增强钢筋混凝土抗震墙的变形和耗能能力, 应把钢筋混凝土墙设置为带边框的钢筋混凝土墙。

(3) 底层或底部两层的抗震墙宜沿纵、横两个方向对称布置, 尽量使纵、横抗震墙相连;钢筋混凝土墙宜布置为T形、L形或Ⅱ形。对于底部两层的抗震应贯通第一、二层。

(4) 底层框架一抗震墙砌体房屋的底层钢筋混凝土墙宜设置为带边框开竖缝的钢筋混凝土墙。

过渡楼层的抗震能力应适当加强。底部框架一抗震墙砌体结构房屋的过渡楼层受力较为复杂, 虽然底部抗震墙先开裂, 但是一旦过渡楼层的砖墙开裂后, 其破坏状态要比底部重的多。因此, 应增强过渡楼层的抗剪和抗弯承载能力。新《抗规) (GB50011-2001) 就过渡楼层的楼板、构造柱及砂浆标号提出了最低的要求。

上部砌体房屋的纵、横墙布置。上部砌体房屋的纵、横向布置宜均匀对称, 沿平面宜对齐, 沿竖向应上下连续;同一轴线上的窗间墙宜均匀。内纵墙宜贯通, 对外墙的开洞率应控制, 6度区和7度区不宜大于55%, 8度区不宜大于50%。

4 底部框架结构设计中的常见问题

底部抗震墙数量不够造成上、下侧向刚度比超过规定。

侧向刚度比符合要求, 但上层纵向墙体开间过大, 下部抗震墙几乎没有, 这种上、下纵向刚度都很小, 相对比值却能满足。对于这类房屋, 首先要求上层砌体应满足砌体结构的局部尺寸限值, 再调整底部抗震墙, 使之满足侧向刚度比。

单片抗震墙过长, 有的整个山墙12米多全按抗震墙设计, 形成“刚度集中”。对于高层建筑, 抗震墙不宜超过8米, 而对于高度矮很多底框房屋墙更不应过长。低矮抗震墙破坏特征是“剪切型”, 具破坏起于混凝土剪坏, 属脆性破坏。规范规定底框房屋抗震墙高宽比不宜小于2.0, 较长的抗震墙可设竖缝予以处理。

托墙梁支承于底部抗震墙上, 这是一种严重的设计错误。其错在于:由于托墙梁截面一般都很大, 受力很大, 使得抗震墙承受很大的出平面弯曲作用, 也使得抗震墙局部区段轴压比过大。底框房屋抗震墙一般在200-250之间, 托墙梁纵向钢筋的锚固难以达到规范强制性条文7、5、3条的要求。由于墙很薄, 托墙梁线刚度很大, 形成“强梁弱支座”, 节点易于破坏, 托墙梁配置很多负筋不起作用。对这类问题, 应在托墙梁下设框支柱, 或设垂直的抗震墙以平衡厚墙体出平面的弯曲作用。在一些错误的设计中, 托墙梁下抗震墙连暗柱都没有设置, 这应该引起大家的重视。

当有次梁托墙时, 应注意支承托墙次梁的主框架梁的抗剪、抗扭设计, 此时不能按一般多层框架梁的构造作法, 在支座边1.5倍梁高或1/6跨度范围内加密箍筋。由于托墙次梁传来很大的集中力和扭矩, 有可能使得跨中剪力与支座剪力相差不很大, 对这类情况要注意跨中抗剪强度的验算。注意一下这个问题, 或许可以避免大错误。

参考文献

[1]赫健, 裴武林, 金挺.底部框架抗震墙房屋抗震设计中几个问题的探讨[J].沈阳建筑2003年第1期.

底部框架房屋篇7

2 结构体型的均匀性

式中, Vu (i) 为第i层楼受剪极限承载力。Ve (i) 为第i层弹性地震剪力, 分别按下式计算

式中, Vcc (i) 、Vcw (i) 分别为底中第i层框架柱和混凝土抗震墙受剪极限承载力;Vbw (i) 为第i层砖砌体受剪极限承载力;r1、r2分别为考虑砖砌体和混凝土抗震极限承载力的折减系数, r1可取0.7, r2可取0.9β为砖砌体的水平承载力降低系数, 对于过渡层取0.7～0.8, 其余层取1.0;ζN为砖砌体强度的正应力影响系数, fv为非抗震设计的砖砌体抗剪强度设计值, 按《砌体结构设计规范》 (GB50003-2002) 采用;Aj为第i层第j墙段水平截面净面积, 砖砌体中设置构造柱时, 按上面公式计算;Awj为第i层第j墙段扣除洞口及构造柱后的水平截面面积;Acq为1根混凝土构造柱的截面面积;Gc、Gw分别为混凝土和砖砌体的剪切模量;ηq为混凝土构造柱抗剪参与系数, 中柱 (包括边中柱) 取0.4, 边柱取0.3;Fe (k) 为第k层的弹性地震作用标准值;n为结构层数;m为第i层墙段数;γ为构造柱数。

3 底部框架一抗震墙砌体房屋的结构体系

根据底部框架-抗震墙砌体房屋的抗震性能和这两类房屋的特点, 底部框架一抗震墙砌体房屋结构体系应附和下列要求:

3.1 底部框架-抗震墙砌体房屋的底层或底部两层应设置为框架-抗震墙体系。

底部框架一抗震墙砌体房屋的底层或底部两层受力比较复杂, 而底部的严重破坏将危及整个房屋的安全, 加上地震倾覆力矩对框架柱产生的附加轴力使得框架柱的变形能力有所降低等因素, 对底部的抗震结构体系的要求应更高一些。

(1) 底部框架-抗震墙砌体房屋的底层或底部两层均应设置为纵、横向的双向框架体系, 避免一个方向为框架、一个方向为连续梁的体系。

(4) 底层框架一抗震墙砌体房屋的底层钢筋混凝土墙宜设置为带边框开竖缝的钢筋混凝土墙。

3.2 过渡楼层的抗震能力应适当加强

底部框架一抗震墙砌体结构房屋的过渡楼层受力较为复杂, 虽然底部抗震墙先开裂, 但是一旦过渡楼层的砖墙开裂后, 其破坏状态要比底部重的多。因此, 应增强过渡楼层的抗剪和抗弯承载能力。新《抗规) (GB50011-2001) 就过渡楼层的楼板、构造柱及砂浆标号提出了最低的要求。

3.3 上部砌体房屋的纵、横墙布置

上部砌体房屋的纵、横向布置宜均匀对称, 沿平面宜对齐, 沿竖向应上下连续;同一轴线上的窗间墙宜均匀。内纵墙宜贯通, 对外墙的开洞率应控制, 6度区和7度区不宜大于55%, 8度区不宜大于50%。

4 底部框架结构设计中的常见问题

4.1

底部抗震墙数量不够造成上、下侧向刚度比超过规定。

4.2 侧向刚度比符合要求, 但上层纵向墙体开间过大, 下部抗震墙几乎没有, 这种上、下纵向刚度都很小, 相对比值却能满足。

对于这类房屋, 首先要求上层砌体应满足砌体结构的局部尺寸限值, 再调整底部抗震墙, 使之满足侧向刚度比。

4.3 单片抗震墙过长, 有的整个山墙12米多全按抗震墙设计, 形成“刚度集中”。

对于高层建筑, 抗震墙不宜超过8米, 而对于高度矮很多底框房屋墙更不应过长。低矮抗震墙破坏特征是“剪切型”, 具破坏起于混凝土剪坏, 属脆性破坏。规范规定底框房屋抗震墙高宽比不宜小于2.0, 较长的抗震墙可设竖缝予以处理。

4.4 托墙梁支承于底部抗震墙上, 这是一种严重的设计错误。

其错在于:由于托墙梁截面一般都很大, 受力很大, 使得抗震墙承受很大的出平面弯曲作用, 也使得抗震墙局部区段轴压比过大;底框房屋抗震墙一般在200-250之间, 托墙梁纵向钢筋的锚固难以达到规范强制性条文7、5、3条的要求;由于墙很薄, 托墙梁线刚度很大, 形成“强梁弱支座”, 节点易于破坏, 托墙梁配置很多负筋不起作用。对这类问题, 应在托墙梁下设框支柱, 或设垂直的抗震墙以平衡厚墙体出平面的弯曲作用。在一些错误的设计中, 托墙梁下抗震墙连暗柱都没有设置, 这应该引起大家的重视。

4.5 当有次梁托墙时, 应注意支承托墙次梁的主框架梁的抗剪、抗扭设计, 此时不能按一般多层框架梁的构造作法, 在支座边1.5倍梁高或1/6跨度范围内加密箍筋。

由于托墙次梁传来很大的集中力和扭矩, 有可能使得跨中剪力与支座剪力相差不很大, 对这类情况要注意跨中抗剪强度的验算。注意一下这个问题, 或许可以避免大错误。

摘要：本文对底部框架抗震墙结构特点作了介绍, 并结合作者的设计经验对抗震墙设计中的主要问题作了详细的分析, 提出了一些看法, 供广大工程技术人员参考。

关键词：底部框架,抗震墙,设计

参考文献

[1]赫健裴武林金挺底部框架抗震墙房屋抗震设计中几个问题的探讨沈阳建筑2003年第1期

【底部框架房屋】推荐阅读：

底部框架—抗震墙房屋论文08-10

底部结构09-10

底部大空间06-11

建筑底部空间08-04

中国经济面临底部转型05-29