论房屋建筑结构中底部框架.docx

          论房屋建筑结构中底部框架                    Keys：房屋建筑结构；底部框架；抗震墙；设计引言：由于建筑功能的不同，建筑底部需要较大开间的商业用房，上部的砌体墙体无法直接落地，因此底部就必须选择另外的结构形式，采用框架能满足承载能力的要求，因此就必须设置适当的抗震墙，从而就形成了底部框架-抗震墙砌体结构的结构类型1、底部框架-抗震墙房屋的结构特点底部框架-抗震墙的材料一般为钢筋混凝土，相对于上部砌体具有较好的延性，而上部是由砂浆和砌块结合砌筑而成的砌体材料，虽然砌体材料具有很好的抗压性，但是受剪抗拉性差，属于脆性材料底部和上部的结构形式截然不同，底部由框架和抗震墙构成，而上部由砌体的抗震墙开间相对较小上部砌体数量多、抗震墙开间小的结构，弥补了在材料方面上部砌体比钢筋混凝土弹性模量小的不足，但可能导致竖向刚度存在突变大量的震害表明，底部的框架-抗震墙的抗震性能直接影响到房屋的抗震性能这种结构类型在地震时的破坏都是由底部引起的显而易见，水平方向的地震力的作用使底部成为变形集中层的薄弱环节2、抗震墙房屋底部框架—抗震墙结构设计具体要求2.1房屋的层数和高度要求限制基于底框结构下部与上部不同的材料性质和震害经验，限制其高度和层数仍为主要的抗震措施。

《抗震规范》对于底框结构层数及高度作了明确规定并注意到总层数和总高度，7、8度时可与普通砌体房屋相当2.2抗震墙的最大间距限制在设计纯砌体结构时，设计师一般都能够遵循《抗震规范》布置横墙，限制横墙最大间距，《抗震规范》确规定，底框结构房屋抗震横墙最大间距：6度为21m；7度为18m；8度为15m2.3上下层刚度比的要求限制底部框架——抗震墙房屋上部和下部是由两种性质不同的材料组成，上部各层砖房为砌体结构，纵横墙体较多，重量大，侧移刚度大，但变形和耗能能力相对较差；而下部为钢筋混凝土框架结构，层高大，侧移刚度较上部砖房小这就形成了整个结构上重下轻、上刚下柔这类结构的整体抗震性能既取决于底部和上部各自的抗震能力，又取决于底部和上部抗侧力刚度和抗震能力的匹配程度因此，《抗震规范》对上下层刚度比给出了强制性规定：“底部框架-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，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－抗震墙房屋的纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层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。

这就保证了底部框架－抗震墙房屋刚度沿高度分布比较均匀，既不使底部框架侧向刚度过小，在强烈地震作用下形成底部弹塑性变形集中而出现严重的倒塌破坏，又不致底部框架侧向刚度过大，使薄弱层转移到上部砖房的过渡层，底框部分的延性性能得不到发挥，过渡层却发生应力集中破坏3、房屋建筑结构中底部框架——抗震墙的设计底部框架-抗震墙房屋结构中的抗震墙作为抗震的第一道防线，主要起着承担竖向荷载、水平地震的作用所以，在设计抗震墙的时候，《建筑抗震设计规范》规定抗震墙必须承担底部的100%的水平地震剪力，而框架当成安全储备来使用，不考虑框架承担地震剪力底部抗震墙不仅要符合抗震横墙最大间距的要求，而且还要满足沿房屋两个主轴方向都必须布置抗震墙所以，要求在布置上两个主轴方向的抗震墙成直角的形状，目的是为了充分发挥其抗震的作用抗震墙的设计与上部砌体结构要具有一定的协调性设计抗震墙时必须做到上、下部的侧移刚度均匀变化的原则，而不允许各层间有突变因此，不应理解为底部的抗震墙设置越多越好或越强越好，而应当使上下协调，相互匹配例如，某Ⅶ度区底部的二层框架的抗震墙工程，负一层是地下室，楼层高度为3.6m；第一层是商业，层高3.9m；上托5层是砖混住宅，层高2.8m。

第一次PMCAD主菜单8试算可以不加入剪力墙，检索图形文件ZH2，了解到本层的地震剪力标准值V2=3423.7kN根据抗震规范规定取增大系数为1.4，根据抗震规范规定Ⅶ度区底部二层抗震墙需乘以1.4的增大系数，地震剪力设计值Vw=1.3×1.4×1.4×3423.7kN=8723.6kN，《混凝土结构设计规范》计算公式（11.7.3-2）中γRE=0.85，βc=1.0，C35混凝土fc=16.7N/mm2，可得出剪力墙横断面面积bh0=2.90m2，假定横墙墙厚b=0.25m，计算得出横向剪力墙的总长度为11.6m，剪力墙的总长度至少要达到11.6m将横向剪力墙平均分成4小段，每段为3.1m，按照平均、均衡、周围、分散的原则布置在横向框架内，一般将底层框架抗震墙房屋的剪力墙的高度和宽度比设计在1.5～3之间，而底部两层框架抗震墙房屋剪力墙的高度和宽度比设计在2～4之间会比较合乎实际；同时还要满足抗震规范对剪力墙横墙最大间距要求假定纵向墙厚b=0.2m，计算得出横向剪力墙的总长度为14.5m，纵向剪力墙的总长度至少要达到这个值前后的外纵墙作为商业门面混凝土墙垛要短，一般将前后外纵墙为布置2段2.1m长的剪力墙，中轴利用楼梯间布置3段2.4m长剪力墙，再次进入PMCAD主菜单8试算。

4、底部框架结构抗震设计中应注意的问题选择对抗震有利的建筑场地，简化建筑体型，讲究规则对称，质量和刚度变化均匀，抗震结构体系合理、明确等是确保抗震设计合理的基本设计内容同时抗震设计应满足小震不坏，中震可修和大震不倒的设防目标在规范《建筑抗震设计规范》中明确规定，底部应沿纵横两方向均匀对称布置框架－抗震墙体系，并重点强调底部抗震墙应是双向、对称布置并纵横抗震墙相连由于底部框架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如果不作处理，则会造成建筑的刚度中心对质量中心的偏心距较大，地震力作用下会对结构产生扭转效应底部框架墙结构的柱网不宜过大，并且框架梁上悬墙数目不应超过一道结束语总而言之，在设计房屋的平面规则中要对称、控制底层和过度层的刚度比，合理布置底部框架抗震墙砌体房屋的结构体系等，能使底部框架抗震墙砌体房屋具有较大的抗震能力和良好的抗震性能Reference[1]于胸怀，聂庆鹏.探讨房屋建筑结构中底部框架-抗震墙设计[J].建筑工程技术与设计，2015[2]张娟娟，王姣.分析房屋建筑结构中底部框架-抗震墙设计[J].建筑工程技术与设计，2015[3]张偲，赵宁.探讨房屋建筑结构中底部框架-抗震墙设计[J].城市建设理论研究，2013，  -全文完-。