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浅谈对底部框架抗震墙砖房抗震设计的探讨

论文关键字：底部框架抗震墙砖房；抗震设计；侧移刚度比

论文摘要：基于对底部框架抗震墙结构抗震设计要求的分析，从底部框架抗震墙设计、过渡层设计出发，给出了抗震设计中应注意的几个问题，如：注重概念设计、控制侧移刚度比、使结构体系合理等。合理设计底部框架抗震墙砖房具有较大的抗震能力和良好的抗震性能。

底部框架抗震墙砖房主要用于临街底部商店上部住宅工程，这种结构具有比多层钢筋混凝土框架房屋的造价低、施工方便等优点，目前在我国城镇建设中广泛使用。

1结构抗震设计的要求

底部框架抗震墙砖房具有上刚下柔，上重下轻的特点，房屋的震害程度与房屋的平面布置和上下墙体的相对位置，以及上下层的层间侧移刚度比等密切相关。

1.1“强柱弱梁”原则

底部框架抗震墙砖房框架设计遵循的一个基本原则就是：“强柱弱梁”、“强节点弱构件”原则。目的是使框架结构在强烈地震作用下,塑性铰先出现在梁端，后出现在柱端。如果框架的任一柱端先出现塑性铰，可能会引起同一层其它柱端相继出现塑性铰，房屋因此而倒塌。但是底层框架梁因为要承担竖向荷载引起的较大弯矩，截面较大，因而在截面抗弯强度的计算上满足“强柱弱梁”的要求很困难,所以在构造上特别是箍筋的配置上应尽量实现“强柱弱梁”的设计原则。

1.2结构平面设计讲究均匀性、整体性

建筑一面临街，且纵向临街面一般不布置抗震墙，使得抗震墙数量过少，底层平面布置不对称，导致在地震时产生扭转效应而加重房屋的破坏。解决这个问题，应在沿街侧外纵墙上布置一定数量的钢筋砼抗震墙，另一侧外纵墙上布置刚度相当的砖抗震墙，使底层的刚度中心与形心基本重合。

底层沿纵向分成几个较大空间，一些设计方案把分隔横墙设计成为带构造柱、圈梁的砖墙，使得底层的横向与纵向均不能形成完整的框架抗震墙体系。在地震作用下这些分隔墙因侧移刚度大而先开裂，又因其承载能力和变形能力较钢筋永框架差而破坏严重，并且过早的退出工作，产生弹塑性内力重分布，导致底层框架抗震墙部分破坏严重。因此，结构布置时必须将底层布置成纵横向框架抗震墙体系，避免以上问题的产生。

2.2过渡层的设计

抗震墙砖房的二层称为过渡层。此层担负着传递上部的地震剪力和上部各层地震力对底层楼盖的倾覆力矩引起楼层转角对第二层层间位移的增大，因而此层受力复杂，也显得非常重要。对于底部框架抗震墙砖房，当底层按抗震规范要求设置一定数量的抗震墙后，房屋底部的侧向刚度和水平承载力有较大提高；此时如果忽略过渡层墙体的侧向刚度和水平承载力的降低，可能使房屋的过渡层成为薄弱层；由于过渡层砖砌体的变形能力较底层相对较差，因而将降低这种房屋的抗震性能。为避免上述情况发生，应加强过渡层墙体的抗震构造措施。二层构造柱配筋较上部同一位置构造柱配筋加大一级，二层构造柱下端箍筋适当加密，构造柱纵向钢筋锚入底层框架柱、梁内40d；除按抗震规范设置构造柱外，应根据房屋层数、设防烈度适当增设构造柱，尤其是在底层有抗震墙的位置，以改善整个结构传递水平力的性能；另在房屋四周外墙，在纵横墙交接处均宜设构造柱，以增加上部砌体结构与底部钢筋砼框架抗震墙结构的连接和整体性，避免由于房屋上部及底部材质不同，结构的自振频率不完全一致，在地震作用下因上、下部连接不强而在二层楼面处形成脱接。3底部框架结构抗震设计中应注意的问题

3.1注重概念设计

选择对抗震有利的建筑场地，简化建筑体型，讲究规则对称，质量和刚度变化均匀，抗震结构体系合理、明确等是确保抗震设计合理的基本设计内容。同时抗震设计应满足“小震”不坏“，中震”可修和“大震”不倒的设防目标。《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）的第7.1.8条规定，底部应沿纵横两方向均匀对称布置框架－抗震墙体系，并重点强调底部抗震墙应是双向、对称布置并纵横抗震墙相连。由于底部框架墙结构中的剪力墙属低矮墙，其抗剪刚度相对较大，如果布置的墙肢较长、平面形式复杂，很容易出现局部刚度过大，受力过于集中的现象，甚至经常出现只布置极少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。如果不作处理，则会造成建筑的刚度中心对质量中心的偏心距较大，地震力作用下会对结构产生扭转效应。

底部框墙结构的柱网不宜过大，一般控制在7.5m左右，并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。首先从使用功能上，底框结构大多为商住楼，该跨度对应上部可分割为两开间，无论上部为住宅楼，还是办公楼，开间尺寸都必须以满足砌体结构所能实现的功能。

3.2严格控制侧移刚度比

现行抗震规范对底层框架砖房第二层与底层的侧移刚度比不仅会影响地震作用下的层间弹性位移，而且对层间极限剪力系数分布、薄弱楼层的位置和薄弱楼层的弹塑性变形集中都有很大影响。因此应严格的限制侧移刚度比，设计中并对此作控制性验算。这是因为该比值分析结果表明，当＞2时