建筑底框結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中需要注意的問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間：2012-07-25 共1頁(yè)
1 前言對(duì)于地震區(qū)需要抗震設(shè)防的多層商住建筑，底層為鋼筋混凝土框架的大空間商店，上部為小開(kāi)間磚房或砌塊建筑。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有的未作縱橫兩方面的抗震驗(yàn)算（包括承載力和變形），有的僅作了橫向底層框架的驗(yàn)算，而縱向卻按一般連續(xù)梁計(jì)算。在構(gòu)造上，有些設(shè)計(jì)忽視了在底層縱橫方向設(shè)置一定數(shù)量的抗震墻，或只有橫向抗震墻，使整幢建筑上剛下柔，或橫剛縱柔；地震作用下即容易產(chǎn)生較大的彈塑性變形。如果框架柱箍筋間距太大，特別是在柱上、下端箍筋沒(méi)有按規(guī)范要求進(jìn)行加密時(shí)，其破壞就更加嚴(yán)重。此類建筑即使是全框架結(jié)構(gòu)，從震害的調(diào)查來(lái)看，也有許多同樣的破壞情況。抗震結(jié)構(gòu)在總體布置上有兩大忌：一是上部剛度大，底層僅有柱的雞腿式建筑；二是平面剛度不均勻，產(chǎn)生大扭轉(zhuǎn)的建筑。兩者在設(shè)計(jì)上全是難以解決的問(wèn)題。有足夠剪力墻或有核心筒的建筑，對(duì)維持整體穩(wěn)定有利，并很大程度上減弱框架的受力；對(duì)一般建筑盡可能做框剪結(jié)構(gòu)，避免做純框架結(jié)構(gòu)，以節(jié)約建筑材料。
2 常見(jiàn)問(wèn)題
抗震設(shè)防問(wèn)題設(shè)計(jì)人一定要重視，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守《抗規(guī)》的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在日常設(shè)計(jì)中注意下面的情況：
a）仔細(xì)理解規(guī)范的要求，搞清楚底框結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的破壞情況。上面幾層砌體結(jié)構(gòu)，由于開(kāi)間小、橫墻多，不僅重量大，側(cè)移剛度也大，而底層框架側(cè)移剛度比上層小得多。剛度的急劇變化使得在結(jié)構(gòu)剛?cè)峤唤犹帲瑧?yīng)力高度集中，在柱端產(chǎn)生塑性鉸，并使房屋的變形集中發(fā)生在相對(duì)薄弱的底層。這種比較薄弱的底層或中間層，可稱之為“軟層”，對(duì)于這種“軟層”在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)引起足夠重視。
b）底層框架一般為大空間的公共建筑，由于使用功能上的需要，在客觀上給縱橫抗震墻的布置帶來(lái)了不少困難。
c）設(shè)計(jì)人有時(shí)未作詳細(xì)計(jì)算，僅憑習(xí)慣上的概念，錯(cuò)誤地認(rèn)為底層框架的側(cè)向剛度一定比磚房好，縱向框架側(cè)向剛度一定比橫向好，而實(shí)際上并非如此。
3 防治措施對(duì)于底層框架抗震墻的磚房，底層框架抗震墻和上部磚房部分均具有一定的抗震能力，但這兩部分不同承重和抗側(cè)力體系之間的抗震性能是有差異的，而且其過(guò)渡樓層的受力也比較復(fù)雜。為了使這類房屋的抗震設(shè)計(jì)滿足“小震不壞”，“中震可修”和“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)，其防治措施可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：
1）底層框架磚房的底層，不應(yīng)采用純框架結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要及早介入建筑方案與初步設(shè)計(jì)，并和建筑工種與建設(shè)單位反復(fù)協(xié)商，在不影響或少影響功能的前提下，使縱橫外墻、室內(nèi)分隔墻等盡量對(duì)稱，并均勻地在縱橫兩個(gè)方向設(shè)置一定數(shù)量的抗震墻，使上層與底層的縱橫向側(cè)移剛度比，能夠滿足規(guī)范要求。根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50003- 2001）》條文說(shuō)明，底層設(shè)置一定數(shù)量抗震墻的框支墻梁房屋模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)表明，其抗震性能不僅不比同樣層數(shù)的多層房屋低，甚至還要好些。所以，在底框結(jié)構(gòu)中合理設(shè)置一些抗震墻是非常重要的。
2）底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)，對(duì)于具有薄弱底層的底層框架磚房，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響。另外，經(jīng)分析知道提高軟層的屈服強(qiáng)度可以減少軟層塑性變形的集中。因此，底部剪力法對(duì)底層地震剪力要乘以一個(gè)1.2～l.5的增大系數(shù)。
3）底層框架磚房的剪力分配不能按照框架抗震墻的方法進(jìn)行，因?yàn)榈讓涌蚣艽u房只有底層是框架抗震墻，且底層還有塑性變形，所以要采取雙保險(xiǎn)的辦法。對(duì)抗震墻要使其承擔(dān)全部剪力，對(duì)框架要按剛度比分配，不過(guò)要注意，在剛度計(jì)算時(shí)框架是按彈性計(jì)算的，而抗震墻開(kāi)裂后剛度會(huì)退化。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，其剛度將下降到彈性剛度的20～30％。
4）底房框架柱應(yīng)考慮地震的傾復(fù)力矩引起的附加軸力。
5）在底層框架磚房的上層，構(gòu)造上仍應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，并應(yīng)每層設(shè)置圈梁，底層的頂板應(yīng)為現(xiàn)澆或裝配整體式樓蓋。軟層中的柱，特別是結(jié)構(gòu)剛?cè)嵯嘟拥牡胤剑苊獬霈F(xiàn)塑性鉸。
6）設(shè)計(jì)人員要轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)思路，提高設(shè)計(jì)部門及設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，盡快走出“不設(shè)防”的誤區(qū)。要在嚴(yán)格執(zhí)行《抗規(guī)》的前提下，在合理的平面布置上多做文章，同時(shí)設(shè)計(jì)單位可安排專人嚴(yán)把抗震設(shè)計(jì)關(guān)。
2 常見(jiàn)問(wèn)題
抗震設(shè)防問(wèn)題設(shè)計(jì)人一定要重視，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格遵守《抗規(guī)》的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。在日常設(shè)計(jì)中注意下面的情況：
a）仔細(xì)理解規(guī)范的要求，搞清楚底框結(jié)構(gòu)在地震時(shí)的破壞情況。上面幾層砌體結(jié)構(gòu)，由于開(kāi)間小、橫墻多，不僅重量大，側(cè)移剛度也大，而底層框架側(cè)移剛度比上層小得多。剛度的急劇變化使得在結(jié)構(gòu)剛?cè)峤唤犹帲瑧?yīng)力高度集中，在柱端產(chǎn)生塑性鉸，并使房屋的變形集中發(fā)生在相對(duì)薄弱的底層。這種比較薄弱的底層或中間層，可稱之為“軟層”，對(duì)于這種“軟層”在抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)引起足夠重視。
b）底層框架一般為大空間的公共建筑，由于使用功能上的需要，在客觀上給縱橫抗震墻的布置帶來(lái)了不少困難。
c）設(shè)計(jì)人有時(shí)未作詳細(xì)計(jì)算，僅憑習(xí)慣上的概念，錯(cuò)誤地認(rèn)為底層框架的側(cè)向剛度一定比磚房好，縱向框架側(cè)向剛度一定比橫向好，而實(shí)際上并非如此。
3 防治措施對(duì)于底層框架抗震墻的磚房，底層框架抗震墻和上部磚房部分均具有一定的抗震能力，但這兩部分不同承重和抗側(cè)力體系之間的抗震性能是有差異的，而且其過(guò)渡樓層的受力也比較復(fù)雜。為了使這類房屋的抗震設(shè)計(jì)滿足“小震不壞”，“中震可修”和“大震不倒”的抗震設(shè)防目標(biāo)，其防治措施可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：
1）底層框架磚房的底層，不應(yīng)采用純框架結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員要及早介入建筑方案與初步設(shè)計(jì)，并和建筑工種與建設(shè)單位反復(fù)協(xié)商，在不影響或少影響功能的前提下，使縱橫外墻、室內(nèi)分隔墻等盡量對(duì)稱，并均勻地在縱橫兩個(gè)方向設(shè)置一定數(shù)量的抗震墻，使上層與底層的縱橫向側(cè)移剛度比，能夠滿足規(guī)范要求。根據(jù)《砌體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB50003- 2001）》條文說(shuō)明，底層設(shè)置一定數(shù)量抗震墻的框支墻梁房屋模型振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)表明，其抗震性能不僅不比同樣層數(shù)的多層房屋低，甚至還要好些。所以，在底框結(jié)構(gòu)中合理設(shè)置一些抗震墻是非常重要的。
2）底部剪力法僅適用于剛度比較均勻的多層結(jié)構(gòu)，對(duì)于具有薄弱底層的底層框架磚房，應(yīng)考慮塑性變形集中的影響。另外，經(jīng)分析知道提高軟層的屈服強(qiáng)度可以減少軟層塑性變形的集中。因此，底部剪力法對(duì)底層地震剪力要乘以一個(gè)1.2～l.5的增大系數(shù)。
3）底層框架磚房的剪力分配不能按照框架抗震墻的方法進(jìn)行，因?yàn)榈讓涌蚣艽u房只有底層是框架抗震墻，且底層還有塑性變形，所以要采取雙保險(xiǎn)的辦法。對(duì)抗震墻要使其承擔(dān)全部剪力，對(duì)框架要按剛度比分配，不過(guò)要注意，在剛度計(jì)算時(shí)框架是按彈性計(jì)算的，而抗震墻開(kāi)裂后剛度會(huì)退化。據(jù)有關(guān)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，其剛度將下降到彈性剛度的20～30％。
4）底房框架柱應(yīng)考慮地震的傾復(fù)力矩引起的附加軸力。
5）在底層框架磚房的上層，構(gòu)造上仍應(yīng)設(shè)置構(gòu)造柱，并應(yīng)每層設(shè)置圈梁，底層的頂板應(yīng)為現(xiàn)澆或裝配整體式樓蓋。軟層中的柱，特別是結(jié)構(gòu)剛?cè)嵯嘟拥牡胤剑苊獬霈F(xiàn)塑性鉸。
6）設(shè)計(jì)人員要轉(zhuǎn)變?cè)O(shè)計(jì)思路，提高設(shè)計(jì)部門及設(shè)計(jì)人員的業(yè)務(wù)素質(zhì)，盡快走出“不設(shè)防”的誤區(qū)。要在嚴(yán)格執(zhí)行《抗規(guī)》的前提下，在合理的平面布置上多做文章，同時(shí)設(shè)計(jì)單位可安排專人嚴(yán)把抗震設(shè)計(jì)關(guān)。
