淺談底部框架砌體房屋的抗震設計

譚亞偉

武漢建工科研設計有限公司（430000）

淺談底部框架砌體房屋的抗震設計

譚亞偉

武漢建工科研設計有限公司（430000）

介紹了底部框架砌體房屋的結構特點，探討了其平、立面布置，抗震墻的設置，過渡層、上部砌體的抗震構造措施等，提出了該類建筑結構在設計中應注意的問題。

底部框架砌體;抗震設計;結構布置

底部框架砌體房屋是指底層或底部兩層為鋼筋混凝土框架結構、上部為多層砌體結構的房屋。這種結構上重下輕，地震時的破壞大多發生在底層框架部位，特別是柱頂和墻底的破壞，從而造成房屋全部倒塌，其主要原因是上部各層縱、橫墻較密，側移剛度較大，而底層側移剛度比上部要小得多。從國內外發生的多次較大破壞性震害分析來看，這種結構形式遭受震害最為嚴重。因此，有必要對底層框架磚房設計中容易出現的問題進行探討，以引起設計人員注意。

1 選擇有利的建筑平、立面

建筑平面應盡量簡潔、規則，結構的剛心與質心相一致,以減小地震作用下結構產生的扭轉效應。建筑立面應避免頭重腳輕，結構重心應盡量降低。突出屋面部分如女兒墻、水箱間等，由于根部與下部結構連接薄弱，剛度突變，受鞭梢效應影響嚴重，在地震時容易先被破壞，所以突出屋面建筑部分的高度不應過高。

2 結構布置

底部抗震墻磚房結構的布置要保證合理的地震作用傳遞途徑,使結構具有必要的抗震承載力、良好的變形能力和消耗地震能量的能力。

2.1 保證樓蓋平面內的剛度

采用剛性樓蓋是確保同一層內抗側力構件共同受力的關鍵，也是各抗側力構件按各自側向剛度分配地震作用的保證。底部框架抗震墻與上部磚房的剛度差異,底部樓板又起著剛度轉換的作用，在地震作用下，上部磚房對底部產生較大的地震剪力和傾覆力矩將通過底部樓蓋進行傳遞。為了保證底部樓蓋的剛度，減小樓蓋平面內的彎曲變形，底部樓蓋應采用現澆鋼筋混凝土板，板厚不應小于120 mm,雙層雙向通長配置鋼筋，保證每層每個方向的配筋率在0.25%以上。對上部砌體也應采用現澆樓屋蓋,增強樓板的剛度，保證房屋的整體性，這樣才有利于地震水平剪力的傳遞和分配。

2.2 合理設置抗震墻

抗震墻是結構的主要抗側力構件。為保證結構的空間剛度，減少變形，《建筑抗震設計規范》對抗震橫墻的最大間距作了明確規定[1]。對于上部磚房應采用縱橫墻混合承重方案,加強縱橫墻的連接，這樣才利于限制墻體的側向變形,避免平面外失穩，進而增強房屋的空間剛度和保證房屋的整體性。底部框架磚房的底部設置為框架—抗震墻體系，可使底層具有多道抗震防線。抗震墻是第一道防線，當它吸收相當地震能量而損壞后，框架部分起到第二道防線的作用。底部抗震墻應是雙向、對稱布置。底部框架砌體房屋在6、7度區且總層數不超過5層時，抗震墻可為框架填充墻，當底層的磚填充墻較少時，應設置一定數量的鋼筋混凝土抗震墻。

3 加強過渡樓層的抗震能力

底框—磚混結構中的過渡層受力比較復雜，在地震作用下，底層墻先開裂；但第二層磚墻開裂后，其破壞狀態要比底層嚴重得多。因此，應增強過渡樓層的抗剪與抗彎能力，如：托墻梁的混凝土強度等級不應低于C30，過渡層墻體的砌筑砂漿等級不應低于M7.5，過渡層宜在底層框架柱對應位置設置構造柱并采取加強措施。一般情況下，縱向鋼筋應錨入下部的框架柱內,鋼筋錨固長度不小于35倍鋼筋直徑。當縱向鋼筋錨固在框架梁內時，除滿足錨固長度外,還應對框架梁相應位置采取增設吊筋、附加箍筋等措施。過渡層的樓板應采用現澆混凝土板，且板厚不應小于120 mm。

4 上部砌體結構設計要點

每層設置水平向連通的圈梁,防止墻散落倒塌。同時設置構造柱,除了在墻體周邊設置構造柱，在所有主要縱橫墻的交接處都要設置構造柱[2]。構造柱對多層砌體房屋的抗震起到的作用：一是加強內外墻間的連接，增強房屋的整體性；二是在墻出現裂縫時增強砌體抗震變形能力，以其塑性變形滑移和摩擦來消耗地震能量。構造柱在限制破碎墻位移方面具有突出的作用,只要構造柱的主筋不全部斷裂，墻體被約束在其自身的平面內滑移，摩擦作用繼續存在，墻體就能承擔豎向壓力和一定的水平地震作用，這也正是砌體結構房屋在強震中要求達到的目的——裂而不倒。

5 結論

在底部框架砌體房屋抗震設計時：

1）結構體型和結構方案的選擇應以安全為前提，力求簡單、規則、對稱。

2）抗震墻的布置也是非常重要的問題，不能因功能和造價等原因而減少，甚至忽略。

總之，底部框架砌體房屋的抗震設計要從概念設計、強度驗算、構造措施等三方面來保證，以達到《建筑抗震設計規范》所提出的“三個設防水準”的原則要求，在罕遇地震作用下裂而不倒，減少人民生命財產的損失。

[1]GB 50011-2010,建筑抗震設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2010.

[2]GB 50003-2011,砌體結構設計規范[S].北京：中國建筑工業出版社,2010.