薄弱层

多、高层房屋中相对强度较低的楼层

薄弱层是指多、高层房屋中相对强度较低的楼层。其存在是由于结构布置不均匀引起的。均匀结构也会因抗力的变异性而出现薄弱层。对于存在明显薄弱层的不均匀结构，在地震作用下非线性层间变形将会集中在该楼层。应对其采用一些特殊的构造和加强措施，以提高其变形能力和结构整体抗震能力。

简介

平面规则而竖向不规则的建筑，应采用空间结构计算模型，刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数；如果刚度小的楼层在乘以地震力放大系数后楼层受剪承载力仍小于相邻上一楼层的80%时，该楼层( 薄弱层) 应进行弹塑性变形分析并满足规范的相关要求。结构设计中应采取措施，减少结构的不规则情况，尤其是竖向不规则，避免软弱层及薄弱层的出现，当结构设计中无法避免侧向刚度突变时应采取相应的结构措施，减小薄弱层及软弱层的数量，尽量使薄弱层转化为软弱层，软弱层转化为非软弱层。

破坏模式

(1)填充墙布置不连续造成结构的薄弱层破坏：

由于建筑功能的需要，存在有大量的底部大开间建筑。这种建筑常常是底层为隔墙较少的商场或车库，上部为隔墙较多的住宅，形成上刚下柔的结构体系，这就造成了结构底层成为薄弱层。在地震作用下，由于底层的刚度和承载力均较上面各层小很多，结构的侧移大部分集中于底层，上面各层的侧移很小。本该由上面各层吸收的地震能量，很大一部分转移到底层，以致底层吸收的能量超出其最大的允许变形受能吸收的能量，其结果是底层破坏严重。

(2)填充墙沿平面不均匀布置产生的结构扭转效应：

对称结构在地面平动作用下，一般仅发生平移振动，各构件的侧移量相等，水平地震作用下，水平地震作用力构件按刚度分配，因而构件受力比较均匀。故框架—填充墙结构的周边填充墙布置均匀对称，能够极大的提高结构的抗扭强度和刚度，可以防止结构因扭转使构件产生不均匀受力。但是由于建筑功能的需要，一些建筑物设计时，底层临街面全部为玻璃窗，背街面采用砖填充墙，填充墙布置不均匀，布置填充墙的一面刚度增加很多，导致刚度中心偏向一边，质量重心与刚度中心不重合，远离刚度中心心的刚度较小的构件，由于侧移量加大，分担的地震力也显著增大，很容易因超出承载能力和变形极限而发生严重破坏，即发生结构扭转效应。

(3)填充墙布置不当引起的短柱破坏：

就框架柱本身受力状况和破坏形态而言，一般情况下均属于长柱，然而，当采用砖砌围护墙时，由于每开间墙面上均开有较宽的窗洞，而窗洞上下的两条窗裙墙是通长的，并与框架柱紧密相接，由于框架柱受到窗裙墙的刚性约束，减短了柱的有效长度，使框架柱变成了短柱，在地震作用下，承担的地震剪力增大很多，因而往往会发生脆性剪切破坏。

(4)填充墙体的破坏：

在地震作用下，由于填充墙体本身具有很大的初始刚度，分担的水平地震作用力也较大，然而填充墙体本身是脆性材料，抗剪能力低，变形能力小，填充墙以自身的变形消耗地震能量，因而在墙面上会产生斜裂缝或交叉裂缝剪切破坏，多在端墙、窗间墙或门窗洞口的边角部位破坏严重。汶川地震震害调查发现，填充墙的材料对震害也有较大的影响，空心砖砌体填充墙比实心砖砌体填充墙震害大，砂浆等级较高，填充墙破坏较轻。此外，填充墙体由于缺少必要的连接而出现的平面外破坏、不仅造成较大的财产损失，砌体填充墙倒塌或掉块还将威及到人的生命安全。故在框架—填充墙抗震设计时，应按规范要求，保证填充墙与框架之间连接紧密，防止填充墙产生平面外破坏。

稳固方法

①增加薄弱层的水平地震力；

②增大薄弱层的框架柱截面；

③提高薄弱层框架柱的抗震等级( 即增加框架柱的抗震承载能力，增大框架柱的配筋) 。

第一种方法在现有的结构计算软件中较难实现，因为普通钢筋混凝土结构的薄弱层一般都是软弱层，现有结构软件对软弱层的地震力已经放大了1.15倍，如果要再放大薄弱层的地震力，只能全楼乘以放大系数，这对增大薄弱层的受剪承载力意义不大；第二种方法中框架柱的截面往往受到建筑使用功能的限制而不能增大；第三种方法提高薄弱层框架柱的抗震等级具有可操作性。

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