淺談底部框架砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)

譚亞偉

武漢建工科研設(shè)計(jì)有限公司（430000）

淺談底部框架砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)

譚亞偉

武漢建工科研設(shè)計(jì)有限公司（430000）

介紹了底部框架砌體房屋的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，探討了其平、立面布置，抗震墻的設(shè)置，過渡層、上部砌體的抗震構(gòu)造措施等，提出了該類建筑結(jié)構(gòu)在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問題。

底部框架砌體;抗震設(shè)計(jì);結(jié)構(gòu)布置

底部框架砌體房屋是指底層或底部?jī)蓪訛殇摻罨炷量蚣芙Y(jié)構(gòu)、上部為多層砌體結(jié)構(gòu)的房屋。這種結(jié)構(gòu)上重下輕，地震時(shí)的破壞大多發(fā)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(cè)移剛度較大，而底層側(cè)移剛度比上部要小得多。從國內(nèi)外發(fā)生的多次較大破壞性震害分析來看，這種結(jié)構(gòu)形式遭受震害最為嚴(yán)重。因此，有必要對(duì)底層框架磚房設(shè)計(jì)中容易出現(xiàn)的問題進(jìn)行探討，以引起設(shè)計(jì)人員注意。

1 選擇有利的建筑平、立面

建筑平面應(yīng)盡量簡(jiǎn)潔、規(guī)則，結(jié)構(gòu)的剛心與質(zhì)心相一致,以減小地震作用下結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。建筑立面應(yīng)避免頭重腳輕，結(jié)構(gòu)重心應(yīng)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(jié)構(gòu)連接薄弱，剛度突變，受鞭梢效應(yīng)影響嚴(yán)重，在地震時(shí)容易先被破壞，所以突出屋面建筑部分的高度不應(yīng)過高。

2 結(jié)構(gòu)布置

底部抗震墻磚房結(jié)構(gòu)的布置要保證合理的地震作用傳遞途徑,使結(jié)構(gòu)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(nèi)的剛度

采用剛性樓蓋是確保同一層內(nèi)抗側(cè)力構(gòu)件共同受力的關(guān)鍵，也是各抗側(cè)力構(gòu)件按各自側(cè)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(zhuǎn)換的作用，在地震作用下，上部磚房對(duì)底部產(chǎn)生較大的地震剪力和傾覆力矩將通過底部樓蓋進(jìn)行傳遞。為了保證底部樓蓋的剛度，減小樓蓋平面內(nèi)的彎曲變形，底部樓蓋應(yīng)采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土板，板厚不應(yīng)小于120 mm,雙層雙向通長(zhǎng)配置鋼筋，保證每層每個(gè)方向的配筋率在0.25%以上。對(duì)上部砌體也應(yīng)采用現(xiàn)澆樓屋蓋,增強(qiáng)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(shè)置抗震墻

抗震墻是結(jié)構(gòu)的主要抗側(cè)力構(gòu)件。為保證結(jié)構(gòu)的空間剛度，減少變形，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》對(duì)抗震橫墻的最大間距作了明確規(guī)定[1]。對(duì)于上部磚房應(yīng)采用縱橫墻混合承重方案,加強(qiáng)縱橫墻的連接，這樣才利于限制墻體的側(cè)向變形,避免平面外失穩(wěn)，進(jìn)而增強(qiáng)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(shè)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(dāng)它吸收相當(dāng)?shù)卣鹉芰慷鴵p壞后，框架部分起到第二道防線的作用。底部抗震墻應(yīng)是雙向、對(duì)稱布置。底部框架砌體房屋在6、7度區(qū)且總層數(shù)不超過5層時(shí)，抗震墻可為框架填充墻，當(dāng)?shù)讓拥拇u填充墻較少時(shí)，應(yīng)設(shè)置一定數(shù)量的鋼筋混凝土抗震墻。

3 加強(qiáng)過渡樓層的抗震能力

底框—磚混結(jié)構(gòu)中的過渡層受力比較復(fù)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(tài)要比底層嚴(yán)重得多。因此，應(yīng)增強(qiáng)過渡樓層的抗剪與抗彎能力，如：托墻梁的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不應(yīng)低于C30，過渡層墻體的砌筑砂漿等級(jí)不應(yīng)低于M7.5，過渡層宜在底層框架柱對(duì)應(yīng)位置設(shè)置構(gòu)造柱并采取加強(qiáng)措施。一般情況下，縱向鋼筋應(yīng)錨入下部的框架柱內(nèi),鋼筋錨固長(zhǎng)度不小于35倍鋼筋直徑。當(dāng)縱向鋼筋錨固在框架梁內(nèi)時(shí)，除滿足錨固長(zhǎng)度外,還應(yīng)對(duì)框架梁相應(yīng)位置采取增設(shè)吊筋、附加箍筋等措施。過渡層的樓板應(yīng)采用現(xiàn)澆混凝土板，且板厚不應(yīng)小于120 mm。

4 上部砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)

每層設(shè)置水平向連通的圈梁,防止墻散落倒塌。同時(shí)設(shè)置構(gòu)造柱,除了在墻體周邊設(shè)置構(gòu)造柱，在所有主要縱橫墻的交接處都要設(shè)置構(gòu)造柱[2]。構(gòu)造柱對(duì)多層砌體房屋的抗震起到的作用：一是加強(qiáng)內(nèi)外墻間的連接，增強(qiáng)房屋的整體性；二是在墻出現(xiàn)裂縫時(shí)增強(qiáng)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(gòu)造柱在限制破碎墻位移方面具有突出的作用,只要構(gòu)造柱的主筋不全部斷裂，墻體被約束在其自身的平面內(nèi)滑移，摩擦作用繼續(xù)存在，墻體就能承擔(dān)豎向壓力和一定的水平地震作用，這也正是砌體結(jié)構(gòu)房屋在強(qiáng)震中要求達(dá)到的目的——裂而不倒。

5 結(jié)論

在底部框架砌體房屋抗震設(shè)計(jì)時(shí)：

1）結(jié)構(gòu)體型和結(jié)構(gòu)方案的選擇應(yīng)以安全為前提，力求簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)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(jià)等原因而減少，甚至忽略。

總之，底部框架砌體房屋的抗震設(shè)計(jì)要從概念設(shè)計(jì)、強(qiáng)度驗(yàn)算、構(gòu)造措施等三方面來保證，以達(dá)到《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》所提出的“三個(gè)設(shè)防水準(zhǔn)”的原則要求，在罕遇地震作用下裂而不倒，減少人民生命財(cái)產(chǎn)的損失。

[1]GB 50011-2010,建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2010.

[2]GB 50003-2011,砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社,2010.