底部框架抗震墙房屋结构设计研究

关键词：底部框架；抗震；房屋；结构；设计；混凝土

　　随着社会经济的发展，人们越来越关注建筑物在商业方面的性能，对于街道旁边商业用房上部的住宅而言，其底部框架的抗震墙的结构抗震设计工程是非常关键的，由于这种结构相较于多层钢筋混凝土框架的房屋设计而言，有着造价相对较低且施工比较方便等优势，所以我国城镇地区的建设广泛采用这种建筑形式。

　　1 抗震墙砖砌房屋底部框架的结构特点

　　（1）为了确保房屋底部能够较大的承受变形，所以底部一般会采用不同于上部的具有“延性”特点的钢筋混凝土材料，而上部所用的砌体材料是由砂浆和砖块结合砌筑而成，这样的砌体材料虽然有较好的抗压性能，但是它也有着较差的受剪抗拉性，是一种具有“脆性”特点的材料。

　　（2）底部的结构形式是不同于上部框剪体系，它是由框架和数量一定的抗震墙所组成的，而上层所用的砖砌抗震墙体系的开间则相对较小。由于上层有着较小的抗震墙开间，且其数量较多，所以弥补了上部砌体与钢筋混凝土相比较弹性模量在材料方面小很多的不足，导致在竖直方向向上会有较大的刚度，而下部的刚度则较小。大量的震害结论显示，房屋破坏大部分都是由底层开始的，较严重危害的是底部的框架结构，由此可知，底部是在水平地震力的作用下成为薄弱层的“变形集中层”。

　　2 对结构抗震设计方面的要求

　　上刚下柔和上重下轻是抗震墙砖房底部框架的典型特点，上下墙体的相对位置和上下层的层间侧移刚度比等都是直接影响着房屋的受震害程度及平面布置的重要因素。

　　（1）要遵循的原则是“强柱弱梁”。

　　为了保证在强烈的地震作用下其框架结构的梁端先出现塑性铰，再在柱端出现，因此，“强柱弱梁”和“强节点弱构件”是底部框架抗震墙砖房设计所必须遵循的基本原则。房屋会随着塑性铰先出现在框架的任一柱端而引起同层的其他柱端接连出现塑性铰而倒塌。但是很难实现在计算截面抗弯强度的基础上满足“强柱弱梁”的要求，这是因为底层框架在竖向上要承担的荷载会引起较大的弯曲和较大的截面，因此就将设计“强柱弱梁”的原则尽量在构造上实现，尤其是在箍筋的配置上。

　　（2）结构立面要确保均匀性和连续性。

　　“上重下轻”是底部框架抗震墙砖房在结构方面的典型特点。在依据《建筑抗震设计规范》的前提下，要确保底部结构的层高不会超过4.5m，还要严格控制房屋的层数和总高度，这样才能够尽可能的将结构重心降低。墙体在竖向上应确保对称连续，各层建筑的上部砖房在功能上也要保持一致。对于层高要尽可能的对其降低，这样才能够避免出屋面楼梯间的水箱间在地震时会由于刚度突变而引起的鞭梢效应发生。建筑设计的竖向强度和均匀性的刚度保障前提做到连续的竖向规则，尽量减少变形集中和应力集中，从而避免薄弱层出现在上部砖房。

　　（3）均匀性和整体性是结构平面设计所关注的重点。

　　要尽可能的减少上部砖房的单元形式、并且做到简洁、规则、对称的建筑平面布置。在房屋的尽头端和转角处不能够设置楼梯间，且墙体的削减不能够在烟道和风道等处。上部砖房的纵横墙布置应均匀对称，沿平面内要确保对其，窗间墙的宽度在同一轴线上要均匀，对于下部的框架抗震墙结构而言，要使墙体尽可能更多的落于柱网上，并要求上部砖房布设与柱网相对应。

　　3 设置防震缝是非常必要的

　　在大部分的震害中，体形结构不对称的相较于体形结构均匀对称的更易随着复杂的地震作用而受严重破坏。针对不同类型、不同结构体系、各建筑状态的建筑，并结合不同程度的地震烈度而区别对待，从而避免了建筑立面的效果如工程造价增加等会受到不同程度的防震缝的影响。

　　4 对于圈梁和构造柱的设置

　　对圈梁的构造柱的设置已成为我国目前在多层混合结构中至关重要且广泛被采用的抗震措施。圈梁不仅能将房屋的整体性增强，还能够将房屋的抗震性能提升，同时，对于墙面裂缝开展的有一定的约束作用，对于房屋受到地震作用或者是其他各种原因所导致的地基沉降不均匀而引起的破坏都有一定的抵抗能力。设置由钢筋混凝土制成的构造柱能够约束砌体，从而达到延性和抗剪能力得到提升的目的。如若遭受设计烈度的地震作用，房屋结构的部分构件也仅仅只会发生非弹性变形，这样在地震之后稍微修复房屋的局部部位就可以继续使用。所以说，底层框架砖房结构抗震体系中的二道防线就是圈梁与构造柱所形成的“弱框架”。

　　结构设计和结构处理随着近几年建筑设计平面布置多样化的出现而变得越发困难，因此，要强化结构设计方面的能力，尤其是底层框架砖房的设计，从而弥补房屋抗震性能的不足之处。

　　参考文献

　　［1］苏小卒.多层砖混结构房屋设计探讨［M］.上海：同济大学出版社，2002，（10）.

　　［2］唐岱新.普通砖混结构设计技术措施［M］.北京：高等教育出版社，2003，（1）.

　　［3］许淑芳.砌体结构［M］.北京：中国建筑工业出版社，2001，（5）.