【文章內(nèi)容簡介】 種半地下室是露出地面以上較少，如在 1m 左右，不設(shè)窗井，而且地下室的層高也較小，如 2m左右，地下僅作為儲室物之用。露出地面部分僅有通氣窗孔，孔的水平截面積很小。對此種情形，由于其露出地面較少，且削弱外墻的截面也很少，因此可以不將此種半地下室作為一層 考慮。 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示 (砌體結(jié)構(gòu) ) 12 確定帶閣樓房屋的層數(shù)和高度時沒有區(qū)別對待。 原因分析： 《抗震規(guī)范》 GB 50011 表 1 規(guī)定，帶閣樓的坡屋面房屋總高度應算到山尖墻的 l/2 高度處，但對閣樓是否按一層計算沒有明確規(guī)定。參照《建筑抗震設(shè)計手冊》 (2020 年第二版 )應區(qū)別對待。 改進措施： (1)當閣樓高度較小，坡屋頂為現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼屋架或鋼筋混凝土屋架，坡屋頂下部設(shè)有輕質(zhì)吊頂時，坡屋頂可作為一層的質(zhì)點，閣樓不作為單獨的一層計算，房屋高度計算到坡屋面的 1/2 高度處，如圖 (a)所示。 (2)當閣樓層較高，且用于居住或儲藏室時，坡屋面下邊有現(xiàn)澆或裝配式鋼筋混凝土樓板，上邊坡屋面為鋼，混凝土或木屋蓋時，坡屋面和樓板形成兩個集中質(zhì)點，閣樓層應單獨按一層考慮，房屋高度算到坡屋面的 1/2 高處。 如果屋面與頂層樓板間的空間很小，不足以形成儲物或人的活動空間，即形成”悶頂”或其高度小于 左右時，則可以不作為二個質(zhì)點考慮，而將它們視作同一質(zhì)點計算，且閣樓層不作為一層計算。但應從構(gòu)造上加強兩部分的連接，以保證其為一個質(zhì)點的作用。如圖 (b)所示。 (3)對屋面有部分突出的閣樓層，且高度在 以上，并可作為儲物或人的活動空間時，應視閣樓層所占頂層的面積比例而定。 當局部閣樓層面積占頂層總面積的 1/3 或者不超過一半時，此時計算時不作為一層，而將突出部分按規(guī)范中的局部突出計算，將其質(zhì)量作為頂板層的荷載計入。然后在驗算局部突出部分的房屋時，應按規(guī)定加大三倍地震作用計算；但該部分荷載只對驗算突出部分時計算，并不傳遞給下一層。 當閣樓層面積超過頂層面積的一半時，應將閣樓層也作為一層確定層數(shù)。如圖 (c)所示。 層數(shù)未超過規(guī)范規(guī)定，但高度稍有超過。 改進措施： 多層砌體房屋的層數(shù)和 高度均應滿足規(guī)范規(guī)定，但應注意層數(shù)限制比高度更為重要。如果層數(shù)已符合規(guī)范規(guī)定，高度稍有出入時，《抗震規(guī)范》 GB 50011 對房屋總高度的放寬措施，當室內(nèi)外高差大于 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示 (砌體結(jié)構(gòu) ) 13 或等于 600mm 時，房屋總高度應允許比表 數(shù)據(jù)適當增加，但不應多于 1m。 當然，如果總高度上有較大突破時則是不允許的。 底部框架 抗震墻房屋中，底部抗震墻在布置和數(shù)量上未滿足規(guī)范相應的要求。 原因分析： 首先需要明確，底部框架 抗震墻房屋是一種不利于抗震的結(jié)構(gòu)體系，因為它既是上下層不同材料組成的結(jié)構(gòu)，又是上下層剛度差異較大的結(jié) 構(gòu)。由于我國還處于發(fā)展中國家，從經(jīng)濟上考慮可采用此類結(jié)構(gòu)，但必須采取相應的措施加以嚴格限制，以保證結(jié)構(gòu)抗震的安全。 底部框架結(jié)構(gòu)必須有底部抗震墻是從國內(nèi)外的震害經(jīng)驗中得到的，地震中底部框架較大的變形會使此類結(jié)構(gòu)一塌到底，造成生命和財產(chǎn)的重大損失。 改進措施： 柔性框架對于抵抗側(cè)力的能力較弱，作為底部框架結(jié)構(gòu)必須按《抗震規(guī)范》 GB 50011 第 條要求設(shè)置一定數(shù)量的抗震墻，以抵抗水平地震作用。 底部抗震墻的間距除應滿足規(guī)范規(guī)定最大間距的限制外，還考慮此類結(jié)構(gòu)的特點，即按二道抗震設(shè)防防線來考慮底部抗震墻的 數(shù)量。規(guī)范規(guī)定底部抗震墻必須承擔 100%的地震作用，布置必要數(shù)量的抗震墻。同時，作為安全儲備，還要求框架也應能承擔 20%的地震作用，以便作為底部框架 — 抗震墻的第二道抗震設(shè)防防線。 對“過渡層”應采取的加強措施應用不當。 原因分析： 對于底部框架 抗震墻房屋，上層為各類砌體結(jié)構(gòu)，其間的第一層砌體房屋稱之謂過渡層。過渡層是材料和剛度變化的交接處，為了達到沿房屋的高度方向的剛度盡量不要發(fā)生突變，因此應使過渡層的剛度處于底部框架 — 抗震墻和上部結(jié)構(gòu)之間，以形成一個剛度漸變過程。 改進措施： 根據(jù)《抗震規(guī)范 》 GB 50011 第 、 、 條規(guī)定： (1)過渡層應采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土或裝配整體式鋼筋混凝土樓蓋，樓板厚度不得小于 120mm。并應少開洞口或開小洞口。當洞口尺寸大于 800mm 時，洞口周邊應設(shè)置邊梁，以使過渡層樓蓋有較大的水平剛度。 (2)過渡層的構(gòu)造柱應進行加強，包括適當擴大截面積和增大縱向鋼筋。同時，應使過渡層的構(gòu)造柱縱筋插入下層框架梁或柱或墻中，形成良好的錨固。 (3)保證過渡層所使用的各種材料強度等級較高。 以上這些措施都是僅限于過渡層的，至于上部各層砌體的設(shè)置，則不必特別加 強。 底部框架 抗震墻房屋，上部砌體與底部抗震墻或框架不能全部對齊，未采取有效措施。 原因分析： 底部框架 抗震墻、上部為各種砌體承重的房屋，是一種抗震性能較差，地震時易造成破壞較重的結(jié)構(gòu)形式。為了保證上下層結(jié)構(gòu)的連續(xù)性，規(guī)范要求上部砌體承重墻要與底部框架或抗震墻對齊。如用于一般底部用作商店、辦公等需要空間較寬敞的場所。而上層則是一般的住宅或小開間的房間。所以上下層墻只可能有一部分對齊。 改進措施： 規(guī)范規(guī)定“基本對齊’’的原則，即大部分的上部承重墻應落在框架梁或墻上。在一個獨立的抗震單元中 (一 般為五個開間六道橫墻 )，當有二道橫墻不對齊，且此二道橫墻不是緊相鄰的時候，可認為符合規(guī)范規(guī)定的基本對齊的原則。如圖 所示。 對于不能落在底層框架梁或墻上的砌體承重墻，應當在過渡層設(shè)置次梁。在次梁設(shè)計時，應考慮由于豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)的影響，對次梁構(gòu)件的兩端支座適當加強，并宜對傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震作用乘以 ～ 的增大系數(shù)。此外，還應對過渡層在構(gòu)造上予以加強，如對過渡層支承在次梁上的墻段．配置水平鋼筋，以增強該墻的剛度，減少裂縫的可能性。 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示 (砌體結(jié)構(gòu) ) 14 在底部框架 抗震墻房屋設(shè)計中 ，必須在縱橫二個方向上都設(shè)有抗震墻。誤以為底部的抗震墻越多、越強越好。 原因分析： 底部框架 抗震墻房屋中，必須在兩個方向都設(shè)置底部抗震墻，這是保證這類結(jié)構(gòu)安全所必須的。但是，也不是說底層布置的抗震墻，數(shù)量越多越好，抗側(cè)剛度越強越好。從概念設(shè)計的要求出發(fā)，應使上下各層的側(cè)移剛度一致或沿高度均勻變化。因此，不能使任何層的側(cè)移剛度有過強或過弱的偏向。工程設(shè)計中，由于底部大多采用鋼筋混凝土抗震墻，因此其剛度遠比上層砌體的剛度大得多。所以在設(shè)計中務必協(xié)調(diào)好上下層的剛度比，特別不要使底部的剛度比過大，以免造成底部承擔過 大的地震剪力，使過渡層遭到破壞。 改進措施： 底部框架層應按《抗震規(guī)范》 GB 50011 第 條的規(guī)定，布置一定數(shù)量的剪力墻；同時應保證底層與底部第二層側(cè)向剛度接近，第三層與底部第二層側(cè)向剛度比滿足規(guī)范的限值要求；除 7 度且總層數(shù)不超過五層的底部框架 抗震墻房屋允許框架之間采用砌體抗震墻外，其余情況均應采用鋼筋混凝土抗震墻。為了降低底部抗震墻的側(cè)移剛度，可以采取在抗震墻上開設(shè)結(jié)構(gòu)洞口或設(shè)置帶縫的剪力墻，即墻的鋼筋仍為連續(xù)設(shè)置，在澆注混凝土墻時留置一道垂直向的縫隙，寬度在 10～ 20mm，可用聚苯板嵌入。規(guī)范中對上層與底層的側(cè)移剛度比不應小于 1 的規(guī)定就是出于此考慮的。 底框 抗震墻房屋中，沒有正確確定框架和抗震墻的抗震墻的抗震等級。 改進措施： 底部框架 抗震墻房屋的底部框架及其抗震墻承擔著上部各層砌體結(jié)構(gòu)的地震作用，其重要程度如前已述，因考慮到此類結(jié)構(gòu)所處的不利條件，因此，對底部框架及抗震墻比一般框架 — 抗震墻提出更高的要求。如對底層的抗震墻的設(shè)計剪力，要乘以增大系數(shù)；底部抗震墻要承擔全部的縱向或橫向地震剪力等。在確定底部框架 抗震墻房屋的框架和墻的抗震等級時，雖然底框結(jié)構(gòu)的層數(shù)和總高度均有較 嚴格的限制，比一般的現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架 剪力墻要低得多，但是，出于對此類不利的結(jié)構(gòu)形式的安全考慮，抗震等級取用現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架 剪力墻結(jié)構(gòu)中的高限值。按《抗震規(guī)范》 GB 5001l 第 條規(guī)定，6 度時，底部框架和抗震墻均取三級； 7 度時，底部框架和抗震墻均取二級； 8 度時，底部框架和抗震墻均取一級。 設(shè)計內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的多層砌體房屋時，未根據(jù)其結(jié)構(gòu)的特殊性來滿足規(guī)范的要求。 原因分析： 內(nèi)框架結(jié)構(gòu)是一種內(nèi)設(shè)鋼筋混凝土梁、板、柱和抗震墻，而外墻均為砌體的結(jié)構(gòu)。在不同材料組成的整體結(jié)構(gòu)中，內(nèi)外不 同材料和剛度上的差異對抗震不利，需要通過精心設(shè)計來保證結(jié)構(gòu)整體安全。 改進措施： 《抗震規(guī)范》 GB 50011 第 、 條和 節(jié)對內(nèi)框架房屋的結(jié)構(gòu)布置、外墻組合柱以及構(gòu)造的有關(guān)規(guī)定。 (1)對內(nèi)框架從結(jié)構(gòu)布置上要加以較嚴格的限制，如盡量采用矩形平面；均勻地布置抗震橫墻；盡量采用各層層高相等，截面變化最小的內(nèi)、外柱和墻垛；立面布置應規(guī)則，上下洞口盡量大小一致并對齊等。 (2)在布置樓梯間時，應盡量布置在中段。如果布置在盡端，則宜另行采取加強措施。在樓梯間的布置上應特別注意，即樓梯間的橫墻應沿 房屋寬度全長布置，而不允許只有局部橫墻布置在樓梯兩側(cè)。如圖 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示 (砌體結(jié)構(gòu) ) 15 所示。 (3)對于內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的橫墻布置，作為內(nèi)框架中的抗震橫墻，其間距有明確規(guī)定，即 8 度時分別為 25m、 21m 和 18m。此限值已比 89 年的抗震規(guī)范嚴格，這是考慮到橫墻間的地震作用的傳遞要靠樓蓋的水平剛度。而內(nèi)框架結(jié)構(gòu)房屋一般用作輕工業(yè)、電子、印染等廠房，有的難免要開有洞口等要求。因此橫墻限值從嚴掌握。 (4)內(nèi)框架結(jié)構(gòu)中的內(nèi)部框架梁板柱的設(shè)計，可以按一般框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，不論是現(xiàn)澆鋼筋混凝土還是裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)都一樣。對其抗震等級 8 度時分別取四級、三級和二級。 (5)內(nèi)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中的外砌體墻的設(shè)計也是重要一環(huán)。宏觀地震調(diào)查證明，內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的破壞，一般首先從抗震墻開始，也即作為結(jié)構(gòu)的第一道防線首當其沖。然后不是內(nèi)框架而是外砌體墻破壞。由于內(nèi)框架中的內(nèi)柱截面較小，它所承擔的地震剪力也較小，所以先破壞的是外墻砌體墻垛。基于這種考慮，我們對于外砌體墻垛，要求有一定的寬度，此寬度要求應嚴于多層砌體房屋的局部尺寸要求。當然具體還要視內(nèi)框架房屋的開間大小確定。對于外墻砌體墻垛 ,一般規(guī)定了最小構(gòu)造柱截面尺寸為 240X 240mm，豎筋不小 于 4 14，箍筋間距不大于 200mm。但對于 7 度橫墻間距大于 18m， 8 度橫墻間距大于 15m 的外縱墻窗間墻，應做成組合柱。即在墻垛中設(shè)置加大截面的構(gòu)造柱或按《砌體規(guī)范》 GB 50007第 節(jié)的組合磚砌體。內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的框架梁支承在外縱墻上時，若墻體過薄、梁端支承長度不夠，將會影響力的傳遞和結(jié)構(gòu)安全，因此梁在外縱墻上的最小支承長度為 300mm。當墻厚不足時，應在墻厚方向出垛，保證其最小支承長度。 (6)對于內(nèi)框架結(jié)構(gòu)的外墻還應注意：內(nèi)框架梁支于外縱墻垛，一般雖按簡支考慮，但工程實際受力狀態(tài)，由于有上層荷載對其 的約束，所以實際會產(chǎn)生相當大的嵌固彎矩。對此，對外縱墻垛是很不利的，必須予以考慮。由于計算上一般忽略此點，所以必須在構(gòu)造上加以保證，以避免在此部位發(fā)生破壞。 門廳采用梁柱結(jié)構(gòu)以形成局部大空間的多層砌體結(jié)構(gòu)，仍按內(nèi)框架結(jié)構(gòu)對待。 原因分析： 多層砌體結(jié)構(gòu)房屋，原則上不能在內(nèi)部設(shè)局部內(nèi)框架結(jié)構(gòu)，主要是由于結(jié)構(gòu)動力特性的不同，不同結(jié)構(gòu)處于同一結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的變形、剛度都不一致，而且在地震時各部分將會“各行其是”，造成連接部位的破壞。不過，在多層砌體房屋中，為了要取得較大的空間僅在門廳部分設(shè)置一、二層的 梁柱結(jié)構(gòu)，可以不認為是“內(nèi)框架”。因為此時主要的承重結(jié)構(gòu)仍然是多層砌體，縱、橫墻起主要抗側(cè)力作用，而門廳局部的梁和柱只在承擔垂直荷載時起作用。 改進措施： 這樣的結(jié)構(gòu)布置，在構(gòu)造上應予以重視，盡量不要使梁柱結(jié)構(gòu)部分承載的面積太大，并應加強門廳側(cè)邊墻體妁布置。 結(jié)構(gòu)分析與計算 多層砌體結(jié)構(gòu)房屋在抗震驗算和分析時，未考慮其特點和要求，進行墻體截面的抗剪強度驗算。 改進措施： 歸納起來主要有下列四點： 多層砌體房屋建筑高度一般均在 25m 以下，以剪切變形為主，且質(zhì)量和剛度沿高度方向分布均比較均 勻，因此在抗震計算時可以采用簡化的基底剪力法； 民用建筑工程設(shè)計常見問題分析及圖示 (砌體結(jié)構(gòu) ) 16 多層砌體結(jié)構(gòu)是一種剛度比較大的的剛性建筑，其結(jié)構(gòu)的基本周期一般均在 以內(nèi)。在地震影響系數(shù)曲線圖上都處于平臺上，水平地震影響系數(shù)α值均可取最大值α MAX； 一般情況下 6 度時均不進行截面抗震驗算，對天然地基及基礎(chǔ)上的多層砌體結(jié)構(gòu)也不必進行抗震承載力驗算； 多層砌體結(jié)構(gòu)只考慮水平地震作用而不考慮豎向地震作用。同時，多層砌體結(jié)構(gòu)也不進行多遇地震下的抗震變形驗算，因為砌體的剛性大而變形能力很小，一般砌體墻在水平側(cè)移達到 1/4000 時就將出現(xiàn)初裂，所以主 要控制強度而不進行變形驗算。至于大震時的破壞均由抗震構(gòu)造措施來解決，如設(shè)置構(gòu)造柱、圈梁等。 由于以上的特點，對多層砌體結(jié)構(gòu)而言，主要進行墻體截面的抗震抗剪強度驗算即可。 地震作用計算時，未正確選擇不利墻段。 原因分析： 一般來說，地震作用的不利墻段與靜力作用不利墻段是不會一致的。因為在地震作用下主要是驗算墻體在水平力作用下的承載能力，即抗剪能力。