底框结构设计要点

做底框血一样的教训！

为什么会有底部框架这种结构！强烈建议取消这种抗震及其不利的混合结构形式！路还的走！工程还得做！下面我希望通过我的亲身体验与一点小小的经验希望给那些做底框的新人一些

忠告！如果您已经有十年的结构经验，那么请您离开！

1、底框计算到底用那一种程序，怎么计算！PKPM有三个模块可以做！是什么顺序怎么做，论坛上很多，不知道可以搜一搜！我的答案是PK，用SATWE复核，复核内容主要是吊筋和附加箍筋，论坛有一贴漏掉吊筋的，希望大家引以为戒。很多人说ＰＫ偏大，的确是这样

的，我感觉ＳＡＴＷＥ偏小。

２、ＳＡＴＷＥ看起来比较简单适合新手用，属于傻瓜型，ＰＫ不是很直观，需要一些技术含量！底框是需要靠电脑，但是手算是必不可少的！有人说ＰＫ麻烦要一榀一榀的抽，不要怕麻烦，其实没有几根梁，如果截面尺寸不是反复的调整，不是很慢！因为ＳＡＴＷＥ的结果很多需要你自己去判断它的准确性！这是新手最缺乏的！我们不是想刻意做大，因为我们

这些新手还没有做小的能力！

３、怎么使用ＰＫ来做底框，我给大家简单介绍一下：

（１）ＰＭ建模，这个是基础，活载输入没什么好说，按照规范走，我的老师告诉我楼梯按照疏散消防楼梯3.5走，我也一直是这么做的。恒载：大家可以问一下自己院里老人儿是怎么输的，空心板+双面粉刷+楼面做法，我大概输3~3.5，现浇板100mm我输3.5~4。

（2）抗震验算通过，侧向刚度比要满足规范。

（3）我要提醒大家重要的东西来了:开始选项有几个重要参数大家需要重视

1、墙体材料自重：一般按照实心粘土砖为22，这个是加双面粉的，没有特殊要求不要动他。如果确实要动，多孔砖密度较小KP1型资料显示为16.63KN/M3加双面粉，19~20

左右。

2、按照经验考虑墙梁作用上部荷载折减：这个选项一般不选。原因无经验即不选。

3、按照规范方法确定托梁上部荷载：一般不按照墙梁计算，不选。

4、剪力墙侧移刚度考虑边框柱作用：与剪力墙多少有关，不选偏安全。

上面说的我都是不选，但是必须要选的时候希望注意一下几点：此为网上收集仅供参考： 关于底框-抗震墙结构框架梁荷载的折减 当抗震设防烈度为8度及以上时,上部荷载不折减,按100%作用在托梁上,托梁配筋与普通梁一样按受弯构件计算. 当6.7度(0.1g.0.15g)时,上部荷载可考虑乘折减系数,此时托墙梁配筋与普通梁一样按受弯构件计算,因此,输入的折减系

数不应太小,一般可输入0.7~0.9,但不应少于四层荷载值.

也可将折减与墙梁同时勾选.程序根据砌体规范7.3.2条判断框架梁和过度层墙体是否符合墙梁的一般规定,对符合规定的框架梁和框支墙体按墙梁设计,对不符合规定的框架梁或框支墙体不考虑墙梁作用,在不满足墙梁的条件下,程序按折减去处理,但一般不考虑框架柱的

边框作用.

4、以上通过后，形成PK文件，要一榀抽，然后进入PK查看计算结果。重要的内容又来

了：

不要只看配筋，剪力图也是很重要的，《强剪弱弯》要深刻理解，箍筋的多少是剪力来决定的，底框主要是剪力控制，我在剪力上吃过大亏，血+6一样的教训！一定要注意！很多新人问有剪力怎么知道箍筋，SAWTE配筋率这个东西不是很直观，我的方法查图表，我用的

是中南建筑设计院的图表，其他应该也有，看图表！

恒载，活载图很直观，还可以进行手算符合！重点又来了，附加箍筋，吊筋怎么来的！集中力啊！这在恒活图中表较清晰，还是要查表！上面的数值不知道是标准值，还是设计值！这一点还是请有经验的老师解答一下！如果不放心，还可以在ＰＫ中绘制梁图进行复核！ 总结一下：我说的方法可能有点麻烦，但是做结构就是不能怕麻烦。可能还有一点，就是设计时间的问题，很多工程问题都是时间太紧张的原因。这一点没有办法，最后我还是送给大家一句话，谨慎谨慎再谨慎，小心小心再小心！我的心在流血，这就是我血一样的教

训！

底框 只能用于6 7度

6 度可以 用砖砌剪力墙

上面哪个更头大

要考虑基础 的不均匀沉降

规范本身对 砖砌剪力墙 说的不明白

如果当砼剪力墙 而实际情况差异大

下部按 墙梁考虑 洞口等 往往不能满足

按 框架梁考虑 配钢筋 又太大

而且上部 设置 压顶 梁

最不喜欢的结构 就是 底部框架抗震墙

对于地震区需要抗震设防的多层商住建筑，底层为钢筋混凝土框架的大空间商店，上部为小开间砖房或砌块建筑。结构设计中有的未作纵横两方面的抗震验算(包括承载力和变形)，有的仅作了横向底层框架的验算，而纵向却按一般连续梁计算。在构造上，有些设计忽视了在底层纵横方向设置一定数量的抗震墙，或只有横向抗震墙，使整幢建筑上刚下柔，或横刚纵柔；地震作用下即容易产生较大的弹塑性变形。如果框架柱箍筋间距太大，特别是在柱上、下端箍筋没有按规范要求进行加密时，其破坏就更加严重。

抗震设防问题设计人一定要重视，应当严格遵守《抗规》的相关要求进行设计。在日常设计中注意下面的情况： a)仔细理解规范的要求，搞清楚底框结构在地震时的破坏情况。上面几层砌体结构，由于开间小、横墙多，不仅重量大，侧移刚度也大，而底层框架侧移刚度比上层小得多。刚度的急剧变化使得在结构刚柔交接处，应力高度集中，在柱端产生塑性铰，并使房屋的变形集中发生在相对薄弱的底层。这种比较薄弱的底层或中间层，可称之为“软层”，对于这种“软层”在抗震设计中应引起足够重视。 b)底层框架一般为大空间的公共建筑，由于使用功能上的需要，在客观上给纵横抗震墙的布置带来了不少困难。 c)设计人有时未作详细计算，仅凭习惯上的概念，错误地认为底层框架的侧向刚度一定比砖房好，纵向框架侧向刚度一定比横向好，而实际上并非如此。

3 防治措施 对于底层框架抗震墙的砖房，底层框架抗震墙和上部砖房部分均具有一定的抗震能力，但这两部分不同承重和抗侧力体系之间的抗震性能是有差异的，而且其过渡楼层的受力也比较复杂。为了使这类房屋的抗震设计满足“小震不坏”，“中震可修”和“大震不倒”的抗震设防目标，其防治措施可从以下几个方面进行考虑： 1)底层框架砖房的底层，不应采用纯框架结构。结构设计人员要及早介入建筑方案与初步设计，并和建筑工种与建设单位反复协商，在不影响或少影响功能的前提下，使纵横外墙、室内分隔墙等尽量对称，并均匀地在纵横两个方向设置一定数量的抗震墙，使上层与底层的纵横向侧移刚度比，能够满足规范要求。根据《砌体结构设计规范(GB50003- 2001)》条文说明，底层设置一定数量抗震墙的框支墙梁房屋模型振动台试验表明，其抗震性能不仅不比同样层数的多层房屋

低，甚至还要好些。所以，在底框结构中合理设置一些抗震墙是非常重要的。

2)底部剪力法仅适用于刚度比较均匀的多层结构，对于具有薄弱底层的底层框架砖房，应考虑塑性变形集中的影响。另外，经分析知道提高软层的屈服强度可以减少软层塑性变形的集中。因此，底部剪力法对底层地震剪力要乘以一个1.2～l.5的增大系数。 3)底层框架砖房的剪力分配不能按照框架抗震墙的方法进行，因为底层框架砖房只有底层是框架抗震墙，且底层还有塑性变形，所以要采取双保险的办法。对抗震墙要使其承担全部剪力，对框架要按刚度比分配，不过要注意，在刚度计算时框架是按弹性计算的，而抗震墙开裂后刚度会退化。据有关试验数据得知，其刚度将下降到弹性刚度的20～30％。

4)底房框架柱应考虑地震的倾复力矩引起的附加轴力。 5)在底层框架砖房的上层，构造上仍应设置构造柱，并应每层设置圈梁，底层的顶板应为现浇或装配整体式楼盖。软层中的柱，特别是结构刚柔相接的地方，要避免出现塑性铰。 6)设计人员要转变设计思路，提高设计部门及设计人员的业务素质，尽快走出“不设防”的误区。要在严格执行《抗规》的前提下，在合理的平面布置上多做文章，同时设计单位可安排专人严把抗震设计关。参考文献1 混凝土结构设计规范GB50010-2002．北京：中国建筑工业出版社，20022 建筑抗震设计规范GB50011-2001．北京：中国建筑工业出版社，20013 砌体结构设计规范GB50003-2001．北京：中国建筑工业出版社，2002

个人意见

1.非抗震地区做底框不宜选择按规范的墙梁的做法取荷载，也不宜折减，如果这样取，那么托梁和过度墙的做法通通都要满足砌体规范的墙梁的要求，实际上非抗震地区设计都没注意

这些要求,比如层层圈梁等

2.抗震规范里面的7.2.5.2条中要求在考虑地震时墙体开裂对墙梁的不利影响，这句话个人觉

得比较笼统，又没有一个具体怎么考虑法

所以底框最好还是不折减荷载为好，另外在生成梁平法图时，在绘制新图项中一定要将“该

层是底框抗震墙的托墙梁”打钩，不然附加吊筋都不够

本人04年曾经作过一个底框小区（全部用PK算的，汗。。。）

后来PKPM出新版本了，ＳＡＴＷＥ其实也可以算底框了，关键要选PM-8菜单，如果柱网

规则的话一般没什么问题，我比较过同一建筑的C和PK的结果。但是有一点，用ＳＡＴＷＥ的计算的话，梁下如果有砼剪力墙话就要注意了，因为ＳＡＴＷＥ会把墙也当成支座，造成梁配筋偏小，应该用PK复核一下。另外，本人总感觉ＳＡＴＷＥ的柱配筋太偏大了点，特别是有砼剪力墙的地方，好象是墙的地震力最后都有柱承担了，麻烦明白的朋友指点一下! 总的来说，做地框最好ＳＡＴＷＥ和Pk一起对比着做，别怕麻烦

非常同意18楼看法“不太同意楼主的观点,个人认为还是SATWE的计算结果比较符合实际,PK计算方法已经落后了, 现在也没多少人采用了,PK的计算结果偏于保守”.

. 我说楼主不要忽悠新手，SATWE是算底框的最佳软件，PK早期还时尚，因SATWE还未出台或完善，近几年来，对于简单工程还可用PK，少复杂工程不提倡用PK，主要原因是它只能算平面内弯矩，平面外弯矩是程序根据平面内弯矩估算出来的，结果偏大，也不符合实际，TAT-8只能算框架，不能算底框（高层版可以），唯有SATWE平面内外均可算，符合实际，比如柱子配筋两方向是算出来的，而PK只算一个方向，另方向配筋是软件根据算的方向估出来的。

至于SATWE算出梁偏小，原因有二：第一对话框材料未点砌体，造成无法接PM-8荷载，梁配筋很小显然不对，这是未操作好，是错误；第二操作对了，梁筋小有可能梁下有剪力墙，是正常，按软件单位的解释，有时甚至比PK算的小一半配筋（指柱）都是正常，以前我们手算只是算一榀框架平面内弯矩，接近PK算法，故认为PK算的接合实际，其实是错，SATWE三维计算才符合实际，只是手无法算吧了。

底框结构是我国现阶段经济条件下特有的一种结构，从抗震上讲它是一种不合理的结构形式，但限于我国当今的经济发展水平，目前还无法取消，因此在我国内地及广大中西部地区临街建筑中仍普遍采用。其具有“头重脚轻”、上刚下柔、的特点，为保证实现“小震不坏，中震可修，大震用不倒”的抗震原则，《建筑设计抗震规范》（GB50011-2001）对底框结构底部框架层与上层刚度比做出了明确规定，其中底层框架，第二层与底层侧向刚度比，6、7度时不应大于2.5，8度不应大于1.5，且均不应小于1.，要做到这一点，必须在底部框架中布置一定数量的的抗震墙。结构设计中抗震墙如何设置，有时需要反复计算，多次与建筑专业协调。作者在总结多年底框架结构工程设计的基础上，对剪力墙布置中的若干问题提出以

下解决办法。

1 剪力墙布置原则

底框架结构中的剪力墙既是承担竖向荷载的主要构件，更是承担水平力的主要构件，在地震中起第一道 防线作用，因此在设计时要考虑底部剪力墙承担100%的水平地震作用，而框架只承担小部分的地震力作为安全储备。震害观测表明，底框砖房在地震时底层将发生变形集中，会出现过大的侧移而严重破坏甚至倒塌。有鉴于此，新规范在近十几年各地试验研究

的基础上，对底框架结构剪力墙的布置做出了更科学的调整。

首先抗震墙间距要满足最大横墙间距限制，6、7、8度设防区最大横墙间距分别为21m、18m、

和1 5m。

其次，剪力墙应沿2个主轴方向都有布置，使之形成直角以更好地发挥抗震作用。 另外要克服矫枉过正的偏见，有些设计人员认为既然底框结构底层薄弱就多布置一点剪力墙

越强越好，实际上是走向另一个极端。剪力墙的设置应与上部砌体结构相协调，抗震设计的

原则是沿楼层间侧移刚度应均匀变化 ，而不允许各层间发生突变。

2 剪力墙使用材料

规范中规定6、7度且总层数不超过5层的底框房屋，应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙砌体抗震墙适用于总层数少、柱距较小、平面规整的建筑，它造价低，施工方便。但无率是在使用上或抗震上，还是采用混凝土墙好。计算其在相同高度和截面尺寸下的刚底之比，

先假设它们同为整体墙（开小洞口），由整体墙截面的等效抗弯刚底公式：

EIeq=EIw/1+9ulw/Awh)

式中，E为剪力墙弹性模量；I为考虑洞口影响后的水平截面惯性矩；U为截面上剪 应力不均匀系数，矩形截面取1.2；Aw为考虑洞口影响后的水平截面折算面积；H为剪力墙计算。 因Iw\AwH仅与墙的几何尺寸相关，由假设可知混凝土剪力墙与砖剪力墙的上述参数相等过样它们的刚度比就成为材料弹性模量之比。由《混凝土的结构设计规范》（GB50010-2002）表4.1.5可得，C30混凝土的弹性模量Ec=3×10Mpa.由《砌体结构设计规范》（GB50003-2002）表3.2.1-1得Mu10砖、M10砂浆砌体的抗辰强度f=1.89Mpa。所以同一位置相同几何条件

的混凝土剪力墙与砖剪力墙的刚度之比i=EC/Em=3×10/3024=9.92。

经验算这一结果对于几何条件相同的小开口墙和连肢墙同样适用。因此相同条件下C30混凝土墙刚度相当于Mu10砖、M10砂浆砖墙的9.92倍，由此可见采用混凝土墙可大减少底层剪力墙的数量，经笔者总结多个底框工程实例经验，常规底框结构设计时既符合抗震，又较经济合理的混凝土剪力墙截面积大约占上层砖混结构同方向墙截面积的5%~10%，而要达到同样要求所需的砖砌体剪力墙则远远大于这个比例，所以采用混凝土墙可使底层开间布置更加灵活，可利用空间更大。由于用量少，总造价也仅比砖砌体剪力体系，使结构遇地震时延性增大，避免了出现脆性破坏的概率。现在新规范已经缩小了6、7度时采用砖剪 力墙

范围，并对底层砖剪力墙的构造做出了专门规定，因此应尽量选用混凝土剪力墙。

3 剪力墙布置方式

框剪结构剪力墙布置有8字方针，即“周边，均匀，对称，相交”。底框结构中山墙一般要布置剪力墙，因为只在每个住宅单元楼梯间两侧布置混凝土毅力墙的底框结构是不宜采用

的。

相关试验表明，加大底层空旷房屋两端平面刚度，对底层框架端部竖向位移进行控制，可有效增加底层杠架的安全储备，但尽管如此布置也并不全周边，中间还需要很多剪力墙。因此底框结构8字方针可概括为“竖直，均匀，对称，相交”，所谓竖直就是在布置底层剪力墙时应尽量对应上部上下竖直、中间不间断的墙体，否则即使底层布置的剪力墙刚度再大，若竖向无对应的上部墙体，不仅传力途径不直接，且上下层刚心相距较远，地震时上部墙体与底

层剪力墙间会形成很大扭矩，极易破坏。

另外，布置底层剪力墙时要避开上部墙体洞口，若具体执行时实在难以避开，（例如楼梯间入户门等），那么应采取在上部洞口两侧增加构造柱等加强措施，以更好地传递地震力。对

个别剪力墙未能与上层砖墙对应者，应设法加大底层与二层转换层之间楼板的平面内刚度例如楼板加厚，配筋率增加，双向双层配筋等。所谓相交主要是指剪力墙应尽量布置成L

形和T形，以使它们相互支撑，增大每片单肢墙的平面外刚度，增强抗扭性。

具体设计时剪力墙的长度、开洞等均需通过计算确定。剪力墙的计算长度确定后、应将实墙面布置在两端中间用洞口分隔，避免采用一端有剪力墙而另一端为独立柱的方式。总之混

凝土剪力墙具体布置时宜开设洞口形成若干墙段，并保证各墙段高宽比不小于2。

4 剪力墙施工顺序

底框架结构中底层墙体并不全是剪力墙，也有一部分是用于分割空间的填充墙。一般当为混凝土剪力墙时，其区分非常明确，混凝土剪力墙以外的砖墙均为填充墙体，施工时混凝土剪力墙与框架柱同时浇筑，而填充墙应待混凝土与框架柱达到设计强度，甚至主体完工后再施工；但当底层剪力墙采用嵌砌于杠架柱间的砖墙时区分就不明确了，需设计人员出图说明。剪力墙和填充墙施工顺序不一致，砌体剪力墙必须与其周边混凝土框架形成整体，才能充分发挥其抗侧力作用。为保证与周边混凝土框架紧密结合，应先砌墙后浇框架柱，砌墙时要预留马牙槎，预埋锚拉筋，且框架梁直接坐于墙顶，不需再支底模；而填充墙的施工时间则要晚得多，一般是在主体完工时后砌，墙顶预留二三皮砖，待沉实后再斜砖及砂浆填充。

5 剪力墙、如何正确计算

底框结构上下层侧向刚度比是有方向性的，一般只计算主轴方向的侧向刚度比。对矫形布置的规则结构，其主轴方向即为互相垂直的X和Y向，现在常用的底框计算软件中国建筑科学研究开发PKPM程序底框计算也只给出X向和Y向侧向刚度比，这就给两主轴不下交或L形、T形建筑的侧向刚度比难处带来一定的横墙来计算刚度比，这样从电脑的计算结果看K0和K90（0°和90°方向的刚度比）满足要求了，实际上局部单肢的K0°和K90°远远不能

满足上述问题表面上是程序本身的问题但实质上是计算模型错误。

当前一些设计人员口重视上机计算而忽视基础理论的学习，电脑程序必须建立在正确的计算模型上，这是计算结果正确的技术前提。因此在输入计算机前必须认真分析结构的特性，首先建立一个模型，并仔细阅读计算机设计软件的编制原理、使用说明及技术条件与本工程相后才能正确使用计算机运算，准确辨析计算结果的正误。L形建筑正确的计算机运算，单肢计算时适当考虑另一肢的影响，这样才能防止两肢互相干扰从而得出正确的结论，至于

双主轴不下交的建筑，在输机前宜先用手算。

通过以上5个问题的分析，可得出以下结论：（1）首先应满足规范对剪力墙布置中强制性条文要求，台间距；双主轴均布等（2）应尽可能采用混凝土剪力墙；（3）布置时遵循“竖直，均匀，对称，相交“的8个字方针；（4）施工时必须区分剪力墙与填充墙；（5）不规则

平面布局的剪力墙电算时应根据具体问题具体分析。

对于底框结构我认为只要用心设计，可以学习到很多东西，很全面地学习结构。其中包括了上部的砖混结构，下部的框架-剪力墙结构。首先，整个结构体系应该属于竖向不规则结构，通过框架梁或次梁转换结构形式；其次，转换结构要求上下层的刚度比满足要求（底两框同样有要求），还有对转换层楼面的平面内刚度（涉及板厚，配筋）；再者，底层对剪力墙的布置要求，比如周边分散，对称，双向布置的原则。因此，底框涉及到了两种结构材料，钢筋砼与砌体；两种结构体系，框架-剪力墙，砌体；施工图要求中，包含框架中的框支梁，而这的要求是高规中的第10章关于转换设计中的内容，可以参考设计。至于柱，6度区似乎没必要按照框支柱要求（太严），应该根据设防烈度以及建筑层数，场地类别区别对待；结构构造，需要参照高规中的框架-剪力墙设计，而抗震规范中也比较详细地提出了要求。

关于计算程序：SATWE接力PM8，对计算参数设置很多同行都提出了合理的看法，比如墙梁上荷载折减，边框柱对整体刚度贡献问题。程序选用原则大体是，能简单合理地就选用简单的程序来算，比如规则的传力直接的用PK计算，可以得出很准确的2维计算结果，是真实可行的；而用整体SATWE计算，优点是考虑秆件的空间刚度，而三维空间刚度分析结构的内力，位移。从计算原来上来说，SATWE似乎是完美的精确的解析，但结构专业的特点就是没有完全精确解，基于结构的模型假定，内力分析，以及后期施工图绘制时对构件设计采用的配筋构造做法存在差异，所以根据结构原理判断更合乎事实。对于平面复杂，传力曲折，计算程序的分析一定要经过自己的判断，辅助PK进行单榀计算是很好的校核方法。弄清荷载的传递，刚度分配原则，并把结构分析与后期施工图结合起来，薄弱的地方可以通过

结构构造来加强，计算只是设计中的一部分。

因此，做底框本人浅陋地认为是能够很好的锻炼设计者的理解能力。基本上把结构形式都涉及到了。精心地去学习教材也好，规范也好，对自身设计能力的提高是大有裨益的。比如，抗震设计规范理解中，对底框结构的墙梁分析，非常到位，墙拱的形成机理，对梁端部剪力的影响，以及梁身中的轴力等；高规中对转换构件，一般要求对应力复杂部位采取不同的计算软件进行专门分析，弄清内力，才能有针对性的处理这类关键构件。不同的形式，其中结构原理是相通的，也就锻炼了我们设计人能够举一反三，把各类结构知识融会贯通，理顺，

认识结构的本质。浅谈本人的一点浅薄认识，希望大家一起讨论共同进步。

个人认为还是SATWE的计算结果比较符合实际,PK计算方法已经落后了

底框确实比较麻烦，

特别是 纵横向刚度比很重要

还是要谢谢楼

不考虑边框柱的刚度贡献，可能出现以下结果：过渡层与底部一层刚度比满足要求，比如

1.5，而考虑边框柱后，可能就为0.9了。这样就小于1.0不满足规范要求。造成薄弱层的转

移到上层。

所以，我觉得边框柱是实际存在的，其刚度贡献也是实际存在的，应该考虑。

我倒是做了不少底框结构的,大体步骤如下：

先按建筑要求建模

然后用pm-8进行刚度验算，

用satwe进行配筋算，当然选用的是接pm-8选项

这其中要注意的是，在进行梁配筋计算时，把剪力墙删掉，

进行柱配筋时用有剪力墙模型

底框结构怎么啦？说的那么悬，这次地震就是个最好的证明，凡是按照国家的规范来做的设计，刚心和质心重合或者基本重合的，抗震墙布置的合理的，就没有见出问题，上部的砖混部分甚至连裂缝都没有。顺便说一下，楼主还在用啥子PK计算底框？？还有那个啥子梁配筋的时候把抗震墙取了配的，你不怕被甲方骂死？还有个关于刚度计算的时候考不考虑砼边框柱的作用，我来回答你，混凝土剪力墙要考虑，砖的不考虑，看了那么多的回复，好像还真的很多都是菜鸟，大家不用怕，按照规范精心设计就不会出问题的。！，顺便说一句关于抗震墙开洞的问题，开洞面积大于墙毛截面面积的30%时，按独立墙肢输入。关于底框的刚度，如果发现墙体配筋超筋，说明你的墙体少了或者墙肢短了，关于刚度，墙的刚度和墙肢的长度成立方关系。所以削弱下部框架部分刚度或者增大下部框架部分刚度，最好改变

墙长。

一、一般规定

1 底框结构的破坏特性

底框结构一般来说高度不是很高，风荷载的影响较小，主要是承受竖向荷载和水平地震作用。当然，在某些风载较大的地区当底层没有设置抗震墙时，其在地震作用下的破坏特征是：

1） 二层以上砖房破坏的状况与一般多层砖房基本相同；

2）底层的破坏比上面各层都严重，主要是底层柱丧失承载力，或因变形集中引起位移过大而破坏。底层柱在竖向荷载和水平地震剪力的联合作用下，沿斜截面发生破坏后，又加剧了受压破坏。有的柱由于钢筋间距过大，特别是在柱的上下端箍筋没有加密的情况下，破坏更加突出。有的钢筋混凝土柱因纵向钢筋的配筋率太高（超过 6%），使柱丧失韧性，发生脆

性破坏；

3） 由于底框结构上部砖房的重量较大，底部重量相对较轻，在“头重脚轻”的情况下再加上

平面布置不对称的情况下发生扭转破坏。

针对以上情况，规范规定对此类结构的底层不能采用纯框架结构，一定要在两个方向设置抗震墙，成为框架——抗震墙结构。至于抗震墙的材料，在6、7 度抗震设防时新规范虽然允许采用砖墙，但应计入砖对框架的附加轴力和附加剪力（老的抗震规范无此要求）。其余情

况均应采用钢筋混凝土抗震墙。

2 底框结构的总高度和层数的限制

上海地区一般6度和7度抗震设防情况下，上海地区的抗震规范规定：底层框架结构的总高度限制在19米。但这个高度是指室外地平面至檐口的高度，不包括女儿墙的高度。层数一般限制在6层，即底层为框架，上部砖砌体最多为5层。但由于现在新的抗震规范已经对上述限制作出了突破（分别为21米和7层的限制，且允许采用两层底框结构）。而上海地

区新的抗震规范尚未出台，所以此时我们可以兼顾两个规范作出决定。

3 底层抗震横墙的最大间距

横墙的间距限制主要是防止楼板平面出现过大的变形而不能使各层的地震作用传递到抗震墙上，因此与楼、屋盖的刚度有关。一般情况下，底框结构的楼、屋盖采用现浇至少也应

保证整体式装配。此时，抗震横墙的最大间距在6度时为25米，7度时为21米。

4 底层框架的抗震等级

老的抗震规范中，底层的框架抗震等级6、7度时分别为四级和三级，新抗震规范中均将其

提高一级处理。

二、计算要点

1 层刚比的控制

控制侧移刚度比的规定是根据底层为大空间的钢筋混凝土结构的弹塑性地震反应实验和研究分析结果提出的。图二是两个结构模型的侧移曲线，模型A是一般的抗震墙结构，上下刚度变化均匀，其弹性反应（虚线）与弹塑性反应（实线）的侧移曲线基本一致，上下变化也较均匀；模型B是底层大空间的抗震墙结构，弹性侧移反应中，底层稍大于其它各层，而弹塑性侧移反应中，底层侧移特别大，出现了显著的塑性变形集中。图三是层间位移曲线的比较，更明显的反映出底层存在塑性变形的集中。底层越弱，塑性变形集中的现象越严重，其程度基本上与上下侧移刚度比成正比。而结构破坏的程度层面变形成正比。因此，要减轻地震时底层的破坏程序，就要对上下部的侧移刚度比进行控制。即对γ=K2/K1进行控制。其中，K2是砖混部分最下一层的侧移刚度，即该层所有砖墙的侧移刚度之和。K1为框架层最上一层的侧移刚度，它由三部分组成：其一是该层的框架侧移刚度之和，其二为该层混凝土抗震墙侧移刚度之和，其三为该层砖抗震墙侧移刚度之和。按上海抗震规范，7度时γ应在1-2之间。按全国抗震规范，老规范中由于对底部两层框架的结构未加考虑，故仅对一层底框的情况进行控制，γ应在1-3之间。而新的抗震规范则对一层底框架和两层底框均加以控制，一层时γ应在1-2.5之间，两层时γ应在1-2之间。这一点作为设计人员应予以重视。要达到上述要求，采用钢筋混凝土抗震墙比采用砖抗震墙容易得到满足。因为混凝土的弹性

模量大约10倍于砖砌体的弹性模量。

2 地震作用的计算

底框结构的地震作用计算方法一般为底部剪力法，其中地震影响系数一律取αmax。在计算

时，上海地区可注意五个不必：

1） 不必计算结构的自振周期；

2） 不必查地震影响系数曲线；

3） 不必考虑顶部附加水平地震作用；

4） 不必考虑竖向地震作用的影响；

5） 不必考虑地基基础与结构的相互影响。

底框结构的总水平地震剪力标准值的计算公式为：Fek=αmaxGeq。其中Geq为结构的等效总重力荷载代表值，但应注意其取值为各层等重力荷载代表值之和的85%。总水平地震作

用沿高度的分布为：Fi=(GiHi/∑GiHi)Fek。

3 底层的设计地震剪力

各层的地震剪力设计值的计算公式为：Vi=γEH∑Fi。其中γEH为水平地震作用的分项系数，一般取为1.3。此处应注意的是，用上式求出的底层地震剪力设计值还应乘以一个增大系数。这是因为底部剪力法仅适用于刚度沿高度方向均匀变化的多层结构，而底框结构是具有薄弱底层的多层结构，故借用底部剪力法时应做适当的修正。上海规范规定纵向和横向的地震剪力设计值均乘以1.5的增大系数。而全国规范则按前文提到的上下侧移刚度比γ的大小，按

η=1+ 0.17γ来计算增大系数，其值在1.2—1.5之间。

4 底层抗震墙承担的水平地震剪力

在底层，抗震墙的侧移刚度比框架的侧移刚度大几十倍甚至上百倍。这样，按刚度分配，框架所承担的水平地震剪力还达不到总水平地震剪力的5%，为简化计算，可略去不计。因此，上海规范和全国规范均规定，增大后的纵横向的地震剪力，全部按该方向的抗震墙承担，并按该方向的各片抗震墙的刚度的比例来进行分配。

5 底层框架承担的水平地震剪力

既然底层的水平地震剪力都是由抗震墙承担，那为什么还要考虑框架承担的水平地震剪力呢？这主要是从安全的角度出发，考虑到抗震墙刚度降低而引起的框架承担的剪力的增大。此时，框架承担的水平地震剪力按抗侧力结构的有效侧移刚度的比例分配。所谓有效侧移刚度指的是地震作用下结构处于某个变形阶段时各构件的实际刚度。当结构遭遇7度或以上地震时，目前一般方法设计的结构将进入弹塑性变形状态，即墙体有一定裂缝而使其刚度急剧下降，从而对地震剪力在框架和抗震墙间的分配产生显著影响

四是框架在水平力作用下的侧力-位移关系曲线，当层间位移角达到1/500之前，二者基本上是线性关系，框架处于弹性变形阶段以内。图五是钢筋混凝土抗震墙的侧力-位移关系曲线，当层间位移角达到1/4000时，刚度就开始下降，当层间位移角达到1/500时，其割线刚度约等于初始弹性刚度的 30%。图六是砖抗震墙的侧力-位移关系曲线，当层间位移角达

到1/500时，其割线刚度已经大约下降到初始弹性刚度的13%。

综合上述实验结果，可以认为：当层间位移角接近1/500时，框架的刚度不变，钢筋混凝土抗震墙的刚度降至30%，砖抗震墙刚度约降至20%。此后，位移加大，框架的刚度也下降，但墙的刚度也继续下降，三者之间的比例关系基本不变。这样，底层一榀纵向或横向框架所承担的水平剪力计算公式为：Vf =KfV/（∑Kf+0.3∑Kcw+0.2∑Kbw）。其中Kf为一榀框架的

侧移刚度，Kcw为一榀钢筋混凝土抗震墙的侧移刚度，Kbw为一榀砖抗震墙的侧移刚度。

6 底层倾覆力矩在框架和抗震墙之间的分配

在各层的水平地震作用下，将会产生底层的倾覆力矩。在以往的工程设计中，往往将作用于底层的倾覆力矩视同水平地震剪力，按各榀构件的侧移刚度比例进行分配，使抗震墙承担过多的倾覆力矩，导致设计困难。实际上，倾覆力矩和水平剪力的性质不一样。后者产生侧移故按侧移刚度分配，前者产生转动应按底层的框架和抗震墙的转动刚度的比例进行分配。该

倾覆力矩进行分配后将使底层抗震墙产生附加弯矩，使底层的框架产生附加轴力。

底框--抗震墙的设计

砖混--底框的结构形式，由于它的独特优点，被广泛采用，面多量广。它

在PKPM软件计算中需分三步走。地震作用和上部砌体结构计算由PMCAD菜

单8完成，底部框架--剪力墙结构计算由SATWE或TAT、PK软件完成，下面

是它在PKPM软件中的实现过程。

第1步

用PMCAD主菜单1、2、3、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，其他情况是不允许的，还必须分清是梁承重还是墙承重。见图1。

第2步

完成结构建模后，执行PMCAD主菜单8进行砖混结构的抗震验算，同时完成以下两项

工作：

1：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。 2：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，新版软件增加了参数，其中比较重要的是“考虑墙梁作用上部

荷载折减系数”参数（见图2、图3），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（抗规7.1.8-3、4）等各项指标后，程序分别给出

文本计算书以及底框荷载（见图4）。

第3步

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，不考虑上不砌体的刚度的贡献，把底框部分作为独立结构分析。此时有PK、TAT、SATWE三个软件可供选择计算,其中SATWE、PK可适用于同时设置钢筋混凝土和砌体抗震墙的底层框架--抗震墙结构，而TAT仅适用于砌体抗震墙的底层框架--抗震墙结

构。

1：PK软件计算：

在PMCAD菜单4生成的各轴线平面“砖混底框”数据文件，顶层在同一平面，不出现错

层、斜梁，上部荷载选择传给梁，不传给墙。（见图5、6）

外荷载应注意捡查调整，并应把横梁定义为底框梁。（见图7、8）

2：SATWE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”（图9）

随后是“砌体结构信息”栏中“底层框架层数”（图10），可填写一个正数，也可填一个负数。填正数则按“接PM主菜单8的规范算法”（根据“抗规GB50011-2001“），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（如图11）；在结构分析时，读取的是第二次生成的数据文件。 若填一个负数，则按”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。

3：TAT三维设计软件计算：

仅”高层版“TAT提供了底框部分的空间分析计算。首先在”接PMCAD生成TAT数据“对话框里选中”作为底框砖混计算“选项，参数对话框中选中”框架结构“体系，通过数据检查后，进入”特殊荷载查看和定义”项，并在结构顶层平面图中选中 ”砖混底框L“（如图12）即可

校对确认。

底框计算的一切后处理，均与普通框架结构一样，如位移、内力、配筋、裂缝、施工图

等，其查阅方式、输出打印方式等也与普通框架结构一样。

此贴来源与钢结构网站，谢谢老济南！

你就说那天我给那老师打电话，那老师也没问问我的工作经历，也没说是不是要我，他也没告诉我什么时间上班？也不知道到底要不要你？有点纳闷。自己在家也没有事。

我给他找了个搞建筑的，那个建筑的让我帮着问问待遇，那个搞建筑的说他在建筑院年薪7万，那老师说先让他干点活看看再说，说让他把简历发到他得邮箱，结果也没把邮箱发给你。你说当时你不应该帮着建筑的问待遇的事，这事该让他们俩自己谈，感觉从中间传话不大好， 你再说今天你同学又给介绍一个建筑的。是不是再告诉他一下。

网上的一些经验,供参考.

底框结构注意问题

▲ 底框结构上部砖混荷载？

●底框结构里程序自动会把上部砖混荷载传至底框,不用自己再加

●用STAWE算底框是,砌体方面有一个选项:

1.按PM主菜单8算法; 2.有限元整体算法.

此处应该选1!!!有限元整体算法对底框不太准,只供参考(PKPM技术

人员说的)

▲ sat－8计算底框时，结构体系选什么？

●引用《pkpm新天地》2004年第5期咨询台的信息：

计算砖混底框时，satwe第一项中的结构体系参数已经失效。 所以在计算底框时，satwe第一项中的结构体系参数无论选框架还是

框剪结构都是无用的 。

▲ 底框建模问题：

（1）建模时在底层砼抗震墙处我同时输入砼抗震墙和框架梁是否正确？有开洞的墙处我将洞口直接开到框架梁底，这样对吗？ ●可以同时输入抗震墙和框架梁，框架梁作为边框梁。若是底部二层框架时，中间一层可以不用输入抗震墙。洞口可以直接开到框梁底。

（2）在PM楼层组装里面的设计参数里，总信息里结构主材应填什

么？材料信息里主要墙体材料又该怎样填？

●在PM地设计参数应当填“底框”，结构主材可以填混凝土。在

SATWE-8中的材料信息中应当填砌体。

（3）SATWE-8算完后，发现连梁超筋，而在墙洞上方有框梁，这是

怎么回事？

●底框主梁直接可按规范要求计算，应考虑荷载直接作用在梁上，超

筋就调整梁断面尺寸。

（4）平法绘图时，应该将框架柱旁的墙肢与柱一起画配筋吗？

●既然柱与墙肢接在一起，那柱是构造边缘构件，应当查计算结果中

抗震墙中的计算结果，按边缘构件配筋并画在一起。

▲ 新规范中第7.1.8条1款要求底部框架-抗震墙房屋结构布置中，上部砌体抗震墙与底部框架梁或抗震墙对齐或基本对齐，在定量上如

何把握？

●底框房屋是一种不利于抗震的结构类型。为提高其抗震能力，《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）中7.1.8条1款要求，上部砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙的轴线对齐或基本对齐，即大部分砌体抗震墙由下部的框架主梁或钢筋混凝土抗震墙支承，每单元砌体抗震墙最多有二道不落在框架主梁或钢筋混凝土抗震墙上，而是由次梁支托上部抗震墙。托墙的次梁应按3.4.3条考虑地震作用的计算和内力调整。建议尽量采用上部结构减少抗震墙数量的方案，即在无法对齐

处设置次梁支承非抗震隔墙以避免次梁托抗震墙的方法。

▲ 侧向刚度比不应小于1.0的原因？

●底框两层侧向刚度比小于1.0时，薄弱层是砌体层

●底部太刚，薄弱层上移，而设计并未有效加强，导致该强的不强，不该强的很强(底框部分及其上转换层砌体)，底框一般是使其薄弱层

发生在转换层或两层转换的第二层。个人观点，仅供参考。

▲ 底框问题

1.底框梁是否应定义为转换梁?因为此对抗剪非常重要!二者结果差很

多.

2.底框板用不用特殊厚板计算??

3.底框计算中底部剪力全部由抗震墙承担在计算书中怎么体现??

4.设底梁层定义为二层底框指标由2.0控制还是2.5??

●1，底框梁性质上讲是转换梁，但与高层中的转换梁不应混同在一起，所以在抗规中叫做“托墙梁”， 其构造在抗规中已经很明确，不必照

高层的转换梁来要求。

2，该层的板也只要满足抗规的要求即可，不必按厚板分析。 3，底框计算中底部剪力全部由抗震墙承担是在软件中已经设定了

的。

4，“设底梁层定义为二层底框指标由2.0控制还是2.5?? ”的问题可能是上下层刚度比的问题，这在抗规第7.1.8条中已经说得很清楚。

▲ 底框地震剪力谁承担？

抗规7.2.4条之3“底层或底部两层的纵向和横向地震剪力设计值全部由该方向的抗震墙承担，并..." 。理解为框架柱不分担地震剪力，可在第7.2.5条之1中： “....框架柱承担的地震剪力设计值，可按各抗侧力构件....分配确定...” 框架柱显然还是要承担地震剪力的。如何理

解呢？

●底框结构在大震时底部发生变形集中，会出现过大侧移而破坏，规范制订条文时总体上持谨慎态度，从控制底层设置一定数量的抗震墙和底部两道防线的设计原则考虑，其底部纵向和横向地震剪力设计值全部由该方向的抗震墙承担（抗规7.2.4-3)；在地震作用下，底部钢筋混凝土抗震墙层间位移角在1/1000左右时会开裂，位移角到1/500时刚度约下降到线性刚度的30%，此时砖填充墙刚度约下降到线性刚

度的20%，而钢筋混凝土柱在位移角为1/500左右时仍处于弹性阶段，底部发生塑性内力重分布，底部框架柱作为第二道防线，抗震性对底框结构整体抗震能力起很重要作用,因此7.2.5规定了框架柱需承担的

地震剪力。

另外抗规6.6.5对于板柱-抗震墙的规定也是按多道设防的抗震原则制

订的。

▲ 底框结构的基础问题

一层底框，上部四层砖混，无地下室，3类场地，Fak=150KPa，采用

钢筋混凝土抗震墙，7度设防。

不知可否采用：抗震墙用墙下条形基础，柱下采用独立基础？ ●最好都采用柱下条形基础，因为在剪力墙的两端肯定有柱，柱下需设地梁，这样受力明确。没有剪力墙处若设独基，两种基础形式存在差异沉降，况且地基承载力并不是很高，做独基经济效果并不是很明

显。

▲ 如何查看框支梁上的荷载？剪力墙上框支梁上的荷载很小，好像剪力墙上的荷载没有导下来。框支梁上托着23层的剪力墙，梁的跨

度7米。 是什么原因荷载没传下来？如何避免？

●请首先检查模型是否正确建立？梁的两端是否与框支柱节点完全闭

合？

另外，请查看SATWE里框支有限元分析（FEQ）结果，那里面会显示SATWE导荷后的荷载，当然，前提是模型正确，而且定义了框支

梁及相应的结构抗震等级。

但是SATWE由于是按有限元编制的，所以框支梁荷载小不足为奇。因为它考虑了其周边构件的共同作用，传到梁上的线荷载就小得多，一般应经过手算复核，或第二个软件复核，受力应是偏拉构件，当然，这在FEQ里也可以看到。总之，配筋不能仅仅依据SATWE平面配

筋简图进行，也不能简单依据FEQ进行。

若是底框砖混结构，运行SATWE，选择底框，计算完后，在satwe

第一项，选择图形显示，荷载，有底框恒载。

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底框-砖房设计的体会

底框-抗震墙结构的抗震计算内容有三部分:第一部分:与砌体结构相同,计算底框-抗震墙中砖填充墙及其他各层砖墙的抗震承载力,以及底框-抗震墙中混凝土剪力墙设计值.计算过程与砌体结构相同.在底框-抗震墙计算中,不考虑框架承担的地震作用,也即地震作用全部由

抗震墙承担.

第二部分;计算底部各榀框架承受的侧向地震作用及每榀框架中各框

架柱由地震倾覆力矩产生的附加轴力.

底框-抗震墙的地震剪力要根据上下层侧移刚度比乘以一个1.2~1.5的增大系数;然后将地震剪力在框架-和抗震墙之间进行分配,分配时混凝土剪力墙的侧移刚度要乘以0.3的折减系数,砖填充墙要乘以0.2的折减系数,非抗震墙(如隔墙)则不应在模型交互输入中输入;上部砌体

房屋产生的地震倾覆力矩按刚度分配到各榀框架和抗震墙,再按各柱

的转动惯性力矩计算柱的附加轴力.

第三部分;在底框-抗震墙中的混凝土剪力墙.,软件将根据其承受的剪力.轴力和由倾覆力矩产生的弯距设计值,计算出各片剪力墙的端部纵

向钢筋面积和水平分布筋面积.

软件可将底框-抗震墙结构的抗震计算结果,以及上部砌体房屋传递的竖向荷载,与pk.tat.satwe.等分析软件接口,通过pk.tat.及satwe软件进行底框-抗震墙在地震作用和竖向荷载作用下的内力分析及施工图设

计.

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关于底框-抗震墙结构框架梁荷载的折减

当抗震设防烈度为8度及以上时,上部荷载不折减,按100%作用在托

梁上,托梁配筋与普通梁一样按受弯构件计算.

当6.7度(0.1g.0.15g)时,上部荷载可考虑乘折减系数,此时托墙梁配筋与普通梁一样按受弯构件计算,因此,输入的折减系数不应太小,一般

可输入0.7~0.9,但不应少于四层荷载值.

也可将折减与墙梁同时勾选.程序根据砌体规范7.3.2条判断框架梁和过度层墙体是否符合墙梁的一般规定,对符合规定的框架梁和框支墙体按墙梁设计,对不符合规定的框架梁或框支墙体不考虑墙梁作用,在不满足墙梁的条件下,程序按折减去处理,但一般不考虑框架柱的边框

作用.

关于底框-抗震墙结构剪力墙间距要求:

8度时不超过15米 7度时不超过18米

6度时不超过21米

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底框砖房单片墙的有关规定:

单片剪力墙的高宽比应在1~4之间,使之为剪弯变形.当高宽比小于1时,一般称为低矮剪力墙,低矮剪力墙的抗侧刚度和承担的地震剪力较大,变形和耗能能力差,破坏形式为剪切破坏,一旦墙体开裂或丧失承

载能力,将对其他抗侧力构件产生不利影响.

砖混底框的设计

（一）“按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减”

⑴由于墙梁的反拱作用，使得一部分荷载直接传给了竖向构件，从而

使墙梁的荷载降低。

⑵若选择此项，则程序对所有的托墙梁均折减，而不判断该梁是否为

墙梁。

（二）“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”

⑴若选择此项，则则程序自动判断托墙梁是否为墙梁，若是墙梁则自

动按照规范要求计算梁上的荷载，若不是墙梁则按均布荷载方式加到

梁上。

⑵若同时选择“按经验考虑墙梁上部作用的荷载折减”和“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”两项，则程序对于墙梁则执行“按规范墙梁方法确定托梁上部荷载”，对于非墙梁则执行“按经验考虑墙梁上部作用

的荷载折减”。

（三）“底框结构剪力墙侧移刚度是否应该考虑边框柱的作用” 若选择此项，则程序在计算侧移刚度比时，与边框柱相连的剪力墙将

作为组合截面考虑。否则程序分别计算墙、柱侧移刚度。

一般而言，对混凝土抗震墙可选择考虑边框柱的作用，对砖抗震墙可

选择不考虑边框柱的作用。

（四）混凝土墙与砖墙弹性模量比的输入

⑴适用范围：混凝土墙与砖墙弹性模量比只有在该结构在某一层既输

入了混凝土墙，又输入了砖墙时才起作用。

⑵物理意义：混凝土墙与砖墙的弹性模量比。

⑶参数大小：该值缺省时为3，大小在3～6之间。

⑷如何填写：一般而言，混凝土墙的弹性模量是砖墙的10倍以上。如果是同等墙厚，则混凝土墙的刚度就是砖墙的10倍以上。但实际上，在结构设计时，一方面混凝土墙的厚度小于砖墙，从而使混凝土墙的刚度有所降低；另一方面，在实际地震力作用下混凝土墙所受的地震力是否就是砖墙的10倍以上还是未知数，因此我们不能将该值

填得过高。

(五)砖混底框结构风荷载的计算

⑴TAT软件可以直接计算风荷载。

⑵SATWE软件不可以直接计算风荷载，需要设计人员在特殊风荷载

定义中人为输入。

(六)砖混底框不计算地震力时该如何设计？

⑴目前的PMCAD软件不能计算非抗震的砖混底框结构。

⑵处理方法：

①设计人员可以按6度设防计算，砖混抗震验算结果可以不看。 ②砖混抗震验算完成后执行SATWE软件进行底框部分内力的计算。

⑶处理方法的基本原理：

①一般来说，砖混底框结构，按6度设防计算时地震力并非控制工况。 ②对于构件的弯矩值，基本上都是恒+活载控制；剪力值，有可能某些断面由地震力控制，但该剪力值的大小与恒+活载作用下的剪力值相差也不会很大。直接用该值设计首先肯定安全，其次误差很小。 ③如果个别构件出现其弯矩值和剪力值由地震力控制，这种情况一般出现在结构的外围构件中。设计人员或者直接使用该值进行设计，误

差不大，或者作为个案单独处理。

砖混底框结构刚度比的计算与调整方法探讨

（A）规范要求

《建筑抗震设计规范》第7.1.8条第3款明确规定：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。

《建筑抗震设计规范》第7.1.8条第4款明确规定：底部两层框架－抗震墙房屋的纵横两个方向，底部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。

（B）规范精神

⑴由于过渡层为砖房结构，受力复杂，若作为薄弱层，则结构位移反

应不均匀，弹塑性变形集中，从而对抗震不利。

⑵充分发挥底部结构的延性，提高其在地震力作用下的抗变形和耗能

能力。

（C）PMCAD对混凝土墙体刚度的计算

⑴对无洞口墙体的计算

①如果墙体高宽比M<1.0，则只计算剪切刚度，计算公式为(略) ②如果墙体高宽比M>1.0，则需计算剪弯刚度，计算公式为(略)

⑵对小洞口墙体的计算

①小洞口墙体的判别标准 α＝(略)≤0.4

②目前的PMCAD软件，对于砖混底框结构，只允许开设小洞口的剪力墙。对于α≥0.6或洞口高度大于等于0.8倍墙高的大洞口剪力墙，

则只能分片输入。

③PMCAD软件根据开洞率按照《抗震规范》表7.2.3乘以墙段洞口影

响系数计算小洞口剪力墙的刚度。

（D）工程算例：（例子还有图形等，未录入）本例通过不改变剪力

墙布置而用剪力墙开竖缝的方法来满足其刚度比的要求。(略)

（E）设竖缝的剪力墙墙体的构造要求

⑴竖缝两侧应设置暗柱。

⑵剪力墙的竖缝应开到梁底，将剪力墙分乘高宽比大于1.5，但也不

宜大于2.5的若干个墙板单元。

⑶对带边框的低矮钢筋混凝土墙的边框柱的配筋不应小于无钢筋混

凝土抗震墙的框架柱的配筋和箍筋要求。

⑷带边框的低矮钢筋混凝土墙的边框梁，应在竖缝的两侧1.5倍梁高

范围内箍筋加密，其箍筋间距不应大于100mm。

⑸竖缝的宽度可与墙厚相等，竖缝处可用预制钢筋混凝土块填入，并

做好防水。

（F）底部框架－剪力墙部分为两层的砖混底框结构，可以通过开设

洞口的方式形成高宽比大于2的若干墙段。

注：本条因为文字编辑的原因略去了一些公式，这些公式可以从其他

一些书上看到。

剪切、剪弯、地震力与地震层间位移比三种刚度比的计算与选择

（一）地震力与地震层间位移比的理解与应用

⑴规范要求：《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定：其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70％或其

上相邻三层侧向刚度平均值的80％。

⑵计算公式：Ki=Vi/Δui

⑶应用范围：

①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条

规定的工程刚度比计算。

②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。

（二）剪切刚度的理解与应用

⑴规范要求：

①《高规》第E.0.1条规定：底部大空间为一层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于

2。计算公式见《高规》151页。

②《抗震规范》第6.1.14条规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于

2。其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。计算公

式见《抗震规范》253页。

⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。 ⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14

条规定的工程的刚度比的计算。

（三）剪弯刚度的理解与应用

⑴规范要求：

①《高规》第E.0.2条规定：底部大空间大于一层时，其转换层上部

与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式（E.0.2）计算。γe宜接近1，非抗震设计时γe不应大于2，抗震设计

时γe不应大于1.3。计算公式见《高规》151页。

②《高规》第E.0.2条还规定：当转换层设置在3层及3层以上时，

其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60％。

⑵SATWE软件所采用的计算方法：高位侧移刚度的简化计算 ⑶应用范围：可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的

计算

（四）《上海规程》对刚度比的规定

《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在

于：

⑴《上海规程》第6.1.19条规定：地下室作为上部结构的嵌固端时，

地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。

⑵《上海规程》已将三种刚度比统一为采用剪切刚度比计算。

PKPM对底层框架上部砖房结构的设计过程是：1. 用PMCAD主菜单8作整体结构分析并得出底框的地震力；2. 用PMCAD主菜单4对底层框架部分逐个提取每榀框架；3. 用PK的平面杆系有限元分析功能逐个计算每榀框架，并用PK其它菜单画底框施工图。以上的方法对底框部分的计算及绘图效率都较低，SATWE软件新增了底框结构空间分析功能，并提供了两种分析方法：方法一，接PMCAD

主菜单8的规范算法，即“建筑抗震设计规范GB50011-2001”规定的简化方法。它将计算分为两步，第一，仍用PMCAD主菜单8的基底剪力法作整体结构分析并得出底框层的地震力，其次，将上部砖房与底部框架分离开，并使底部框架接收上部砖房传来的恒荷载、活荷载及地震力〔包括倾覆力矩〕，最后，仅对底框部分用SATWE进行空

间分析。

方法二，有限元整体算法。将上部砖房和底框作为一个整体，考虑砖混底框结构的特点，采用空间组合结构有限元方法进行分析，这种方法也适用于其它各种砌体结构。用以上两种方法计算后，对底框部分的画图可以用SATWE接力PK画图方式，即全楼归并后的成批挑选梁柱画图。对梁的画图程序自动加上底框构造。比以前的底框画图方式要灵活的多了。下面就SATWE软件的应用作如下归纳：一、操作流程 在PKPM系列CAD软件中，PMCAD是结构部分的基础模块，通过PMCAD的建模功能（主菜单1、2、3）形成结构的几何数据和荷载数据文件，其它软件模块均要读取上述两组文件。1． PMCAD主菜单8的砖混底框抗震验算对于底框结构，完成结构建模以后，首先要执行PMCAD主菜单8，进行砖混底框结构的抗震验算，其主要是完成以下两项工作：l 按基底剪力法计算结构的地震作用（地震剪力和倾覆力矩），并对上部砖房进行抗震验算。l 竖向导荷计算，把上部砖房的恒、活荷载和自重按支承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，有关参数的含义和作用可参见PMCAD说明书，其中“考虑墙梁作用的上部荷

载折减系数”是一个重要系数，在底框部分空间分析中还要用到。PMCAD有关底框结构的操作界面如图一：2． 底层框架结构空间分SATWE的析SATWE软件的操作步骤，有关参数的含义和作用可参见SATWE说明书，其中有三个控制参数应特别注意，如图二示：第一个是“总信息”中的“结构材料信息”，在进行底框结构空间分析时应将其设定为“砌体结构”；第二个是“砌体结构信息”中的“底部框架层数”，若为零则程序隐含认为该结构不是底框结构；第三个参数是“砌体结构信息”中的“底框结构空间分析方法”，这是一个控制开关，可选择“接PMCAD主菜单8的规范算法”或“有限元整体算法”，若选择“接PMCAD主菜单8的规范算法”，则程序仅对底框部分进行空间分析，在生成SATWE数据文件时，程序只形成底框部分（一层或两层）的几何信息和荷载信息，自动虑掉上部砖房部分信息；在结构分析时，自动读取PMCAD主菜单8为SATWE形成的底框部分的地震剪力，上部砖房传递给底框部分的地震剪力、倾覆弯矩、竖向荷载，以及考虑墙梁作用的上部荷载折减系数信息。若选择“有限元整体算法”，则将上部砖房和底框作为一个整体，采用空间组合结构有限元方法进行分析。这时，程序也要读取PMCAD主菜单8为SATWE形成的有关地震剪力调整信息和考虑墙梁作用的上部荷载折减系数信息。3． 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（如图五），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。二、应用注意事项对于底框结构，SATEW软件提供了两种分析方法：“接PMCAD主菜单8的规范算法”和“有限元整体算法”，在工程应用中，对于一般的底架结构，应选用“接PMCAD主菜单8的规范算法”，但对于一些特殊的底框结构，如多塔、或有抗震缝等，应人为地采用相应措施，或采用“有限元整体算法”。“有限元整体算法”不仅适用于底框结构，也适用于各种复杂的砌体结构，如内浇外

砌、内框架结构、混凝土砌块等。作为一种辅助手段

1.按PM主菜单8算法; 2.有限元整体算法

这两种算法我试过,差别不小呀

底框结构剪力墙设计中的若干问题

底框结构剪力墙设计中的若干问题

底框结构是我国现阶段经济条件下特有的一种结构，从抗震上讲它是一种不合理的结构形式，但限于我国当今的经济发展水平，目前还无法取消，因此在我国内地及广大中西部地区临街建筑中仍普遍采用。其具有“头重脚轻”、上刚下柔、的特点，为保证实现“小震不坏，中

震可修，大震用不倒”的抗震原则，《建筑设计抗震规范》

（GB50011-2001）对底框结构底部框架层与上层刚度比做出了明确规定，其中底层框架，第二层与底层侧向刚度比，6、7度时不应大

于2.5，8度不应大于1.5，且均不应小于1.，要做到这一点，必须在底部框架中布置一定数量的的抗震墙。结构设计中抗震墙如何设置，有时需要反复计算，多次与建筑专业协调。作者在总结多年底框架结构工程设计的基础上，对剪力墙布置中的若干问题提出以下解决办

法。

1 剪力墙布置原则

底框架结构中的剪力墙既是承担竖向荷载的主要构件，更是承担水平力的主要构件，在地震中起第一道 防线作用，因此在设计时要考虑底部剪力墙承担100%的水平地震作用，而框架只承担小部分的地震力作为安全储备。震害观测表明，底框砖房在地震时底层将发生变形集中，会出现过大的侧移而严重破坏甚至倒塌。有鉴于此，新规范在近十几年各地试验研究的基础上，对底框架结构剪力墙的布置做出了

更科学的调整。

首先抗 震墙间距要满足最大横墙间距限制，6、7、8度设防区最大

横墙间距分别为21m、18m、和1 5m。

其次，剪力墙应沿2个主轴方向都有布置，使之形成直角以更好地发

挥抗震作用。

另外要克服矫枉过正的偏见，有些设计人员认为既然底框结构底层薄弱就多布置一点剪力墙越强越好，实际上是走向另一个极端。剪力墙的设置应与上部砌体结构相协调，抗震设计的原则 是沿楼层间侧移

刚度应均匀变化 ，而不允许各层间发生突变。

2 剪力墙使用材料

规范中规定6、7度且总层数不超过5层的底框房屋，应允许采用嵌砌于框架之间的砌体抗震墙砌体抗震墙适用于总层数少、柱距较小、平面规整的建筑，它造价低，施工方便。但无率是在使用上或抗震上，还是采用混凝土墙好。计算其在相同高度和截面尺寸下的刚底之比，先假设它们同为整体墙（开小洞口），由整体墙截面的等效抗弯刚底

公式：

EIeq=EIw/1+9ulw/Awh)

式中，E为剪力墙弹性模量；I为考虑洞口影响后的水平截面惯性矩；U为截面上剪 应力不均匀系数，矩形截面取1.2；Aw为考虑洞口影

响后的水平截面折算面积；H为剪力墙计算。

因Iw\AwH仅与墙的几何尺寸相关，由假设可知混凝土剪力墙与砖剪力墙的上述参数相等过样它们的刚度比就成为材料弹性模量之比。由《混凝土的结构设计规范》（GB50010-2002）表4.1.5可得，C30混凝土的弹性模量Ec=3×10Mpa.由《砌体结构设计规范》（GB50003-2002）表3.2.1-1得Mu10砖、M10砂浆砌体的抗辰强度f=1.89Mpa。所以同

一位置相同几何条件的混凝土剪力墙与砖剪力墙的刚度之比

i=EC/Em=3×10/3024=9.92。

经验算这一结果对于几何条件相同的小开口墙和连肢墙同样适用。因此相同条件下C30混凝土墙刚度相当于Mu10砖、M10砂浆砖墙的

9.92倍，由此可见采用混凝土墙可大减少底层剪力墙的数量，经笔者总结多个底框工程实例经验，常规底框结构设计时既符合抗震，又较

经济合理的混凝土剪力墙截面积大约占上层砖混结构同方向墙截面积的5%~10%，而要达到同样要求所需的砖砌体剪力墙则远远大于这个比例，所以采用混凝土墙可使底层开间布置更加灵活，可利用空间更大。由于用量少，总造价也仅比砖砌体剪力体系，使结构遇地震时延性增大，避免了出现脆性破坏的概率。现在新规范已经缩小了6、7度时采用砖剪 力墙范围，并对底层砖剪力墙的构造做出了专门规

定，因此应尽量选用混凝土剪力墙。

3 剪力墙布置方式

框剪结构剪力墙布置有8字方针，即“周边，均匀对称，相交”底框结构中山墙一般要布置剪力墙，因为只在每个住宅单元楼梯间两侧布置

混凝土毅力墙的底框结构是不宜采用的。

相关试验表明，加大底层空旷房屋两端平面刚度，对底层框架端部竖向位移进行控制，可有效增加底层杠架的安全储备，但尽管如此布置也并不全周边，中间还需要很多剪力墙。因此底框结构8字方针可概括为竖直，均匀，对称，相效“，所谓竖直就是在布置底层剪力墙时

应尽量对应上部上下竖直、中间不间断的墙体，否则即使底层布置的剪力墙刚度再大，若竖向无对应的上部墙体，不仅传力途径不直接，且上下层刚心相距较远，地震时上部墙体与底层剪力墙间会形成很大

扭矩，极易破坏。

另外，布置底层剪力墙时要避开上部墙体洞口，若具体执行时实在难以避开，（例如楼梯间入户门等），那么应采取在上部洞口两侧增加构造柱等加强措施，以更好地传递地震力。对个别剪力墙未能与上层砖墙对应者，应设法加大底层与二层转换层之间楼板的平面内刚度例如楼板加厚，配筋率增加，双向双层配筋等。相交主要是指剪力墙应尽量布置成L形和T形，以使它们相互支撑，增大每片单肢墙的平面

外刚度，增强抗扭性。

具体设计时剪力墙的长度、开洞等均需通过计算确定。剪力墙的计算长度确定后、应将实墙面布置在两端中间用洞口分隔，避免采用一端有剪力墙而另一端为独立柱的方式。总之混凝土剪力墙具体布置时宜

开设洞口形成若干墙段，并保证各墙段高宽比不小于2。

4 剪力墙施工顺序

底框架结构中底层墙体并不全是剪力墙，也有一部分是用于分割空间的填充墙。一般当为混凝土剪力墙时，其区分非常明确，混凝土剪力墙以外的砖墙均为真充墙体，施工时混凝土剪力墙与框架柱同时浇筑，而填充墙应待混凝土与框架柱达到设计强度，甚至主体完工后再施工；但当底层剪力墙采用嵌砌于杠架柱间的砖墙时区分就不明确了，需设计人员出图说明。剪 力墙和填充墙施工顺序不一致，砌体剪力墙必须与其周边混凝土杠架形成整体，才能充分发挥其抗侧力作用。为保证与周边混凝土框架紧密结合，应先砌墙后浇框架柱，砌墙时要预留马牙槎，预埋锚拉筋，且框架梁直接坐于墙顶，不需再支底模；而填充墙的施工时间则要晚得多，一般是在主体完工时后砌，墙

顶预留二三皮砖，待沉实后再斜砖及砂浆填充。

5 剪力墙、如何正确计算

底框结构上下层侧向刚度比是有方向性的，一般只计算主轴方向的侧向刚度比。对矫形布置的规则结构，其主轴方向即为互相垂直的X

和Y向，现在常用的底框计算软件中国建筑科学研究开发PKPM程序底框计算也只给出X向和Y向侧向刚度比，这就给两主轴不下交或L形、T形建筑的侧向刚度比难处带来一定的横墙来计算刚度比，这样从电脑的计算结果看K0和K90（0°和90°方向的刚度比）满足要求了，实际上局部单肢的K0°和K90°远远不能满足上述问题表面

上是程序本身的问题但实质上是计算模型错误。

当前一些设计人员口重视上机计算而忽视基础理论的学习，电脑程序必须建立在正确的计算模型上，这是计算结果正确的技术前提。因此在输入计算机前必须认真分析结构的特性，首先建立一个模型，并仔细阅读计算机设计软件的编制原理、使用说明及技术条件与本工程相后才能正确使用计算机运算，准确辨析计算结果的正误。L形建筑正确的计算机运算，单肢计算时适当考虑另一肢的影响，这样才能防止两肢互相干扰从而得出正确的结论，至于双主轴不下交的建筑，在输

机前宜先用手算。

通过以上5个问题的分析，可得出以下结论：（1）首先应满足规范对剪力墙布置中强制性条文要求，台间距；双主轴均布等（2）应尽可能采用混凝土剪力墙；（3）布置时遵循“竖直，均匀，对称，相交“的8个字方针；（4）施工时必须区分剪力墙与填充墙；（5）不规则平面

布局的剪力墙电算时应根据具体问题具体分析。

砖混底框的计算

TAT作砖混底部框架计算的思路是：接PMCAD主菜单8的规范算法后，再对底部框架部分作空间计算。它将计算分为两步，首先，仍用PMCAD主菜单8的基底剪力法（即“建筑抗震设计规范GBJ11-89”规定的简化方法）作整体结构分析并得出底框层的地震力，然后，将上部砖房与底部框架分离开，并使底部框架接收上部砖房传来的恒载、活载和地震力（包括倾覆力矩），还可自己生成风荷载，然后仅对底框部分用TAT进行空间分析。

在PMCAD中的第八步进行砖混抗震验算后，才可进入TAT进行下部底框的整体分析。

（1） 在进行从PMCAD转换为TAT的操作中，在交互界面上的“底框结构”选项上，选择打勾，即表示该工程为砖混底框结构：则PMCAD主菜单8算出的上部砖混的恒、活荷载会自动传给下部结构；PMCAD主菜单8算出的上部砖混的地震剪力、地震倾覆弯矩

也会自动传给下部结构；选择风荷载计算，则上部砖混的风剪力、风倾覆弯矩也会自动传给下部结构；

（2） 在进入TAT并通过数据检查后，选择“特殊荷载查看和定义”项，并在结构的顶层平面图时，选择“砖混底框L”，这时屏幕右上角显示菜单为下图所示：

砖混底框L

=========

X向地震力

Y向地震力

X向 风 力

Y向 风 力

恒 荷 载

活 荷 载

调 整 前/后

说 明

返 回

砖混底框荷载查看菜单

上部砖混传来的恒、活荷载还带有考虑墙梁作用的上部荷载折减系数，即恒、活荷载产生的均布荷载不完全作用在底框梁上，而应按折减系数将部分荷载向两边传，对两边柱产生两个集中力，因此折减系数将影响梁的上部砖混的荷载分布。折减系数已在PMCAD的第八步确定，想改变折减系数，只有到PMCAD中去修改，并且要重新转换TAT数据才被确认；

在上图菜单中，通过“调整前/后”这个菜单，可以查看：（1）“调整前”为不考虑折减系数的上部砖混传给下部底框的恒、活荷载，地震力、风力产生的倾覆弯矩不转换为节点的拉、压力；（2）“调整后”为考虑折减系数的上部砖混传给下部底框的恒、活荷载，其中部分已被分配为两端柱的轴压力，地震力、风力产生的倾覆弯矩转换为节点的拉、压力。

砖混底框的计算：

砖混底框部分的计算仅限于底框层部分的TAT空间计算：

(1) 把上部砖混传来的恒、活与底框层的恒、活合并作为新的恒、活荷载计算；

（2）把上部传来的地震、风的剪力作为作用在底框质心的地震和风的外力，并把地震和风的倾覆弯矩产生的节点拉、压力作用在相应的地震力、风力工况中；

（3）在TAT计算选择对话框中，选择底框计算。

底框计算后的一切后处理，均与普通框架结构一样，如位移、内力、配筋、裂缝、施工图等，其查阅方式、输出打印等也与普通框架结构一样。

底层框架-抗震墙房屋的底层钢筋混凝土抗震墙，宜开设洞口形成若干墙段，各墙段的高宽比不宜小于2；对不便开设洞口的带边框低矮墙，应在墙中设置竖缝使墙体分成两个或三个高宽比大于1.5的墙板单元

底层钢筋混凝土抗震墙通过设竖缝分成若干墙段，结构建模时各墙段应作为独立墙体分别输入

砼剪力墙超筋的原因是剪力墙设置过少

底框结构底部剪力墙的数量由构造要求和层间刚度比控制。墙体越宽，需要的墙体数量越少；墙体越少，就越容易出现超筋

底部剪力墙应开设洞口形成高宽比不小于2的墙段，不宜开设洞口的应设竖缝将墙体分成高宽比大于1.5的墙板单元

在满足剪力墙高宽比的前提下，通过调整剪力墙的数量，使层间刚度比落在许可范围内，以避免剪力墙超筋

n全地下室

全地下室不按一层考虑，房屋嵌固端位于地下室顶板处 n半地下室

（1）无窗井半地下室

A）半地下室底板距室外地面距离大于半地下室净高的1/2，半地下室不按一层考虑，房屋嵌固端位于地下室顶板处

B）半地下室底板距室外地面距离小于等于半地下室净高的1/2，半地下室按一层考虑，房屋嵌固端位于地下室底板处

（2）设窗井半地下室

A）有窗井而无窗井墙或窗井墙不与纵墙相连，未形成扩大基础的底盘，周围的土体不能对半地下室起约束作用，此时半地下室应按一层考虑，房屋嵌固端位于地下室底板处

B）窗井墙为内横墙的延伸，形成了扩展的半地下室底盘，提高了结构的整体稳定性，此时可以认为半地下室在土体中具有较好的嵌固条件，半地下室可不按一层考虑，房屋嵌固端位于地下室顶板处