王長(zhǎng)勝

（身份證號(hào)：231025198608184010）

淺析底層框架砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

王長(zhǎng)勝

（身份證號(hào)：231025198608184010）

本文將從抗震概念設(shè)計(jì)及具體應(yīng)用等方面展開論述。

底層框架；概念設(shè)計(jì)；抗震設(shè)計(jì)

1　底層框架-抗震墻多層砌體混合結(jié)構(gòu)的概況

底層框架-抗震墻多層砌體混合結(jié)構(gòu)（簡(jiǎn)稱底框結(jié)構(gòu)）是指底層為鋼筋混凝土框架加抗震墻（磚或鋼筋棍凝土）、二層及二層以上為砌體的結(jié)構(gòu)。隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，由于城市規(guī)劃和建筑功能的要求，這種結(jié)構(gòu)體系在我國(guó)的臨街建筑中應(yīng)用非常普遍。但是，從結(jié)構(gòu)抗震的角度來(lái)看，這種底層和上部各層層間剛度、層間極限承載力和極限變形能力的差異，往往使底層成為薄弱層。當(dāng)不適當(dāng)?shù)丶訌?qiáng)某一樓層又會(huì)使相鄰樓層變?yōu)樾碌谋∪鯓菍?。因此，在一定程度上增加了抗震設(shè)計(jì)的難度。

2　抗震的概念設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容

抗震概念設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：

2.1抗震墻的概念設(shè)計(jì)

（1）抗震墻的數(shù)量。層間側(cè)移剛度比是影響抗震墻的數(shù)量的主要方面，對(duì)層間側(cè)移剛度比可以參考有關(guān)資料，與此同時(shí)，同一結(jié)構(gòu)最好采用同一種抗震墻。

（2）抗震墻的形式。抗震墻作為抗側(cè)力的主要構(gòu)件，其高寬比一般較小，在地震水平力的作用下屬于脆性破壞，一般高寬比值在1.5～2.5之間。

（3）抗震墻的布置。抗震墻的布置應(yīng)使縱向和橫向側(cè)移剛度中心盡可能與整幢房屋的質(zhì)量中心相重合，并將縱橫向抗震墻盡量布置在房屋兩端，縱橫墻宜成組布置，組成T型、L型等，使兩個(gè)方向抗側(cè)移剛度盡量接近。

2.2構(gòu)件的概念設(shè)計(jì)

抗震結(jié)構(gòu)的各類構(gòu)件應(yīng)具有必要的強(qiáng)度和剛度，并具有可靠的連接，避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的不合理設(shè)置，從而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)受力不合理，地震時(shí)出現(xiàn)過(guò)早破壞。因此，可以采取措施，做好細(xì)部構(gòu)造，防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件直接參與抗震作用，防止非結(jié)構(gòu)構(gòu)件在地震作用下出現(xiàn)平面倒塌，避免非結(jié)構(gòu)構(gòu)件出現(xiàn)連續(xù)破壞。

2.3上部磚砌體的概念設(shè)計(jì)

保證上部結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和剛度，提高上部磚結(jié)構(gòu)的延性也十分重要。尤其是作為轉(zhuǎn)換的墻體和樓面，應(yīng)提高磚砌塊和砂漿的強(qiáng)度，使底層框架和抗震墻能夠更有效地承擔(dān)地震水平作用。

3　底層框架砌體抗震中存在的主要問(wèn)題

3.1底層側(cè)移剛度大

底層為大商場(chǎng)等有大空間使用要求時(shí)，底層抗震墻設(shè)置得很少，其底層的側(cè)移剛度比縱橫墻較多的第二層小得多。這種結(jié)構(gòu)由于其地震傾覆力矩主要由鋼筋混凝土框架柱承擔(dān)，使得底層鋼筋混凝土框架柱的承載能力大為降低，底層成為較薄弱的樓層；在強(qiáng)烈地震作用下底層成為彈塑性變形和破壞集中的樓層，危及整個(gè)房屋的安全。

3.2過(guò)渡層設(shè)計(jì)不合理

抗震墻磚房的二層稱為過(guò)渡層。此層擔(dān)負(fù)著傳遞上部的地震剪力和上部各層地震力對(duì)底層樓蓋的傾覆力矩引起樓層轉(zhuǎn)角對(duì)第二層層間位移的增大，因而此層受力復(fù)雜，也顯得非常重要。對(duì)于底部框架抗震墻磚房，當(dāng)?shù)讓影纯拐鹨?guī)范要求設(shè)置一定數(shù)量的抗震墻后，房屋底部的側(cè)向剛度和水平承載力有較大提高；此時(shí)如果忽略過(guò)渡層墻體的側(cè)向剛度和水平承載力的降低，可能使房屋的過(guò)渡層成為薄弱層；由于過(guò)渡層磚砌體的變形能力較底層相對(duì)較差，因而將降低這種房屋的抗震性能。

4　底層框架砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題

4.1概念設(shè)計(jì)要恰當(dāng)合理

選擇對(duì)抗震有利的建筑場(chǎng)地，簡(jiǎn)化建筑體型，講究規(guī)則對(duì)稱，質(zhì)量和剛度變化均勻，抗震結(jié)構(gòu)體系合理、明確等是確保抗震設(shè)計(jì)合理的基本設(shè)計(jì)內(nèi)容。同時(shí)抗震設(shè)計(jì)應(yīng)滿足“小震”不壞，“中震”可修和“大震”不倒的設(shè)防目標(biāo)。從使用功能上，底框結(jié)構(gòu)大多為商住樓，該跨度對(duì)應(yīng)上部可分割為兩開間，無(wú)論上部為住宅樓，還是辦公樓，開間尺寸都必須以滿足砌體結(jié)構(gòu)所能實(shí)現(xiàn)的功能。

4.2嚴(yán)格控制側(cè)移剛度比

現(xiàn)行抗震規(guī)范對(duì)底層框架磚房第二層與底層的側(cè)移剛度比不僅會(huì)影響地震作用下的層間彈性位移，而且對(duì)層間極限剪力系數(shù)分布、薄弱樓層的位置和薄弱樓層的彈塑性變形集中都有很大影響。因此應(yīng)嚴(yán)格的限制側(cè)移剛度比，設(shè)計(jì)中并對(duì)此作控制性驗(yàn)算。這是因?yàn)樵摫戎捣治鼋Y(jié)果表明，當(dāng)側(cè)移剛度比＞2時(shí)，在強(qiáng)烈地震作用下會(huì)造成薄弱的底層彈塑性變形集中，彈性位移增大，會(huì)加速底層的破壞；但當(dāng)1.2，特別是1.0時(shí)，由于底層縱橫向抗震墻設(shè)計(jì)過(guò)多，底層過(guò)強(qiáng)，又會(huì)使薄弱樓層轉(zhuǎn)移到上部抵抗變形能力相對(duì)較差的磚房層，這也是不利的。所以，規(guī)范GBJ50011-2010規(guī)定，6度、7度時(shí)不應(yīng)大于2.5，8度時(shí)不應(yīng)大于2.0，且均不應(yīng)小于1.0，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)控制在1.5左右為宜。

4.3結(jié)構(gòu)體系要合理

底部框架磚房的底層或底部?jī)蓪泳鶓?yīng)設(shè)置縱橫向的雙向框架體系，因?yàn)榈撞康牡卣鸺袅Π锤骺箓?cè)力構(gòu)件的剛度分配，在這些結(jié)構(gòu)混用的體系中，磚墻較框架的抗側(cè)力剛度大得多，在地震作用下，磚墻先開裂破壞，而磚墻的變形能力較框架要差得多，這樣會(huì)形成磚墻構(gòu)件先退出工作，導(dǎo)致加重半框架或部分框架的破壞。

總之，底層框架砌體結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計(jì)要嚴(yán)格按照《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》標(biāo)準(zhǔn)和原則設(shè)計(jì)做到地震時(shí)破壞機(jī)理明確合理，爭(zhēng)取達(dá)到在罕遇地震下裂而不倒，最大限度的減少人民生命財(cái)產(chǎn)的損失。

[1]郭繼武.建筑抗震疑難釋疑[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2003.

[2]蔡紅衛(wèi).淺析底部框架抗震墻磚房抗震設(shè)計(jì)[J].山西建筑，2006.

[3]楊紅衛(wèi)，薛嚴(yán)濤，朱永權(quán).底部框架結(jié)構(gòu)抗震性能及抗震設(shè)計(jì)研討[J].工程抗震，2001.

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2015-6-12