底层框架⁃抗震墙砌体房屋是指底层为钢筋混凝土全框架加抗震墙,二层和二层以上为砌体的多层房屋,简称为底层框架砌体房屋。主要用于底层需要大空间、而上方各层允许布置较多纵、横墙的房屋。图11.1.1为底层框架⁃抗震墙砌体房屋的示意图,与底部框架⁃抗震墙相邻的上一层砌体楼层称为过渡层,在地震时该处破坏较严重。
图11.1.1 底层框架⁃抗震墙砌体房屋的示意图
底层框架⁃抗震墙砌体房屋是由两种不同材料建造的混合承重房屋,两种材料抗震性能不同,底部框架⁃抗震墙结构为刚柔性结构,主要依靠框架来承受竖向重力荷载,钢筋混凝土墙或砌体墙来承受水平地震力。上部砌体结构是刚性结构,依靠砌体(脆性材料)来进行抗剪。上部结构的地震水平力,要通过过渡层底板传递给下部的抗震墙,完成上下层剪力的重新分配,协调两种材料的侧向变形,因此要求过渡层底板具有足够的水平刚度和平面内抗弯强度。不会因其平面内弯曲变形过大,使框架产生无法承受的柱顶位移,而导致框架结构失效。
震害表明,底层框架⁃抗震墙砌体房屋的抗震性能较差。在高烈度区,其抗震性能甚至低于同高度的多层砖房。由于房屋的刚度在底层和二层之间发生突变,在底层产生变形集中,震害多发生于底层,表现出“上轻下重”的震害特点。
底部框架⁃抗震墙的破坏状态一般为延性破坏,上部砌体部分的破坏状态为脆性破坏。一般来说,底层的框架⁃抗震墙结构为房屋的薄弱层,但是由于底层结构的延性优于上部砌体部分,因而当底层与第二层的刚度相近时,有可能由于第二层延性较差而出现薄弱层向第二层转移的情况。
7.2.4 底部框架⁃抗震墙砌体房屋是我国现阶段经济条件下特有的一种结构。强烈地震的震害表明,这类房屋设计不合理时,其底部可能发生变形集中,出现较大的侧移而破坏,甚至坍塌。
故对底部框架⁃抗震墙砌体房屋的应用范围是有控制的。
《建筑抗震设计规范》规定:
7.1.2 多层房屋的层数和高度应符合下列要求:
3 底部框架⁃抗震墙砌体房屋,不允许用于乙类建筑和8度(0.3g)的丙类建筑。
真题 【11.1.1】 (1998年考题)(www.daowen.com)
下列哪一项论述是正确的?
(A)因砌体结构房屋层数不多、高度较低,故其布置与其抗震性能关系不大
(B)底层框架房屋框架柱的刚度较上层墙体的刚度柔很多,能像弹簧一样产生较大的变形,可大大降低地震力的输入,因此这是一种较理想的体系
(C)砌体结构房屋高宽比限值,主要是防止结构可能产生的整体弯曲破坏
(D)抗震横墙的最大间距限制主要是控制横墙的最大变形
【答案】 (C)
【解答】
(1)《砌体结构设计规范》的第10章和《建筑抗震设计规范》的第7章中,对砌体结构房屋在地震作用下的层高、总高度,横墙间距、建筑布置都有要求,7.1.2条是对层数和总高度的要求;7.1.5条是对横墙间距的要求;7.1.7条是对纵横向砌体抗震墙布置的要求。故(A)不正确。
(2)底层框架⁃抗震墙砌体房屋的底部是框架,上部是砌体,是两种不同的结构体系,属于竖向不规则建筑,不符合《建筑抗震设计规范》第3、4章节的要求,在《建筑抗震设计规范》7.2.1条,“底部框架⁃抗震墙砌体房屋,不允许用于乙类建筑和8度(0.3g)的丙类建筑”,在7.2.4条条文说明中有“底部框架⁃抗震墙砌体房屋是我国现阶段经济条件下特有的一种结构。强烈地震震害表明,这类房屋设计不合理时,其底部可能发生变形集中,出现较大侧移而破坏甚至倒塌,所以(B)不正确。
(3)根据《建筑抗震设计规范》7.1.4条和条文说明,高宽比限值是保证房屋的稳定性和防止结构产生整体弯曲破坏。(C)正确。
(4)根据《建筑抗震设计规范》7.1.5条和条文说明,限制横墙间距的目的是保证有一定数量的横墙抵抗横向水平力;同时还保证纵墙的侧向支撑,防止纵墙平面外破坏,主要目的是满足楼盖对传递水平地震力所需的刚度要求。(D)不正确。
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