底部框架—抗震墙结构特点和设计注意问题

底部框架—抗震墙结构特点和设计注意问题

部为四五层的砌体结构，这些建筑的底层因商业用房使用功能要求有较大的空间，采用框架抗震墙结构，上部为办公、住宅小开间隔墙较多，采用较经济的砖砌体结构，这就形成了底层框架抗震墙承重，上部砖墙承重的结构体系，简称为底框砖混结构。这类结构形式能较好地满足使用功能的要求，又具有一定的工程造价较低的优势，因此在城市和乡镇的临街建筑被广泛采用。

该结构形式的主要特点：

一、从材料上来看，此种结构底层为混凝土框架抗震墙结构，上部为砖砌体结构，属上下两种不同材料不同性质的混合式结构。从质量分布上来看属上重下轻的结构，从刚度来看，属上刚下柔结构。

二、底层由于商业店铺开间尺寸不大，横墙相对较多，普遍存在横墙抗侧刚度大，纵墙抗侧刚度相对较小的现象，同时由于商铺临街面几乎无纵墙，内纵墙也较少，只有背街处纵墙较完整地存在，造成纵向刚度中心与质量中心的较大偏移，结构扭转效应增大。

三、上部砖墙抗侧刚度较大，但其抗剪能力过低，延性差，为脆性破坏。二层（或三层）作为两种材料和两种结构体系的过渡层，受力复杂，为相对薄弱层。

针对上述特点，设计底框结构时，应注意如下几点：

一、上下层刚度比的控制

为避免薄弱层的出现，应控制底框砖混结构的上下刚度比，调整过大的刚度比，使竖向刚度尽量均匀，上下刚度比、抗剪抗压承载能力比值，决定了震害是发生在底层的钢筋砼部分还是发生在上部的砖墙部分。相对均匀的刚度、强度比值可使震害分散，破坏程度降低。所以《抗震规范》7.1.8-3、4款规定：底部一层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，60、70时应2.5,80时应2.0，且均应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，60、70时应2.0,80时应1.5，且均应1.0。建议过渡层与底部转换层的侧移刚度比值均应控制在

1.5左右合理。

二、底层剪力墙的合理布置

底部框架抗震墙结构布置时应力求在两个主轴方向的动力特性接近，刚度中心与质量中心应减少偏心。在商铺临街面宜尽量布置钢筋砼抗震墙。剪力墙布置应避免形成高宽比小于2的低矮墙，应注意抗震横墙间距大于规范要求。设计时常遇到抗震墙承载力验算不满足，增加抗震墙的数量或厚度，满足了承载力验算的要求，但侧移刚度限值又不满足的问题，解决方法可采取设置结构洞口，即在剪力墙上设置洞口并采用轻质砌块材料填实，将抗震墙刚度降低，在满足承载力验算的要求的同时符合侧移刚度比限值的要求。

三、过渡层的设计

应提高过渡层的抗震承载力和延性，建议内外纵墙的相交处，较长纵横墙中部和小墙垛均设置钢筋砼构造柱，严格控制其抗剪承载能力，如地

震剪力与墙段抗剪承载力比＜1应按配筋砌体设计。过渡层所有承重墙顶均应设置钢筋砼圈梁。

四、PKPM计算程序提供的两种计算托梁方法托梁折减系数或按墙梁计算应慎用，因墙梁形成有严格的条件，如施工不满足设计要求或后期人为对过渡层墙体改造，均会改变墙梁的受力状态，形成不安全因素。底框结构作为一种抗震不利结构，给结构设计带来许多问题，但只要在设计中掌握底框结构特点，处处考虑概念设计，严格执行规范要求，就能化不利为有利，设计出好的底框结构。