民用建筑工程设计常见问题分析及图示--4

1.2.23 在底部框架-抗震墙房屋设计中，必须在纵横二个方向上都设有抗震墙。

误以为底部的抗震墙越多、越强越好。

原因分析：底部框架-抗震墙房屋中，必须在两个方向都设置底部抗震墙，这是保证这类结构安全所必须的。

但是，也不是说底层布置的抗震墙，数量越多越好，抗侧刚度越强越好。

从概念设计的要求出发，应使上下各层的侧移刚度一致或沿高度均匀变化。

因此，不能使任何层的侧移刚度有过强或过弱的偏向。

工程设计中，由于底部大多采用钢筋混凝土抗震墙，因此其刚度远比上层砌体的刚度大得多。

所以在设计中务必协调好上下层的刚度比，特别不要使底部的刚度比过大，以免造成底部承担过大的地震剪力，使过渡层遭到破坏。

改进措施：底部框架层应按《抗震规范》GB 50011第7.l.8条的规定，布置一定数量的剪力墙；同时应保证底层与底部第二层侧向刚度接近，第三层与底部第二层侧向刚度比满足规范的限值要求；除6、7度且总层数不超过五层的底部框架-抗震墙房屋允许框架之间采用砌体抗震墙外，其余情况均应采用钢筋混凝土抗震墙。

为了降低底部抗震墙的侧移刚度，可以采取在抗震墙上开设结构洞口或设置带缝的剪力墙，即墙的钢筋仍为连续设置，在浇注混凝土墙时留置一道垂直向的缝隙，宽度在10～20mm，可用聚苯板嵌入。

规范中对上层与底层的侧移刚度比不应小于1的规定就是出于此考虑的。

1.2.24 底框-抗震墙房屋中，没有正确确定框架和抗震墙的抗震墙的抗震等级。

改进措施：底部框架-抗震墙房屋的底部框架及其抗震墙承担着上部各层砌体结构的地震作用，其重要程度如前已述，因考虑到此类结构所处的不利条件，因此，对底部框架及抗震墙比一般框架—抗震墙提出更高的要求。

如对底层的抗震墙的设计剪力，要乘以增大系数；底部抗震墙要承担全部的纵向或横向地震剪力等。

在确定底部框架-抗震墙房屋的框架和墙的抗震等级时，虽然底框结构的层数和总高度均有较严格的限制，比一般的现浇钢筋混凝土框架-剪力墙要低得多，但是，出于对此类不利的结构形式的安全考虑，抗震等级取用现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构中的高限值。

按《抗震规范》GB 5001l第7.1.10条规定，6度时，底部框架和抗震墙均取三级；7度时，底部框架和抗震墙均取二级；8度时，底部框架和抗震墙均取一级。

1.2.25 设计内框架结构的多层砌体房屋时，未根据其结构的特殊性来满足规范的要求。

原因分析：内框架结构是一种内设钢筋混凝土梁、板、柱和抗震墙，而外墙均为砌体的结构。

在不同材料组成的整体结构中，内外不同材料和刚度上的差异对抗震不利，需要通过精心设计来保证结构整体安全。

改进措施：《抗震规范》GB 50011第7.1.9、7.2.12条和7.6节对内框架房屋的结构布置、外墙组合柱以及构造的有关规定。

(1)对内框架从结构布置上要加以较严格的限制，如尽量采用矩形平面；均匀地布置抗震横墙；尽量采用各层层高相等，截面变化最小的内、外柱和墙垛；立面布置应规则，上下洞口尽量大小一致并对齐等。

(2)在布置楼梯间时，应尽量布置在中段。

如果布置在尽端，则宜另行采取加强措施。

在楼梯间的布置上应特别注意，即楼梯间的横墙应沿房屋宽度全长布置，而不允许只有局部横墙布置在楼梯两侧。

如图1.2.25所示。

(3)对于内框架结构的横墙布置，作为内框架中的抗震横墙，其间距有明确规定，即6、7、8度时分别为25m、21m和18m。

此限值已比89年的抗震规范严格，这是考虑到横墙间的地震作用的传递要靠楼盖的水平刚度。

而内框架结构房屋一般用作轻工业、电子、印染等厂房，有的难免要开有洞口等要求。

因此横墙限值从严掌握。

(4)内框架结构中的内部框架梁板柱的设计，可以按一般框架结构设计，不论是现浇钢筋混凝土还是装配式钢筋混凝土结构都一样。

对其抗震等级6、7、8度时分别取四级、三级和二级。

(5)内框架结构设计中的外砌体墙的设计也是重要一环。

宏观地震调查证明，内框架结构的破坏，一般首先从抗震墙开始，也即作为结构的第一道防线首当其冲。

然后不是内框架而是外砌体墙破坏。

由于内框架中的内柱截面较小，它所承担的地震剪力也较小，所以先破坏的是外墙砌体墙垛。

基于这种考虑，我们对于外砌体墙垛，要求有一定的宽度，此宽度要求应严于多层砌体房屋的局部尺寸要求。

当然具体还要视内框架房屋的开间大小确定。

对于外墙砌体墙垛,一般规定了最小构造柱截面尺寸为240X 240mm，竖筋不小于4 14，箍筋间距不大于200mm。

但对于7度横墙间距大于18m，8度横墙间距大于15m的外纵墙窗间墙，应做成组合柱。

即在墙垛中设置加大截面的构造柱或按《砌体规范》GB 50007第8.2节的组合砖砌体。

内框架结构的框架梁支承在外纵墙上时，若墙体过薄、梁端支承长度不够，将会影响力的传递和结构安全，因此梁在外纵墙上的最小支承长度为300mm。

当墙厚不足时，应在墙厚方向出垛，保证其最小支承长度。

(6)对于内框架结构的外墙还应注意：内框架梁支于外纵墙垛，一般虽按简支考虑，但工程实际受力状态，由于有上层荷载对其的约束，所以实际会产生相当大的嵌固弯矩。

对此，对外纵墙垛是很不利的，必须予以考虑。

由于计算上一般忽略此点，所以必须在构造上加以保证，以避免在此部位发生破坏。

1.2.26 门厅采用梁柱结构以形成局部大空间的多层砌体结构，仍按内框架结构对待。

原因分析：多层砌体结构房屋，原则上不能在内部设局部内框架结构，主要是由于结构动力特性的不同，不同结构处于同一结构单元内的变形、刚度都不一致，而且在地震时各部分将会“各行其是”，造成连接部位的破坏。

不过，在多层
砌体房屋中，为了要取得较大的空间仅在门厅部分设置一、二层的梁柱结构，可以不认为是“内框架”。

因为此时主要的承重结构仍然是多层砌体，纵、横墙起主要抗侧力作用，而门厅局部的梁和柱只在承担垂直荷载时起作用。

改进措施：这样的结构布置，在构造上应予以重视，尽量不要使梁柱结构部分承载的面积太大，并应加强门厅侧边墙体妁布置。

1.3 结构分析与计算
1.3.1 多层砌体结构房屋在抗震验算和分析时，未考虑其特点和要求，进行墙体截面的抗剪强度验算。

改进措施：归纳起来主要有下列四点：
1、多层砌体房屋建筑高度一般均在25m以下，以剪切变形为主，且质量和刚度沿高度方向分布均比较均匀，因此在抗震计算时可以采用简化的基底剪力法；
2、多层砌体结构是一种刚度比较大的的刚性建筑，其结构的基本周期一般均在0.3s以内。

在地震影响系数曲线图上都处于平台上，水平地震影响系数α
；
值均可取最大值α
MAX
3、一般情况下6度时均不进行截面抗震验算，对天然地基及基础上的多层砌体结构也不必进行抗震承载力验算；
4、多层砌体结构只考虑水平地震作用而不考虑竖向地震作用。

同时，多层砌体结构也不进行多遇地震下的抗震变形验算，因为砌体的刚性大而变形能力很小，一般砌体墙在水平侧移达到1/4000时就将出现初裂，所以主要控制强度而不进行变形验算。

至于大震时的破坏均由抗震构造措施来解决，如设置构造柱、圈梁等。

由于以上的特点，对多层砌体结构而言，主要进行墙体截面的抗震抗剪强度验算即可。

1.3.2 地震作用计算时，未正确选择不利墙段。

原因分析：一般来说，地震作用的不利墙段与静力作用不利墙段是不会一致的。

因为在地震作用下主要是验算墙体在水平力作用下的承载能力，即抗剪能力。

而静力作用主要是验算墙体在垂直荷载下的承载能力。

受水平力最大的墙段不一定就是受竖向力最大的墙段。

改进措施：《抗震规范》GB 50011第7.2.2条对砌体房屋可只选择从属面积较大或竖向应力较小的墙段进行截面抗震承载力验算。

1、从属面积较大的墙段。

所谓从属面积，是某墙段在地震作用时所分担到的地震荷载面积。

它与静力作用下的分担面积不同，如图1.3.2(a)所示。

②轴⑥⑨墙段的从属面积为阴影所示。

但是，同样墙段的静力作用下的荷载面积(现浇楼板)，却是墙体两边的三角形荷载之和，如图1.3.2(b)所示。

在水平地震作用下，当某墙段所承担的从属面积较大时，则说明该墙段所承受地震水平剪力较大，因此，最容易遭到地震破坏。

2、竖向应力较小的墙段。

竖向应力较小，也就是承担的垂直荷载较小的墙段。

成为地震作用的不利墙段的原因，是由于一定的垂直荷载作用对砌体的抗剪强度是有利因素，轴压力越
大，相对抗剪强度亦越高。

所以，对一些竖向荷载较小的墙段应当进行抗震抗剪强度的验算。

从各类砌体的抗震抗剪强度验算的公式中也可以清晰看出：砌体的抗震抗剪强度与砌体的正应力影响系数有直接的关联。

多层砌体强度的正应力影响系数分为一般砖砌体和混凝土小型空心砌块两种。

对砖砌体而言，抗震规范沿用了89年规范的方法，即在震害统计基础上用主拉应力公式得到正应力影响系数。

而对混凝土小型空心砌块砌体，因为震害资料太少，主要以试验资料为依据，正应力影响系数由剪摩公式确定。