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抗震设计-第七节(7-) 作者： 日期：28 个人收集整理 勿做商业用途第七章底部框架、内框架结构抗震设计内 容 概 要内容概要本章简述了：底层框架房屋和内框架房屋抗震设计的“限制性措施”“计算保证措施”及“构造措施”,并用插图、表格及公式相应内容进行解释和图解.概念和定义砌体结构由砌体和砂浆砌筑而成的墙,柱作为建筑物的主要受力构件底层构架房屋指定层或底部两层为钢筋混凝土框架一抗震墙结构，上部几层为砌体墙承重的多层房屋内框架房屋指外围为砌体墙承重,内部为钢筋混凝土框架结构的多层房屋抗震措施第一节限制性措施通过限制该种结构形成的适用范围（总高度和层数）以保证结构在地震作用下不发生破坏。第四节构造性措施不管某种结构是否满足计算要求，都按照规定在结构中设置抗震构件（圈梁、构造柱、芯柱等)及其它抗震措施。第五节计算保证措施通过结构计算，配置结构构件，来满足在地震作用下,结构能够抵抗包括地震在内的作用。711，2，3第一节 限制性措施 7-1-1. 层数和总高度的限制 底层框架和内框架房屋的层数和总高度限制：一般情况下，房屋的层数和总高度不应超过表7.1 .1的规定。7-12. 层高限制71-3. 抗震墙最大间距限制 一般情况下，房屋抗震墙的最大间距不应超过表7。1.2规定.71-4. 房屋中砌体墙数的房部尺寸限制7-141. 一般情况下，底层框架结构和多排柱内框架房屋中的砌体墙段，其局部尺寸不应超过表7。1。3的规定。7142. 多排柱内框架房屋的外墙洞口和窗间墙.1. 层内框架砖房的纵向窗间墙宽度，不应小于1。5m;2. 适当控制外纵墙的开洞率，并使所有窗间墙尽量等宽；3。 采取一开间一个大窗洞取代一开间两个小窗洞；4. 9度或抗震承载力不足时，可沿窗间墙全高每隔500左右设置一层厚3560、内配28或 210钢筋的混凝土带或砂浆带（图7.1.1），或沿墙高每隔250配置26钢筋。见图7。1。25。 条件许可时，适当布置一些内纵墙。表7。1. 1 房屋的层数和总高度限值（m)房屋类别最小墙厚 度（mm）烈 度6789高度层数高度层数高度层数高度层数底部框架抗震墙多排柱内框架240240221675221675191364- 注：1 房屋的总高度指室外地面到主要屋面板板项或檐口的高度,半地下室从地下室室内地面算起，全地下室和嵌固条件好的半地下室应允许从室外地面算起;对带阁楼的坡屋面应算到山尖墙的1/2高度处； 2 室内外高差大于0。6m时，房屋总高度应允许比表中数据适当增加，但不应多于1m; 底部框架-抗震墙房屋的底部和内框架房屋的层高，不应超过4.5m 。表7.1.2 房屋抗震横墙最大间距（m）房 屋 类 别烈 度6789底部框架抗震墙上部各层同多层砌体房屋底层或底部两层211815多排柱内框架252118-表7.1.3 房屋的局部尺寸限值（m）部 位6度7度8度9度承重窗间墙最小的宽度1.01。01。21.5承重外墙尽端至门窗洞边的最小距离1.01.01.21.5非承重外墙尽端至门洞口的最小距离1.01.01。01.0内墙阳角至门窗洞边的最小距离1。01。01.52。0注： 1 局部尺寸不足时应采取局部加强措施弥补；2 出入口处的女儿墙应有锚固； 3 多层多排柱内框架房屋的纵向窗间墙宽度，不应小于1 .5m。无锚固女儿墙(非出入口处）的最大高度0.50。50。50.0 图7。1.1 钢筋混凝土（或砂浆)带 图7。1。2 墙内水平配筋721第二节 结构体系与布置7-2-1。 底层框架-抗震墙房屋的结构布置7211。底部框架抗震墙房屋的结构布置,应符合下列要求：l 上部的砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙应对齐或基本对齐.l 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。6、7度且总层数不超过五层的底层框架抗震墙房屋，应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙，但应计入砌体墙对框架的附加轴力和附加剪力；其余情况应采用钢筋混凝土抗震墙。l 底层框架抗震墙房屋的纵横两个方向，第二层与底层侧向刚度的比值，6、7度时不应大于2.5，8度时不应大于2 .0，且均不应小于1.0。l 底部两层框架抗震墙房层的纵横两个方向，底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层与底部第二层侧面向刚度的比值，6、7度时不应大于2.0，8度时不应大于1。5，且均不应小于1.0。l 底部框架抗震墙房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。 图7。1.3 底部抗震墙的布置方案（a)住宅；（b）办公楼；（c）旅馆 图7。1。4 柱网布置方案721第二节 结构体系与布置721-2。上层砖墙的布置底部框架房屋上面几层的砌体墙布置，一般情况下，承重砌体墙应该上下连续、纵横对齐，下设框架梁、柱支托。为使底部框架柱的柱网尺寸整齐划一，承重的纵横和横墙按具有一定规律的轴线布置，而且沿纵横两个方向应尽量做到对称均匀。避免在房屋的一端设置大房间，使房屋各层的刚度中心尽量靠近各层的质量中心，以减少房屋的地震扭转效应.此外,承重砖墙的间距、楼梯间的位置、墙面门窗洞口的大小和位置、承重窗间墙的最小宽度,以及纵墙和横墙布置等，均应符合第六章多层砖房的布置原则和具体要求。721-3。底部结构选型 （1）底部框架不应采用内框架形式；不应采用无抗震墙(砖或钢筋混凝土）的框架结构；一般情况下，底层或底部两层应采用钢筋混凝土框架抗震墙结构。抗震设防烈度为6、7度且总层数不超过5层的底层框墙房屋，允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙。（2）纵、横向框架对横向框架和纵向框架在框架选型时应尽量做到：1）柱子选择正方形截面，并周圈对称配筋；2)纵向框架和横向框架均采取刚接节点。（3)施工底部框架最好采用现浇框架，或预制梁、现浇柱的半预制框架。当采用砖抗震墙作为主要抗侧力构件时，应该采用现浇框架.而且在施工顺序上应该是先砌墙、后浇梁柱.此外，若采用预制梁结构，大梁结构，大梁宜采用叠合梁.72-1-4.抗震墙的位置和间距底部抗震墙的布置，不能仅着眼于底层的对称和均匀，还需考虑上面几层的质心位置，使底层纵向和横向的刚心尽可能的与整幢房屋的质心相重合。另外，纵向和横向抗震墙间都宜保持相当距离，最好布置在外围或靠近外墙处，并宜连为一体，组成L形、T形、II形。图(7.2.1)为一个具体工程的层抗震墙布置方案，为预防常见的角柱破坏，房屋转角处如未布置钢筋混凝土抗震墙时，则应在该处嵌砌砖围护墙，而且该开间墙面上不宜开设门窗洞口。721-5.框架柱网与上层砖墙的关系底层框架砖房，上层多为住宅，但也有用作办公室、旅馆或单身宿舍的，砖墙的布置有一定差别，因而底层框架的柱网也不同。因为上面几层的地震作用通过各道承重砖墙传递至底层,所以，一般情况下，除底层的使用要求对柱子的布置有所限制外,各道纵横承重砖墙之下应设钢筋混凝土框架。722第二节 结构体系与布置72-2. 多层多排柱内框架房屋的结构布置7-2-21。 多层多排柱内框架房屋的结构布时置，应符合下列要求：1 房屋宜采用矩形平面,且立面宜规则;楼梯间横墙宜贯通房屋全宽.2 7度时横墙间距大于18m或8度时横墙间距大于15m，外纵墙的窗间墙宜设置组合柱。3 多排柱内框架房屋的抗震墙应设置条形基础、筏式基础或桩基。 4 楼梯间横墙宜贯道房屋全宽。 楼梯间不宜布置在房屋中央或阴角外,如必须在房屋的中段，楼梯间的两侧横墙应延伸贯通房屋全宽,或采取加厚墙身、加配筋带等措施。72-2-2。 内框架的选型l 单排柱与多排柱多层内框架砖房分为单排柱和多排柱两种结构型式。对于无竖向配筋的外纵墙，由于很小的层间侧移就会引起上下端水平断裂，继之退出工作，多排柱房屋失去外纵墙后，尚能形成一个框架结构,但单排柱房屋失去外纵墙后，不再成为框架,变成独立的单根悬臂柱，房屋容易倒塌。根据震害经验和空间结构分析结果，宜选择多排柱结构.l 大跨度顶层 设有大跨度顶层的内框架砖房（图7。2。3)，由于顶层无内柱,屋架与外墙的连接为铰接,使顶层的侧移刚度比其他各层减小很多，形成顶层的变形集中(图7。2.3)，往往导致顶层的严重破坏.因此，应尽量避免设计大跨度顶层.实在必要时,宜缩小横墙间距,并采取构造柱、水平配筋等措,提高横墙的抗剪承载力和变形能力.与此同时,还应在外纵墙的窗间墙上，从底层到顶层连续地设置组合砖柱，并将它与各层大梁、层架妥善拉结。有条件时，屋盖好采用装配整体结构,以提高屋盖的水平刚度,从而减小顶层外纵墙的相对变形. 图7.2.1内框架房屋平面图7。2.2空间结构力学模型 图7.2。3大跨度顶层751第五节 构造措施7-51。底部框架抗震墙房屋抗震构造措施75-11。 构造柱底部框架抗震墙房层的上部应设置钢筋混凝土构造柱，并应符合下列要求：l 钢筋混凝土构造柱的设置部位,应根据房屋的总层数按表7。5。1规定设置。过渡层尚应在底部框架柱对应位置处设置构造柱。 上部抗震墙的中心线宜同底部的框架梁、抗震墙的轴线相重合；构造柱宜与框架柱上下贯通。l 构造柱的截面,不宜小于240240。见图7.5。2l 构造柱的纵向钢筋不宜少于414，箍筋间距不宜大于200.见图7。5。2l 过渡层构造柱的纵向钢筋，7度时不宜少于416。8度时不宜少于616.一般情况下，纵向钢筋应锚入下部的框架柱内；当纵向钢筋锚固在框架梁内时，框架梁的相应位置应加强。见图7.5。1和图7。5.4l 构造柱应与每层圈梁连接，或与现浇楼板可靠拉结。见图7。5.3表7。5.1 砖房构造柱设置要求房 屋 层 数设 置 部 位6度7度8度9度四、五三、四二、三外墙四角，错层部位横墙与外纵墙交接处,大房间内外墙交接处,较大洞口两7、8度时,楼、电梯间的四角;隔15m或单元横墙与外纵墙交接处六、七五四二隔开间横墙（轴线）与外墙交接处，山墙与内纵墙交接处;79度时，楼、电梯间的四角八八、七五、六三、四内墙(轴线）与外墙交接处,内墙的局部较小墙垛处；79度时，楼、电梯间的四角；9度时内纵墙与横墙(轴线）交接处 图7。5.1 过渡层构造柱 图7。5。2 一般层构造柱 图7。5。3构造柱立面示意图图7.5.4 构造柱锚入底部框架柱（梁）内大样图751第五节 构造措施751-2. 楼盖底部框架抗震墙房屋的楼盖应符合下列要求：1 过渡层的底板应采用现浇钢筋混凝土板，板厚不应小于120;并应少开洞、开小洞，当洞口尺寸大于800时,洞口周边应设置边梁.见图7.5。52 其他楼层,采用装配式钢筋混凝土楼板时均应设现浇圈梁，采用现浇钢筋混凝土楼板时应允许不另设圈梁,但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱可靠连接.见图7。5.57-5-13. 托墙梁底部框架抗震墙房屋的钢筋混凝土托墙梁，其截面和构造符合下列要求：l 梁的截面宽度不应小于300，梁的截面高度不应小于跨度的1/10.见图7.5。6l 箍筋的直径不应小于8，间距不应大于200；梁端在1。5倍梁高且不小于1/5梁净跨范围内，以及上部墙体的洞口处和洞口两侧各500且不小于梁高的范围内,箍筋间距不应大于100.见图7.5。6和7.5.8l 沿梁高应设腰筋，数量不应少于214,间距不应大于200。见图7。5.6l 梁的主筋和腰筋应按受拉钢筋的要求锚固在柱内,且支座上部的纵向钢筋在柱内的锚固长度应符合钢筋混凝土框支梁的有关要求。见图7.5.7 图 7。5.8 箍筋加密区示意图图7.5。5底部框架抗震墙房屋楼盖示意图 图7。5。6 钢筋混凝土托梁截面示意图 图7。5。7 钢筋混凝土托梁立面示意图751第五节 构造措施7-51-4。 底部的钢筋混凝土抗震墙底部的钢筋混凝土抗震墙，其截面和构造应符合下列要求：l 抗震墙周边应设置(或暗梁）和边框柱（或框架柱)组成的边框;边框梁的截面宽度不宜小于墙板厚度的1。5倍,截面高度以不宜小于墙板厚度的2.5倍；边框柱的截面高度不宜小于墙板厚度的2倍。见图7。5。10l 抗震墙墙板的厚度不宜小于160，且不应小于墙板净高的1/20;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。见图7。5.9l 抗震墙的竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.25，并应采用双排布置；双排分布钢筋间拉筋的间距不应大于600，直径不应小于6.见图7。5。9l 抗震墙的边缘构件可按抗震规范第6.4节关于一般部位的规定设置.7-51-5。 普通砖抗震墙 底层框架-抗震墙房屋的底层采用普通砖抗震墙时,其构造应符合下列要求：l 墙厚不应小于240,砌筑砂浆强度等级不应低于M10，应先砌墙后浇框架.见图7.5.11l 沿框架柱每隔500配置26拉结钢筋，并沿砖墙全长设置;在墙体半高处尚应设置与框架柱相连的钢筋混凝土水平系梁.见图7。5.12l 墙长大于5m时，应在墙内增设钢筋混凝土构造柱。 图7.5。10 边框梁注：1. bw160 hn/202.0.25%3.d纵6，d横6图 7.5。9 抗震墙的约束边缘构件图 7.5.11 砖抗震墙的配筋 图7.5。12 墙与柱的拉结751第五节 构造措施751-6。 底部框架-抗震墙房屋的其他抗震构造措施l 钢筋砼部分 底部框架-抗震墙房屋和多层多排柱内框架房屋的钢筋混凝土结构部分，除应符合本章规定外，尚应符合抗震规范第5章的有关要求:l 抗震等级 此时，底部框架-抗震墙房屋的框架和抗震墙的抗震等级,6、7、8度可分别按三、二、一级采用；多排柱内框架的抗震等级,6、7、8度可分别按四、三、二级采用。见表7.5.2l 最低材料强度等级底部框架抗震墙房屋的材料强度等级,应符合下列要求：(1）框架柱、抗震墙和托墙梁的混凝土强度等级，不应低于C30。（2）过渡层墙体的砌筑砂浆强度等级，不应低于M7.5。l 基础 底部框架依地基条件的不同,可采取独立基础、带形基础或格形基础。地基土承载力设计值很低时，应采用筏形基础。此外，由于地震作用引起的倾覆力矩使抗震基础下的天然地基应力过高，超出地基土的承载力设计值时，可以采取如下措施:1）延伸抗震墙；2）抗震墙不设置两端挑出的加长基础梁(图7.5.15）改用人工地基. 图 7。5.13 框架节点斜筋 图 7.5。14 墙顶与梁的拉结表7.5.2 结构构件的抗震等级地震设防烈度结构形式678底部框架-抗震墙房屋321多排柱内框架房屋432图 7。5.15 底部框架基础752第五节 构造措施7-5-2。 多排柱内框架房屋抗震构造措施7-5-21。 构造柱 多层多排柱内框架房屋的钢筋混凝土构造柱设置， 应符合下列要求：l 设置钢筋混凝土构造柱的部位(1）外墙四角；（2）楼电梯间四角；(3）楼梯休息平台梁的支承部位；(4)抗震墙两端；（5）设置组合柱的外纵墙、外横墙上对（6)应于中间柱列轴线的部位。l 构造柱的截面和配筋（1）构造柱的截面，不宜小于240240。（2）构造柱的纵向钢筋不宜少于414，箍筋间距不宜大于200。（3）构造柱应与每层圈梁连接,或与现浇楼板可靠接结。 图7.5.17 角柱与砖墙的接结钢筋图 7.5.16 内框架房屋平面 图7.5.19 边柱与砖墙的拉结钢筋 图 7。5.18 构造柱箍筋加密范围 752第五节 构造措施7-5-22 楼(屋）盖多层多排柱内框架房屋的楼、屋盖，应采用现浇或装配整体式钢筋混凝土板.采用现浇钢筋混凝土楼板时应允许不设圈梁，但楼板沿墙体周边应加强配筋并应与相应的构造柱可靠连接。见图7.5。20 7-52-3 内框架梁 多排柱内框架梁在外纵墙、外横墙上的搁置长度不应小于300,且梁端应与圈梁或组合柱、构造柱连接。见图7.5。21 和7.5。22 752-4 圈梁的布置圈梁的设置原则规范规定，多层内框架砖房采用装配式钢筋混凝土楼、屋盖的楼层，均应设圈梁;采用现浇或装配整体式钢筋混凝土楼板时，可不另设圈梁,但楼板应与相应的构造柱用钢筋可靠连接。当为软弱地基时,应沿所有内外砖墙在基础墙内设置一道圈梁。 图7。5。21 梁与板底圈梁的拉结 图7.5.22 梁与板侧圈梁的拉结图7。5.20 内框架房屋楼（屋）盖752第五节 构造措施l 圈梁的类型圈梁可以设在预制板的侧边或者板的底面。对于现浇框架的房屋，一般采用板底圈梁。砖墙上的圈梁和框架的梁、柱一次浇制，然后安放预制楼板。对于采用预制梁现浇柱框架的房屋，可以采取板底圈梁或板侧圈梁。采取板侧圈梁时，承托预制板的内墙的厚度应不小于370，以使圈梁有足够的宽度。l 截面和配筋圈梁的截面高度宜不小于180.圈梁的宽度，对于板底圈梁，应与砖墙同宽；对于板侧圈梁，外墙上应不小于240，内墙上应不小于200.圈梁的纵向钢筋不小于412，箍筋间距不宜大于200.l 与构造柱的连接圈梁与构造柱的连接，应将圈梁纵向钢筋伸入节点内,其长度应不小于受拉钢筋锚固长度laE的规定。l 当内外墙交接处无构造柱时，其内横墙上的圈梁纵向钢筋的锚固参见（图7。5.23） 图7.5.23 圈梁T形节点的构造图 7.5.24 圈梁与角柱的连接图 7.5。25 圈梁与边柱的边接752第五节 构造措施75-25。 组合砖柱（一）截面和配筋l 组合砖柱每侧的混凝土面一般采用250125，壁柱的截面宽度为490（图7。5。27)。l 砖和砂浆的强度等级分别不低于MU7。5和M5，混凝土强度等级宜采用C20。l 竖向钢筋的截面面积按计算确定，但每侧钢筋不应小于212，竖向受拉钢筋的配筋率不应小于0。2。l 一般情况下,箍筋间距采取250370。组合砖柱的上下端（图7.5。29)和底层室内混凝土地坪面以上（图7.5.28)500范围内的箍筋应加密为间距125.l 组合砖柱的混凝土部分，砌墙时预留缺口，并在砌墙的砌筑过程中埋好箍筋，砌好一个楼层的砖墙后，一次浇灌混凝土.见图7.5。27 图7.5。26 组合砖柱的布置 图 7。5。27 组合砖柱图7.5。29 组合砖柱上下端的箍筋 图 7。5。28 混凝土地坪处的箍筋752第五节 构造措施（二)与大梁的连接l 现浇大梁梁的上下钢筋伸进组合砖柱内的长充不应小于受拉钢筋的搭接长度。一般情况下，节点内箍筋可采取6间距100,或8间距150.见图7.5.30l 预制大梁为了使组合砖柱的钢筋能上下直通，梁的端部应减薄。一般情况下，大梁伸入组合砖柱内的宽度采用160，梁的周围用混凝土与组合砖柱一次浇灌成整体节点。见图7.5.31梁、柱节点范围内箍筋的设置，根据施工条件可采用梁端沿高度预留几个水平孔洞，大梁吊装就位后，穿入水平钢筋并弯折形成水平箍筋（图7.5.32）；或在梁的顶部预留34根8横向钢筋，在大梁就位后，弯折形成节点内的柱子箍筋(图7。5.33）对于横墙间距较小、层数较少的内框架,可在预制梁头内设较密的附加箍筋8间距100或150。其他情况,也可采用现场弯折的非封闭箍筋（图7。5。34) 图 7。5。30 现浇大梁节点 图 7.5.31 预制大梁节点图7.5.32 预制梁端留孔 图 7。5.33 梁端预埋钢筋 图 7.5。34 节点内非封闭箍筋752第五节 构造措施l 底端的锚固内框架砖房中的组合砖柱,底端应延伸到房屋的基础底面并形成自己的基础。若砖墙采用刚性基础,当基础采用混凝土垫层时，应在垫层内埋设与组合砖柱钢筋搭接用的锚筋，并在砌筑砖墙大放脚时，在锚筋处先预留竖槽，后浇灌混凝土（图7。5.37）；当基础采用灰土或三合土垫层时，应在垫层之上另做钢筋混凝土垫块，并预埋与组合砖柱钢筋搭接用的锚筋（图7。5。36）。图中la为受拉钢筋的最小锚固长度。7526. 多排柱内框架房屋的其他抗震构造措施l 水平配筋带当房屋层高大于4m时，砖墙厚度应不小于370，而且应沿墙全长每隔4m左右设一构造柱；沿墙高每隔1。5m左右设置一层配筋带，厚3560，内设210通长钢筋，用C15级混凝土或砌墙用砂浆（M5级）浇制.见图7。5。37l 抗震等级 多层内框架砖房的钢盘混凝土内框架抗震等级，规范规定，可按框架结构采用。 多排柱内框架的抗震等级，6、7、8度时可分别按四、三、二级。 图7.5。35 灰土基础 图7.5.36 混凝土基础垫层图7.5。37 墙内钢筋混凝土凝土筋带