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摘要：抗震规范对底部框架-抗震墙结构中的过度层与其相邻的转换层的抗侧刚度比有严格规定，且要求房屋底部应对称布置一定数量抗震墙。但是抗震墙数量过多会使底部刚度太大，过少又会使底部框架部分刚度偏小。本文通过对某实际底框结构工程的分析，对底框-抗震墙结构房屋刚度比的调整方法进行了浅析，可供同类工程设计参考。
关键词：底部框架-抗震墙 抗侧刚度 刚度比1 前言
根据我国目前的国情，许多多层建筑采用了底部框架-抗震墙结构体系。《建筑抗震设计规范》（50011-2001）7.1.8条对这种结构相邻层间的侧移刚度比作了严格的规定：1上部的砌体……。2 房屋的底部，应沿纵横量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。……。3 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。 4底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向，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。
抗震规范的这些强制性规定，是为控制地震作用时结构反应均匀。对底部剪力墙数量的限制，是为防止底部刚度过大。当层2与底层的侧移刚度比小于1.0时（底部两层框架-抗震墙结构时为层3与层2的侧移刚度比），因底层的剪力墙过多而使其抗震能力增大，结构的薄弱层由底层转移到了上层，使得底部钢筋混凝土抗侧力构件的延性无法充分发挥，对抗震不利。 而当底部剪力墙数量太少时，底部的抗侧刚度较小，使得结构的弹塑性位移集中在底部，不利于结构的整体抗震性能发挥。
而实际工程中，在调整侧移刚度比时我问经常会遇到一些棘手的问题。比如，有时会因为建筑功能的要求而限制了底部剪力墙的数量，有时虽然底部剪力墙数量很少，刚度却很大，如何将侧移刚度比调整到规范规定的水平经常会让设计人员感到困惑。下面结合某实际工程遇到的问题，提出一些调整刚度比的方法。
2 工程实例
某工程为底部两层框架-抗震墙、上部三层砖房结构。层1、层2层高4.2m，其余层高2.8m。地震设防烈度8度，地震基本加速度为0.2g。各层结构平图见图1、图2。
3 计算分析
采用PKPM软件进行分析，如图1所示布置抗震墙，计算所得第三层与底部第二层抗侧刚度比为：K0=1.44，K90=1.69， K90大于1.5，不满足规范要求。计算说明底部抗震墙数量偏少，抗侧刚度偏小，虽然能完全发挥其抗震作用，但变形集中于底部两层，不利于整体抗震性能的发挥。
3.1 调整方法一：增加抗震墙
为增强底部刚度，我们可以增加剪力墙数量。规范要求底部抗震墙应对成布置，如果在图1的基础上直接增加一道抗震墙，显然不能使抗震墙形成对称的布置。因此可以将8轴的抗震墙去掉，同时在4轴和12轴（仍在C-D轴之间）布置抗震墙，这既满足了对称布置要求，又满足了抗震横墙间距不大于15m的要求，同时不影响建筑功能要求。由此计算得K90=0.95<1.0，而规范要求此值不应小于1.0（这是避免使第三层成为薄弱层，使底部混凝土构件延性不能得到发挥）。我们看到在布置两道抗震墙的时候，底部刚度又偏大了，所以需要减小抗震墙刚度。开设洞口是我们首先想到的。我们可以在这两道墙上开设1500x1500的洞口，计算得K90=1.33，满足了规范要求。
这种在剪力墙上开洞以减小剪力墙刚度的方法在剪力墙高宽比不太小时是有效的，当剪力墙截面高度过大，使剪力墙高宽比很小时，这种方法收效甚微，文1中作了详细说明。处理这种较长剪力墙的方法是设置竖缝，将高宽比很小的低矮墙变为一组高宽比较大的墙段，使破坏形态由剪切破坏变为剪弯破坏，降低了剪力墙的刚度，提高了墙体的变形和耗能能力。本例中通过此方法计算得K90=1.20，（竖缝宽240mm，布置于墙中部，延全高设置）也可满足规范要求。
调整方法二：布置斜撑
如前所述，当底部刚度偏小，在增加抗震墙的情况下可能会使底部刚度增大很多，这时我们可以不增加抗震墙，而改为增加斜撑。因为布设斜撑可以提高楼层抗侧刚度，但提高的幅度显然是低于抗震墙的，而本例中第三层与底部第二层抗侧刚度比K90=1.69，与规范规定的1.5并不是相差很多，所以在楼层增加斜撑后抗侧刚度比便可满足规范。在6轴和10轴（在C-D轴之间）布置斜撑，如图3所示。
在布置斜撑之前，底部第二层的抗侧刚度为8.28x106kn/m，布置两道300x650的斜撑后，抗侧刚度增加为9.36x106kn/m，增幅为13%。计算得K90=1.49，满足要求。
4 结语
本文通过工程实例分析介绍了几种调节底部框架-抗震墙结构层间抗侧刚度比的方法，设计人员应根据实际采用合适的方法。
1）底部刚度过小时，在建筑功能允许的情况下，可增加抗震墙，以提高底部刚度，注意抗震墙应对称布置。
2）底部剪力墙刚度过大时，可用开设洞口的方法减小底部刚度，如遇高宽较小的墙时，可延墙全高设竖缝（可布置多道，使各墙段高宽比不小于2为宜），此时比用开设洞口来减小抗震墙刚度的方法更有效，注意应在竖缝两侧设置暗柱，暗柱截面高度不小于墙厚的2倍，配筋符合抗震墙结构抗震构造措施规定。
3）过渡层与其相邻转换层刚度比与1.5相差不大时，可以用布置斜撑的方法提高底部刚度，以解决增加抗震墙刚度过大的问题，同时可以提高底部的延性，有利于底部抗震性能的发挥。
参考文献
[1] 赵兵，吴峰，张权。在PKPM中如何调整底部框架-抗震墙房屋刚度比[J]。建筑结构，2009年1月：113-114。
[2] 徐正忠等。建筑抗震设计规范[M]。北京：中国建筑工业出版社，2008。
[3] 徐建等。砌体结构设计规范[M] 。北京：中国建筑工业出版社，2002。
关键词：底部框架-抗震墙 抗侧刚度 刚度比1 前言
根据我国目前的国情，许多多层建筑采用了底部框架-抗震墙结构体系。《建筑抗震设计规范》（50011-2001）7.1.8条对这种结构相邻层间的侧移刚度比作了严格的规定：1上部的砌体……。2 房屋的底部，应沿纵横量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。……。3 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。 4底部两层框架-抗震墙房屋的纵横两个方向，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。
抗震规范的这些强制性规定，是为控制地震作用时结构反应均匀。对底部剪力墙数量的限制，是为防止底部刚度过大。当层2与底层的侧移刚度比小于1.0时（底部两层框架-抗震墙结构时为层3与层2的侧移刚度比），因底层的剪力墙过多而使其抗震能力增大，结构的薄弱层由底层转移到了上层，使得底部钢筋混凝土抗侧力构件的延性无法充分发挥，对抗震不利。 而当底部剪力墙数量太少时，底部的抗侧刚度较小，使得结构的弹塑性位移集中在底部，不利于结构的整体抗震性能发挥。
而实际工程中，在调整侧移刚度比时我问经常会遇到一些棘手的问题。比如，有时会因为建筑功能的要求而限制了底部剪力墙的数量，有时虽然底部剪力墙数量很少，刚度却很大，如何将侧移刚度比调整到规范规定的水平经常会让设计人员感到困惑。下面结合某实际工程遇到的问题，提出一些调整刚度比的方法。
2 工程实例
某工程为底部两层框架-抗震墙、上部三层砖房结构。层1、层2层高4.2m，其余层高2.8m。地震设防烈度8度，地震基本加速度为0.2g。各层结构平图见图1、图2。
3 计算分析
采用PKPM软件进行分析，如图1所示布置抗震墙，计算所得第三层与底部第二层抗侧刚度比为：K0=1.44，K90=1.69， K90大于1.5，不满足规范要求。计算说明底部抗震墙数量偏少，抗侧刚度偏小，虽然能完全发挥其抗震作用，但变形集中于底部两层，不利于整体抗震性能的发挥。
3.1 调整方法一：增加抗震墙
为增强底部刚度，我们可以增加剪力墙数量。规范要求底部抗震墙应对成布置，如果在图1的基础上直接增加一道抗震墙，显然不能使抗震墙形成对称的布置。因此可以将8轴的抗震墙去掉，同时在4轴和12轴（仍在C-D轴之间）布置抗震墙，这既满足了对称布置要求，又满足了抗震横墙间距不大于15m的要求，同时不影响建筑功能要求。由此计算得K90=0.95<1.0，而规范要求此值不应小于1.0（这是避免使第三层成为薄弱层，使底部混凝土构件延性不能得到发挥）。我们看到在布置两道抗震墙的时候，底部刚度又偏大了，所以需要减小抗震墙刚度。开设洞口是我们首先想到的。我们可以在这两道墙上开设1500x1500的洞口，计算得K90=1.33，满足了规范要求。
这种在剪力墙上开洞以减小剪力墙刚度的方法在剪力墙高宽比不太小时是有效的，当剪力墙截面高度过大，使剪力墙高宽比很小时，这种方法收效甚微，文1中作了详细说明。处理这种较长剪力墙的方法是设置竖缝，将高宽比很小的低矮墙变为一组高宽比较大的墙段，使破坏形态由剪切破坏变为剪弯破坏，降低了剪力墙的刚度，提高了墙体的变形和耗能能力。本例中通过此方法计算得K90=1.20，（竖缝宽240mm，布置于墙中部，延全高设置）也可满足规范要求。
调整方法二：布置斜撑
如前所述，当底部刚度偏小，在增加抗震墙的情况下可能会使底部刚度增大很多，这时我们可以不增加抗震墙，而改为增加斜撑。因为布设斜撑可以提高楼层抗侧刚度，但提高的幅度显然是低于抗震墙的，而本例中第三层与底部第二层抗侧刚度比K90=1.69，与规范规定的1.5并不是相差很多，所以在楼层增加斜撑后抗侧刚度比便可满足规范。在6轴和10轴（在C-D轴之间）布置斜撑，如图3所示。
在布置斜撑之前，底部第二层的抗侧刚度为8.28x106kn/m，布置两道300x650的斜撑后，抗侧刚度增加为9.36x106kn/m，增幅为13%。计算得K90=1.49，满足要求。
4 结语
本文通过工程实例分析介绍了几种调节底部框架-抗震墙结构层间抗侧刚度比的方法，设计人员应根据实际采用合适的方法。
1）底部刚度过小时，在建筑功能允许的情况下，可增加抗震墙，以提高底部刚度，注意抗震墙应对称布置。
2）底部剪力墙刚度过大时，可用开设洞口的方法减小底部刚度，如遇高宽较小的墙时，可延墙全高设竖缝（可布置多道，使各墙段高宽比不小于2为宜），此时比用开设洞口来减小抗震墙刚度的方法更有效，注意应在竖缝两侧设置暗柱，暗柱截面高度不小于墙厚的2倍，配筋符合抗震墙结构抗震构造措施规定。
3）过渡层与其相邻转换层刚度比与1.5相差不大时，可以用布置斜撑的方法提高底部刚度，以解决增加抗震墙刚度过大的问题，同时可以提高底部的延性，有利于底部抗震性能的发挥。
参考文献
[1] 赵兵，吴峰，张权。在PKPM中如何调整底部框架-抗震墙房屋刚度比[J]。建筑结构，2009年1月：113-114。
[2] 徐正忠等。建筑抗震设计规范[M]。北京：中国建筑工业出版社，2008。
[3] 徐建等。砌体结构设计规范[M] 。北京：中国建筑工业出版社，2002。