底部框架砌体结构房屋抗震设计探讨
浅谈建筑物的底部框架抗震概念设计
浅谈建筑物的底部框架抗震概念设计摘要:根据《建筑抗震设计规范》等国家标准规范和多年设计工作经验,对建筑物的底部框架抗震概念设计的认识、理解等问题进行了相关讨论,从而进一步进行建筑物的底部框架设计时提供了可靠依据和宝贵经验,避免违反抗震概念设计的规定而造成不可弥补的抗震安全隐患。
关键词:底部框架上刚下柔抗震概念设计规范1、前言根据我国现阶段的经济发展水平和人口、环境等因素的影响,在今后相当长的一段时间里,这类结构将是大部分城镇居民使用房屋的主要结构型式。
我国有南北二条地震带,大部分城镇又位于地震烈度六度及六度以上地区。
我国是地震多发国家和地区,也是房屋倒塌致人伤亡、财产损失最严重的国家之一。
由于底部框架结构的上下部位分别采用不同的建筑材料和结构型式,因此有显著的上刚下柔的结构特性。
从近些年来国内外发生的多次较大破坏性震害统计分析来看,这类建筑物同多层砌体结构一样,所遭受到的震害最为严重。
过去国外的一些专家学者曾经认为,在底层设置的柔性框架理论上可以减轻上部结构的震动,从而能降低其动力效应,但是在不长的时间里经多次地震震害情况分析,即将“柔性框架理论”否定。
在美国、日本和南斯拉夫等国家的地震中,柔性底框结构遭受到严重的破坏和倒塌;对于在同幢建筑物中上下层采用不同的建筑材料和结构形式,以日本最为典型,1995年日本阪神的地震中一部分这类结构的中间层遭到破坏倒塌。
从震害的经验和理论研究都充分表明,底框架结构的抗震性能不是合理的结构形式,因此重视底框架结构的抗震设计是十分重要的。
2、对规范中的概念设计的认识随着社会的不断发展和科技进步,地震学科的理论研究得到迅猛发展和深化,为防止和减轻地震作用对建构筑物的破坏积累了大量的宝贵实践经验。
尽管如此,由地地震有灾害性的罕遇特点,且能量巨大,难以预知,给人类造成巨大的生命和财产损失,成为人类难以掌握的主要自然灾害之一。
我国从编制第一本抗震设计规范到现在,进行了若干次的修订和完善,现行的抗震规范中提出了一系列非常重要的基本要求,首先对建筑师提出了强制性要求:“建筑设计应符合概念设计的要求,不应采用严重不规则的设计方案”。
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。
砌体结构和底部框架内框架房屋的抗震设计
带突出屋顶小屋的多层砖房，突出屋顶小屋的层间 地震剪力 Vn1 为
Fn1
Gn1 H n1
n 1
FEK
Gk H k
k 1
Vn1 3Fn1
n 1
Vi Fk k i
(6－4)
（6－5） （6－6）
2．楼层水平地震剪力在各抗侧力墙体间的分配
由于多层砌体房屋墙体平面内的抗侧力等效 刚度很大，而平面外的刚度很小，所以一个方 向的楼层水平地震剪力主要由平行于地震作用 方向的墙体来承担，而与地震作用相垂直的墙 体，其承担的水平地震剪力很小。因此，横向 楼层地震剪力全部由各横向墙体来承担，而纵 向楼层地震剪力由各纵向墙体来承担。 （1）横向楼层地震剪力的分配
基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌
70.7
19.5
9.8
0.0
0.0
唐山地区8度区多层砖房的震害统计（%）
基本完好 轻微破坏 中等破坏 严重破坏 倒塌
11.8
35.3
29.4
23.5
0.0
从震害调查可见：经抗震设防可减轻砌体结构的震 害，减少严重破坏和倒塌率。
§ 6 . 1 砌体结构和底部框架、内框架 房屋的震害特点
§4.2 多层砌体选型与布置
多层砌体房屋在强烈地震袭击下极易倒塌，因此， 防倒塌是多层砖房抗震设计的重要问题。但是，多层砖 房的抗倒塌主要是从总体布置和细部构造措施等抗震概 念设计方面来解决。
1．多层砌体房屋的结构体系
体型较复杂和抗侧移构件布置不均匀的多层砌体房 屋，其应力集中程度、扭转影响及抗震薄弱部位都不好
震规范未规定对这类房屋进行整体弯曲验算，而 只提出了表6-2所示的房屋最大高宽比的规定来 加以限制。
浅析底部框剪多层砌体房屋的抗震设计
［ 关键 词］ 部框 一 结构 底 剪 中图分 类号 ： Ｕ Ｔ２
房 屋 抗 震设 计 文 献标识 码 ： Ａ
文章编 号 ：０ ９ ９ ４ ２ １ ） ４ ０ ４ — １ １ ０ １Ｘ（０ ０ ３ — ４ ３ ０
１概 述 为 了抗 震， 底部框 剪多层 砌体房 屋在我 国地震 区一些 中小城市 中被广’ 泛采 用， 且有 继续 扩大 之势 结构 ， 可 底 并
嵌砌 于框 架 之 中的配 筋砌 块 砌体 墙具 有较 强 的抗震 能 力。 ３ 力求传 力 简单 明确 ） 对于简 单的抗 震结构体 系， 具有 明确 的计 算简 图和 合理 的地震作 用传递 应 途径 ， 还应 具备 必要 的承 载能力 、 良好 的变 形能 力和 耗能 能力， 综合考 虑 结 宜 构体 系 的实际 刚度 和强度 分 布， 避免 因局 部削弱 或 突变而 形成 薄弱 部位， 或产 生过 大 的应力 集 中或塑 性变 形集 中。 ４ 避 免抗 震结 构构件 脆 性破坏 ） 对 砌体 结构 房屋， 宜采用 钢筋 混凝 土 圈梁和 构造 柱、 芯柱 、 配筋 砌体 或钢 筋混凝 土和 砌体 组合 柱 ： 对于 钢筋 混凝 土构 件， 通过 合理 的截面 选择 、配筋 应 和 构造 等 措施，以避 免 剪切破 坏 先 于弯 曲破 坏 、混凝土 受 压破 坏先 于钢 筋 屈 服 、钢 筋锚 固破 坏先 于构 件破 坏 。 ’ ４水 平 地震 剪 力与 侧移 刚度 计 算 ｉ 水平地 震 剪力计 算 ）
２受力 特点 对于底 部框剪多层 砌体房 屋而言 ， 它是 由钢 筋混 凝土框架 —抗震 墙和 上部 砌体 结构两 种承 重和抗 侧 力体系 所构成 ， 其底 部 刚度小 于上 部， 是一种 上 刚下 柔结 构 。 而地震 的作 用力 ， 是一 种惯 性力 。由于底 部框剪 多层 砌体 房屋 层数 则
谈底框结构工程的抗震设计
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谈底 框 结构 工程 的抗 震设 计
黄 坤
（ 淮北市第二建 筑安装有 限责任公 司， 安徽 淮北 ２ ５０ ） ３ ０ ０
摘 要： 底部框架抗震墙砖房上部和底部抗震 性能差异较 大， 建设设 计、 结构布 置、 底部地 震作 用效应调 整 ， 构造措施等 方面要 引起 重视 ， 才 能保障结构安 全。本 文对底 部框 架结 构设 计 存在 的 问题进 行 分析 ， 同时提 出底 部框 架 结构抗 震构 造措 施 。
关键 词 ： 部框 架 ； 底 结构 工程 ； 抗震 设计
１ 震设计基本要求。 抗 １ 房屋 的层数高和总高度限值 ． １ 在设防烈度 ６７８９ 、、、 度时 ，底部框 架砖 房 的总高度不应超过 ２、３２ 和 １ｍ ６２、Ｏ ４ 。总层数分 别不 宜超过 ８７６４ ， … 层 且砖混层 的层高均不宜 超过 ４ 。对上部砖混层 为医院 、 学楼等横墙 ｍ 教 较少的底部框架—抗震墙砖房 的总 高度 ， 比 应 上述规 定降低 ３ 层数 相应减 少一层 ， ｍ， 以保证 上部砖房的抗 震能力 。
１ ２建筑平立剖面及结构 布置 底部框架砖房的平 、 、 立 剖面应 简单 、 规整 ， 避免楼层错 层 ， 平面上质量和刚度 均匀 对称。 四
周闭合 ， 可能地减小扭转效应 。 部框架 砖房 尽 底 的底部应采用全框架形式 ， 并应沿纵 、 横两个方 向对称 布置 一定数量的抗震墙 ， 防烈度为 ７ 设 度且总层数不超过 ５ 层时 ，可采 用嵌砌 于框 架 之间 的粘土砖墙或混凝土小 砌块墙 ，其余情况 为保证抗震横墙和框架柱能合理地承 担水 平地震力 以及尽量做到纵墙不先于抗震横墙破 坏， 楼、 根据 屋盖水平变 位要求 ， 类房 屋 的抗 这 震横墙间距应满足： 在设防烈度 ６７８９ … 度时， 底部框剪层分别不 能超过 ２、１１ 和 １ｍ 抗 ５２ 、８ ５ 。 震墙在布置应做到 ：第 ２ 和第 １ 层 层抗震墙 的 平面布置一致 ，截面尺寸相同 ，以满足规范要 求 ； 震墙布置于上层砖 房没有砖抗震墙轴线 抗 处 ， 好布置在外围或靠近外墙处 ， 且最 以获得较 大的整体抗 弯刚度 。 此外 ， 底部框架砖房 的砖砌 分别符合多层砖房和 多层 混凝土结构房屋 的有关规定。 １ 楼层 的侧 移刚度 比和极限剪力 系数 比 ３ 限值 为了提高这种房屋的整体抗震能力 ，应经 过合 理设计 ， 房屋的薄弱部位 既能出现在变 使 形 和耗能能力较好的底部两层 ，又可避免该两 层变形 过分集 中而过早丧失承载能力。 为此 ， 应 同时控制结构砖混过渡层 与相邻 框剪层的极 限 剪力 系数 比和侧移刚度比。砖 混过渡层与相邻 框剪层 的极 限剪力 系数比和侧移 刚度比分别控 制在 １ ０１ ５ １－￣范围 内较为合适。 ． －２ 和 ２ ２ １ １ 框剪层抗 震墙数量的合理确定 ４ 底部框架砖房框剪层抗 震墙 的设 置数量 由 抗震横墙最大间距、砖混过渡层与相邻框剪层 的侧移刚度 比及相邻框剪层 的弹塑性位 移等限 值来 控制 ， 且对底 层框架一 抗震墙砖 房 ， 混 当砖 层为小开 间房 子时 ， 抗震横墙数量仅 由当前 两 者控制 ； 震纵墙数量均 由后两者控制。 抗 底部框
底部框架-抗震墙砌体房屋抗震设计
底部框架-抗震墙砌体房屋抗震设计摘要：底部框架-抗震墙房屋上部和底部抗震性能差异较大，结构布置、底部地震作用效应调整，构造措施等方面要引起重视，才能保障结构安全。
本文对底部框架-抗震墙房屋的设计进行分析，同时提出底部框架-抗震墙房屋抗震构造措施。
关键词：底部框架抗震墙抗震设计Abstract: The bottom frame aseismic wall housing upper and bottom seismic performance difference is bigger, the arrangement of structure, the adjustment of earthquake action effects, structural measures and other aspects should be caused take seriously, in order to guarantee the safety of structure. The bottom frame aseismic wall housing design was analyzed, and puts forward the bottom frame aseismic wall building aseismic structural measures.Key words: bottom frame aseismic wall; seismic; design近年来，出现了许多的底框一抗震墙结构房屋，底层为商业，上部为住宅的多层房屋。
底层商业为钢筋混凝土框架结构，在平面布置上满足了灵活的要求，上部住宅一般为多孔砖砖混结构，这种结构形式既满足了商业要求，又给附近居民生活带来了很大的方便，另外该结构形式还比较经济。
但是，历次震害表明，该结构在震害时底部发生变形集中，因出现大的侧移而严重破坏，甚至坍塌。
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彭文东：底部框架砌体结构房屋抗震设计探讨·１９７·
底部框架砌体结构房屋抗震设计探讨
彭文东
（中铁二局中铁瑞城置业有限公司四川成都６１００３１）
摘要以５·１２汶川大地震为例，在分析底部框架砌体结构房屋震害特点的基础上，对底部框
架砌体结构房屋的抗震设计问题进行了探讨。
关键词底部框架砌体结构震害分析抗震设计
０引言
多层砌体结构房屋尤其是多层砖砌体结构房屋，由于构造简单、造价低廉、施工方便以及就地取材等优点，在今后相当长的时间，还是我国民用建筑和公共建筑的主要结构形式之一。
地震灾害会给人类造成严重的伤亡和经济损失［¨。
所谓抗震，就是对破坏性地震采取各种预防或善后措施，尽可能减轻这种损失。
本文对底部框架砌体结构房屋的震害进行了分析，并就其相关问题进行探讨。
１震害分析
１．１震害特点
震害调查及历次大地震表明，底层框架砌体结构房屋的破坏相当严重。
例如：１９６３年前南斯拉夫地震，１９７２年美国圣费南多地震，１９７６年罗马尼亚地震，１９７６年的唐山大地震，房屋破坏均多发生在底层框架部位，特别是柱顶和柱底。
在２００８年５·１２汶川大地震中，汶川、北川、都江堰等重灾地区，底层框架砌体结构房屋遭到了大面积破坏。
很多底层框架砌体结构房屋，由于底层框架柱的破坏，上面几层就地坍塌，房屋全部破坏（图１）。
图１都江堰市区房屋上层破坏图
造成底层框架砌体结构房屋破坏的主要原因是“上刚下柔”。
上部各层纵墙、横墙较密，不仅重量大，侧向刚度也大；而房屋底层承重结构为框架，纵横墙数量少，其侧向刚度比上层小得多，这就形成了“上刚下柔”的结构体系。
由于刚度沿竖向急剧变化，
彭文东。
男，工程师。
在地震作用时，房屋层间侧向变形集中发生于相对薄弱的底层，而其他各层侧向变形很小。
地震时，当房屋抗侧力构件的变形超过构件的极限允许变形时就发生破坏，超过愈多，破坏愈严重。
底层框架砌体结构房屋，由于地震时位移集中于底层，因此底层破坏也就特别严重。
另外，底层框架钢筋混凝土柱的破坏，还由于柱上、下端箍筋间距较大、柱端的混凝土与纵向钢筋缺乏必要的约束而导致。
所以，房屋的震害特点多发生在底层。
其破坏程度表现为底层重、上层轻，底层构件按梁、柱、墙依次加重（图２）。
图２都江堰市区房屋底层破坏图
１．２破坏类型
（１）结构承载力不足或变形过大而造成破坏。
地震时，地震力作用于房屋结构上，使其内力和变形剧增，导致承载力不足或变形过大而破坏。
如墙体裂缝、钢筋混凝土柱剪断或混凝土酥裂、房屋倒塌。
在强烈地震作用下，当结构产生过大振动变形时，尽管主体结构并未破坏，但墙体饰面、围护结构等非结构构件往往会发生脱落或倒塌。
（２）结构丧失整体稳定而造成破坏。
结构构件的共同丁作，主要是依靠各构件之间的连接及其互相支撑来保证的。
然而，由于支撑系统失效、构件问连接不牢或支承破坏，均可导致房屋丧失稳定，造成局部破坏或整体倒塌。
（３）地基失稳而引起破坏。
在强烈地震作用下，由
于地基失稳或地基土液化造成房屋倾斜和倒塌。
万方数据
万方数据
底部框架砌体结构房屋抗震设计探讨
作者：彭文东， Peng Wendong
作者单位：中铁二局中铁瑞城置业有限公司,四川成都,610031
刊名：
路基工程
英文刊名：SUBGRADE ENGINEERING
年，卷(期)：2009(1)
1.丰定国;王社良抗震结构设计 2002
2.郭继武;郭瑶房屋抗震设计 2003
3.郑山锁;薛建阳底部框架砌体房屋抗震分析与设计 2002
4.GB 5001122002.建筑抗震设计规范 2002
5.刘洋汶川大地震广岳铁路路基工程的抢修[期刊论文]-路基工程 2008(04)本文链接：/Periodical_ljgc200901100.aspx。