填充墙对框架结构抗震性能的影响

狄卫星

（常州东华建筑安装工程有限公司，江苏 溧阳 213300）

汶川地震给人们的生命健康财产带来巨大的损害，汶川地震之后，它能够调查震区各类房屋震害可知，高烈度区存在开裂的钢筋混凝土框架结构，还导致一些列其他震害出现。在以往抗震研究中，人们对框架主体结构抗震性能的研究比较重视，且在这方面的研究中取得了理想的成果。但是在研究中没有过多的考虑填充墙等非结构构件，由此导致直接破坏了填充墙框架结构，因此，分析填充墙对框架结构抗震性能的影响具有重要意义[1]。

1 填充墙对框架抗震性的有利影响

1.1 填充墙会搞框架结构的承载力

填充墙将对整个框架结构的抗侧力带来一定影响，主要是填充墙与框架之间产生的相互作用所致。由于填充墙的抗侧刚度比较显著，在整个受震过程中将会直接破坏结构，填充墙始终能实现一部分水平荷载的承担作用，因此，与以往单纯的框架结构相比，框架结构布置有填充墙能使其承载能力得到提升。

1.2 填充墙的布置对结构位移有所限制

梁上下与柱左右填充墙的存在，将会对梁柱的变形带来一定的约束，由此导致梁柱变形不会过过于显著，在一定程度上能够保护梁柱，其使梁柱的承载力得到保障，与此同时，将会减少整个结构的层间侧移。

1.3 填充墙的布置将使结构多了一道耗能防线

填充墙的本身有着有着刚度强的特点，在地震的初期阶段，填充墙将大部分剪力进行承担，其能达到大部分地震能的消耗目的，且能减轻主体结构的负担，有助于增加整个结构的耗能能力。

2 填充墙对框架抗震性能的不利影响

2.1 填充墙布置不当将会形成短柱

填充墙将会使填充墙间柱的变形得以约束，且会使柱的净高得以降低，由此使短柱得以形成，柱子的变形能力相对较差，且会有效降低其延性。短柱的刚度比其他柱的刚度要大，地震中的地震力承载更大，如果发生地震，将会使脆性剪切破坏的发生率增加。

2.2 不恰当的填充墙布置在竖向形成薄弱层

如果没有科学合理的布置填充墙，将会使框架结构的质量与刚度中心存在不重合的现象，在地震作用下，使得扭转效应产生，从而使得结构破坏更加突出。

比如，底层做商业，需要的空间较大，布置的填充墙较少，上部为住宅或办公部分，布置较多的填充墙，将会导致底层刚度的突变发生率增加，面对较大的上部刚度、较小的下部刚度，薄弱的底层。如果发生地震，层间剪力最大的是底层，而较小的底层墙体，将会使较大的层间弹性位移现象得以产生，与此同时，底层框架柱主要承担结构的倾覆力矩作用。因此，会出现十分明显的底部框架柱的弹塑性变形集中现象，其在地震下底层错断的问题也会经常出现，最终将会使整个建筑的稳定性带来极大的影响，极易出现倒塌[2]。

2.3 不均匀的填充墙布置将会使就够出现扭转破坏

在设计结构时，剪力墙布置应当要符合实际需求，及均匀对称，在布置剪力墙过程中尽可能布置在结构外围，达到平面内刚度中心重合质量中心的效果。为了防止地震作用导致填充墙出现扭转破坏，在布置填充墙时也应当遵循这一原则。如果存在不科学的填充墙结构布置，将极易出现偏移结构刚度中心的问题，且在地震作用下，将会出现极大的扭转填充墙结构。

2.4 填充墙对框架柱的影响

框架填充物在地震初期，其产生的变形现象相对较少，地震剪力主要由于框架、填充墙一同承担，然后填充墙在地震作用下极易出现裂缝，主要是由于其抗拉强度较低所致，这时框架仍然处于弹性阶段，随着不断增加的层间变形现象，将会逐渐减小填充墙的刚度。填充墙与框架的刚度比值发生变化，在填充墙、框架之间，将会使结构承担的地震剪力产生内力重分布，虽然由于整体降低刚度，而导致房屋总地震作用减小，但是框架柱仍比地震作用初期分担的地震剪力更多[3]。在实际设计中，一般将全部层间地质剪力按框架柱的层间侧移刚度来分配框架柱间，而没有对填充墙分担的地震剪力充分考虑，这种设计计算方法看起来比较安全，实际上会使得结构存在一些安全隐患。另外，在汶川地震中，填充墙出现了严重的破坏现象，尤其是窗下填充墙形成的短柱十分明显。

2.5 填充墙刚度对结构的影响

填充墙的抗侧移刚度比较强，由此会增加结构抗侧移刚度，且会缩短结构自震周期，其对应的地震反应谱中将会出现偏大的影响系数，从而将会增大整个建筑物受到水平地震作用。

3 当前规范对填充墙与框架连接的要求

3.1 填充墙与框架采用脱开方法时，应注意以下几点：

（1）填充墙两端与框架柱，填充墙顶面与框架梁之间留出20mm 以上的间隙，可将聚苯乙烯泡沫塑料板条等材料进行填充缝隙。

（2）填充墙端部应将构造柱予以设置，柱间距不能超过20 倍强厚，与此同时，柱间距应在4000mm 以下，柱宽应在100mm 及以上。柱顶与框架梁应预留一定的缝隙，一般在15mm 以以上，封缝中可采用硅酮胶等材料。

（3）填充墙两端宜卡入设在梁、板底及柱侧的卡口铁件内，墙侧卡口板的竖向间距、墙顶卡口板的水平间距分别在应在500m、1500mm 之内。

（4）墙体高度如果在4m 以上，应将柱连通水平系梁予以设置，位置处于墙高中部；填充墙应控制在5m 之内；当填充墙有宽度在2100mm 的洞口时，应将钢筋混凝土柱加设在洞口两侧，其宽度应在50mm 及以上[4]。

3.2 填充墙与框架采用不脱开方法，应注意以下几点：

（1）如果发现洞口存在于填充墙中，可将钢筋混凝土带设置在窗洞口的上端、下端、门洞口的上端，钢筋混凝土带的浇筑过程中，应将其与过梁的混凝土一同实施浇筑作业。

（2）填充墙长度如果在5m 以上，或者墙长大于2 倍层高，墙顶与梁宜有拉结措施，在墙体中部应将构造柱予以加设；采用钢丝墙、网砂浆面层加强楼梯间、走廊两边的填充墙。

4 结语

总而言之，填充墙布置的科学合理化，能使结构的侧移刚度得以增加，且会使结构水平位移现象得以减少，在一定程度上能使框架结构承载力得以显著提高。若存在不合理的填充墙布置，带会带来很多不良影响。本文通过对总而言之，填充墙布置的科学合理化，能使结构的侧移刚度得以增加，且会使结构水平位移现象得以减少，在一定程度上能使框架结构承载力得以显著提高。若存在不合理的填充墙布置，带会带来很多不良影响，因此，对填充墙对框架结构抗震性能的影响进行分析十分有必要，以此为合理的布置填充墙提供一些参考。