抗震要点 篇1
底部框墙结构抗震设计中应注意的问题，底部框墙结构体系更注重概念设计底部框墙结构中的剪力墙的方案布置、墙量的多少、墙片的大小、平面形式、以及框架柱网的布置、跨度尺寸的确定，对结构方案的合理性具有更直接更敏感的影响。由于底部框墙结构中的剪力墙属低矮墙，其抗剪刚度相对较大，如果布置的墙肢较长、平面形式复杂，很容易出现局部刚度过大，受力过于集中的现象，甚至经常出现只布置极少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。因此在剪力墙布置方案上一定要坚持均匀、对称、周边、分散的原则，墙片不宜过长，应以墙片高宽比1.5左右为为宜，墙片平面形式不宜采用提高抗侧刚度的“L”“T”等平面形式，而是尽可能采用“一”字形。这是因为只有弱化每一单片剪力墙的刚度，才有可能实现均匀分散多道设防的目标。底部框墙结构的柱网不宜过大，一般控制在6.0m左右，并且框架梁上悬墙数目不应超过一道。底部框架梁横断面高度取值应控制在1/5～1/8梁跨，如果柱网过大，会使梁断面及配筋出现异常现象，而上部悬墙数目增多，更会加重这种现象。梁的断面及配筋过大，使底框结构中本来就存在的强梁弱柱的问题更为突出，使这类房屋的结构安全储备大大降低。控制柱网尺寸，给出规定限值，限制框架梁上的悬墙数目，对底部框墙结构来说是十分必要的。
底部框墙结构设计中侧移刚度比的控制应严格底部框墙结构的合理工作特性表现在底部的合理柔性使地震作用降低，并且使下部先于上部屈服以期吸收一定的地震能量，削弱地震力的向上传递，减轻上部砌体结构的破坏。同时底部因合理的布置了剪力墙及其底框所具有的钢筋混凝土结构特性，其抗震性能要优于上部砌体结构，从而使整个结构抗震性能得到改善。对于底部框墙结构上下刚度比的合理匹配是实现其良好抗震性能的重要因素，而在任何情况下，上部砖砌体与下部框墙层的侧移刚度比不能小于1，是控制薄弱层出现在底层，而不向上转移的重要保证。这一点在设计中要给予足够的重视。建筑抗震设计规范中给出这一限值不宜大于2，不应小于1。尽管这个限值很明确，但设计中往往由于底层计算高度取值问题，或对不同软件的计算方法、计算模型的理解问题等原因，计算出的比值与实际有一定差距，使这一限值未能得到保证。为避免大的出入，一般在做方案阶段予以初步判断，可取得事半功倍的效果。
框架梁中的扭转效应不可忽视底部框墙结构中悬墙对框架梁产生的扭转效应十分明显，这是这种结构形式在构件设计中的又一特点。尤其是对边梁及一根梁上有两个以上反向扭矩作用时这一反应更为突出。因此，设计中一方面要尽量使上部砖墙与下部框架梁对齐，控制尽量避免出现这种悬墙。另一方面对产生较大扭转效应的梁要按抗扭计算配置足够的抗扭钢筋，由于这种梁受弯剪扭共同作用，受力状态比较复杂，应予以局部加强。
结构纵向抗震性能要给予关注随着住宅作用的变化，住宅格局已不同于过去的那种横墙多，纵墙长的形式，而是向大开间、少内纵墙方向发展，这样出现了纵向抗震性能比横向差，这种现象在底框砌体结构中尤为普遍。因此对结构的纵墙的合理设计以保证结构的纵向抗震性能，也是底部框墙结构设计中应引起足够重视的问题。为保证结构纵向的抗震性能，要真正严格按抗震规范对底部框墙结构要求在底部除横向外，纵向必须布置一定数量的剪力墙，上部砌体部分应至少有一道内纵墙，且宜对齐，贯通。避免由于上部纵墙太少时，受侧移刚度比的限制，底部纵向剪力墙量极少的异常现象。其次严格控制外纵墙的开洞率，一般开洞率不宜大于50%。当功能需要大开间，又不能设内纵墙时，可考虑采用其他结构形式，但必须保证结构的抗震性能。另外，过渡层必须加强，剪力墙下基础应考虑地震效应组合，这些也都是底部框墙结构设计中应注意的问题。
现就具体工程分析，本工程是乌鲁木齐某房产公司小区，一托五底部框架抗震墙结构底商住宅楼，建筑方案如图1所示。
建筑方案为甲方签字方案，准备开施工图，结构在建筑方案初期已参与，但结构由于没花时间仔细考虑及讨论。在具体设计中发现建筑方案不合理，同过大量计算优化与讨论后，最终结构调整如图2所示，长肢剪力墙及洞口加强处理详图3。
调整后不但结构合理，而且造价降低，在经济的条件下，甲方也同意调整后的方案。
通过以上分析可以看出，抗震性能优良的房屋设计，结构设计人要注重概念设计，对规范要求的控制参数要有深刻的理解，要通过不同模型大量计算分析，取得较合理的设计。各专业之间要相互协调及共同努力。建筑专业，对抗震设计质量起着关键的作用，建筑师进行抗震概念设计，比对结构工程师更重要，因为概念设计的主动权在建筑专业。
参考文献
[1]建筑抗震设计规范, (GB50011-2001)
抗震要点 篇2
关键词：底部框架-抗震墙砌体房屋震害 剪力墙合理布置 计算要点
一.底部框架剪力墙结构总的震害情况
1.部分底部框架房屋由于在底部设置未设或者设置数量不足抗震墙体，造成底层层间刚度和强度不足，在底部形成不规则的薄弱层，地震时由于变形集中，导致底层倒塌，倾斜。震害特点是：（1）震害基本集中发生在底层，为严重破坏或倒塌。（2）底层结构构件的破坏规律是：墙体比框架重，框架柱比梁重。（3）房屋上部几层砖混破坏程度比底层轻很多。
2.按规范要求设置足够数量底部抗震墙体的底部框架房屋，地震中表良好，破坏主要表现在框架上部墙体的裂缝。主要表现在：（1）结构薄弱部位可能出现在底部，也可能出现在过度楼层。当薄弱部位在底部时，虽然抗震墙、框架梁柱节点，填充墙破坏严重，但底部不会出现倒塌情况。（2）当底部框架抗震墙体多，刚度较大，底层侧向刚度和强度均大于二层以上的砌体结构，由于过渡层所受地震剪力大，上部结构会在过渡层出现薄弱层，该层破坏严重，甚至出现整体塌跨，过渡层及以上各层砌体部分全部倒塌，而底部破坏较轻。
3.当房屋底部框架抗震墙部分和上部砌体部分抗震性能比如抗侧刚度匹配较好时，抗侧刚度上下部比较均匀，房屋受损部位趋于均匀化，分散化。这样就有效实现了抗震三水准的抗震设防目标要求。
二.底部框架剪力墙结构房屋的各部分震害情况
1.底部抗震墙。（1）房屋在底部设置足够数量的抗震墙时，在地震作用下，由于墙体侧向刚度大，故抗震墙分担大部分地震作用，在地震中受损现象明显，而钢筋混凝土抗震墙破坏情况又好于砖抗震墙，因为砖抗震墙延性较钢筋混凝土抗震墙差。（2）剪力墙布置不均，许多房屋在临街网点一侧由于建筑要求没有设置剪力墙，致使房屋底层布置剪力墙一侧纵墙破坏严重，相同情况也出现在底层是车库的房屋，由于底层纵向两侧都布置车库出口，开间较小，没有布置剪力墙的地方，不可避免的留下地震破坏安全隐患。
2.底部框架。（1）底部框架的震害主要集中在梁柱节点处，总体情况为柱的破坏大于梁，柱顶震害大于柱底，角柱破坏大于中柱和边柱。
（2）一般托墙梁截面尺寸较大（一般取跨度的1/7.5）用来承担上部砌体墙等较大荷载，而柱截面一般取450X450mm，较难实现强柱弱梁的抗震概念，使本应出现在梁端的塑性铰出现在柱顶或者柱底，从而发生严重震害。而底部梁的破坏相对较轻，多为斜拉破坏，梁端出现斜向裂缝。（3）角柱由于扭转作用并同时承担两个主轴方向的地震作用，而所受的约束又比其他柱小，因此破坏较中柱和边柱严重且普遍。
3. 底部框架填充墙。填充墙为非结构构件，但具有一定的刚度，要承担一部分地震力，而填充墙砌筑材料延性较低，当与框架或剪力墙拉结措施不足，在较大地震力作用下破坏普遍，表现在平面内出现斜裂缝或者交叉裂缝，平面外局部或整体倾倒。
4.过渡层砌体部分。（1）过渡层墙体大多采用无筋砌体，墙体延性等抗震性能相对较差。（2）过渡层出现前面提出的薄弱层，会出现集中破坏，或上部砌体结构整体坍塌，而底部破坏轻微。
三. 结合01新规范简述上述底部框架剪力墙结构震害的相应对策
1. （1）底部抗震墙应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置。（2）底层或者底部二层框架剪力墙结构体房屋的纵横两个方向侧向刚度的比值因一定要严格符合规范要求。
在这里我要特别说明一下，在用PKPM软件计算底框结构时，为了满足上述侧向刚度比，结构师一般采取在抗震墙中开结构洞口来降低剪力墙刚度，但这样有时并不容易满足要求，即使洞口开得很大，反而造成实际抗震墙刚度更具数量来说并不大了，遇到这种情况我建议在水暖箱处、配电箱处开结构洞口，在其他抗震墙上全高开竖缝，竖缝两侧墙肢边缘按规范要求设置暗柱，墙肢高度不变，墙肢宽度变小，成为延性较好的剪弯型墙肢，缝宽由计算确定。采取这种措施还可以避免墙肢高宽比小于1，提高提高结构抗震性能。
2. 底部框架为实现强柱弱梁的目标，规范采取更严格的措施比如：（1）柱的截面尺寸至少采用450X450mm，（2）柱的轴压比，6，7，8度分别限制为0.85，0.75，0.65.（3）柱的总配筋率及箍筋直径间距，都已明确规定。（4）特别是柱最上端和最下端组合的弯矩值乘以增大系数一二三级分别按1.5、1.25、1.15采用是确保强柱弱梁的最有力措施。
3. 底部框架填充墙。01新规范增加规定（1）填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称避免底部形成薄弱层和短柱。（2）空心砌块和砌筑砂浆强度等级分别不应低于MU7.5和M5。墙顶应与框架梁密切结合。（3）填充墙应沿框架柱全高每隔500mm～600mm设2Φ6拉结筋，拉筋伸入墙内的长度，建议6，7度时沿墙全长贯通。（4）楼梯间和人流通道的填充墙，尚应采用钢丝网砂浆面层加强。
4. 过渡层砌体部分。01新规范增加规定（1）砖砌体和砌筑砂浆强度等级分别不应低于MU10和M10，砌块砌体和砌筑砂浆强度等级分别不应低于MU10和Mb10.（2）上部砌体墙与底部的框架梁或抗震墙，出楼梯间附近的个别墙段外均应对齐。此时应过渡层应采取比4款更高加强措施。（3）过渡层应在底部框架柱、抗震墙的构造柱随对应处设置构造柱，间距不宜大于层高。构造柱的纵向钢筋，6、7度时不应小于4Φ16，8度时不应小于4Φ18。一般情况构造柱纵筋应锚入下部的框架柱或抗震墙内，当锚固在托墙梁内时，托墙梁的相应位置应加强。（4）过渡层的砌体墙在窗台标高处，应沿窗台设置沿纵横墙通长的现浇钢筋混凝土帶，截面高度不小于60mm，宽度不小于墙厚，纵筋不少于2Φ10，横向分布筋Φ6@200，此外，砖砌体墙在相邻构造柱间的墙体，应沿墙高每隔360mm设置2Φ6通长水平钢筋和Φ4分布短筋平面内点焊组成的拉结网片或Φ4 点焊钢筋网片，并构造柱内。（5）过渡层的砌体墙，凡宽度不小于1.2m的门洞和2.1m的窗洞，洞口两侧宜增设构造柱。
四.底部框架剪力墙结构房屋抗震设计其他计算要点简述
1. 底部框架-抗震墙砌体房屋抗震计算。
对于平、立面布置规则，质量和刚度在平、立面分布比较均匀的结构，可采用底部剪力法；对于立面布置不规则的宜采用振型分解反应谱法，对于平面布置不规则的宜用考虑水平地震作用扭转影响的振型分解反应谱法。采用振型分解反应谱法时，应取足够的振型数。
2.底部框架-抗震墙砌体房屋地震作用效应调整。
为减少底部的薄弱程度，01新规范规定：（1）底层框架--抗震墙砌体房屋的底层纵向与横向地震剪力设计值均应乘以增大系数，增大系数y=√（k2/k1）其值可根据侧向刚度比值在1.2～1.5范围内选用。第二层与底层侧向刚度比大者应取大值。（2）底部两层框架—抗震墙砌体房屋的底层和第二层的纵向与横向地震剪力设计值，均应乘以增大系数，其值可根据侧向刚度比值在1.2～1.5范围内选用。增大系数y=√（k3/k2）第三层与第二层侧向刚度比大者应取大值。