底部框架—抗震墙结构特点和设计注意问题
底层框架房屋抗震设计应注意的问题
1 底框结构设计中应注意的问题
1 1 底框结构必须布抗震墙 底框结构主要是承受竖向荷载和水平地 震作用， 当底层没有设计杭震墙叶， 由于 上 面 J七 层砖房的质心与底层纵向和横向的刚心位
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工 程 技 术
底层框架房屋抗震设计应注意的问题
姜信安
(青阳县规划建筑设计院
安徽青阳 2 28O 4 ) 0
摘 要: 在底根抗震设计时， 应注意楼房的总层数、总高度、底层抗震墙的最大间跪问题， 对剪力墙的布置要 “ 均匀、对称、周边、 分散”对开洞口 ， 的剪力墙在结构计算输人时， 要根据开洞率的大小确定输人方式， 通过构造措施调整刚度比; 侧移刚度比小于 1. 0 时要采 取一 定的处理措施， 对底框结构还要采取抗震构造措施。 关键词 底框房崖 抗震设计 剪力墙 刚度比 注意的问题 中图分类号 T UZOS 文献标识码 A 文章编号: 1 72一 6 3791(2007 11(b 一 0 一 ) ) 007 0 2 底层框架房屋主要指底层采用钢筋混凝 卜 框架的多层砖房， 其特点是: 这种结构抗震 整体性能差， 主要是底层的承重构件是钢筋混 凝土柔性框架， 上部是砖墙承重的刚性多层砖 房， 底层的抗侧刚度比 L部砖房小得多， 底层 柔， 层刚，I 度的急剧变化使房屋在地震作 卜 冈 J 用一的侧移集中发生在底层， _ F } L部各膝的位 佰 移小， 地震时若设计处理不当， 最容易引 起库 层的严重破坏， 从而危及整个房屋的安全， 所 以在杭震设计时， 应注意以下问题: 置偏差较大。同时底框结构的 上 部重量较 大， 底部重量较轻， 在地震作用下容易发生扭 转破坏。为此， 规范》规定不能采用纯底 《 框结构， 一定要在两个方向设置抗震墙成为 “ 底部框架一抗震墙”结构。 1， 底框结构房屋的层数和总高度的限制 2 横墙较少的多层砖混楼房， 当按规定采取 加强措施满足抗震承载力要求时， 其高度和层
底部框架抗震墙结构的设计要点
肢剪力墙及洞口加强处理详图 3。
图3
调整后不但结构合理，而且造价降低，在经济的条件下，甲方也同 意调整后的方案。
通过以上分析可以看出，抗震性能优良的房屋设计，结构设计人要 注重概念设计，对规范要求的控制参数要有深刻的理解，要通过不同模 型大量计算分析，取得较合理的设计。各专业之间要相互协调及共同努 力。建筑专业，对抗震设计质量起着关键的作用，建筑师进行抗震概念 设计，比对结构工程师更重要，因为概念设计的主动权在建筑专业。
框架梁中的扭转效应不可忽视底部框墙结构中悬墙对框架梁产生 的扭转效应十分明显，这是这种结构形式在构件设计中的又一特点。尤 其是对边梁及一根梁上有两个以上反向扭矩作用时这一反应更为突出。 因此，设计中一方面要尽量使上部砖墙与下部框架梁对齐，控制尽量避 免出现这种悬墙。另一方面对产生较大扭转效应的梁要按抗扭计算配置 足够的抗扭钢筋，由于这种梁受弯剪扭共同作用，受力状态比较复杂， 应予以局部加强。
底部框墙结构抗震设计中应注意的问题，底部框墙结构体系更注 重概念设计底部框墙结构中的剪力墙的方案布置、墙量的多少、墙片的 大小、平面形式、以及框架柱网的布置、跨度尺寸的确定，对结构方案 的合理性具有更直接更敏感的影响。由于底部框墙结构中的剪力墙属低 矮墙，其抗剪刚度相对较大，如果布置的墙肢较长、平面形式复杂，很 容易出现局部刚度过大，受力过于集中的现象，甚至经常出现只布置极 少的剪力墙就满足上下层抗侧刚度比限值的情况。因此在剪力墙布置方 案上一定要坚持均匀、对称、周边、分散的原则，墙片不宜过长，应以 墙片高宽比 1. 5 左右为为宜，墙片平面形式不宜采用提高抗侧刚度的 “L”“T”等平面形式，而是尽可能采用“一”字形。这是因为只有 弱化每一单片剪力墙的刚度，才有可能实现均匀分散多道设防的目标。 底部框墙结构的柱网不宜过大，一般控制在 6.0m 左右，并且框架梁上 悬墙数目不应超过一道。底部框架梁横断面高度取值应控制在 1 /5～1/8 梁跨，如果柱网过大，会使梁断面及配筋出现异常现象，而上部悬墙数 目增多，更会加重这种现象。梁的断面及配筋过大，使底框结构中本来 就存在的强梁弱柱的问题更为突出，使这类房屋的结构安全储备大大降 低。控制柱网尺寸，给出规定限值，限制框架梁上的悬墙数目，对底部 框墙结构来说是十分必要的。
《建筑抗震设计规范》对底部框架-抗震墙结构设计中的几个要点
《建筑抗震设计规范》对底部框架-抗震墙结构设计中的几个要点摘要：国家标准《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010) (2016年版)于2010年5月31日颁布,12月1日实施。
底部框架-抗震墙结构形式相比旧版本不仅从建筑总层数上加以限制，而且对计算和构造措施也提出了更严格的要求，防止底部框架-抗震墙房屋在底部框架层或过渡层出现薄弱环节，形成结构的软肋。
关键词：抗震设计; 底部框架-抗震墙结构；过渡层虽然经过2008年汶川地震后的震害,表现出底部框架-抗震墙结构形式存在着先天不足的缺点,但通过国家有关部门多年的实验研究和震害经验总结,按照新规范设计的该类结构,也不乏成功的例子。
由于本结构形式在三、四线城市的建设中的工程需要,底部框架-抗震墙结构仍是不可淘汰的一种结构形式。
结合自己运用新规范设计的底部框架-抗震墙结构的某商住楼谈谈《建筑抗震设计规范》（以下简称《抗规》）的条文规定在具体工程中的应用：本工程所处地区抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.15g，砌体采用多孔砖（墙厚240mm）；1层为独立商铺层高3.65米，2~6层为住宅层高3.0米；室内外高差0.30米。
采用底部框架-抗震墙结构，底层混凝土框架抗震等级为二级；混凝土墙体的抗震等级为三级。
一、一般规定1. 《抗规》7.1.2条中允许房屋总高度为19米，层数为6层。
本工程房屋总高度为0.3+3.6+3.0*5=18.95米满足规范要求（新版《抗规》相对旧版《抗规》的对房屋总高度的要求降低了3米，层数降低了一层）。
2. 《抗规》7.1.5条对本工程房屋抗震横墙的间距要求为15米，根据本条的要求，结合建筑平面及抗震横墙间距要求结构专业将一层抗震墙布置在房屋四角，分户墙及单元分户墙处，既满足了规范的要求，又力求对称，减轻抗力构件不对称给结构带来的扭转影响。
（新版《抗规》相对旧版《抗规》的对房屋抗震横墙的间距要求降低了3米）。
底层框架-抗震墙结构构件截面的选择重点是首先确定墙板的厚度，根据《抗规》7.5.3条第二款墙厚不小于160mm及墙板净高的1/20，本工程一层计算高度为:3.65+1.3=4.95m，故取墙后为250mm。
底部框架—抗震墙结构设计要点和常见问题
１２ 底 部 与 上 层 的 结 构 形 式 不 同 ，底 部 由框 架 和 ．
一
也 适 用 于 底 部 框 架 结 构 中底 部 抗 震 墙 的 布 置 ， 即抗
震 墙 宜 “ 匀 、 散 、 称 、 边 。 ” 制 抗 侧 移 刚 度 均 分 对 周 控
高层 建 筑 框 剪 结 构 中 抗 震 墙 所 适 用 布 置 原 则
１ １ 底 部 与 上 层 所 用 材 料 不 同 ，底 部 为 钢 筋 混 凝 ． 土 材 料 ， 特 点 能 较 大 变 形 ， “ 性 ” 料 。 层 主 其 属 延 材 上 要 是 用 砂 浆 、 块 砌 筑 而 成 的砌 体 材 料 。砌 体 材 料 砌 抗 压 性 能 较 好 。 其 受 剪 抗 拉 性 能 较 差 ， 体 抗 变 形 砌
小 。在 水 平 地 震 作 用 下 ， 部 成 为 薄 弱 层 ， 成 “ 底 造 变 形 集 中 ” 大 量 的 震 害 表 明 ： 部 框 架 结 构 震 害 较 严 。 底 重 ， 屋破 坏大都始 于底层 。 房
底 部 框 架 房 屋 由 于 在 造 价 和 施 工 速 度 上 有 一
范 规 定 ：７度 地 区底 层 框 架 房 屋 ，二 层 砌 体 与 底层 框 架 侧 移 刚 度 比 不 大 于 ２ ；对 底 部 两 层 框 架 房 、５ 屋 ， 底 部 一 、 层 框 架 的侧 移 刚度 应 相 互 接 近 外 ， 除 二 对 第 三 层 砌 体 与 二 层 框 架 侧 移 刚 度 比 不 大 于 ２０ ． 。底 部 框 架 房 屋 一 般 是 通 过 调 整 底 部 抗 震 墙 的 数 量 来 满 足 这 个 刚度 比的 。所 谓 合 理 布 置 ， 是 其 一 数 量 上 要 能 提 供 足 够 的 抗 侧 移 刚 度 ， 是 在 位 置上 二 要 能 提 供 有 效 的抗 扭 刚 度 。
浅谈底部框架抗震墙结构特点和设计应注意的问题
的 楼 层 为 薄 弱 楼 层 ；一 ＝ Ｏ８ ‘ （ ．—
并 结 合 自身 的 设 计 经 验 ， 此 类 结 构 的 抗 震 设 计 谈 一 谈 体 会 。 就
２ 结 构 体 型 的 均 匀 性
根 据 底 部 框 架 一 抗 震 墙 砌 体 房 屋 的 抗 震 性 能 和 这 两 类 房 屋 的 特 点 ． 部 框 架一 抗震 墙 砌 体 房 屋结 构 体 系 应 附 和下列 要求 ： 底
有 比 全 框 架 结 构 经 济 （ 相 同 使 用 功 能 条 件 下 可 节 约 造 价 ２ ％一 柱 时 ， 按 上 面 公 式 计 算 ； ｗ 在 ０ Ａ ｊ为 第 ｉ 第 ｊ墙 段 扣 除 洞 口 及 构 造 柱 后 层 ３ ％１ 同 时 又 具 有 框 架 结 构 大 空 间 便 于 灵 活 布 置 的 使 用 特 点 ， 施 ０ ， 且 的水 平 截 面 面 积：ｅ Ａ ｑ为 １根 混 凝 土 构 造 柱 的 截 面 面 积 ； ｃ Ｃ 分 别 Ｇ 、， ｗ
．１ 则 最 近 几 年 此 类 房 屋 在 本 地 区 设 计 项 目 中 占有 很 大 份 额 ， 震 设 计 出 ０ ９ 时 ， 上 下 结 构 刚 度 较 为 均 匀 。 抗 现 的 问题 较 多 ，在此 通 过 学 习新 规 范 及 有 关此 类 结 构 的参 考 Байду номын сангаас 献 ，
３ 底 部 框 架 一 抗 震 墙 砌 体 房 屋 的 结 构 体 系
技 术 人 员参 考 。
【 键词 】 底 部框 架 砌 体 关
１ 前 言
考 虑 砖 砌 体 和 混 凝 土 抗 震 极 限 承 载 力 的 折 减 系 数 ， 可 取 ０７， 可 。 ． ： 为 砖 砌 体 强 度 的 正 应 力 影 响 系 数 ，ｖ为 非 抗 震 设 ｆ
对底部框架结构抗震墙房屋设计思考
对底部框架结构抗震墙房屋设计的思考摘要：伴随着近年来频发的自然灾害给人们的生活带来的巨大影响，尤其是地震对房屋的危害，使得越来越多的房屋设计者开始对房屋的抗震结构进行深入研究，而作为房屋的基础底部框架结构抗震墙的抗震性能有着非常重要的作用。
因此本文对底部框架结构抗震墙房屋设计进行浅析。
关键字：底部框架结构抗震墙；设计；思考一、底部框架结构抗震墙的特点现阶段我国房屋的结构体系主要可以分为框架结构、框架支撑结构、框架抗震墙板结构、简体结构以及巨型框架结构等。
而由于底部框架结构抗震墙房屋受到地震的影响最为严重，因此需要对运用这种结构的房屋设计进行重新思考。
这种房屋结构的底部是由框架和抗震墙共同组成，下层的框架结构体系在水平力作用下其侧移有两部分组成一部分侧移由剪力引起的柱和梁的弯曲产生，柱和梁上有反弯点，是整个结构呈现剪切型变形，框架下部各层承受的剪力大，层间位移也随之变大，上部各层剪力较小，位移也相应较小。
另一部分侧移是有整个框架的悬臂作用在柱中产生轴向变形引起的，第一部分侧移是主要的，因而框架结构以剪切型变形为主，框架结构的主要缺点就是侧向刚度小，变形大这也就限制了框架结构的建造高度。
剪力墙结构体系是利用建筑物墙体作为竖向承重体系，并用它抵抗水平力。
框架剪力墙结构体系是当框架单独承受水平力时为剪切型变形，当剪力墙单独承受水平力时为弯曲型变形，两者通过楼板连在一起，是变形协调一致形成弯剪型变形。
简体结构体系是指高层建筑所经常采用的简体结构抵抗侧向力的一种体系，它比剪力墙结构具有更大的强度和刚度。
二、底部框架结构抗震墙房屋的要求在地震作用下房屋的破坏机理和破坏过程十分复杂，所以要对房屋的抗震结构进行严密的设计，对于框架结构抗震墙房屋来说，无论地震力来自哪个方向抗侧力构件都只能是框架柱，故框架结构抗震墙的抗震性能就显得比较单薄，因此在进行房屋设计时需要予以足够的重视。
（一）合理的设计房屋底部的结构布局底部框架结构抗震墙房屋应该在底部设置为纵横双向的抗震结构体系，避免单方向承受地震力。
论房屋建筑结构中底部框架
论房屋建筑结构中底部框架摘要：框架一抗震墙砌体房屋的震害集中在底层框架或底层框架抗震墙部分，且墙比柱重，加之底层所受地震作用相对较大，造成底层框架抗震墙变形过分集中，位移太大或丧失承载力而破坏。
因此，本文分析了论房屋建筑结构中底部框架―抗震墙设计。
关键词：房屋建筑结构；底部框架；抗震墙；设计引言：由于建筑功能的不同，建筑底部需要较大开间的商业用房，上部的砌体墙体无法直接落地，因此底部就必须选择另外的结构形式，采用框架能满足承载能力的要求，因此就必须设置适当的抗震墙，从而就形成了底部框架-抗震墙砌体结构的结构类型。
1、底部框架-抗震墙房屋的结构特点底部框架-抗震墙的材料一般为钢筋混凝土，相对于上部砌体具有较好的延性，而上部是由砂浆和砌块结合砌筑而成的砌体材料，虽然砌体材料具有很好的抗压性，但是受剪抗拉性差，属于脆性材料。
底部和上部的结构形式截然不同，底部由框架和抗震墙构成，而上部由砌体的抗震墙开间相对较小。
上部砌体数量多、抗震墙开间小的结构，弥补了在材料方面上部砌体比钢筋混凝土弹性模量小的不足，但可能导致竖向刚度存在突变。
大量的震害表明，底部的框架-抗震墙的抗震性能直接影响到房屋的抗震性能。
这种结构类型在地震时的破坏都是由底部引起的。
显而易见，水平方向的地震力的作用使底部成为变形集中层的薄弱环节。
2、抗震墙房屋底部框架—抗震墙结构设计具体要求2.1房屋的层数和高度要求限制基于底框结构下部与上部不同的材料性质和震害经验，限制其高度和层数仍为主要的抗震措施。
《抗震规范》对于底框结构层数及高度作了明确规定。
并注意到总层数和总高度，7、8度时可与普通砌体房屋相当。
2.2抗震墙的最大间距限制在设计纯砌体结构时，设计师一般都能够遵循《抗震规范》布置横墙，限制横墙最大间距，《抗震规范》确规定，底框结构房屋抗震横墙最大间距：6度为21m；7度为18m；8度为15m。
2.3上下层刚度比的要求限制底部框架——抗震墙房屋上部和下部是由两种性质不同的材料组成，上部各层砖房为砌体结构，纵横墙体较多，重量大，侧移刚度大，但变形和耗能能力相对较差；而下部为钢筋混凝土框架结构，层高大，侧移刚度较上部砖房小。
底框结构工程抗震设计解析
底框结构工程的抗震设计解析摘要：本文对底框结构的抗震能力进行分析，然后论述了底框结构的抗震设计，最后加以实例分析，供相关工作人员参考和借鉴。
关键词：底框结构，抗震设计。
中图分类号：tu352.1+1 文献标识码：a 文章编号：一、引言底框结构是我国现阶段经济条件下所特有的一种结构, 从抗震上来说, 它是一种不合理的结构形式, 但由于我国当今的经济发展水平有限, 这种结构目前还无法完全摒弃, 因此在我国内地,尤其是广大西北部地区的临街建筑中仍广泛采用。
由于底部框架抗震墙砖房是由钢筋混凝土框架抗震墙和上部砖房两种承重体系和抗侧力体系构成, 而由于这两种抗侧力体系在抗震性能等方面的差异, 使得这类结构的结构选型与抗震设计比较复杂。
临街建筑采用这类结构, 底部临街一侧由于使用及美观的要求, 常不设置抗震墙或所设置的抗震墙的数量较少, 而另一侧所设置的抗震墙的数量则较多, 造成结构的质心与刚度中心不一致, 地震时易引起较为严重的扭转效应, 加剧了地震的破坏作用。
二、底框结构的抗震能力分析底部框架—抗震墙砌体房屋是由底层或底部两层为框架抗震墙、上部为多层砌体房屋构成的。
这类房屋的底部框架—抗震墙结构部分具有一定的抗侧力刚度和一定的承载能力、变形能力及耗能能力; 上部多层砌体房屋具有较大的抗侧移刚度和一定的承载能力, 但变形和耗能能力相对较差, 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。
这种结构的整体抗震能力取决于底部和上部各自的抗震能力, 又取决于底部和上部结构的抗侧力刚度和抗震能力的相互大小程度, 也就是说不能存在特别薄弱的楼层, 凡震害比较严重的部位, 均是由于抗震设计考虑不周而出现的相对薄弱的楼层。
因此, 尽量避免薄弱楼层是底部框架抗震墙砌体房屋抗震设计中的一个相当重要的概念。
震害调查表明底框抗震砌体房屋的倒塌是由薄弱层开始的, 从分析研究可以看出, 底层抗震墙布置不足的底框抗震砌体房屋, 底层是薄弱层; 而当底层抗震墙设置过多时, 则第二层为薄弱层。
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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。