理工类论文浅析底框-砖混结构抗震设计中需注意的几个问题

　　摘要：底部框架-上部砖混结构作为中西部城市临街建筑常见的结构形式，探讨其抗震设计问题具有一定的现实意义。本文针对该结构形式的抗震设计中的几个主要问题进行了分析并给出一些设计建议。

　　关键词：核心期刊论文发表,理工类论文,底框-砖混结构,抗震设计

　　0 引言：

　　底部框架，上部为砖混结构的底框结构房屋多位于临街位置，下部大空间的框架结构一般做为商业用房，上部的砖混结构一般做为住宅使用，这种结构形式既满足了商业要求，又给附近居民生活带来了方便。此种底框—砖混结构的底层或底部两层为大空间，纵横墙数量较少，上部砖混结构的纵横墙又较多，这种“上刚下柔、头重脚轻”的结构形式在地震作用下极易遭到破坏，尤其是高烈度地区，底框结构在新疆各个城市中都有着很广泛的应用，但新疆为地震多发区，70%左右的地区大都处于7-8度地震区，还有一些地方属于9度的高烈度区域，因此底框-砖混结构的房屋如何在地震中确保安全就显得尤为重要了。

　　1 底框-砖混结构在抗震设计中的主要问题及解决措施

　　1.1 结构平面、抗震墙布置不合理

　　设计底框结构时，结构布置不对称、不合理，尤其是抗震墙布置的不合理，是导致结构破坏的主要原因。历次震害调查说明，体型复杂或结构构件(墙体、柱网等)布置不合理，将加重房屋的震害.对于底层框架抗震墙结构，其抗震性能相对于多层钢筋砼房屋要差。因此，这类房屋平、立面布置的规则要求应更严格一些，即房屋体型宜简单、对称，结构抗侧力构件的布置也应尽量对称，这样可以减少水平地震作用下的扭转。

　　底框结构中的剪力墙既是承担竖向荷载的主要构件，更是承担水平力的主要构件，在地震中起第一道防线的作用， 因此在设计时要考虑底部剪力墙承担1 0 0 %的水平地震作用，而框架只承担小部分的地震力作为安全储备。震害观测表明，底框砖房在地震时底层将发生变形集中，会出现过大的侧移而严重破坏甚至倒塌。规范在近十几年各地试验研究的基础上， 对底框结构剪力墙的布置做出了更科学的调整。

　　1.2 底框-砖混结构房屋的高度或层数超限

　　规范明确规定：底部框架-抗震墙砌体房屋的底部，层高不应超过4.5m;当底层采用约束砌体抗震墙时，底层的层高不应超过4.2m。可建设单位为了空间需要或尽可能将自身利益最大化，要求设计者增加底层层高高度或设置夹层，有些带坡屋顶的建筑，其坡屋顶的作用主要是做架空隔热用，结构计算高度算至檐口，而实际中，业主却将其作为阁楼出售，如若作为阁楼也应算为一层，则结构计算高度就应计至坡屋顶高度一半处，因此，有些建筑的高度已超出规范要求。

　　《建筑抗震设计规范》表7.1.2对这类房屋的总层数给予了较严格的限制，设计中应遵循规范严格限制建筑层数。

　　1.3 层间刚度比的控制不严

　　为保证实现“小震不坏，中震可修，大震不倒”的抗震设计原则，《建筑设计抗震规范》(GB50011-2010)对底框结构底部框架层与上层刚度比做出了明确规定，其中底层框架，第二层与底层侧向刚度比，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，底部两层框架第三层与第二层框架侧向刚度比，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，要做到这一点，必须在底部框架中布置一定数量的抗震墙。结构设计中抗震墙的合理设置，需要反复计算并多次与建筑专业协调配合。有些设计师对此参数概念模糊，设计时没有考虑或未严格按规范要求来设计，最后均给该结构房屋埋下了安全隐患。

　　1.4 忽略过渡层的抗震加强设计，使过渡层变为薄弱层

　　抗震墙砖房的二层称为过渡层。此层担负着传递上部的地震剪力和上部各层地震力对底层楼盖的倾覆力矩引起楼层转角对第二层层间位移的增大，因而此层受力复杂，也显得非常重要。对于底部框架抗震墙砖房，当底层按抗震规范要求设置一定数量的抗震墙后，房屋底部的侧向刚度和水平承载力有较大提高;此时如果忽略过渡层墙体的侧向刚度和水平承载力的降低，可能使房屋的过渡层成为薄弱层;由于过渡层砖砌体的变形能力较底层相对较差，因而将降低这种房屋的抗震性能。为避免上述情况发生，应加强过渡层墙体的抗震构造措施。二层构造柱配筋较上部同一位置构造柱配筋加大一级，二层构造柱下端箍筋适当加密，构造柱纵向钢筋锚入底层框架柱、梁内40d;除按抗震规范设置构造柱外，应根据房屋层数、设防烈度适当增设构造柱，尤其是在底层有抗震墙的位置，以改善整个结构传递水平力的性能;另在房屋四周外墙，在纵横墙交接处均宜设构造柱，以增加上部砌体结构与底部钢筋砼框架抗震墙结构的连接和整体性，避免由于房屋上部及底部材质不同，结构的自振频率不完全一致，在地震作用下因上、下部连接不强而在二层楼面处形成脱接。

　　1.5 底层抗震墙的配筋问题

　　考虑到底部框架—抗震墙房屋高度较低，为了节约造价、合理设计，底部的钢筋混凝土剪力墙应按低矮的墙或开竖缝墙设计，其抗震等级可比钢筋混凝土抗震墙结构的框支层有所放宽。不需按框支墙来考虑。

　　2 小结

　　通过以上问题的分析，可得出以下结论: ( 1 ) 首先应满足规范对剪力墙布置中强制性条文的要求， 如间距; 双主轴均布等。( 2 ) 设计者应该按规范严格控制层高等规范规定的各种限制条件。( 3 ) 布置时遵循“ 竖直， 均匀， 对称， 相交” 的布置原则。( 4 ) 按规范严格控制层间刚度比的要求( 5 ) 不规则平面布局的剪力墙电算时应根据具体问题具体分析。

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　　参考文献:

　　[1]GB50011-2010 建筑抗震设计规范

　　[2]GB50003-2012 砌体结构设计规范

　　[3]唐岱新,龚绍熙,周炳章.砌体结构设计规范理解与应用(第二版). 北京:中国建筑工业出版社,2012.