框架结构因基础较深致首层层高较高的设计方法

2.1.5框架结构因基础较深致首层层高较高的设计方法

1.多层钢筋混凝土框架结构，当首层层高较高，独立基础埋深又较深，抗震设计时楼层的弹性层间位移角常常难以满足《抗震规范》的要求。如要使框架结构楼层的弹性层间位移角满足《抗震规范》的要求，当不考虑设置少量剪力墙时，通常可以采用下列三项措施的一种：

1）加大框架结构梁、柱截面尺寸，提高混凝土强度等级。

2）采用短柱基础，使框架柱嵌固在基础短柱顶面，从而减小框架结构首层层高。

3）在框架结构±0.000地面以下靠近地面处，设置拉梁层，将框架结构首层分为两层。

在这三种措施中，第一种措施常因建筑使用功能的要求，受到限制，不便任意加大梁、柱截面尺寸，而提高混凝土强度等级对改善结构侧向刚度又不明显；在第二种和第三种措施中，编者建议首先采用短柱基础，短柱基础受力明确，构造简单，施工方便。短柱的截面尺寸和配筋构造要求可参照《地基规范》第8.2.5条的规定确定。

2.当采用设置拉梁层时，设计中应注意以下几个问题：

1）拉梁层的拉梁应按框架梁设计；抗震设计时，拉梁应按相应抗震等级的框架梁设置箍筋加密区。

2）拉梁层无楼板，在PMCAD交互式建模时，应定义楼面全部房间开洞或定义零厚度楼板；结构整体计算时再定义弹性楼板（弹性膜）并采用总刚分析。

3）有填充墙等荷载的拉梁，应如实输入作用在拉梁上的线荷载或其他荷载，如楼梯立柱的集中荷载等。

4）设有拉梁层的框架结构，多了一个拉梁层，宜计算两次：第一次，将框架柱嵌固在基础顶面进行结构整体计算；第二次，假定拉梁层为地下室，即定义一层地下室后将框架柱嵌固在地下室顶面进行结构整体计算；框架梁、柱配筋取两次整体计算结果的较大值。

5）首层楼面以下基础顶面以上的框架柱，宜取拉梁层以上及以下框架柱纵向受力钢筋的较大值通长配筋；抗震设计时，拉梁以下的框架柱宜全高加密箍筋。

6）设有拉梁层的框架结构，之所以要进行两次整体计算，其原因是：

其一、仅将框架柱嵌固在基础顶面处进行结构整体计算，可以使拉梁层顶面以下、基础顶面以上框架柱的配筋较为合理，但可能会使拉梁层顶面以上框架柱的配筋不合理，特别是抗震设计时，一、二、三级抗震等级的框架结构，其底层柱底截面的弯矩增大系数，在这时增大的是基础顶面处的结构底层柱下端截面的弯矩，因而可能会使拉梁层顶面以上结构的底层柱的配筋偏少。

其二、仅假定拉梁层为地下室，将框架柱嵌固在地下室顶面即拉梁层顶面处进行结构整体计算，这时结构的底层柱下端截面弯矩增大系数是增大拉梁层顶面处结构的底层柱下端截面的弯矩，因而可以使拉梁层顶面以上结构底层框架柱的配筋较为合理，但拉梁层顶面以下、基础顶面以上框架柱的配筋，及拉梁层拉梁的配筋和结构底层顶部框架梁的配筋就未必合理。

所以，设置拉梁层的框架结构，应进行两次结构整体计算。