填充墙对框架结构抗震性能的不利影响

摘要：就填充墙对框架结构的抗震性能的不利影响，进行归纳和总结，供设计人员参考。

关键词：框架结构；抗震；填充墙

Abstract: the unfavorable influence of filler wall on seismic performances of frame structure, and summarized, to provide references for designers.

Keywords: frame structure; seismic; filled wall

中图分类号：TU352.11文献标识码：A文章编号：

框架填充墙结构体系是一种工程上应用十分普遍的结构体系，填充墙和框架作为一个整体共同承受竖向荷载和水平荷载的作用的思想也普遍被接受。在同样的抗震条件下，填充墙框架有更大的抗侧刚度、更大的抗侧强度、更好的耗能能力和更好的延性。

但是在现在的结构设计中，一般不考虑填充墙和框架的协同工作，不考虑填充墙的协同作用并不总是安全的。多次地震中框架结构的抗震性能调查表明：填充墙的不合理布置导致的扭转破坏、短柱破坏等现象非常普遍。这样的破坏形式，与框架结构的柔性抗震计算假设悖逆，本文仅讨论填充墙对框架结构抗震性能的不利影响。

1 刚度效应

1.1由刚度效应引起的扭转破坏

在框架结构的周边沿竖向和水平均匀布置填充墙能够极大提高框架结构的抗扭强度和刚度，可以防止因扭转振动使构件产生不均匀应力。但是如果增加的填充墙在结构中布置不当，负作用会更大，将会使结构的扭转反应进一步加大。一个本来均匀规整的框架结构由于加入了填充墙，造成结构的刚度中心偏移，从而使结构在地震作用下发生较大的扭转。

1.2 由刚度效应引起的薄弱层破坏

有些房屋建筑在设计时，由于建筑功能的要求在底层设置车库或商场，上部作住宅或办公，从而使底层成为薄弱层；还有一些住户由于装修原因取消部分填充墙从而使整个结构上产生薄弱层。这对整个结构的抗震性能十分不利。

2 约束效应

除刚度效应外，填充墙还会对主体结构的梁柱产生约束效应。由于填充墙的存在，使得主体结构构件的变形受到一定程度的限制。并且减小梁、柱的计算高度。填充墙的约束效应很多时候是结构的安全隐患。

2.1 带填充墙结构的短柱破坏

柱的计算高度变小形成短柱以后，变形能力差，延性也大大降低，地震作用显著增大，柱本身所受的剪力大大增加，在地震作用下极易发生脆性的剪切破坏。很多大地震均发生过因为短柱形成而使房屋整个楼层整体垮塌的现象。

2.2 带填充墙结构的短梁破坏

由于填充墙的存在，原有框架梁的计算跨度发生变化，使得框架梁的跨高比大大减小，形成短梁。试验证明，短梁是一极具脆性的梁，延性差、抗剪能力弱，破坏时易成剪切破坏。短梁的出现还带来一个问题，就是原期望的强柱弱梁的抗震体系的梁进一步减弱，短梁的脆性破坏使得短梁从开裂到破坏只消耗了为数不多的能量，这意味着因为短梁的存在，本希望由延性梁消耗的大部分能量不得不由框架柱的破坏来消耗，这无疑增加了结构在地震中的危险性。

3 填充墙实际施工中不规范、质量差造成的安全隐患

《建筑抗震设计规范》规定：非承重墙体宜采用轻质墙体材料，采用砌体墙时，应采取措施减少对主体结构的不利影响，并应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠连接。《砌体工程施工质量验收规范》规定：填充墙砌体留置的拉结筋或网片的位置应与块体皮数相符合。拉结筋或网片应置于灰缝中，埋置长度应满足设计要求。

但在实际工程中，填充墙由于是框架结构中的非承重构件，往往在施工中被忽视。导致水平地震作用下填充墙的甩落或构件的脱落。

3.1构造柱、水平连系梁、圈梁不按规范要求设置

这些抗震构造构件的钢筋绑扎及混凝土浇筑随意性很大：主筋两端无锚固；箍筋的间距不规则、无加密区且与主筋未贴紧；构造柱顶部与楼板交接处混凝土施工质量差。

3.2墙体与主体间的拉结措施不规范、不到位

后锚固拉结筋的植筋质量差；拉结筋间距过大；拉结筋所在灰缝不饱满。

总之，在框架填充墙结构设计中，应充分考虑填充墙对结构抗震性能的不利影响，对填充墙的抗震设计问题给予足够重视。