谈底层框架砖房的结构特点和抗震鉴定

李海龙 安贵仓

(甘肃土木工程科学研究院，甘肃兰州 730020)

0 引言

底层框架砖房在城镇临街建筑中应用比较广泛，这种房屋底部一般为1层或2层空间较大的框架抗震墙结构，可以作为商铺或停车库，上部为小开间的普通砌体房屋，可以作为办公室或卧室等。与纯框架结构房屋相比，具有节约造价、缩短工期、方便施工、空间布置灵活等特点，因此在我国中小城镇的临街建筑中比较常见。

1 底层框架砖房的结构特点

1.1 上刚下柔，上重下轻

底层框架砖房是由上、下两部分抗震性能差异较大的不同结构和材料组成，底部的承重构件是钢筋混凝土柔性框架，上部的承重构件是刚性砖墙，底部和上部刚度突变;底部框架部分的破坏为延性破坏，上部砌体部分的破坏为脆性破坏，上、下两种结构变形不协调。此类房屋的整体抗震性能较差，底部的抗侧移刚度比上部砖房小得多，上刚下柔，上重下轻的特点导致房屋在地震作用时，水平剪力将集中于相对薄弱的底部，使其出现过大的侧移变形而破坏，从而危及整栋房屋的安全。

1.2 结构存在薄弱楼层

由于底部框架和上部砌体的抗震能力差异较大，使得底层框架砖房的抗震能力很大程度取决于底部框架和上部砌体协同工作的能力，即两者的抗侧力刚度和抗震能力的相对大小。这种混合结构正是由于抗侧力刚度的差异，也导致其成为具有薄弱楼层的结构。在地震力的作用下，房屋率先在薄弱楼层破坏，产生破坏集中现象。一般来说，底部框架未设置抗震墙或者抗震墙设置不合理，底部框架就容易成为薄弱层，发生变形集中，因较大侧移而破坏，但如果底层过强，薄弱层就会转移到抗震性能较差的上部砖房部分，则第二层(过渡层)就成为薄弱层。

1.3 过渡层楼板作用特殊

对于底层框架砖房，过渡层的底板通常称为过渡层楼板，过渡层楼板是底层框架砖房中连接上部砖房和底部框架的重要部位，起着底部地震剪力的传递、各抗侧力构件间的分配、房屋倾覆力矩在底部的分配、各层砌体结构与底部框架结构的过渡等重要作用。

2 底层框架砖房抗震鉴定的注意事项

对于底层框架砖房，根据不同使用年限，采用相应的抗震鉴定方法进行抗震鉴定时，应重点注意以下几个方面。

2.1 抗震构造措施

抗震构造措施对于提高房屋整体抗震能力，保证房屋“大震不倒”具有至关重要的作用，对于底层框架砖房，抗震构造措施对于进一步增强建筑物的抗震性能十分重要。分析了底层框架砖房在结构上的特殊性，在抗震鉴定过程中，区别于普通多层砌体房屋，核查构造措施时，应注意以下几个方面:

1)托墙梁。托墙梁作为底层框架砖房的底部与上部的转换构件，是极其重要的受力构件，与一般的抗震结构房屋框架梁有一定的差异，突出的特点是截面应力分布的中和轴上移，因此，对底层框架砖房的托墙梁的截面尺寸、箍筋的直径、间距、腰筋的设置及加密区范围等构造都有明确的规定，抗震鉴定时应注意核查。

2)过渡层楼板。底层框架砖房过渡层的底板是房屋的重要部位，为了使其能有效传递、分配水平地震力，必须使过渡层底板具有足够的刚度。GB 50011-2010建筑抗震设计规范要求过渡层的底板为现浇钢筋混凝土板，且过渡层板厚不应小于120 mm，对过渡层楼板开洞也作了规定。

3)过渡层墙体。与底层框架相邻的砌体楼层(第二层)就称为过渡层，作为底层框架砖房结构中的特殊楼层，过渡层构造柱的布置和配筋、墙体开设门窗洞口、窗台标高处现浇钢筋混凝土带的设置、相邻构造柱之间墙体钢筋网片的设置与拉结等方面，GB 50011-2010建筑抗震设计规范都做了特殊要求，抗震鉴定时，应结合设计图，逐项进行现场检查。

4)底层抗震墙。当底部采用钢筋混凝土抗震墙时，对底部抗震墙的墙板厚度、边框柱和边框梁的截面尺寸及抗震墙的水平和竖向分布钢筋等，在抗震鉴定时要按照GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求，仔细检查。

2.2 结构布置

对于底层框架砖房，上部的砌体墙体与底部的框架梁或抗震墙，除楼梯间附近个别墙段外均应对齐。底层框架不应为单跨。为了增强底层框架的刚度，尽量避免出现相对很薄弱的楼层，底部应沿纵横两方向均匀对称布置一定数量的抗震墙，抗震墙的布置是底层框架砖房抗震鉴定时检查的重点。合理的抗震墙布置，除了要满足一定的数量和间距外，还应考虑结构在水平地震作用下的抗扭转能力，使房屋底部纵向和横向的刚度中心尽可能与整个房屋的质量中心相重合，避免或减少扭转效应。GB 50011-2010建筑抗震设计规范中用层间侧向刚度比来反映抗震墙布置的合理性，对于过渡层(计入构造柱影响)的侧向刚度与底层框架—抗震墙侧向刚度的比值，当抗震设防烈度为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，侧向刚度比不仅对地震作用下的层间弹性位移有影响，而且对层间极限剪力系数分布、薄弱楼层的弹性变形有重要影响。

2.3 抗震承载力计算

底层框架砖房属于沿竖向不规则结构，但因为其层数一般较少，抗震计算仍采用底部剪力法，按式S=R/γRa进行结构构件抗震计算。抗震鉴定时的抗震承载力验算，不仅要考虑地震作用效应调整，使得计算结果更接近工程实际，还应计入构造影响进行综合评价。底层框架的纵向和横向地震剪力设计值都要乘以1.2～1.5的增大系数，当过渡层与底层侧向刚度比较大时取大值，以减少底层的薄弱程度;水平地震剪力要按单层的框架—抗震墙结构中各个构件的侧移刚度比例分配，并应考虑塑性内力重分布。

3 底层框架砖房抗震鉴定实例

3.1 工程概况

该建筑物位于甘肃省张掖市民乐县，设计时间为1994年，抗震设防烈度7度，设计基本地震加速度为0.15g，设计地震分组为第三组，抗震设防类别为丙类。该建筑物结构形式为底部框架砖混结构，总层数为5层，屋面有局部凸出的房屋，底层为框架结构，2层～5层为砖混结构，1层层高为5.3 m，2层～4层为3.0 m，5层为4.0 m。

该建筑物设计于1994年，根据GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的规定，确定其后续使用年限为40年，为B类建筑。

3.2 地基和基础

该建筑物基础无腐蚀、酥碱、松散和剥落，上部结构未发现沉降裂缝和倾斜，地基主要受力层范围内不存在软弱土、饱和砂土和饱和粉土或严重不均匀土层，地基基础无严重静载缺陷，依据GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准，不再进行地基基础的抗震鉴定。

3.3 抗震措施鉴定

3.3.1 房屋的最大高度和层数

该建筑物的总高度为18.75 m，总层数为5层，均符合GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准规定的7度时底层框架砖房的最大高度为19 m、最大层数为6层的限值。

3.3.2 房屋的结构体系

1)该建筑物采用现浇钢筋混凝土楼板，上部各层抗震横墙的最大间距为17.5 m，满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求。

2)该建筑物底部框架部分未设置抗震墙，不符合GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的规定。经计算分析，X方向和Y方向的第二层与底层侧向刚度比分别为5.36和1.99，X方向侧向刚度比不满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求。

3)该建筑物底层框架为三跨，框架柱截面尺寸为500 mm× 500 mm，最大轴压比为0.48，满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求。

4)该建筑物第二层的墙体与底层的框架梁对齐，底层框架柱对应部位均设置构造柱，满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求。

3.3.3 砖抗震墙的厚度和房屋的材料强度

该建筑物砖抗震墙厚度外墙为370 mm，内墙为240 mm，满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求。经现场实测，该建筑物砌筑砖的强度推定为MU10，砌筑砂浆强度推定为M3.0，框架梁、框架柱混凝土强度推定为C30，均满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求。

3.3.4 房屋的整体性连接构造

根据现场检测，该建筑物采用现浇钢筋混凝土楼板，2层～5层均设置圈梁，构造柱设置满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求，构造柱截面为370 mm×370 mm和240 mm×240 mm，纵向钢筋为4Φ14，箍筋间距为200 mm，建筑物整体性连接构造满足GB 50023-2009建筑抗震鉴定标准的要求。

3.4 抗震承载力验算

该建筑物属于B类建筑，采用89规范进行抗震承载力验算，材料强度按实测强度取值。采用SATWE对底框部分进行分析，分析结果显示，有4道框架梁、5根框架柱抗震承载力不满足要求，2层～5层以及6层出屋面部分墙体的抗力与效应之比小于1，抗震承载力不满足要求。

3.5 鉴定结论

通过对该建筑物的抗震鉴定，从抗震措施和抗震承载力验算综合分析，得出鉴定结论是:该建筑物不满足抗震鉴定标准要求，需要对其依据现行国家规范进行抗震加固。

［1］ GB 50023-2009，建筑抗震鉴定标准［S］.

［2］ GB 50011-2010，建筑抗震设计规范［S］.

［3］ 王俊峰.底框结构设计探析［J］.建筑科技与管理，2011 (18)：36-37.