浅谈填充墙对框架结构抗震性能影响

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1、浅谈填充墙对框架结构抗震性能影响　　摘要：目前在框架—填充墙结构设计中不考虑填充墙的承载性能，按照纯框架进行设计；在抗震验算时只考虑填充墙对框架结构刚度的影响，对框架自震周期进行折减，其余仍按纯框架进行验算。然而为了保证墙体稳定，常采取填充墙与框架柱、梁拉结的做法。该做法导致框架与填充墙形成一个整体共同抵抗外部荷载作用，从而使框架结构的各种性能发生改变。本文就填充墙对框架结构抗震性能的影响及目前抗震验算方法存在的不足进行简单分析、归纳，以供工程设计人员参考。关键词：填充墙；框架结构；抗震性能中图分类号：TU973+.16文献标识码：A文章

2、编号：1、概述框架—填充墙结构是一种常用的结构体系，为了满足建筑的使用功能，填充墙成了框架结构中非常重要的非结构构件，主要是对框架结构进行功能分隔和外部围护。在结构设计时，填充墙被视为非结构构件，不参与结构的受力，不考虑填充墙的承载性能，按照纯框架进行设计，简单把填充墙体作为荷载作用到框架梁上，根据规范要求利用周期折减系数来考虑填充墙的作用。6这种方式从结构整体上近似考虑了填充墙的影响，但只是在计算结构周期的时候，对结构所吸收的地震作用有一定的放大效应。而在计算构件受力的时候，整个结构的受力仍按框架构件的刚度进行分配，忽略了填充墙的承载力

3、和填充墙的刚度影响。总体说来，这种计算方法在大多数情况下是能满足结构安全的，在填充墙布置规则的情况下，这种计算方法对结构来说有一定安全储备。但在填充墙布局复杂，或者开洞比较多的情况下，填充墙的存在对框架的受力有很大的影响，忽略填充墙的的影响对结构计算是不利的。2、填充墙对框架抗震性能有利影响2.1填充墙使框架结构的承载力提高填充墙与框架相互作用，改变了整个框架结构的抗侧力。由于填充墙具有很大的抗侧刚度，在整个受震过程中，直至结构破坏，填充墙始终能够承担一部分水平荷载作用。因此框架结构布置有填充墙可以提高其承载能力，比单纯的框架结构能够承受

4、更大的荷载作用。2.2填充墙的布置限制了结构位移梁上下和柱左右填充墙的存在约束了梁柱的变形，使得其变形不致过大，在一定程度上对梁柱起到了保护作用，保证了梁柱的承载力损失不会过大，同时整个结构的层间侧移也相应减少。2.3填充墙的布置使得结构多了一道耗能防线6填充墙具有较大的初始刚度，在地震初期，填充墙承担了大部分的剪力，它通过自身的变形和开裂，消耗了很大部分的地震能，使得主体结构的负担得以减轻，从而整个结构的耗能能力大为增加。3、填充墙对框架抗震性能不利影响3.1填充墙布置不当形成短柱填充墙的存在，约束了填充墙间柱的变形，减低了柱的净高，形

5、成短柱。柱子形成短柱以后，柱子变形能力差，延性也大大降低。短柱的刚度大于其他柱的刚度，地震中将承载更大的地震力，在地震作用下极易发生脆性的剪切破坏。3.2填充墙布置不当在竖向形成薄弱层由于填充墙布置不规则，造成框架结构的质量和刚度中心不重合，在地震作用下，产生扭转效应，造成结构破坏。例如，底层做商业，需要大空间，填充墙布置少，上部为住宅或办公部分，填充墙布置较多，使得底层刚度发生突变，上部刚度大，下部刚度小，底层为薄弱层。在地震作用下，底层的层间剪力最大，而底层的墙体较少刚度较小，会产生较大的层间弹性位移，同时结构的倾覆力矩作用几乎全部由

6、底层框架柱承担。因此，底部框架柱的弹塑性变形集中会非常明显，容易在地震下产生底层的错断，从而导致整个建筑的倒塌。3.3填充墙布置不均匀造成结构扭转破坏6在结构设计时，规范要求剪力墙布置要满足均匀对称，尽量布置在结构外围，使平面内刚度中心与质量中心重合。同样，填充墙的布置也应该遵循这一原则，以避免地震作用产生扭转破坏。如果填充墙在结构中布置不当，造成结构刚度中心偏移，从而使结构在地震作用下发生较大的扭转。3.4填充墙布置不当形成梁的破坏由于填充墙的存在，使得梁的变形收到一定程度的限制，减小了框架梁的弯曲变形，增加了框架梁的刚度，使框架结构的

7、“强柱弱梁”屈服机制难以形成。在填充墙上开设门窗洞口使原有框架梁的计算跨度减小，形成短梁。短梁是脆性梁，延性差，抗剪能力弱，破坏时易形成剪切破坏。3.5填充墙刚度对结构的影响由于填充墙具有较大的抗侧移刚度，使得结构抗侧移刚度增大，结构自震周期变短，其对应的地震反应谱中影响系数将偏大，从而使整个建筑物受到的水平地震作用增大。4、现行规范对填充墙与框架连接的要求填充墙宜选用轻质砌体材料，与框架连接时，可根据设计要求采用脱开或不脱开方法。有抗震设防要求时宜采用填充墙与框架脱开的方法。4.1填充墙与框架采用脱开的方法时，宜符合下列规定：61）填充

8、墙两端与框架柱，填充墙顶面与框架梁之间留出不小于20mm的间隙，缝隙可采用聚苯乙烯泡沫塑料板条或聚氨酯发泡材料充填，并用硅酮胶或其他弹性密封材料封缝；2）填充墙端部应设置构造柱，柱间距宜不大于