框架和多层砌体结构抗震设防

6　框架和多层砌体结构抗震设防

博白县的建筑房屋主要是以框架结构和多层砖砌体结构为主，因此，主要从这两方面讨论抗震设防措施。

6.1　多层砖砌体抗震设防

多层砖砌体是目前我国比较常用的民用建筑承重结构。这种由砌体与楼板组成的结构体系其整体刚度极差，地震时，常造成倒塌压死人、压伤人，故必须在砌体内设置现浇钢筋混凝土构造柱与圈梁采用先砌墙后现浇钢筋混凝土构造柱而使砖砌体构成具有填充墙且考虑填充墙与框架指构造柱与圈梁协同抗震的弱框架体系这种弱框架体系由于仍以砌体受力为主，故水平抗震受力仍以抗剪力为其特征，不考虑地震剪力与重力荷载效应的组合，但考虑垂直荷载对抗剪强度的影响，多层砖房按抗震要求，砌体要具有足够的抗剪强度和一定的变形能力，前者为满足小震不坏，它决定于地震剪力的分配，而后者为抗御大震不倒则决定于一系列正确的构造措施。

7度区的多层砌体结构的抗震设防主要从如下几方面进行控制：

（1）限制使用范围和建房高度。历次震害表明砌体的抗震性能远远低于钢筋混凝土结构，震害宏观调查说明砖砌体结构层数越低震害越轻，故适当限制砖房的高度是减轻地震灾害的一种比较经济而有效的办法新规范规定，当设防烈度为7度时，总高度一般不超过21m，层数不超过7层。有些砖房要求层高较大，因此，不能完全按层数控制，应该按层数与总高度实行双控制。另外，对医院教学楼等及横墙较少的多层砌体房屋总高度应比规定降低3m，层数相应减少一层，各层横墙很少的多层砌体房屋还应根据具体情况再适当降低总高度和减少层数。

（2）房屋高宽比的限制。对砌体结构房屋，除限制其高度外，《规范》曾规定对房屋可以不作整体弯曲验算，但是，近些年来，有些房屋高度虽未超过规定，但房屋的宽度却越来越窄，造成极为不利的结构体系，有些甚至连静力验算也难以满足要求，规范除保留对一般砌体结构房屋不需作整体弯曲验算的规定外，重新明确了不同设防烈度下的房屋高宽比的限制，7度区为2.5，这一限制将使多层砌体房屋在不致因整体弯曲而破坏方面得到了保证。

（3）抗震砖墙的布局要均匀对称、规则。由于砌体结构是由脆性材料建成，延性差，抗震耗能能力低，在建筑体型上要求平面规则，纵横向各轴均匀布置承重砖墙，优先采用横墙承重，或纵横墙混合承重方案。一般纵墙承重，必然横墙间距较大，对抗震不利，立面上不作大的凹凸，各纵横方向抗震墙在立面上应上下各层连续。在平面布局上宜纵横墙交接，窗间墙垛尺寸大小、位置宜相近而均匀、对称，楼梯间因在各楼层标高处削弱楼板，不宜布置在端开间，防止地震时楼梯间破坏而影响人员疏散同时，坚决废止预制悬臂楼梯，全部采用钢筋混凝土现浇楼梯。

（4）坚持贯彻规范中的构造措施。由于砖砌体的多层房屋脆性大、延性差，为此采用现浇钢筋混凝土构造柱及圈梁的弱框架体系，增加结构延性以避免地震下的突然倒塌是十分有效的，构造柱要求先砌砖墙，后现浇混凝土，并用拉结钢筋使柱和墙连接。构造柱做成马牙搓，从每层柱脚开始，先退后进，以保证柱脚为大断面。据有关资料表明构造柱对砌体的受剪承载力虽只能提高约10％—30％，但构成的弱框架体系对约束砌体变形有显著作用，能改善砌体的脆性破坏性质，减轻砌体在拐角、连接等部位由于应力集中产生的震害程度。构造柱设置部位原则要求是根据房屋层数、设防烈度来确定。

6.2　框架结构抗震设防

在对框架结构进行抗震设防时，要强调如下原则：

（1）“强柱弱梁”、“强节点”、“强剪弱弯”。结构设计人员无论是设计什么工程，都要有这样一个设计概念“强柱弱梁”、“强节点”、“强剪弱弯”，特别是“强节点”的要求因为框架节点发生剪切脆性破坏时，抗弯能力极小，节点核心区基本上处于弹性状态，不出现明显的剪切裂缝。在框架柱的设计时，特别是对于底层柱、边柱、角柱要控制不同的轴压比以及框架柱的最小配筋率和体积配筋率抗震设防，框架柱的箍筋应在规定的范围内加密，框架柱的角柱、边柱是受力复杂的重要部位，特别是角柱。在考虑地震作用组合时，通常总是处于双向偏心受力状态，而且角柱的柱端约束条件也较差，历次地震中由于角柱破坏而导致整栋建筑物破坏的例子很多。因此，对于角柱、边柱、底层柱，要适当提高其设计内力，配筋予以加强。

（2）建筑结构应具有多道抗震防线。结构多道抗震防线的概念一是要求结构具有良好的吸能能力，二是要求结构具有尽可能多的赘余度。结构系统的吸能和耗能能力，主要依靠结构或构件在预定部位产生塑性铰，但结构体系或构件如果没有赘余度，则某些部位塑性铰的形成，使“结构”变成“机构”，并可能失稳和倒塌。所以，在框架结构设计中，应反复强调节点，使梁、柱的节点部位有足够的赘余度，使这些并不危害的部位首先形成塑性铰，即“梁铰”，使主要的承重构件如梁得到很大程度上的保护框架结构，不能用或限制使用粘土实心砖做填充墙或隔墙，应优先选用预制轻质墙板或预制混凝土空心砌块。

（3）抗震结构体系应具有良好的“强韧性”，即抗震结构体系应同时具有必要的强度、刚度和良好的韧性延性或变形能力。如果抗震结构体系有较高的抗侧力强度，但同时却缺乏足够的延性，如前面提到的多层砖房砌体结构或常规的框架结构，这样的结构很容易破坏，其抗震性能是不好的，所以需加上周边约束如框架柱、圈梁和增大角柱、边柱、底层柱的内力和配筋，使之有较好的变形能力，其抗震潜力就大了。另一方面，如纯框架结构，此类结构有较大的延性，但抗侧力的强度不高，刚度不足，在地震作用下就会产生较大的变形，其抗震性能是不好的。因此，在纯框架结构中，适当增加刚度较大带框的抗震墙，使之形成有足够强度和延性的抗震结构体系。