底层框架—抗震墙砌体房屋结构设计中需要注意的问题

王利华

【摘 要】本文根据现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（16年版）结合本人多年的设计经验提出几点对底层框架-抗震墙砌体房屋的设计建议。

【关键词】 底框结构；设计；注意；问题

一、底框结构分析

由于底层框架-抗震墙砌体房屋的底层或底部两层可作为商业或办公用房，上部可做为住宅用房的特点，所以在我国的广大地区应用广泛，特别是县城及乡镇的临街建筑应用更为普遍。但因其采用了底部为钢筋混凝土框架抗-震墙上部为砌体结构的两种结构体系，上部结构质量大刚度大，下部结构质量小刚度小，设计过程中涉及到的规范条款也多。为此本文就底框结构设计中需要注意的问题进行具体的分析，旨在使结构设计在满足现行规范要求的前提下更加合理。以便更加充分的的发挥这种结构体系的优势服务于广大的用户。

二、底框结构设计时需要注意的问题

底框结构在目前的城市建筑规划中利用的比较广泛，但是从实际分析来看，如果底框结构在具体设计的时候发生了一些问题上的疏漏，那么结构的质量和安全会受到影响，因此在具体设计的时候需要对一些问题重点的考虑。以下便是需要着重考虑几个问题。

（一）层间侧向刚度比

首先是在设计的时候要对结构破坏特性进行有效的把握。从而在结构布置时做到有的放矢提高工作效率。从具体的分析来看，底框结构的高度都不是很高，其风荷载的影响比较小，所以主要考虑的是竖向的荷载和水平的地震作用。当底层的抗侧力构件布置不够或过度时其在地震作用下都会给结构安全带来隐患。其表现出以下三方面的破坏特征。

其一是底层抗侧力构件布置过多时其震害现象与多层的砌体房屋的震害破坏基本相似，一般是在过度层破坏较严重。

其二是当底层抗侧力构件布置过少刚度过小时，此时在竖向荷载和水平地震剪力的联合作用下，抗震墙沿对角线方向发生剪切破坏，框架柱上下端产生水平裂缝并局部压溃形成柱铰机构，最终导致结构整体破坏。

其三是底框结构上部砖房的重量比较大，竖向质量分布不均，是头重脚轻的结构，底层结构刚抗侧刚度也比上部砌体结构的小。所以竖向构件和水平构件布置的不对称极易发生扭转破坏。基于上述的破坏特性，在具体设计的时候需要掌握此特性，严格按《抗震规范》7.1.8.3底层框架-抗震墙砌体房屋的纵横两个方向，第二层计入构造柱影响的侧向刚度与底层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2.5，8度时不应大于2.0，且均不应小于1.0。和7.1.8.4條 底部两层框架-抗震墙砌体房屋纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层计入构造柱影响的侧向刚度与底部第二层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2.0，8度时不应大于1.5，且均不应小于1.0执行，然后在两个方向上进行抗震墙的设计，这样，底框结构的稳定性和安全性会显著的提升。

（二）底层抗震横墙的最大间距

第二是进行底层抗震横墙的最大间距考虑。之所以要注意这个问题主要是因为在楼板平面出现过大变形的时候，各层的地震作用如果不能够传递到抗震墙上，抗震墙的作用便不会发生，这样，建筑的抗震性会有所下降。基于这样的考虑，在进行底框结构设计的时候，对抗震横墙的间距进行科学的把握十分的必要。就目前的建筑抗震设计规范GB50011-2010（16年版），当底框结构的抗震烈度为6度的时候，其间不大于18m，当底框结构的抗震烈度为6度的时候15m，当底框结构的抗震烈度为8度的时候11m，当底框结构的抗震烈度为9度的时候就不能采用底部框架-抗震墙砌体房屋这种结构体系的房屋了。抗震墙的布置原则应符合“均匀，对称，周边，分散”的布置原则。多层砌体房屋的横向地震力主要由横墙承担，地震中横墙间距大小对房屋倒塌影响很大，不仅横墙需具有足够的承载力，而且楼盖须具有传递地震力给横墙的水平刚度，本条规定是为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求。同时底框结构的楼屋盖应采用现浇或者是整体式装配。

（三）抗震墙应符合高宽比要求，避免出现低矮抗震墙

通常把高宽比小于1的钢筋混凝土抗震墙称之为低矮抗震墙.而低矮抗震墙的抗侧刚度和承担的地震剪力较大，变形能力和耗能能力较差，其破坏形式为剪切破坏.不符合《抗震规范》3.5.2.3条结构体系应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力。还应特别注意《抗震规范》7.5.3.2条墙板的厚度不宜小于160mm，且不应小于墙板净高的1/20；墙体宜开设洞口形成若干墙段，各墙段的高宽比不宜小于2的规定.即凡是高宽比小于2的墙体都应开设洞口或在墙体中设置竖缝，需要注意的是墙体开竖缝后各墙板单元的侧移刚度之和要小于原墙体的侧移刚度，所以开缝后需要设置更多的抗震墙来满足楼层侧移刚度比的要求。

（四）抗震墙上边框梁建议按框支梁的要求进行内力和配筋计算

《抗震规范》3.5.2.2条结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。《抗震规范》3.5.3.1条宜有多道抗震防线。抗震墙和底框组成了底框结构的多道防线.当在地震作用下抗震墙开裂丧失承载力后，为使边框梁仍然具有对竖向荷载的承载能力而不至于导致结构倒塌，所以建议抗震墙上边框梁按框支梁的要求进行内力和配筋计算。

（五）底层框架和抗震墙的抗震等级

《抗震规范》7.1.9条底部框架-抗震墙砌体房屋的钢筋混凝土结构部分，除应符合本章规定外，尚应符合本规范第6章的有关要求；此时，底部混凝土框架的抗震等级，6、7、8度应分别按三、二、一级采用，混凝土墙体的抗震等级，6、7、8度应分别按三、三、二级采用。实际工作中，部分刚从事结构设计的人员很容易按《抗震规范》6.1.2条表6.1.2现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级执行而导致抗震等级取值错误给建筑结构安全带来隐患。

（六）加强概念设计和强化构造要求

作为一名结构设计人员，不仅要正确熟练的掌握相关规范的规定，还必须具备良好的概念设计理念和构造要求，做到结构体系及构件布置合理，传力路线明确。满足抗震规范的相关构造要求，在底部框架-抗震墙砌体房屋设计中应特别注意对过度层砌体和构造柱的设置要求。

三、底框结构设计的优化

底框结构在具体设计的时候，不仅要注意上面所提到的六个问题，在一些细节方面要进行设计的优化，这样，设计的效果才会更加的突出。就目前个人经验来看，其设计优化主要从材料和人员两方面进行：所谓的材料设计优化主要指的是在具体设计的时候考虑建筑所处的区域，在自然环境和气候条件的综合考虑下对材料的性能和规格进行把握，然后选择最符合要求的材料，这样，整个建筑用料的质量会得到完美的提升。简言之，材料性能的优势得到了充分的发挥，建筑的质量安全效果明显加强。

四、结束语

综上所述，底层框架-抗震墙砌体房屋结构在具体的设计工作中，需要从技术角度、人员角度、材料角度以及工程所处区域等做综合的考虑，使这种结构体系在实际运用中更安全适用经济，这对充分发挥其结构体系优势意义重大。

参考文献：

[1]郑山锁.底框框剪砌体房屋抗震分析与设计 中国建材工业出版社 2002年版

[2]刘敏.底框结构设计若干问题的探讨[J].建筑工程技术与设计，2015（33）.