《底框结构设计中需要注意的问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《底框结构设计中需要注意的问题（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、i前言对于地震区需要抗震设防的多层商住建筑，底层为钢筋混凝土框 架的大空间商店，上部为小开间砖房或砌块建筑。结构设计中有的未 作纵横两方面的抗震验算（包括承载力和变形），有的仅作了横向底层 框架的验算，而纵向却按一般连续梁计算。在构造上，有些设计忽视 了在底层纵横方向设置一定数量的抗震墙，或只有横向抗震墙，使整 幢建筑上刚下柔，或横刚纵柔;地震作用下即容易产生较大的弹塑性 变形。如果框架柱箍筋间距太大，特别是在柱上、下端箍筋没有按规 范要求进行加密时，其破坏就更加严重。此类建筑即使是全框架结构， 从震害的调查来看，也有许多同样的破坏情况。抗震结构在总体布置 上有两大忌：一是上部刚度大，底层仅有
2、柱的鸡腿式建筑;二是平面 刚度不均匀，产生大扭转的建筑。两者在设计上全是难以解决的问题。 有足够剪力墙或有核心筒的建筑，对维持整体稳定有利，并很大程度 上减弱框架的受力;对一般建筑尽可能做框剪结构，避免做纯框架结 构，以节约建筑材料。2常见问题1）抗震设防不当商住多层建筑近年来在中、小城市中很常见，即将一层作商场， 然后在其上建造住宅或写字楼等建筑。此种结构形式实际计算属下柔 上刚，对抗震极为不利，如果不加抗震墙，做成底层纯框架而上部砖 混的结构，在地震区将存在一些问题。除底层不设抗震墙外，此类建筑还有超高和超层问题。如某农贸 市场设层高3. 2m的“半地下室” 1层（南面开敞，在地面以上，北
3、面 埋入土内），市场部分层高为6.5m，并在周边设置夹层（实际应算作 两层，而其中间部分为1层，结构上按复式框架考虑），其上为6层 2.8m高的住宅，因此总高度达26.5m,总层数为89层，超过建 筑抗震设计规范（GB50011- 2001）（以下简称抗规）中此类建筑 在七度地震区总高度W22m和总层数W7层的规定。而且由于商场在 使用上的要求，框架梁的跨度及荷载都较大，使得梁的截面尺寸较大， 而中间柱高度相对较高，从而使得梁的刚度较大，而按抗规要求， 抗震结构体系中的混凝土构件，应避免剪切先于弯曲破坏，混凝土的 压溃先于钢筋屈服，钢筋锚固粘结先于构件破坏，因此违背了 “强剪 弱弯、强柱弱梁和
4、强节点”的设计准则。综观某县级市的多个农贸市 场及其它大底盘的商住建筑，包括正在建设中的大底盘商住建筑，或 多或少均存在上述问题，其设计思路仍然沿用非地震区的设计思路， 如遇地震灾害，则上述大底盘建筑因结构上未设防或设防不当，其后 果将变得非常严重。2）建筑布置不合理抗规第3.4.2条明确规定“建筑及其抗侧力结构的平面布置 宜规则、对称，并应具有良好的整体性;建筑的立面和竖向剖面宜规 则，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料 强度宜自下而上逐渐减少，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突 变”。但在实际工作中，建筑布置的合理性往往被忽视。目前的一些 建筑设计，由于仍沿袭不设防时
5、的设计思路，将抗震基本要求搁置一 边，为片面追求建筑效果，将底层框架房屋平面上多处凹进凸出，导 致各部分质量极不均匀，建筑物外纵墙多处被人为割断，严重影响抗 震刚度。此外，在立面上又设置了许多不利于抗震的装饰物，如某公 寓女儿墙竟高达3m以上。，如果上述问题解决得不好，抗震设防问 题就会越积越多，一旦发生大地震，代价将会十分惨重。3）人为因素抗震设防问题设计人一定要重视，应当严格遵守抗规的相关 要求进行设计。在日常设计中注意下面的情况：a）仔细理解规范的要求，搞清楚底框结构在地震时的破坏情况。 上面几层砌体结构，由于开间小、横墙多，不仅重量大，侧移刚度也 大，而底层框架侧移刚度比上层小得多。刚
6、度的急剧变化使得在结构 刚柔交接处，应力高度集中，在柱端产生塑性铰，并使房屋的变形集 中发生在相对薄弱的底层。这种比较薄弱的底层或中间层，可称之为“软层”，对于这种“软层”在抗震设计中应引起足够重视。b）底层框架一般为大空间的公共建筑，由于使用功能上的需要， 在客观上给纵横抗震墙的布置带来了不少困难。c）设计人有时未作详细计算，仅凭习惯上的概念，错误地认为底 层框架的侧向刚度一定比砖房好，纵向框架侧向刚度一定比横向好， 而实际上并非如此。3防治措施对于底层框架抗震墙的砖房，底层框架抗震墙和上部砖房部分均 具有一定的抗震能力，但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震 性能是有差异的，而且其过渡楼
7、层的受力也比较复杂。为了使这类房 屋的抗震设计满足“小震不坏”，“中震可修”和“大震不倒”的抗 震设防目标，其防治措施可从以下几个方面进行考虑：1）底层框架砖房的底层，不应采用纯框架结构。结构设计人员要 及早介入建筑方案与初步设计，并和建筑工种与建设单位反复协商， 在不影响或少影响功能的前提下，使纵横外墙、室内分隔墙等尽量对 称，并均匀地在纵横两个方向设置一定数量的抗震墙，使上层与底层 的纵横向侧移刚度比，能够满足规范要求。根据砌体结构设计规范 （GB50003- 2001）条文说明，底层设置一定数量抗震墙的框支墙梁 房屋模型振动台试验表明，其抗震性能不仅不比同样层数的多层房屋 低，甚至还要好
8、些。所以，在底框结构中合理设置一些抗震墙是非常 重要的。Q demage2）底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对于具有薄弱 底层的底层框架砖房，应考虑塑性变形集中的影响。另外，经分析知 道提高软层的屈服强度可以减少软层塑性变形的集中。因此，底部剪 力法对底层地震剪力要乘以一个1.21.5的增大系数。3）底层框架砖房的剪力分配不能按照框架抗震墙的方法进行，因 为底层框架砖房只有底层是框架抗震墙，且底层还有塑性变形，所以 要采取双保险的办法。对抗震墙要使其承担全部剪力，对框架要按刚 度比分配，不过要注意，在刚度计算时框架是按弹性计算的，而抗震 墙开裂后刚度会退化。据有关试验数据得知，其刚度将下降到弹性刚 度的2030%。4）底房框架柱应考虑地震的倾复力矩引起的附加轴力。5）在底层框架砖房的上层，构造上仍应设置构造柱，并应每层设 置圈梁，底层的顶板应为现浇或装配整体式楼盖。软层中的柱，特别 是结构刚柔相接的地方，要避免出现塑性铰。6）设计人员要转变设计思路，提高设计部门及设计人员的业务素 质，尽快走出“不设防”的误区。要在严格执行抗规的前提下， 在合理的平面布置上多做文章，同时设计单位可安排专人严把抗震设 计关。
