摘要:結(jié)合實(shí)際工程，探討了底部框架——抗震墻的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算，可供設(shè)計(jì)人員參考。

關(guān)鍵詞:底部框架;砼抗震墻的高寬比;伸縮縫;側(cè)向剛度的比值

中圖分類號:TU259 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1000-8136(2009)27-0039-02

底部框架房屋是指底部或底部兩層為鋼筋混凝土框架——抗震墻結(jié)構(gòu)，上部幾層為砌體墻(磚或小砌塊)承重的多層房屋。這類建筑在鄉(xiāng)鎮(zhèn)和中小城市的臨街建筑和商品房小區(qū)被廣泛采用，將一層架空作商場，幾乎將建筑用地全部占滿，從而形成大底盤，然后在其上建造空間規(guī)整、不露柱子、造價低廉的磚混住宅。其優(yōu)勢是節(jié)地、施工方便，比增設(shè)地下室造價低、使用便利。本文探討設(shè)計(jì)底部框架——抗震墻房屋的結(jié)構(gòu)方案時如何滿足抗震規(guī)范要求，結(jié)合工程實(shí)例解決超抗震規(guī)范限制時如何調(diào)整結(jié)構(gòu)方案。

工程概況:某工程為地上8層，含半地下室的底部框架——抗震墻房屋，抗震設(shè)防烈度為6度，建筑地下室平面圖如圖1、建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面圖如圖2、建筑剖面圖如圖3。

圖1建筑地下室平面圖

圖2建筑標(biāo)準(zhǔn)層平面圖

圖3建筑剖面圖

1房屋的層數(shù)和高度要限制

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2001(以下簡稱《抗震規(guī)范》)的7.1.2條:多層房屋的層數(shù)和高度應(yīng)符合下列要求:底部框架——抗震墻在6度時房屋高度22 m、層數(shù)為7層。本工程建筑房屋共8層超過7層，按底框結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就違反了該7.1.2條了。但甲方又必須做8層，不肯減少一層改為7層，結(jié)構(gòu)方案就改為一層頂板為上部結(jié)構(gòu)部位嵌固部位，一層結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍，樓板厚度不宜小于180 mm，詳見《抗震規(guī)范》的6.1.14條。就不能按《抗震規(guī)范》的7.1.8條的第3點(diǎn):底層框架——抗震墻房屋的縱橫兩個方向，第二層與底層側(cè)向剛度的比值，6、7度時不應(yīng)大于2.5，8度不應(yīng)大于2.0，且均不應(yīng)小于1.0來設(shè)計(jì)。

2房屋的長度要限制

本工程建筑房屋上部磚混部分長度為56.4 m超過50 m?！镀鲶w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50003-2001的6.3.1條:為了防止或減輕房屋在正常使用條件下，由溫差和砌體干縮引起的墻體豎向裂縫，應(yīng)在墻體中設(shè)置伸縮縫。伸縮縫應(yīng)設(shè)在因溫度和收縮變形可能引起應(yīng)力集中、砌體產(chǎn)生裂縫可能性最大的地方。本工程在廣西的南邊，夏季炎熱又干燥，商品混凝土澆筑樓板，最后說服甲方還是在1單元和2單元相交處設(shè)置伸縮縫，房屋單體最大長度為37.6 m滿足規(guī)范50 m長度要求，并在屋面做了隔熱層等結(jié)構(gòu)措施。

3抗震墻的最大間距限值

《抗震規(guī)范》的7.1.5條:底部框架——抗震墻結(jié)構(gòu)，房屋抗震橫墻的最大間距:6度為21 m。本工程甲方不準(zhǔn)在內(nèi)部砌橫墻，橫墻占了車位，只在兩側(cè)山墻處布置橫墻，這就明顯超出規(guī)范21 m間距，但計(jì)算側(cè)向剛度比也可以通過。最后還是要規(guī)范要求在樓梯間處增設(shè)了3道橫墻，最大間距為19.1 m滿足規(guī)范21 m間距要求，但減少了3個車位?？v向抗震墻設(shè)在中部和外側(cè)兩道抗震墻，未設(shè)抗震墻的縱軸柱子設(shè)置為寬扁柱。總之，抗震墻設(shè)置原創(chuàng)遵循“均勻、對稱、周邊、分散”的規(guī)定。但是底層框架抗震墻磚房的底層框架抗震墻具有一定的承載能力和較好的變形、耗能能力，而上部磚房部分的變形和耗能能力相對比較差。為了避免底層過多強(qiáng)于上部磚房的抗震能力，除了計(jì)算底層框架抗震墻磚房的層問極限剪力系數(shù)、判斷薄弱層外，還在一般規(guī)定上強(qiáng)調(diào)第二層與底層的側(cè)移剛度比不應(yīng)小于等于1.0。

4底層鋼筋砼抗震墻的高寬比

在實(shí)際工程中，底層框架抗震墻磚房的底層鋼筋砼墻的高寬比往往小于1.0，通常把高寬比小于1.0的鋼筋砼墻稱為低矮墻。高寬比小于1.0的低矮鋼筋砼墻是以受剪為主，由剪力引起的斜裂縫控制其受力性能，其破壞狀態(tài)為剪切破壞，混凝土抗震墻的抗剪強(qiáng)度得不到充分發(fā)揮，屬于脆性破壞?！犊拐鹨?guī)范》的7.5.5條:抗震墻墻板的厚度不宜小于160 mm，且不應(yīng)小于墻板凈高的1/20;抗震墻宜開設(shè)洞口形成若干墻段，各墻段的高寬比不宜小于2。當(dāng)混凝土墻高寬比大于等于4.0時，剪切變形的影響是不大的，但和PKPM軟件算法對應(yīng)(計(jì)算底部框架——抗震墻結(jié)構(gòu)體系時，軟件計(jì)算底部混凝土墻部分時按剪彎計(jì)算)，筆者認(rèn)為混凝土墻高寬比應(yīng)控制在2～4之間，以使底部混凝土部分變形以按剪彎變形為主。本工程墻體總高6 800 mm，墻肢長度不得大于3 400 mm，不得小于1 700 mm，同時墻肢截面長度不應(yīng)過短，而形成短肢剪力墻結(jié)構(gòu)。對于本工程橫向墻厚350 mm，為不形成短肢剪力墻截面長度又不應(yīng)小于2 800 mm，最后確定墻肢長度為2 800 mm～3 400 mm。通過改變墻肢長度，在墻肢總長度基本不變的情況下，將墻肢分為多段布置，一般在混凝土墻上開設(shè)豎縫。

底框結(jié)構(gòu)作為一種抗震不利結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)時嚴(yán)格執(zhí)行強(qiáng)制性條文，時刻不忘記“概念設(shè)計(jì)”的理念，不迷信計(jì)算軟件，設(shè)計(jì)出好的底框結(jié)構(gòu)。

參考文獻(xiàn)

1 《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)

2 《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50003-2001)

3 《建筑抗震設(shè)計(jì)手冊》.中國建筑工業(yè)出版社

The Base Frame House Designs Should Pay

Attention Several Code Requirements

Cheng Qianwang

Abstract: Union actual project， discuss the base frame-Earthquake resistance wall design， structure computation， refers for the designers.

Key words: base frame; earthquake resistance wall; expansion joint; lateral rigidity ratio