摘 要：底部框架-抗震墻砌體房屋是多層砌體房屋中的一種特殊形式，是我國特有的一種結構形式。分析提高這類房屋整體抗震能力的計算要點，對于搞好這類房屋的抗震設計是非常重要的。

　　關鍵詞：底部框架;抗震墻砌體房屋;抗震設計;計算要點

　　Abstract: the bottom frame shear wall masonry building of multistory masonry buildings is a special form in our country; it is a special structural form. Analysis of the improvement of the overall housing anti-seismic ability calculation is very important to doing well this kind of building seismic design.

　　Key words: bottom frame; shear wall masonry buildings; seismic design; calculation;

　　中圖分類號：TU22 文獻標識碼：A 文章編號：2095-2104(2012)

　　1、前言

　　對城鎮臨街建筑及居民小區建筑，經常要考慮到商業經營和辦公的需要，做成底層框架-抗震墻、上部多層砌體房屋，它的優點在于房屋的底部可提供較大較靈活的空間做商業，在上部可蓋空間規整、不露柱子，造價低廉的磚混住宅。其結構特點是在結構豎向體系、結構材料體系、結構剛度等多方面，在豎向存在突變，是一種抗震不利的結構體系，本來應該避免采用。但隨著對此類結構研究的深入，發現只要合理的設計此種結構，還是能達到一定抗震性能的。

　　2、底部框架-抗震墻房屋的震害及其分析

　　底部框架-抗震墻房屋是由底層或底部兩層為框架-抗震墻，上部為多層磚混結構構成。這類結構的底層或底部兩層具有一定的抗側力剛度和一定承載能力、變形能力以及耗能能力;上部多層磚房具有較大的抗側力剛度和一定的承載能力，但變形和耗能能力相對較差。這類結構的整體抗震能力既決定于底部和上部各自的抗震能力，又決定于底部和上部的抗側力剛度和抗震能力的相互匹配程度，也就是不能存在特別薄弱的樓層。震害調查和試驗研究表明，當底層無抗震墻或抗震墻數量較少時，底部框架-抗震墻房屋的震害集中在底層框架部分，且墻比柱重，柱比梁重。

　　3、底部框架—抗震墻部分地震剪力的分配

　　水平地震剪力要根據對應的框架—抗震墻結構中各構件的側向剛度比例，并考慮塑性內力重分布來分配，使其符合多道防線的設計原則。

　　3.1抗震墻

　　底部框架—抗震墻側向剛度中，鋼筋混凝土占有相當的比例。從控制底部設置一定數量的抗震墻和底部的二道防線的設計原則考慮，抗震墻作為第一道防線，底部的橫向和縱向地震剪力的設計值應該全部由該方向的抗震承擔。地震剪力按各地震墻的側向剛度比例進行分配

　　3.2框架

　　在地震作用下，底部抗震墻開裂，抗震墻開裂后將產生塑性內力重分布。底部框架作為第二道防線，其抗震性能如何，對底部框架—抗震墻砌體房屋的整體抗震能力起著很重要的作用。因此，底部框架承擔的地震剪力設計值，可按底部框架和抗震墻的有效側向剛度比例進行分配。有效側向剛度的取值，框架剛度不折減，鋼筋混凝土抗震墻可乘以折減系數0.3，磚墻可乘以折減系數0.2。

　　4、底部框架托墻梁計算

　　底部框架托墻梁的受力狀態是非常復雜的。通過空間有限元分析方法對該項內容進行的大量計算分析工作，總結了底部框架—抗震墻砌體房屋底部框架托墻梁承擔豎向荷載的特點和規律。分析表明，底層框架—抗震墻砌體房屋第一層的框架托墻梁和底部兩層框架—抗震墻砌體房屋第二層的框架托墻梁承擔豎向荷載的特點和規律是相同的。在不考慮上部墻體開裂的前提下，底部框架—抗震墻砌體房屋的上部砌體墻未開洞時，對于其下部框架托墻梁的墻梁作用是較為明顯的。

　　4.1 影響底部框架托墻梁承擔豎向荷載的主要因素

　　(1)上部砌體部分墻上開洞情況(如跨中開門洞和跨端開門洞等)。

　　(2)上部砌體部分墻中構造柱、圈梁設置情況(如內縱墻與橫墻交接處設置構造柱的不同情況及圈梁的截面尺寸等)。

　　(3)上部砌體部分層數

　　(4)底部框架跨數

　　4.2底部框架托墻梁內力計算的基本原則

　　在靜力設計時，兩端有框架柱落地的托墻梁及其上部的砌體墻可作為墻梁進行計算。抗震設計時，考慮到實際地震作用與實驗室條件的差異，“大震”時梁上墻體嚴重開裂，若拉結不良則出平面倒塌，震害十分嚴重，托墻梁與非抗震的墻梁受力狀態有所差異，當按靜力的方法考慮有框架柱落地的托梁與上部墻體組合作用時，若計算系數不變會導致不安全，需要依據開裂的程度調整計算參數。

　　5、底部框架-抗震墻房屋設計的注意事項

　　5.1 結構布置

　　底部框架-抗震墻房屋的層數和總高度的限制;房屋抗震橫墻的間距限制，該項限制主要是為了滿足樓蓋對傳遞水平地震力所需的剛度要求，防止樓板平面出現過大的變形而不能使各層的地震作用傳到抗震橫墻上。上部砌體抗震墻與底部的框架梁或抗震墻應對齊或基本對齊;房屋的底部，應沿縱橫兩方向設置一定數量的抗震墻，并應均勻對稱布置或基本均勻對稱布置。底部框架-抗震墻房屋的框架和抗震墻的抗震等級，6、7、8度可分別按三、二、一級采用。

　　5.2計算要點

　　層剛度比的控制，底層框架-抗震墻房屋的縱橫兩個方向，第二層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。控制側向剛度比，是為了使底部框架-抗震墻磚房的彈性位移反應較為均勻，減少在強烈地震作用下的彈塑性變形集中，從而提高整個房屋的整體抗震能力，防止底部結構出現過大的側移而導致建筑物嚴重破壞。另外,側向剛度比也不應小于1.0，即底層的縱、橫向抗震墻也不應設置的過多，避免底層過強將薄弱層轉移到上部的過渡層。在設計的過程中，設計人員按規范要求設置抗震墻后，過渡層與其下相鄰層的剛度比的上限一般較容易滿足，但下限“均不小于1.0”的要求很難滿足。這一現象在底部密柱、層高較低時表現得尤為突出。碰到這種情況，有以下方法處理：減少底部抗震墻的數量;在上層墻體結構中增加構造柱(在墻體中部);將部分剪力墻延伸到過渡層。

　　6.結合一工程實例就利用軟件計算中需要注意的問題

　　6.1 底層剪力墻的布置和計算

　　(1)剪力墻的布置應“均勻、對稱、周邊、分散”。對此，《抗震規范》對此有詳細的敘述，除以上原則外，剪力墻的布置還要考慮上面幾層的質心位置，使底層縱橫向的剛心盡可能與整棟房屋的質心重合。

　　(2)低矮剪力墻的避免

　　規范規定：高寬比小于1時，可以僅計算剪切變形;高寬比不大于4且不小于1時，應同時計算彎曲和剪切變形。高寬比大于4時，等效側向剛度不考慮。高寬比小于1時，稱為低矮剪力墻，它的變形和耗能能力很差，破壞形式為剪切破壞(脆性破壞)。所以工程中應避免使用，或者應利用結構縫將其分開。

　　(3)剪力墻開洞口

　　底部框架—抗震墻房屋進行設計時，所布置的抗震墻既要滿足側移剛度比限值的要求，又要滿足承載力計算的要求。經常遇到承載力驗算不滿足，增加抗震墻的數量或厚度，滿足了承載力驗算的要求，但側移剛度比限值又不滿足了的問題，解決的辦法主要是設置結構洞口，即采用在鋼筋混凝土抗震墻上設置洞口并采用輕質砌塊材料填實的方法，將抗震墻的剛度降低，在滿足承載力驗算的要求的同時符合側移剛度比限值的要求。

　　6.2 底框托梁上的荷載及設計

　　因底框托梁承受上部房屋墻體及樓面的荷載較大，如何處理上部荷載對托梁的設計影響成為關鍵問題。目前，PKPM軟件僅提供了三種方法：

　　(1)全部作為均布荷載作用，此時用戶輸入的上部荷載折減系數為1.0;

　　(2)近似地將部分荷載作為均布荷載，其余作為集中荷載作用到柱子上。此時用戶輸入的荷載折減系數小于1.0;

　　(3)規范方法，即考慮墻梁組合作用對托梁進行計算。實際設計中，一般采用如下規定：當抗震設防烈度為8度及以上時，上部荷載不折減，采用方法1，托梁配筋與普通梁一樣按受彎構件計算;當設防烈度為6、7度時，上部荷載可以考慮折減系數。當輸入的折減系數不宜太小，一般可輸入0.7～0.9，但不應少于四層荷載值。

　　7、結語

　　底部框架-抗震墻結構作為一種經濟有效的結構形式，適應我國當前經濟發展的需要。盡管其抗震性能不是很好，但只要設計人員嚴格按照規范和人們的實踐和試驗經驗進行設計，完全能夠滿足人們的需要。

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