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摘要：本文根据底框结构的受力特点，介绍了底框结构布置的构造要求以及计算要求，并通过PKPM软件演示一个工程项目的设计过程。
关键词：底框 抗震墙 satwe
一 结构布置
1、平面布置宜对称，尽量避免L形等凸凹墙体，避免困难时，应满足t/d小于等于0.3否则应设防震缝。使底层纵横向刚心尽可能与整栋房屋的质心重合。
2、各抗震等级所适用的最大高度和最大层数需要仔细核对规范要求，特别注意对教学楼等横墙少的住宅及不同砌体类型时，其高度和层数限制有不同要求。
3、上面砖墙应按轴线上下对齐或基本对齐。具体在设计中可以以每单元来判定，一个单位中最多有二道砌体不落在框架主梁或者底部抗震墙，而是由次梁支托上部砌体。托墙的次梁应考虑地震作用的计算和内力调整。次梁的重力和弯矩应作为主梁的集中力和集中扭矩，并应传递到主梁两端的竖向支承构件，形成附加的地震作用效应。各个地方还有其他的判定方法，例如北京允许有1/3道墙体可以不与下部框架梁或抗震墙对齐，同时，不对齐的墙不能连续超过两道。有些地方规定所有墙总长度的75%～80%要对齐等等。落在框架梁或者抗震墙上时，纵横墙应竖向连续。
4、底层框架应布置纵、横向尽量连成一体的抗震墙，横墙间距应小于18m。 抗震墙布置原则：均匀、分散、对称、周边。 其他的一些细节诸如：最好在上部砖墙下布墙、宜布在楼梯间周围等。总层数不超过5层的底层，可以采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙，当采用砖时应先砌墙后浇梁柱（要防止底层商铺随意打墙 ）。纵横向抗震墙宜保持一定的距离，最好布置在周边或靠近外墙处，尽可能设置T字墙或者L型墙体，避免出现一字形墙体。在转角处布置混凝土抗震墙，这是为了防止角柱的破坏，如建筑功能要求而不能布置则应在该处嵌砌砖围护墙，而且该墙不宜开设门窗洞口；抗震墙基础应应与框架柱基础联合考虑成一体。
5、二层楼盖应现浇且不小于120厚，当150厚时，应配双层筋，以承担部分水平剪力。
6、梁高跨比应在1/4-1/8之间，梁宽应300以上，b/h >0.3，柱宜采用方形截面对称配筋。
二 底框计算方法
1、满载法：把底框大梁作为单独的受力构件，上部墙体等全部荷载作用梁上。此结果最为保守，也最为通用，所谓少动脑筋多放钢筋。
2、三板两墙法：即只算三层楼板两层墙体的重量，计算底框大梁的时候其余层不算，计算柱和基础算，此方法最经济，但缺乏科学依据。
3、弹性地基梁法：把墙体视为半无限弹性体，将托梁视为倒过来的弹性地基梁，计算方法及荷载取值均按弹性地基梁方法。此方法有一定的理论依据，但又与弹性地基梁完全一致，弹性地基梁設计时基于基床系数，而在底框设计时，对应的基床系数取值是个难点。
4、墙梁组合规范算法：考虑墙梁大拱效应规范算法，按墙梁组合计算，虽经济合理，但条件太多：
（1）梁宽不小于300，净跨不小于梁高的4倍，梁截面高度是跨度的1/6-1/8；
（2）梁上下部总想贯通钢筋有最小配筋率要求，支座上部纵向钢筋至少有50%沿梁通长；
（3）托梁通长腰筋2￠14，间距不大于200。托梁支承长不小于350，上部房屋应符合刚性方案要求；
（4）砼不小于C30，纵筋宜HRB335.HRB400，上层墙砂浆不低M10，砖不低于MU10，每天砌高小于1.5m；
其余各细节详见GB50003-2011。
三 软件的使用，本方法基于PKPM2010版
1、 （1）使用软件为砌体结构中完成1、2、3的前提下使用，在第三步砌体信息及计算中，底框上部荷载的确定方法。根据墙体条件选择按经验折减或者按墙梁计算，当不满足墙梁条件时，可以按经验考虑折减，无洞口折减系数最低可取到0.5，一般情况下取0.7；有洞口时当洞口在边缘时则取1，在中间时取0.8。上部各层与底层侧向刚度比应满足规范要求，这是计算底框抗震墙结构三维分析的前提条件。
（2）在使用底框抗震墙结构三维分析时，在总信息对话框中，将结构材料信息填砖砌体（不填砼），否则砌体结构变灰。
（3）在砌体结构信息中，砌体材料，底框层数根据实际填写，底框结构空间分析方法点接砌体信息与计算中设置的的计算方法。
（4）然后就按普通框架结构生成SATWE数据文件、进行数据检查、结构整体分析、截面尺寸的设计与验算、主次梁配筋生成、梁柱归并画图。
（5）用JCCAD进行基础设计时，荷载选用satwe各种工况下最为不利的荷载（大多设计是取satwe竖荷D+L）。
2、软件的使用详细步骤：
（1）用砌体结构中砌体结构辅助设计主菜单1建模，形成完整的几何数据文件和荷载数据文件。当然根据新抗规的要求，此类结构需在底框布置一定数量的抗震墙。在布置构件时可以在相应的网格上，既布置梁也布置墙，这是由底框-抗震墙的特性决定的，同时也是PMCAD建模中的一个特例，还必须分清是梁承重还是墙承重。
（2）完成结构建模后，执行砌体信息与计算进行砖混结构的抗震验算，同时完成以下两项工作：
a：按基底剪力法计算地震作用（含地震剪力和倾覆弯矩），并对上部砖房进行抗震验算。
b：竖向导荷计算，把上部砖房的恒、活荷载和自重按支撑几何关系传递到底框部分，作为底框部分空间分析的外荷载。在PMCAD的这步操作中，其中比较重要的是“考虑墙梁作用上部荷载折减系数”参数，可按软件的操作提示选用。在满足了抗震验算以及上、下刚度比等各项指标后，程序分别给出文本计算书以及底框荷载。
（3） 底部框架-抗震墙的计算。软件把房屋底框顶部切开，将上部砌体的外荷载和结构自重，作用在底框顶部，不考虑上部砌体的刚度的贡献，把底框部分作为独立结构分析。此时有SAT、TAT软件可供选择计算，SAT适用于同时设置砼和砌体抗震墙的底层框架-抗震墙结构。 b：SAT三维设计软件计算 在“总信息”栏中“结构材料信息”设计参数里选择“砌体结构”， 随后是“砌体结构”信息栏中“底层框架层数”，
c：在砌体信息中按“规范算法”（根据“抗规GB50011-2011“），这是首选方法。仅对底框部分进行空间分析，在生成SATWE数据文件时，程序将只生成底框部分的几何数据文件和荷载数据文件。自动滤掉上部砖房部分信息。可在前处理”图形检查与修改“中”各层荷载简图“里检查修改；在结构分析时，读取的是第二次生成的数据文件。
d：按”有限元整体算法“，将上部砖房和底框做为一个整体，采用空间组合结构有限元方法进行分析，对于一些特殊的底框，如有抗震缝、多塔等，第一种方法程控编制暂未考虑这些特殊因素的影响，在这种情况下，可采用这种方法计算，但此方法有些内容已超出了现行规范的规定，做为一种辅助手段，计算结果仅供参考。
（4） 绘制底框部分梁柱施工图。底框梁的画图： 用SATEW的三个菜单：梁归并、选择梁的数据、绘制梁的施工图。在执行“选择梁的数据”菜单时，对底框梁，一定要挑选底框梁所在的层号，并选择程序里的选项
4.选择砖混底层框架梁。这样，在画施工图时，程序会自动按底框梁的构造要求画图。
底框柱的画图： 底框柱的画图操作方法同普通柱。
2、注意事项：
砖混结构抗震验算（其采用基底剪力法计算地震剪力和倾覆弯矩）、砌体受压验算的必要软件，并进行竖向导荷，考虑墙梁作用的折减系数是重要参数，输入后程序自动折减（次梁悬梁不折减），折掉的荷载转化为集中力作用在梁两端柱顶构件上。也可2种均选，程序自动筛选出不符合墙梁假定的并按经验折减方法计算。 程序能够考虑边框梁与砼剪力墙砖墙共同工作。折减系数后底框空间分析还能用到。SATWE是底框计算前必算软件。SATWE在操作中应特别注意：结构材料信息定为砌体；
结构分析给两种算法，按规范算法仅对底框部分进行空间分析，接SATWE数据文件时只形成底框荷载、几何信息，自动滤除上部砖房部分信息。有限元整体算法将底框砖房作为整体进行分析，适用于局部底框局部砌体內浇外砌、有抗震缝等结构。前者是按规范、后者超出规范仅供参考。应该指出：底框纵、横向地震剪力设计值全部有该向的剪力墙承担。
参考文献：
[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范
[2]GB50003-2011，砌体结构设计规范
[3]王亚用，汶川大地震建筑震害启示，建筑结构，2008
[4] 结构平面计算机辅助设计软件PMCAD
关键词：底框 抗震墙 satwe
一 结构布置
1、平面布置宜对称，尽量避免L形等凸凹墙体，避免困难时，应满足t/d小于等于0.3否则应设防震缝。使底层纵横向刚心尽可能与整栋房屋的质心重合。
2、各抗震等级所适用的最大高度和最大层数需要仔细核对规范要求，特别注意对教学楼等横墙少的住宅及不同砌体类型时，其高度和层数限制有不同要求。
3、上面砖墙应按轴线上下对齐或基本对齐。具体在设计中可以以每单元来判定，一个单位中最多有二道砌体不落在框架主梁或者底部抗震墙，而是由次梁支托上部砌体。托墙的次梁应考虑地震作用的计算和内力调整。次梁的重力和弯矩应作为主梁的集中力和集中扭矩，并应传递到主梁两端的竖向支承构件，形成附加的地震作用效应。各个地方还有其他的判定方法，例如北京允许有1/3道墙体可以不与下部框架梁或抗震墙对齐，同时，不对齐的墙不能连续超过两道。有些地方规定所有墙总长度的75%～80%要对齐等等。落在框架梁或者抗震墙上时，纵横墙应竖向连续。
4、底层框架应布置纵、横向尽量连成一体的抗震墙，横墙间距应小于18m。 抗震墙布置原则：均匀、分散、对称、周边。 其他的一些细节诸如：最好在上部砖墙下布墙、宜布在楼梯间周围等。总层数不超过5层的底层，可以采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙，当采用砖时应先砌墙后浇梁柱（要防止底层商铺随意打墙 ）。纵横向抗震墙宜保持一定的距离，最好布置在周边或靠近外墙处，尽可能设置T字墙或者L型墙体，避免出现一字形墙体。在转角处布置混凝土抗震墙，这是为了防止角柱的破坏，如建筑功能要求而不能布置则应在该处嵌砌砖围护墙，而且该墙不宜开设门窗洞口；抗震墙基础应应与框架柱基础联合考虑成一体。
5、二层楼盖应现浇且不小于120厚，当150厚时，应配双层筋，以承担部分水平剪力。
6、梁高跨比应在1/4-1/8之间，梁宽应300以上，b/h >0.3，柱宜采用方形截面对称配筋。
二 底框计算方法
1、满载法：把底框大梁作为单独的受力构件，上部墙体等全部荷载作用梁上。此结果最为保守，也最为通用，所谓少动脑筋多放钢筋。
2、三板两墙法：即只算三层楼板两层墙体的重量，计算底框大梁的时候其余层不算，计算柱和基础算，此方法最经济，但缺乏科学依据。
3、弹性地基梁法：把墙体视为半无限弹性体，将托梁视为倒过来的弹性地基梁，计算方法及荷载取值均按弹性地基梁方法。此方法有一定的理论依据，但又与弹性地基梁完全一致，弹性地基梁設计时基于基床系数，而在底框设计时，对应的基床系数取值是个难点。
4、墙梁组合规范算法：考虑墙梁大拱效应规范算法，按墙梁组合计算，虽经济合理，但条件太多：
（1）梁宽不小于300，净跨不小于梁高的4倍，梁截面高度是跨度的1/6-1/8；
（2）梁上下部总想贯通钢筋有最小配筋率要求，支座上部纵向钢筋至少有50%沿梁通长；
（3）托梁通长腰筋2￠14，间距不大于200。托梁支承长不小于350，上部房屋应符合刚性方案要求；
（4）砼不小于C30，纵筋宜HRB335.HRB400，上层墙砂浆不低M10，砖不低于MU10，每天砌高小于1.5m；
其余各细节详见GB50003-2011。
三 软件的使用，本方法基于PKPM2010版
1、 （1）使用软件为砌体结构中完成1、2、3的前提下使用，在第三步砌体信息及计算中，底框上部荷载的确定方法。根据墙体条件选择按经验折减或者按墙梁计算，当不满足墙梁条件时，可以按经验考虑折减，无洞口折减系数最低可取到0.5，一般情况下取0.7；有洞口时当洞口在边缘时则取1，在中间时取0.8。上部各层与底层侧向刚度比应满足规范要求，这是计算底框抗震墙结构三维分析的前提条件。
（2）在使用底框抗震墙结构三维分析时，在总信息对话框中，将结构材料信息填砖砌体（不填砼），否则砌体结构变灰。
（3）在砌体结构信息中，砌体材料，底框层数根据实际填写，底框结构空间分析方法点接砌体信息与计算中设置的的计算方法。
（4）然后就按普通框架结构生成SATWE数据文件、进行数据检查、结构整体分析、截面尺寸的设计与验算、主次梁配筋生成、梁柱归并画图。
（5）用JCCAD进行基础设计时，荷载选用satwe各种工况下最为不利的荷载（大多设计是取satwe竖荷D+L）。
2、软件的使用详细步骤：
（1）用砌体结构中砌体结构辅助设计主菜单1建模，形成完整的几何数据文件和荷载数据文件。当然根据新抗规的要求，此类结构需在底框布置一定数量的抗震墙。在布置构件时可以在相应的网格上，既布置梁也布置墙，这是由底框-抗震墙的特性决定的，同时也是PMCAD建模中的一个特例，还必须分清是梁承重还是墙承重。
（2）完成结构建模后，执行砌体信息与计算进行砖混结构的抗震验算，同时完成以下两项工作：
a：按基底剪力法计算地震作用（含地震剪力和倾覆弯矩），并对上部砖房进行抗震验算。
b：竖向导荷计算，把上部砖房的恒、活荷载和自重按支撑几何关系传递到底框部分，作为底框部分空间分析的外荷载。在PMCAD的这步操作中，其中比较重要的是“考虑墙梁作用上部荷载折减系数”参数，可按软件的操作提示选用。在满足了抗震验算以及上、下刚度比等各项指标后，程序分别给出文本计算书以及底框荷载。
（3） 底部框架-抗震墙的计算。软件把房屋底框顶部切开，将上部砌体的外荷载和结构自重，作用在底框顶部，不考虑上部砌体的刚度的贡献，把底框部分作为独立结构分析。此时有SAT、TAT软件可供选择计算，SAT适用于同时设置砼和砌体抗震墙的底层框架-抗震墙结构。 b：SAT三维设计软件计算 在“总信息”栏中“结构材料信息”设计参数里选择“砌体结构”， 随后是“砌体结构”信息栏中“底层框架层数”，
c：在砌体信息中按“规范算法”（根据“抗规GB50011-2011“），这是首选方法。仅对底框部分进行空间分析，在生成SATWE数据文件时，程序将只生成底框部分的几何数据文件和荷载数据文件。自动滤掉上部砖房部分信息。可在前处理”图形检查与修改“中”各层荷载简图“里检查修改；在结构分析时，读取的是第二次生成的数据文件。
d：按”有限元整体算法“，将上部砖房和底框做为一个整体，采用空间组合结构有限元方法进行分析，对于一些特殊的底框，如有抗震缝、多塔等，第一种方法程控编制暂未考虑这些特殊因素的影响，在这种情况下，可采用这种方法计算，但此方法有些内容已超出了现行规范的规定，做为一种辅助手段，计算结果仅供参考。
（4） 绘制底框部分梁柱施工图。底框梁的画图： 用SATEW的三个菜单：梁归并、选择梁的数据、绘制梁的施工图。在执行“选择梁的数据”菜单时，对底框梁，一定要挑选底框梁所在的层号，并选择程序里的选项
4.选择砖混底层框架梁。这样，在画施工图时，程序会自动按底框梁的构造要求画图。
底框柱的画图： 底框柱的画图操作方法同普通柱。
2、注意事项：
砖混结构抗震验算（其采用基底剪力法计算地震剪力和倾覆弯矩）、砌体受压验算的必要软件，并进行竖向导荷，考虑墙梁作用的折减系数是重要参数，输入后程序自动折减（次梁悬梁不折减），折掉的荷载转化为集中力作用在梁两端柱顶构件上。也可2种均选，程序自动筛选出不符合墙梁假定的并按经验折减方法计算。 程序能够考虑边框梁与砼剪力墙砖墙共同工作。折减系数后底框空间分析还能用到。SATWE是底框计算前必算软件。SATWE在操作中应特别注意：结构材料信息定为砌体；
结构分析给两种算法，按规范算法仅对底框部分进行空间分析，接SATWE数据文件时只形成底框荷载、几何信息，自动滤除上部砖房部分信息。有限元整体算法将底框砖房作为整体进行分析，适用于局部底框局部砌体內浇外砌、有抗震缝等结构。前者是按规范、后者超出规范仅供参考。应该指出：底框纵、横向地震剪力设计值全部有该向的剪力墙承担。
参考文献：
[1]GB50011-2010，建筑抗震设计规范
[2]GB50003-2011，砌体结构设计规范
[3]王亚用，汶川大地震建筑震害启示，建筑结构，2008
[4] 结构平面计算机辅助设计软件PMCAD