某底层框架.doc

1、某底层框架内容提要底部框架-抗震墙房屋在历次地震中震害均较严重，做好该类结构的设计，满足抗震设防的要求，是结构设计的重点、难点。本文通过对某底层框架-抗震墙房屋结构设计的分析、总结，对该类房屋在结构设计中应注意的层间刚度比的控制、过渡层的加强措施等方面进行了阐述。 关键词底层框架-抗震墙层间刚度比过渡层低矮抗震墙 中图分类号：TU318 文献标识码： A 文章编号： 1 引言 底部框架-抗震墙房屋，是指建筑物底层或底部两层为钢筋混凝土框架-抗震墙结构，上部几层为纵横墙较多的砖（砌体）墙承重结构。这种房屋的底层或底部两层可获得较大空间，可作为商店、餐厅等，上部楼层可作为住宅、办公等用房，多用于临

2、街的建筑。这种结构具有较多层钢筋混凝土框架房屋造价低和便于施工等优点，但抗震性能较差，底部宜作成一层框架-抗震墙结构。 建筑抗震设计规范 （GB50011-2011）（以下简称抗规 ）把底部为一层框架-抗震墙房屋称为底层框架-抗震墙房屋。如何保证地震区的底层框架-抗震墙房屋具备较好的抗震性能，满足抗震设防的要求，是结构设计的重点、难点。 工程概况 邯郸市城投市政公用建设动迁有限公司所开发的综合楼，共层，底层用于开敞办公（或商店、餐厅） ，需要较大的使用空间，层高 3.6 米，上部层为办公用房，层高 3.2 米，主体总高 17.0 米，无地下室。结构型式采用底层框架-抗震墙结构。抗震设防烈度为度

3、，设计基本地震加速度为 0.15，设计地震分组为第一组，建筑抗震设防标准为丙类，类场地。结构计算采用中国建筑科学研究院 PMCAD 软件（2005 年 11 月版）。 结构设计 该建筑原方案未设缝，建筑总长约为 63.0 米，超过砌体结构设计规范 （GB50003-2011）伸缩缝最大间距限值（50.0 米）较多，为了避免和减少常见的由建筑物超长所导致的温度裂缝，经与建筑协商，在建筑物中间部位断开，设 100宽变形缝。本工程结构设计（建模计算）对变形缝两侧部分分别进行。 为保证地震剪力传给抗震横墙，应使抗震横墙间距不能太大，对抗震横墙间距的规定见抗规7.1.5 条。本工程度设防，间距不得大于1

4、8.0 米。本工程上部楼层用于办公，开间较大（3.64.2 米） ，且与一般住宅相比，横墙较少。据抗规7.1.8 条，地震烈度为、度且总层数不超过层的底层框架-抗震墙房屋，允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙。但结合本工程的实际情况，经多方案比较、反复试算，决定采用钢筋混凝土抗震墙。 抗规要求底层框架-抗震墙房屋的纵、横两个方向，第二层与底层侧向刚度的比值，、度时不应大于 2.5，且不小于 1.0。这是因为若要提高房屋的整体抗震能力，就应使在地震作用下弹性层间位移反应均匀，并减少在强烈地震作用下的弹塑性变形集中（即不至于出现突出的薄弱楼层） ，这是控制层间刚度比的原因。布置底层框架-抗震墙房屋抗

5、震墙时，应注意两点：（）上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐；（）底框部分纵、横两个方向的抗震墙，应均匀对称布置或基本均匀对称布置。 底框结构底部抗震墙的位置、数量由构造要求和层间刚度比控制。一方面，应满足抗震横墙间距和均匀对称布置等要求；另一方面又要满足层间刚度比的要求。在布置抗震墙的过程中，极易出现低矮抗震墙（高宽比小于的钢筋混凝土抗震墙） 。由于低矮抗震墙抗侧力刚度和承担的地震剪力较大，变形和耗能能力较差，破坏形式为剪切破坏，一旦墙体开裂或丧失承载能力，将对其他抗侧力构件产生很不利影响。故在实际工程中应避免使用。为此，文3指出，底层框架-抗震墙房屋的底层钢筋混凝土抗震墙

6、，宜开设洞口形成若干墙段，各墙段的高宽比不宜小于。对于不便开设洞口的带边框低矮抗震墙，应在墙中设置竖缝使墙体分成两个或三个高宽比大于 1.5 的墙板单元。本工程将所有易形成低矮抗震墙的墙段均采用开竖缝的方式处理，使之分成几个墙段。在结构建模时，在缝两侧分别设节点，将各墙段作为独立墙体分别输入。抗震墙开竖缝采取的具体构造措施如下：（）开 100宽的竖缝至梁底，使墙体分成两个或三个高宽比大于 1.5 的墙板单元，水平钢筋在竖缝处断开；（）竖缝处放置两块预制的钢筋混凝土板，每块厚50，宽度与墙厚相同；（3）竖缝两侧设暗柱，其截面范围为 1.5 倍墙厚，其纵筋、箍筋根据计算结果配置，且纵筋不小于16，

7、箍筋直径不小于 ，间距不大于 200；（）边框梁箍筋除满足规范加密要求外，还应在竖缝两侧 1.0 倍梁高范围内加密，箍筋间距不应大于100。经过反复比较，调整抗震墙的布置，变形缝两侧的层间刚度比均满足规范要求，具体结果如下：缝左侧，K01.49，K90=1.44；缝右侧，K0=1.40，K90=1.65。底层框架柱、抗震墙布置见图 1 所示。 图 1 图 2 底层框架-抗震墙房屋是由两种材料和承重体系组成的结构体系，其过渡楼层（第层）受力复杂，担负着传递上部的地震剪力和倾覆力矩等作用，必须采取相应的抗震构造措施。 抗规规定过渡层的底板（本工程即首层顶板）应采用现浇钢筋混凝土板，板厚不应小于 1

8、20，并应少开洞、不开洞，当洞口尺寸大于 800时，洞口周边应设置边梁。由于本工程上部为办公用房，开间较大，首层底框榀距亦较大，最大为 8.4米，最终确定过渡层的底板厚度为 140。过渡层除在所有横墙（轴线）与内、外纵墙的交接处和楼梯间四角设置构造柱外，在所有外纵墙上3.94.2 米开间的不小于 2.1 米的洞口两侧、内纵墙上相应开间的门洞边以及长度大于 5.0 米的横墙中部增设构造柱，截面 240240纵墙 416，箍筋 6100200，且要求纵向钢筋锚入下部的框架梁、柱内长度不小于 40。另外，每层均设圈梁，断面240240，41，箍筋 6100200（箍筋加密范围为构造柱两侧各 500范

9、围内） 。为提高过渡楼层的抗弯能力，在该层外纵墙的窗台板下设置 60厚，240宽的配筋混凝土带，C20 砼，6，且锚入两侧构造柱内。过渡层平面布置见图 2 所示。 据抗规7.1.10 条，本工程底层框架和抗震墙的抗震等级为二级（设防烈度度） 。其构造要求应满足规范有关规定。值得一提的是，由于过渡层构造柱要锚入框架梁内，相应部位框架梁要加强，且抗震墙开竖缝处框架梁亦要采取加强措施，结合抗规7.5.4 条（强条） ，本工程框架梁均全长加密。 （注：本工程框架柱尺寸 500500；主要框架梁尺寸 350900、350600、350500 等；抗震墙厚内、外纵墙 240，横墙200。单位：） 为增强结

10、构整体性，并结合地质条件，本工程采用筏板基础。屋顶板厚均为 120，且在板上皮未配筋表面设置双向钢筋网片6200，并与支座筋搭接。 4 结语 历次地震中，底层框架-抗震墙房屋震害均较严重，做好此类房屋的结构设计，满足抗震设防的要求，关键是调整好底层抗震墙的布置，使之满足层间刚度比及构造要求，这是难点所在。对过渡层采取加强措施，是概念设计的重要内容。工程实践表明，只有通过反复试算，多方案比较，精心设计，才能满足建筑抗震设计规范 （GB50011-2001）的相关要求。 参考文献 建筑抗震设计规范（GB 50011-2001）.中国建筑工业出版社，2001 砌体结构设计规范（GB50003-2001）.中国建筑工业出版社，2001 高小旺 龚思礼等. 建筑抗震设计规范理解与应用. 中国建筑工业出版社，2003 陈岱林等砌体结构 CAD 原理及疑难问题解答. 中国建筑工业出版社，2004