王長勝

（身份證號：231025198608184010）

淺析底層框架砌體結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計

王長勝

（身份證號：231025198608184010）

本文將從抗震概念設(shè)計及具體應用等方面展開論述。

底層框架；概念設(shè)計；抗震設(shè)計

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)體系在我國的臨街建筑中應用非常普遍。但是，從結(jié)構(gòu)抗震的角度來看，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。當不適當?shù)丶訌娔骋粯菍佑謺瓜噜彉菍幼優(yōu)樾碌谋∪鯓菍?。因此，在一定程度上增加了抗震設(shè)計的難度。

2　抗震的概念設(shè)計的主要內(nèi)容

抗震概念設(shè)計主要包括以下內(nèi)容：

2.1抗震墻的概念設(shè)計

（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，對層間側(cè)移剛度比可以參考有關(guān)資料，與此同時，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，使兩個方向抗側(cè)移剛度盡量接近。

2.2構(gòu)件的概念設(shè)計

抗震結(jié)構(gòu)的各類構(gòu)件應具有必要的強度和剛度，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，從而導致主體結(jié)構(gòu)受力不合理，地震時出現(xiàn)過早破壞。因此，可以采取措施，做好細部構(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

保證上部結(jié)構(gòu)的強度和剛度，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，應提高磚砌塊和砂漿的強度，使底層框架和抗震墻能夠更有效地承擔地震水平作用。

3　底層框架砌體抗震中存在的主要問題

3.1底層側(cè)移剛度大

底層為大商場等有大空間使用要求時，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，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，危及整個房屋的安全。

3.2過渡層設(shè)計不合理

抗震墻磚房的二層稱為過渡層。此層擔負著傳遞上部的地震剪力和上部各層地震力對底層樓蓋的傾覆力矩引起樓層轉(zhuǎn)角對第二層層間位移的增大，因而此層受力復雜，也顯得非常重要。對于底部框架抗震墻磚房，當?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；此時如果忽略過渡層墻體的側(cè)向剛度和水平承載力的降低，可能使房屋的過渡層成為薄弱層；由于過渡層磚砌體的變形能力較底層相對較差，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)計中應注意的問題

4.1概念設(shè)計要恰當合理

選擇對抗震有利的建筑場地，簡化建筑體型，講究規(guī)則對稱，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)計合理的基本設(shè)計內(nèi)容。同時抗震設(shè)計應滿足“小震”不壞，“中震”可修和“大震”不倒的設(shè)防目標。從使用功能上，底框結(jié)構(gòu)大多為商住樓，該跨度對應上部可分割為兩開間，無論上部為住宅樓，還是辦公樓，開間尺寸都必須以滿足砌體結(jié)構(gòu)所能實現(xiàn)的功能。

4.2嚴格控制側(cè)移剛度比

現(xiàn)行抗震規(guī)范對底層框架磚房第二層與底層的側(cè)移剛度比不僅會影響地震作用下的層間彈性位移，而且對層間極限剪力系數(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。因此應嚴格的限制側(cè)移剛度比，設(shè)計中并對此作控制性驗算。這是因為該比值分析結(jié)果表明，當側(cè)移剛度比＞2時，在強烈地震作用下會造成薄弱的底層彈塑性變形集中，彈性位移增大，會加速底層的破壞；但當1.2，特別是1.0時，由于底層縱橫向抗震墻設(shè)計過多，底層過強，又會使薄弱樓層轉(zhuǎn)移到上部抵抗變形能力相對較差的磚房層，這也是不利的。所以，規(guī)范GBJ50011-2010規(guī)定，6度、7度時不應大于2.5，8度時不應大于2.0，且均不應小于1.0，實際設(shè)計時控制在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兩層均應設(shè)置縱橫向的雙向框架體系，因為底部的地震剪力按各抗側(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，這樣會形成磚墻構(gòu)件先退出工作，導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)計要嚴格按照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》標準和原則設(shè)計做到地震時破壞機理明確合理，爭取達到在罕遇地震下裂而不倒，最大限度的減少人民生命財產(chǎn)的損失。

[1]郭繼武.建筑抗震疑難釋疑[M].北京：中國建筑工業(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[J].山西建筑，2006.

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

TU352.11

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2015-6-12