浅谈框架结构中圈梁与构造柱的抗震作用

　　【摘要】本文通过对汶川大地震建筑坍塌的原因分析，结合本人自身工作经验，针对框架结构中的围梁与构造柱在抗震中的作用，提出了建筑框架设计中应加强的几个抗震问题：加强建筑设计中抗震意识与多道抗震防线设置理念、加强底建筑底层的圈梁、构造柱，从而达到提高建筑物的整体抗震能力与抗震目的。以期对建筑设计师有所帮助与启迪，达到消除抗震设计隐患。　　【关键词】圈梁 构造柱 抗震意识 抗震作用　　【引言】随着我国的经济高速发展，给建筑行业带来了全所未有的发展机遇，住宅建筑的发展尤为迅猛，底层带商业门面的住宅建筑的大量涌现，造成了底层框架结构设计上的很大缺陷。底层框架建筑设计归纳起来存在两方面的抗震问题：一是底层框架设计因投资者需要存在大空间的使用的问题；二是建筑物一面临街，而且临街面一般不布置抗震墙，使得抗震墙数量过少的问题。　　本文通过对映秀镇漩口中学，建于2007年的三层混凝土框架结构的教学楼，整座教学楼倒塌以及教学楼附近一栋四层砖混结构的办公楼，一栋五层砖混宿舍楼尽管破坏严重，却没有倒塌，通过详细对比与原因分析，结合作者本人自身工作经验，针对框架结构中的围梁与构造柱的抗震作用，提出了建筑框架设计中应加强的几个抗震问题：加强建筑设计中抗震意识与多道抗震防线设置理念、加强底建筑底层的圈梁、构造柱，从而达到提高建筑物的整体抗震能力与抗震目的。以期对建筑设计师有所帮助与启迪，达到消除抗震设计隐患。　　一、框架结构建筑设计存在的问题　　在我国建筑抗震设计规范中，针对框架结构的构造柱与圈梁抗震设计与构造措施均有一定的规定。作者在几年的建筑工程设计实践中发现，近年来，建筑物底部框架结构主要用于临街门面，从而使框架建筑设计呈现平面多样化，给建筑结构设计和结构处理带来困难。　　设计师在建筑设计时因商业要求，无法合理安排构造柱的设计，从而引起建筑结构设计不合理，造成这类建筑抗震性能先天不足，底层因为临街原因需要大门洞与大窗户设计，圈梁、构造柱的设计布局极为不合理，加上临街一面底层抗震墙设置减少，引起底层的侧移刚度比纵横墙较多的第二层要小，这种结构的建筑物其地震倾覆力矩主要由钢筋砼框架柱承担，使得底层钢筋砼框架柱的承载能力大为降低，当地震时，因为“下柔上刚”从而危及整座建筑的安全。如何才能克服这些困难就是建筑设计者所面临问题。　　　　二、框架建筑结构不合理的地震危害分析　　2008年5月12日，汶川发生了8.2级强烈地震，从汶川地震震害分析来看，砖混结构房屋破坏严重的都是90年代以前的建筑，基本上没有按《建筑抗震设计规范》中的规定，设置足够的构造柱和圈梁引起的倒塌。　　以白鹿镇小学教学楼为例证：在地震中破坏最为严重的是大开间大窗洞的教学楼，9米的大开间，中间只用用两根进深梁代替横墙来承受楼板的荷载。大梁两端下面并没有设置构造柱，而是搁置在窗间的墙上，严重违反了《建筑抗震设计规范》中的圈梁、构造柱设计规定，从而付出了惨痛的代价。　　但在汶川地震灾害中人们发现：映秀镇漩口中学建于2007年的三层混凝土框架结构的教学楼，在地震中受害严重，整座教学楼倒塌，但就在教学楼附近，一栋四层砖混结构的办公楼和五层砖混宿舍楼尽管破坏严重，却没有倒塌。究其原因主要是建筑设计没有达到《建筑抗震设计规范》的抗震要求，圈梁与构造柱设计结构不合理所致。　　　　三、增强建筑设计抗震意识与圈梁、构造柱的抗震能力　　我们认真的分析了地震给人类带来的危害，以及建筑结构不合理造成的震害损失，惨痛的教训教会了我们在建筑规划时，首先应选择对抗震有利的建筑场地，讲究建筑物规则对称与建筑结构设计合理，明确建筑设计的抗震目标，强化建筑设计中的圈梁、构造柱的抗震作用。　　（一）明确建筑的抗震目标与多道抗震防线理念　　严格按我国《建筑抗震设计规范》中的规定进行抗震设计，从而达到建筑抗震设计要求：“小震不坏、中震可修、大震不倒的目标。”　　在框架结构建筑抗震设计中，明确多道抗震防线设置的理念，加强圈梁、构造柱的砖混结构，即使是砖墙被破坏了，可圈梁、构造柱能把建筑物的墙体箍起来使建筑物不倒塌。　　（二）框架建筑设计中“强柱弱梁”的目的　　按我国现行抗震设计规范要求，框架建筑设计预期是“强柱弱梁”、“强剪弱弯”，来保证框架结构的抗震性能。建筑框架设计中“强柱弱梁”的理念就是：当遭受高于本地区抗震设计预估的地震时让梁端先出现裂缝，形成塑性铰来消耗掉一部分地震能量，从而保证框架柱这个竖向构件不坏，达到建筑物在震害中不坍塌的目的。　　（三）加强底层框架结构圈梁与构造柱的作用　　通过分析大量的地震灾害给建筑物造成的损害，结合作者自身多年来的工作经验，针对圈梁、构造柱在抗震时的重要作用，认为所有纵横墙顶部均应设置圈梁，抗震墙端部均应设置构造柱，同时增加构造柱与圈梁的强度，采用钢筋砼抗震墙来代替砖抗震墙，从而达到底层抗震设计标准。　　事实证明，在汶川大地震中，凡底层合理设置了圈梁和构造柱的框架建筑房屋，在震害中建筑物虽然受损严重，但建筑物并没有倒塌，由此可见圈梁、构造柱在地震中的作用，圈梁、构造柱不但能增强框架建筑物的抗震性能，同时还能提高建筑物的整体凝聚力，防止墙面因在地震时的裂缝发展，抵抗来自地震和其它原因引起的沉降破坏作用。　　【结束语】通过对框架建筑存在的设计问题，以及地震对建筑带来的灾害分析得出：只有加强框架建筑设计中的抗震意识、加强底层与过度层抗震能力、强化框架建筑圈梁、构造柱的抗震作用，才能使建筑物达到抗震标准和良好的抗震性能，人民群众的生命财产才会有安全保障。　　【参考文献】　　[1]田杰,许克宾;21世纪的结构工程抗震减灾设计新模式——抗震性能设计理论简介[J];中国安全科学学报;2000年06期　　[2]戴国莹;新建筑抗震设计规范简介[J];建筑结构;2001年10期　　[3]《建筑抗震设计规范》（GBJ50011-2001）的第7.1.8