对底部框架结构的规范理解和应用

对底部框架结构的规范理解和应用

提要：底框抗震墙合理布置方法，开洞抗震墙在PKPM中正确的输入方法，低矮抗震墙的处理，

关键词：底框抗震墙PKPM

一，抗震墙的布置应符合“均匀，对称，周边，分散”的布置原则。

1，

在满足抗震墙间距要求的前提下，尽量均匀分散的布置抗震墙：

《抗震规范》7.1.5对房屋抗震横墙的间距有明确规定，如：7度区不应超过18米，6度区不不应超过21米。底框结构房屋的横向地震力主要由横墙承担，不仅横墙须具有足够的承载力，而且楼盖须具有传递地震力给横墙的水平刚度，本条规定就是为了满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求。在满足抗震墙间距要求的前提下均匀分散的布置抗震墙会使结构具有合理的刚度和承载力分布。

2，纵横两方向尽量对称布置：

《抗震规范》7.1.8第2条：底部两层框架-抗震墙房屋的底部，应沿纵横两方向设置一定数量的抗震墙，并应均匀对称布置或基本均匀对称布置。一般情况下，沿横向比较容易实现对称布置，而纵向不容易满足，主要因为底框底层一般为车库或是商场，其正立面一般会开大洞口或落地通窗，从而造成沿建筑外纵墙只有一侧布置有抗震墙，这种布置方法虽然在计算时能通过，但其实是违背抗震墙的布置原则的，其结果使房屋的刚心与质心严重不重合，加大在地震作用下的整个结构扭转效应。

3，

抗震墙应尽量沿建筑物的周边布置：

周边就是指建筑物的外墙。具体的说就是纵向指外纵墙，而横向指山墙和端开间内纵墙。抗震墙沿建筑物的周边布置会使结构具有尽量大的抗扭刚度。

二，

开洞抗震墙在PKPM中正确的输入方法：

PKPM是一种常用的结构计算辅助软件，但它不是万能的，所以我们使用时要仔细阅读使用说明，了解其对不同构件计算的使用条件。现版本PKPM对大开洞抗震墙是不能辨别的，即其对带洞口的抗震墙均按小洞口抗震墙处理。而我们知道小洞口和大洞口的抗震墙的抗侧移刚度计算是不一样的。

小开洞抗震墙抗侧移刚度等于洞口影响系数α乘以无洞口抗震墙抗侧移刚度，

α＝洞口面积除以墙体面积后开根号

当α≤0.4时为小开口抗震墙

当α≧0.6或洞口高度≧0.8倍层高时：抗侧移刚度等于洞口两侧抗震墙抗侧移刚度之和

所以当抗震墙上开大洞口和开高度很高的洞口时，应该将洞口两侧的墙体按独立墙体输入。即在洞口两侧加节点，删除洞口处的墙体，洞口处另设边框梁，使之形成两片无洞口的墙体。否则计算出来的抗侧刚度偏大，将导致结构实际抗侧移刚度不足。

三，抗震墙应符合高宽比要求，避免出现低矮抗震墙。

通常把高宽比小于1的钢筋混凝土抗震墙称之为低矮抗震墙。而低矮抗震墙的抗侧刚度和承担的地震剪力较大，变形和耗能能力较差，其破坏形式为剪切破坏。不符合《抗震规范》3.5.2第3条结构体系应具备必要的抗震承载力，良好的变形能力和消耗地震能量的能力的要求。

《抗震规范》7.5.5第2条规定，抗震墙宜开设洞口形成若干墙段，各墙段的高宽比不宜小于2。（注：墙段的高宽比指层高与墙长之比，对门窗洞边的小墙段指洞净高与洞侧墙宽之比。）即凡是高宽比小于2的墙体都应该开设洞口。对于即使开设洞口也无法满足高宽比要求的墙体，可在墙中设置竖缝的方法，墙体分成两个或三个高宽比大于1.5的墙板单元。被竖缝分成的墙板单元，在PKPM输入时应按节点独立墙体输入。要注意的是墙体开竖缝后各个墙板单元的侧移刚度之和要小于原墙体的侧移刚度，因为墙体侧移刚度和墙宽不是线性变化关系。即开缝后需要设置更多的抗震墙来满足楼层侧移刚度比的要求。

竖缝处的构造做法：

⑴竖缝两侧应设置暗柱。暗柱截面高度为1.5倍的墙厚，纵筋不宜小于4Φ16，箍筋直径同墙体水平分布筋，间距不大于200mm。

⑵抗震墙的竖缝应开到梁底，水平钢筋在竖缝处断开。

⑶边框梁除满足其它箍筋加密要求外应在竖缝的两侧1.5倍梁高范围内箍筋加密，其箍筋间距不应大于100mm。

⑷竖缝的宽度可与墙厚相等，竖缝处可用预制钢筋混凝土块填入，并做好防水。

四，抗震墙上边框梁应按照普通框架梁来设计计算内力和配筋。

《抗震规范》3.5.3第1条规定结构体系宜有多道抗震防线。

《抗震规范》3.5.2第2条结构体系应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。

抗震墙和框架组成了底框结构的多道防线。当在地震作用下抗震墙开裂丧失承载力后，为使边框梁仍然具有对重力荷载的承载能力而不至于导致结构倒塌，所以抗震墙上边框梁按照普通框架梁来设计计算内力和配筋。

五，谨慎使用“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”。

按规范墙梁方法计算时由于考虑了梁与墙的整体作用，因而计算配筋和截面较小，相对经济。但当由于地震作用下，上层墙体开裂将会破坏托墙梁的整体性，所以建议谨慎使用。最好按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减，一般无洞口墙可取0.80，有洞口可取0.90，但折减后的荷载值不应小于4层荷载。

六，混凝土抗震墙侧移刚度计算应考虑边框柱的作用。

Pkpm在计算抗震墙侧移刚度有一个“是否考虑边框柱的作用”的选项，若勾选此项，则程序在计算侧移刚度比时，与边框柱相连的抗震墙将作为组合截面考虑。否则程序分别计算墙、柱侧移刚度。一般而言，对混凝土抗震墙可选择考虑边框柱的作用，对砖