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底部框架-抗震墙砌体房屋之抗震结构设计研究

发表时间：2021/5/12 来源：《基层建设》2021年第1期作者：白翔

[导读] 摘要：对于底部框架-抗震墙砌体房屋，从抗震上来说是不太有利的，但因其使用上的方便性和灵活性而被广泛用于建筑工程中。

        中联西北工程设计研究院有限公司陕西西安 710077
        摘要：对于底部框架-抗震墙砌体房屋，从抗震上来说是不太有利的，但因其使用上的方便性和灵活性而被广泛用于建筑工程中。结构的设计质量直接影响建筑物的整体质量，使用和安全，其重要性显而易见。与常规多层砌体房屋结构相比，底部框架-抗震墙砌体房屋抗震性能稍弱，因此对抗震的要求更高，这对该结构的设计在地震技术上提出了更高的要求。
        关键词：底部框架-抗震墙砌体结构；房屋抗震；结构设计
        一、抗震设计理念
        近来，我国为了适应“小地震不坏，正常地震是可以修复的，大地震不倒塌”的国际大趋势，已在各个层面上采用了抗震设计概念，目前已实施。对于底部框架抗震墙与上部砌体结构的上下结构完全不同，从而导致承载力和破坏力完全不同。为了改变底层的变形集中度，提高建筑物的完整性，并减少对上部砌体结构的破坏，需要注意框架抗震墙层与砌体层之间的横向刚度比。加强该结构的底层水平墙可用作垂直墙的侧支撑，进一步提高了水平墙的抗震性，使垂直墙更稳定且不易损坏。由于侧向力，减小了支撑间隙，并且平面变形也较小，从而地震力被均匀地传递至侧梁，并且可以防止竖直构件变形和破坏。由于这些建筑物的强度特性，在地震或高烈度地震地区可能会受到严重破坏，因此不建议在9度区域内使用。简而言之，我国目前的法律法规是要加强抗震性的概念，以增加抗震性，以便可以在地震地区扩展此类建筑的应用。如果这种类型的建筑物可以增加楼层数，它将创造更大的实用价值。
        二、房屋抗震结构
        底部框架-抗震墙砌体结构分为下框架层（第一层），过渡层（第二层）和上砌体层。在地震的影响下发生较大的地震变形，由于变形对结构产生不利影响，因此对于砌体结构要求的横截面尺寸和强度更加严格。
        1、上部结构：《建筑抗震设计规范》的第7.5.1条规定了上部墙体应设置钢筋混凝土构造柱或芯柱，和构造柱的位置、大小和配筋要求。
        2、过渡层是与底部框架-抗震墙相邻的上一层砌体楼层，在发生地震时会受到更严重的破坏。
        （1）过渡层墙体的结构要求。地震作用下过渡层的砖墙是一层先于其他层开裂的楼层，形成强烈破坏，因此有必要适当提高过渡层中砌筑砂浆的强度等级，必要时并增加钢筋。
        （2）过渡层是连接上部的砌体结构和下部的框架抗震墙结构的重要部分。过渡层底板应由钢筋混凝土板制成，至少应为120mm，应少开洞、开小洞，如果孔的尺寸大于800mm，则需要在洞口周边设置边梁。
        （3）下框架柱，下框架柱与框架结构的框架柱不同，柱的轴压比，纵向钢筋和箍筋的要求，参考框架柱，箍筋的要求必须是全高度加密。《建筑抗震设计规范》的第7.5.6条详细说明了构造要求。
        3、底部采用钢筋混凝土墙时，其截面和构造应符合下列要求：
        （1）墙体周边应设置梁（或暗梁）和边框柱（或框架柱）组成的边框；边框梁的截面宽度不宜小于墙板厚度的1.5倍，截面高度不宜小于墙板厚度的2.5倍；边框柱的截面高度不宜小于墙板厚度的2倍。
        （2）墙板的厚度不宜小于160mm，且不应小于墙板净高的1/20；墙体宜开设洞口形成若干墙段，各墙段的高宽比不宜小于2。
        （3）墙体的竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.30％，并应采用双排布置；双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600mm，直径不应小于6mm。

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        三、框架砌体结构设计的抗震技术研究
        （一）建筑框架结构中结构板的布局
        应首先根据规范要求计算结构板的布局，并计算出浇筑混凝土结构板的大致厚度。通常，在现代住宅设计中，起居室和餐厅相互连接，使其看起来更加宽敞，有时视施工要求而定，无法在中间布置结构梁，适当增加楼板的厚度。角窗通常位于建筑物的外角，原本是较弱的位置，当设置为角窗时，可以适当增加板的厚度，这有利于整个结构的整体结构，并改善了结构完整性。此外，要注意结构体型并避开细腰结构或大开口，建议增加细腰和大开口周围楼板的厚度。在计算时，必须检查楼板的挠度，不能超过限值，如果超过限值，则可以适当增加板厚。
        （二）现浇板布置
        在现浇板的框架结构中有两种选择现浇板钢筋厚度的方法。首先是选择120mm，140mm，160mm和180mm四种厚度。第二种是选择三种尺寸：120mm，150mm和180mm。选择钢筋时，应优先选择直径为10 mm的三级钢筋和直径为12 mm或更大的钢筋。钢筋之间的间距应不超过200mm，上下钢筋之间的间距应相同，直径可以不同，但是这种类型不能太多。
        图纸中如果楼板钢筋是相同的，但是形状不同也可以用相同的楼板编号。在整个建筑物中依次编号。为了确保电线顺利通过管道，板的厚度必须至少为120mm，并且不宜使用薄板和垫子。如果电线太多，则电线从电线管中出来的板应该更厚。使用大跨度楼板时，无需向房间添加次梁。在现浇悬臂的外边缘增加附加的径向肋，并在现浇悬臂的内角添加斜角钢筋。顶层采用现浇楼板，可以提高建筑物的防水性能，并提高结构的完整性和稳定性。
        （三）框架梁和框架柱设置
        框架梁和框架柱设置规范，确定框架梁的近似横截面尺寸。除了满足抗震要求外，框架梁的设置还应考虑实际舒适度。确定框架梁的大致横截面尺寸后，有必要与建筑专业进行讨论，并注意建筑专业所需的楼层高度问题。在框架结构的抗震设计中，抵抗水平力和地震力的主要构件是框架梁和框架柱，次梁不参与抗震，根据结构的类型和高度确定结构的抗震等级，如果具有大跨度框架，需要局部提高抗震等级。
        除了框架柱的截面尺寸外，还应注意框架结构的抗震设计，在这种设计中，不应使用单跨度框架。如果形成短柱，则必须沿全长的箍筋加密。例如，在楼梯间中，由于有平台，框架柱很容易形成短柱。
        （四）雨棚、阳台和悬挑的布置
        雨蓬和阳台的垂直板的厚度应至少为80 mm，垂直肋板应位于板的中心。对于双排肋，其高度不应大于900mm，并且板的厚度不应小于100mm。如果高度大于900mm，则板厚也应增厚至120mm。如果顶篷和阳台具有倾斜的装饰面板，则应将面板的钢筋放置在倾斜的面板上，并通过水平和竖向布置进行双层加固。上阳台必须安装防雨栏，并且防雨栏的长度必须比阳台长100毫米。
        结语
        底部框架-抗震墙砌体房屋从抗震上来说是不太有利的，但因其使用上的方便性和灵活性而被广泛用于建筑工程中。必须严格遵守相关规范规定，执行抗震结构措施和抗震计算方法。底部框架-抗震墙砌体房屋比多层砌体房屋抗震性能稍弱，因此对抗震的要求更高，我们必须重视抗震墙的设计、布置、结构措施等，在注意抗震计算的同时，还应注重概念设计，以充分发挥抗震性能和功能，更加经济、合理、安全且适用。发生地震时，确保人们的生命和财产安全。
        参考文献
        [1]周鹏杰，倪修全.底部框架-抗震墙砌体房屋的过渡层抗震设计基本要求[J].四川建材，2013，（5）：60-61.
        [2]韩军，韩夏，李英民等.底层框架-抗震墙砌体房屋强震破坏模式及影响因素分析[C].第九届全国地震工程学术会议论文集.2014：416-423.
        [3]陈斌.住宅建筑抗震混凝土框架结构施工技术分析[J].中国住宅设施，2013，Z3:112-115.
        [4]刘东斌.建筑框架结构设计技术策略分析[J].中国建筑金属结构，2013，24:22.