填充墻對框架結構抗震性能的影響

狄衛星

（常州東華建筑安裝工程有限公司，江蘇 溧陽 213300）

汶川地震給人們的生命健康財產帶來巨大的損害，汶川地震之后，它能夠調查震區各類房屋震害可知，高烈度區存在開裂的鋼筋混凝土框架結構，還導致一些列其他震害出現。在以往抗震研究中，人們對框架主體結構抗震性能的研究比較重視，且在這方面的研究中取得了理想的成果。但是在研究中沒有過多的考慮填充墻等非結構構件，由此導致直接破壞了填充墻框架結構，因此，分析填充墻對框架結構抗震性能的影響具有重要意義[1]。

1 填充墻對框架抗震性的有利影響

1.1 填充墻會搞框架結構的承載力

填充墻將對整個框架結構的抗側力帶來一定影響，主要是填充墻與框架之間產生的相互作用所致。由于填充墻的抗側剛度比較顯著，在整個受震過程中將會直接破壞結構，填充墻始終能實現一部分水平荷載的承擔作用，因此，與以往單純的框架結構相比，框架結構布置有填充墻能使其承載能力得到提升。

1.2 填充墻的布置對結構位移有所限制

梁上下與柱左右填充墻的存在，將會對梁柱的變形帶來一定的約束，由此導致梁柱變形不會過過于顯著，在一定程度上能夠保護梁柱，其使梁柱的承載力得到保障，與此同時，將會減少整個結構的層間側移。

1.3 填充墻的布置將使結構多了一道耗能防線

填充墻的本身有著有著剛度強的特點，在地震的初期階段，填充墻將大部分剪力進行承擔，其能達到大部分地震能的消耗目的，且能減輕主體結構的負擔，有助于增加整個結構的耗能能力。

2 填充墻對框架抗震性能的不利影響

2.1 填充墻布置不當將會形成短柱

填充墻將會使填充墻間柱的變形得以約束，且會使柱的凈高得以降低，由此使短柱得以形成，柱子的變形能力相對較差，且會有效降低其延性。短柱的剛度比其他柱的剛度要大，地震中的地震力承載更大，如果發生地震，將會使脆性剪切破壞的發生率增加。

2.2 不恰當的填充墻布置在豎向形成薄弱層

如果沒有科學合理的布置填充墻，將會使框架結構的質量與剛度中心存在不重合的現象，在地震作用下，使得扭轉效應產生，從而使得結構破壞更加突出。

比如，底層做商業，需要的空間較大，布置的填充墻較少，上部為住宅或辦公部分，布置較多的填充墻，將會導致底層剛度的突變發生率增加，面對較大的上部剛度、較小的下部剛度，薄弱的底層。如果發生地震，層間剪力最大的是底層，而較小的底層墻體，將會使較大的層間彈性位移現象得以產生，與此同時，底層框架柱主要承擔結構的傾覆力矩作用。因此，會出現十分明顯的底部框架柱的彈塑性變形集中現象，其在地震下底層錯斷的問題也會經常出現，最終將會使整個建筑的穩定性帶來極大的影響，極易出現倒塌[2]。

2.3 不均勻的填充墻布置將會使就夠出現扭轉破壞

在設計結構時，剪力墻布置應當要符合實際需求，及均勻對稱，在布置剪力墻過程中盡可能布置在結構外圍，達到平面內剛度中心重合質量中心的效果。為了防止地震作用導致填充墻出現扭轉破壞，在布置填充墻時也應當遵循這一原則。如果存在不科學的填充墻結構布置，將極易出現偏移結構剛度中心的問題，且在地震作用下，將會出現極大的扭轉填充墻結構。

2.4 填充墻對框架柱的影響

框架填充物在地震初期，其產生的變形現象相對較少，地震剪力主要由于框架、填充墻一同承擔，然后填充墻在地震作用下極易出現裂縫，主要是由于其抗拉強度較低所致，這時框架仍然處于彈性階段，隨著不斷增加的層間變形現象，將會逐漸減小填充墻的剛度。填充墻與框架的剛度比值發生變化，在填充墻、框架之間，將會使結構承擔的地震剪力產生內力重分布，雖然由于整體降低剛度，而導致房屋總地震作用減小，但是框架柱仍比地震作用初期分擔的地震剪力更多[3]。在實際設計中，一般將全部層間地質剪力按框架柱的層間側移剛度來分配框架柱間，而沒有對填充墻分擔的地震剪力充分考慮，這種設計計算方法看起來比較安全，實際上會使得結構存在一些安全隱患。另外，在汶川地震中，填充墻出現了嚴重的破壞現象，尤其是窗下填充墻形成的短柱十分明顯。

2.5 填充墻剛度對結構的影響

填充墻的抗側移剛度比較強，由此會增加結構抗側移剛度，且會縮短結構自震周期，其對應的地震反應譜中將會出現偏大的影響系數，從而將會增大整個建筑物受到水平地震作用。

3 當前規范對填充墻與框架連接的要求

3.1 填充墻與框架采用脫開方法時，應注意以下幾點：

（1）填充墻兩端與框架柱，填充墻頂面與框架梁之間留出20mm 以上的間隙，可將聚苯乙烯泡沫塑料板條等材料進行填充縫隙。

（2）填充墻端部應將構造柱予以設置，柱間距不能超過20 倍強厚，與此同時，柱間距應在4000mm 以下，柱寬應在100mm 及以上。柱頂與框架梁應預留一定的縫隙，一般在15mm 以以上，封縫中可采用硅酮膠等材料。

（3）填充墻兩端宜卡入設在梁、板底及柱側的卡口鐵件內，墻側卡口板的豎向間距、墻頂卡口板的水平間距分別在應在500m、1500mm 之內。

（4）墻體高度如果在4m 以上，應將柱連通水平系梁予以設置，位置處于墻高中部；填充墻應控制在5m 之內；當填充墻有寬度在2100mm 的洞口時，應將鋼筋混凝土柱加設在洞口兩側，其寬度應在50mm 及以上[4]。

3.2 填充墻與框架采用不脫開方法，應注意以下幾點：

（1）如果發現洞口存在于填充墻中，可將鋼筋混凝土帶設置在窗洞口的上端、下端、門洞口的上端，鋼筋混凝土帶的澆筑過程中，應將其與過梁的混凝土一同實施澆筑作業。

（2）填充墻長度如果在5m 以上，或者墻長大于2 倍層高，墻頂與梁宜有拉結措施，在墻體中部應將構造柱予以加設；采用鋼絲墻、網砂漿面層加強樓梯間、走廊兩邊的填充墻。

4 結語

總而言之，填充墻布置的科學合理化，能使結構的側移剛度得以增加，且會使結構水平位移現象得以減少，在一定程度上能使框架結構承載力得以顯著提高。若存在不合理的填充墻布置，帶會帶來很多不良影響。本文通過對總而言之，填充墻布置的科學合理化，能使結構的側移剛度得以增加，且會使結構水平位移現象得以減少，在一定程度上能使框架結構承載力得以顯著提高。若存在不合理的填充墻布置，帶會帶來很多不良影響，因此，對填充墻對框架結構抗震性能的影響進行分析十分有必要，以此為合理的布置填充墻提供一些參考。