底層框架—抗震墻砌體房屋結構設計中需要注意的問題

王利華

【摘 要】本文根據現行《建筑抗震設計規范》GB50011-2010（16年版）結合本人多年的設計經驗提出幾點對底層框架-抗震墻砌體房屋的設計建議。

【關鍵詞】 底框結構；設計；注意；問題

一、底框結構分析

由于底層框架-抗震墻砌體房屋的底層或底部兩層可作為商業或辦公用房，上部可做為住宅用房的特點，所以在我國的廣大地區應用廣泛，特別是縣城及鄉鎮的臨街建筑應用更為普遍。但因其采用了底部為鋼筋混凝土框架抗-震墻上部為砌體結構的兩種結構體系，上部結構質量大剛度大，下部結構質量小剛度小，設計過程中涉及到的規范條款也多。為此本文就底框結構設計中需要注意的問題進行具體的分析，旨在使結構設計在滿足現行規范要求的前提下更加合理。以便更加充分的的發揮這種結構體系的優勢服務于廣大的用戶。

二、底框結構設計時需要注意的問題

底框結構在目前的城市建筑規劃中利用的比較廣泛，但是從實際分析來看，如果底框結構在具體設計的時候發生了一些問題上的疏漏，那么結構的質量和安全會受到影響，因此在具體設計的時候需要對一些問題重點的考慮。以下便是需要著重考慮幾個問題。

（一）層間側向剛度比

首先是在設計的時候要對結構破壞特性進行有效的把握。從而在結構布置時做到有的放矢提高工作效率。從具體的分析來看，底框結構的高度都不是很高，其風荷載的影響比較小，所以主要考慮的是豎向的荷載和水平的地震作用。當底層的抗側力構件布置不夠或過度時其在地震作用下都會給結構安全帶來隱患。其表現出以下三方面的破壞特征。

其一是底層抗側力構件布置過多時其震害現象與多層的砌體房屋的震害破壞基本相似，一般是在過度層破壞較嚴重。

其二是當底層抗側力構件布置過少剛度過小時，此時在豎向荷載和水平地震剪力的聯合作用下，抗震墻沿對角線方向發生剪切破壞，框架柱上下端產生水平裂縫并局部壓潰形成柱鉸機構，最終導致結構整體破壞。

其三是底框結構上部磚房的重量比較大，豎向質量分布不均，是頭重腳輕的結構，底層結構剛抗側剛度也比上部砌體結構的小。所以豎向構件和水平構件布置的不對稱極易發生扭轉破壞?；谏鲜龅钠茐奶匦?，在具體設計的時候需要掌握此特性，嚴格按《抗震規范》7.1.8.3底層框架-抗震墻砌體房屋的縱橫兩個方向，第二層計入構造柱影響的側向剛度與底層側向剛度的比值，6、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。和7.1.8.4條 底部兩層框架-抗震墻砌體房屋縱橫兩個方向，底層與底部第二層側向剛度應接近，第三層計入構造柱影響的側向剛度與底部第二層側向剛度的比值，6、7度時不應大于2.0，8度時不應大于1.5，且均不應小于1.0執行，然后在兩個方向上進行抗震墻的設計，這樣，底框結構的穩定性和安全性會顯著的提升。

（二）底層抗震橫墻的最大間距

第二是進行底層抗震橫墻的最大間距考慮。之所以要注意這個問題主要是因為在樓板平面出現過大變形的時候，各層的地震作用如果不能夠傳遞到抗震墻上，抗震墻的作用便不會發生，這樣，建筑的抗震性會有所下降?；谶@樣的考慮，在進行底框結構設計的時候，對抗震橫墻的間距進行科學的把握十分的必要。就目前的建筑抗震設計規范GB50011-2010（16年版），當底框結構的抗震烈度為6度的時候，其間不大于18m，當底框結構的抗震烈度為6度的時候15m，當底框結構的抗震烈度為8度的時候11m，當底框結構的抗震烈度為9度的時候就不能采用底部框架-抗震墻砌體房屋這種結構體系的房屋了?？拐饓Φ牟贾迷瓌t應符合“均勻，對稱，周邊，分散”的布置原則。多層砌體房屋的橫向地震力主要由橫墻承擔，地震中橫墻間距大小對房屋倒塌影響很大，不僅橫墻需具有足夠的承載力，而且樓蓋須具有傳遞地震力給橫墻的水平剛度，本條規定是為了滿足樓蓋對傳遞水平地震力所需的剛度要求。同時底框結構的樓屋蓋應采用現澆或者是整體式裝配。

（三）抗震墻應符合高寬比要求，避免出現低矮抗震墻

通常把高寬比小于1的鋼筋混凝土抗震墻稱之為低矮抗震墻.而低矮抗震墻的抗側剛度和承擔的地震剪力較大，變形能力和耗能能力較差，其破壞形式為剪切破壞.不符合《抗震規范》3.5.2.3條結構體系應具備必要的抗震承載力，良好的變形能力和消耗地震能量的能力。還應特別注意《抗震規范》7.5.3.2條墻板的厚度不宜小于160mm，且不應小于墻板凈高的1/20；墻體宜開設洞口形成若干墻段，各墻段的高寬比不宜小于2的規定.即凡是高寬比小于2的墻體都應開設洞口或在墻體中設置豎縫，需要注意的是墻體開豎縫后各墻板單元的側移剛度之和要小于原墻體的側移剛度，所以開縫后需要設置更多的抗震墻來滿足樓層側移剛度比的要求。

（四）抗震墻上邊框梁建議按框支梁的要求進行內力和配筋計算

《抗震規范》3.5.2.2條結構體系應避免因部分結構或構件破壞而導致整個結構喪失抗震能力或對重力荷載的承載能力?！犊拐鹨幏丁?.5.3.1條宜有多道抗震防線?？拐饓偷卓蚪M成了底框結構的多道防線.當在地震作用下抗震墻開裂喪失承載力后，為使邊框梁仍然具有對豎向荷載的承載能力而不至于導致結構倒塌，所以建議抗震墻上邊框梁按框支梁的要求進行內力和配筋計算。

（五）底層框架和抗震墻的抗震等級

《抗震規范》7.1.9條底部框架-抗震墻砌體房屋的鋼筋混凝土結構部分，除應符合本章規定外，尚應符合本規范第6章的有關要求；此時，底部混凝土框架的抗震等級，6、7、8度應分別按三、二、一級采用，混凝土墻體的抗震等級，6、7、8度應分別按三、三、二級采用。實際工作中，部分剛從事結構設計的人員很容易按《抗震規范》6.1.2條表6.1.2現澆鋼筋混凝土房屋的抗震等級執行而導致抗震等級取值錯誤給建筑結構安全帶來隱患。

（六）加強概念設計和強化構造要求

作為一名結構設計人員，不僅要正確熟練的掌握相關規范的規定，還必須具備良好的概念設計理念和構造要求，做到結構體系及構件布置合理，傳力路線明確。滿足抗震規范的相關構造要求，在底部框架-抗震墻砌體房屋設計中應特別注意對過度層砌體和構造柱的設置要求。

三、底框結構設計的優化

底框結構在具體設計的時候，不僅要注意上面所提到的六個問題，在一些細節方面要進行設計的優化，這樣，設計的效果才會更加的突出。就目前個人經驗來看，其設計優化主要從材料和人員兩方面進行：所謂的材料設計優化主要指的是在具體設計的時候考慮建筑所處的區域，在自然環境和氣候條件的綜合考慮下對材料的性能和規格進行把握，然后選擇最符合要求的材料，這樣，整個建筑用料的質量會得到完美的提升。簡言之，材料性能的優勢得到了充分的發揮，建筑的質量安全效果明顯加強。

四、結束語

綜上所述，底層框架-抗震墻砌體房屋結構在具體的設計工作中，需要從技術角度、人員角度、材料角度以及工程所處區域等做綜合的考慮，使這種結構體系在實際運用中更安全適用經濟，這對充分發揮其結構體系優勢意義重大。

參考文獻：

[1]鄭山鎖.底框框剪砌體房屋抗震分析與設計 中國建材工業出版社 2002年版

[2]劉敏.底框結構設計若干問題的探討[J].建筑工程技術與設計，2015（33）.