（上海鼎胜建筑工程管理设计有限公司，上海，200333）
【摘 要】随着经济的发展、社会的不断进步，人们对建筑功能的要求也不断提高，在众多建筑结构形式中，含少量抗震墙的框架结构也越来越多，在抗设防烈度8度的地区，多层框架结构的抗震验算较难满足弹性层间位移角要求，导致框架设计出现“肥梁胖柱”结构。本文以现行国家规范作为依据，结合设计实践，通过理论分析，总结提出结构设计中布置少量抗震墙的框架结构的设计原则。
【关键词】少墙框架结构；层间位移角限值；结构设计原则
1．引言
在目前的钢筋混凝土建筑结构体系中，框架结构因为平面布置灵活，能够满足不同的建筑功能和使用要求而备受推崇。在我国中小城镇的商场、办公楼、学校等的建设中，框架结构占了相当大的比重。但在实际工程中某些纯框架结构不能满足规范的限值要求，比如在抗震设防烈度为8度的地区（即8度区）多层框架结构的设计主要由位移控制。为满足这一个规范要求加大梁柱截面尺寸固然可行，但过大的梁柱断面尺寸会给建筑功能使用带来各种不便。如果在框架结构刚度相对薄弱的位置加设少量的抗震墙从而形成含少量抗震墙的框架结构，充分发挥抗震墙侧向刚度大、延性好的结构特性，无需过量加大梁柱截面尺寸即可满足规范的要求。本文结合《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）（简称高规）和《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）(简称抗规)比较说明，对含少量抗震墙的框架结构的设计做一定的分析探讨。
2．对含少量抗震墙的框架结构的认识
《抗规》5.5.1条给出了框架结构在多遇地震作用下，其楼层内最大的弹性层间位移角θe 须满足θe≤1/550的限值要求。
要保证建筑物的使用性能不受影响，最主要的是保证地震过程中结构的变形控制值在预期的范围内，要控制结构的变形就相当于需要控制结构的层间位移，因此通过控制层间位移来进行结构的抗震设计是实现结构基于位移设计的一种有效途径。当纯框架的地震位移不满足规范要求，或者满足规范要求但为了适当减小结构在多遇地震作用下的侧向变形，设置少量抗震墙以改善框架结构的抗震性能是种有效的解决途径。
对于含少量抗震墙的框架结构体系的层间位移角限值，规范中没有给出明确的取值。《抗规》6.1.3条文说明中指出“层间位移角限值需按底层框架部分承担倾覆力矩的大小，在框架结构和框架-抗震墙结构两者的层间位移角限值之间偏于安全内插”。“偏于安全”可理解为确定层间位移的限值的过程是近似且保守的控制。这种方法略显笼统，而且没有考虑抗震墙随层问位移角的增大，刚度有所退化的规律。中国建筑设计院研究院朱炳寅建议当框架承担的地震倾覆力矩不小于结构底部倾覆力矩的80％时，对布置少量剪力墙的框架结构按照纯框架结构的规范限值来控制，即弹性层间位移角按1／550控制，这样方便设计人员在实际工作中的具体操作。
3．结构设计相关规范的内容
在我国现行的结构设计规范中，《抗规》没有明确多层与高层钢筋混凝土结构设计的区别，《高规》明确了适用范围为10层及10层以上或者房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构。
《高规》指出在结构设计时，含少量剪力墙与框架协同受力的结构计算模型及分析均按照框架-剪力墙结构进行实际输入和计算分析。依据框架-剪力墙结构在规定的水平力作用下，结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值确定该结构的适用高度和构造措施。同时指出对这种少墙框剪结构，由于其抗震性能较差，不主张采用，以避免剪力墙受力过大、过早破坏。当不可避免时，宜采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等措施，减小剪力墙的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆总的来说，《高规》对含少量抗震墙的框架结构不提倡，这种介于框架结构和框架-剪力墙结构之间的结构形式，受力不明确，也缺少实际工程的检验，因此《高规》比《抗规》更偏向于保守的设计。但其明确了含少量抗震墙的框架结构的分析计算思路，在不得不采用这一结构形式的设计时，《高规》给出了设计建议。
《抗规》6.1.3第一条规定“设置少量抗震墙的框架结构，在规定的水平力作用下，底层框架部分所承担的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%时，其框架的抗震等级应按框架结构确定，抗震墙的抗震等级可与其框架的抗震等级相同。”这可理解为对 “含少量抗震墙的框架结构”的定义同时明确设置少量剪力墙并没有改变结构体系，仍属框架结构（框架是主体，承受竖向荷载和抗侧力结构）。
综合《高规》、《抗规》两规范，在8度区多层框架结构设计中采取设置少量抗震墙以控制结构水平作用位移的方法，是规范允许的，含少量抗震墙的框架结构这一设计是规范允许的一种特殊的结构形式。
4．含少量抗震墙的框架结构的设计及计算
4.1抗震墙的布置原则
布置少量抗震墙的多层框架结构，设计初期一般是按照框架结构进行设计的，在进行了框架结构的分析计算后出现不符规范限值要求或类似情况时再考虑布置少量的剪力墙，所以剪力墙一般是设置在框架结构的少数跨内，成为带边框剪力墙。具体的抗震墙的截面尺寸及布置位置可参考《高规》中剪力墙结构中的相关规定。由于布置少量剪力墙的框架结构在具体设计中还存在不确定因素，应提前与施工图审查单位沟通，以利于设计顺利进行，避免返工。中国建筑设计院研究院朱炳寅建议当框架承担的地震倾覆力矩不小于结构底部倾覆力矩的80％时，对布置少量剪力墙的框架结构弹性层间位移角按1／550控制，这样方便设计人员在实际工作中的具体操作。
4.2 框架计算原则
《抗规》6.2.13第4条指出“设置少量抗震墙的框架结构，其框架部分的地震剪力值，宜采用框架结构模型和框架-抗震墙结构模型二者计算结果的较大值。”在实际设计中按纯框架结构（不计入抗震墙）和框架-剪力墙结构分别计算，取包络值。在含抗震墙很少的框架结构中，框架是主要的抗侧力结构。在多遇地震作用下，剪力墙辅助框架结构满足规范对框架结构的弹性层间位移角要求，提供的是剪力墙的弹性刚度；在罕遇地震作用时，剪力墙退出工作，大震弹塑性位移计算按照纯框架结构进行。
4.3 抗震墙计算原则
在实际工程设计中，有的图纸审查单位要求，对含剪力墙很少的框架结构中的剪力墙按框架-剪力墙协同工作 （即按框架-剪力墙结构）计算，取相应计算结果进行配筋设计，但在实际结构计算中，部分底部剪力墙出现超筋 ，并且难以调整。其实这种做法并不妥当，因为剪力墙很少的框架结构与框架-剪力墙结构有本质的区别，在剪力墙很少的框架结构中，剪力墙成不了第一道防线但由于剪力墙自身的刚度大，剪力墙（不管结构体系如何）也不可能成为第二道防线，因此可不考虑剪力墙的配筋计算数值，按照《抗规》6.5.4条规定直接按构造配筋绘制施工图按构造配筋设计。
5．结语
本文分析探讨了含少量抗震墙框架结构的规范依据，提出建议在多遇地震的作用下，当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80％时，可将其归为少墙框架结构。位移控制按照框架结构体系的位移控制限值要求取1／550。分析总结了含少量抗震墙的框架结构在结构设计工作中的设计原则。
参考文献：
[1]中华人民共和国住房和城乡建设部．GB50011—2010，建筑抗震设计规范.[S]．北京：中国建筑工业出版社，2001
[2]中华人民共和国住房和城乡建设部．JGJ 3—2010高层建筑混凝土结构技术规程.[S]．北京：中国建筑工业出版社，2010
[3]朱炳寅．对少量剪力墙框架结构的理解与设计建议——新《抗规》学习体会之一[J]．建筑结构，2011，41(1)：5_7．
[4]姜宝华 吕中原．8度区少量剪力墙的多层框架结构设计探讨. 昆钢科技，2009年第4期。
论文作者:吴多太
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/15
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