填充墙在框架结构抗震性能方面的影响研究
； ０ 麓 辕 辛奄
填充墙在框架结构抗震性能方面的影响研究
毛 锐 ，李兆惠 ，李 可
（１．西南科技大学土木工程与建筑学院，四川绵阳６２１０１０；
２．四川省建筑设计院，四川成都６１００３６）
【摘要】 地震中大量的震害表明，填充墙对于框架结构的刚度和抗震性能有很大的影响。文章分析
了多种填充墙的计算模型，并运用ＡＮＳＹＳ有限元分析软件对取不同填充墙模型的同一框架结构进行模拟，
通过计算分析，说明了框架结构中填充墙对框架结构抗震性能的影响。尤其是忽略填充墙刚度会产生一定
安全隐患，实际设计中应根据不同情况加以考虑。 【关键词】填充墙；框架结构；ＡＮＳＹＳ；抗震性能
【中图分类号】ＴＵ３５２．１１
２００８年５月１２日发生在汶川的８．０级大地震造成了巨
大的生命和财产损失，也带给了人们沉痛的经验和教训。通
过对汶ＪｉＩ大地震震害的分析，发现了很多框架结构中由于填
充墙的原因而造成破坏。目前的框架结构设计通常只考虑
填充墙的重力以及填充墙对结构周期的影响。然而，在侧向
力作用下，填充墙的“刚度效应”和“约束效应”会对结构的
抗震性能造成影响。填充墙在竖向分布不均匀会导致结构
存在薄弱层；填充墙在水平面内分布不均匀可能造成“扭转 效应”；窗下填充墙对附近框架柱的约束作用导致“短柱效
应” 。因此，在设计中若忽略填充墙刚度贡献则存在较大
的安全隐患。本文运用大型有限元分析软件ＡＮＳＹＳ对框架
结构进行分析计算，通过计算结果的对比，分析了填充墙在
框架结构抗震性能方面的影响 ｊ。
１计算模型的建立
１．１计算模型平面布置
计算模型选取某六层框架结构房屋，第一层层高为５ ｍ，
以上各层均为３ ｍ，抗震设防类别为乙类，框架柱截面尺寸为
５００ ｍｍ ｘ５００ ｍｍ，框架梁为２５０ ｍｍ×５００ ｍｍ，楼板厚度为
１２０ ｍｍ。结构中钢筋均采用Ⅱ级钢筋，混凝土剪力墙墙体
纵、横向配筋率均为０．５％。各种计算模型平面示意图如 图１。
图１ 计算模型平面示意图
１．２计算单元参数
本文三维实体模型中墙体采用Ｓｈｅｌｌ６３单元，框架柱和 【文献标识码】Ａ
框架梁采用Ｂｅａｍ１８８单元。文中的混凝土构件根据《建筑结 构荷载规范》 ］、【 中关于材料属性的规定，钢筋混凝土构件
采用刚度肼等效的整体式模型 。其具体参数如表ｌ。
计算模型采用三维有限元模型，采用的方法为由低图元
向高图元建模。在网格划分中，本文划分成的单元均为四面
体。图２一图５为整体模型单元划分以及边界条件示意图。
表１ 各构件的单元选用及相关参数
弹性模量 密度 分项 材料 泊松比 单元选取 （Ｎ／ｍ ） （ｋｓ／ｍ ）
填充墙 普通粘土砖 ４ Ｘ１０ ０．１ １．９ Ｘ１０ Ｓｈｅｌ１６３
框架柱、 钢筋混凝土 ３．８ Ｘ１０４ ０．２ ２．６×１０ ３ Ｂｅａｍｌ８８ 框架梁
楼板 钢筋混凝土 ３．８×１０ ０．２ ２．６ Ｘ１０ ＳｈｅＵ６３
支撑杆件 钢筋混凝土 ３．８×１０ Ｏ．２ ２．６ Ｘ１０ Ｌｉｎｋ８
１．３计算模型的选取
１．３．１传统框架模型
模型只建框架柱、框架梁和楼板，填充墙视为线荷载加
在梁上，不考虑填充墙的刚度，模型如图２。
１．３．２等效单杆模型 等效单杆模型是将填充墙视为与墙材性相同的杆单元，
对角斜撑杆铰接于框架平面，与填充墙厚度相同，有效宽度
取对角线长的１／１０。此斜杆只承受压力不承受拉力，形成斜
撑杆与框架共同工作的抗侧力体系。等效单杆模型简图如
图３。
１．３．３等效三杆模型 等效三杆模型模拟实际的框架填充墙结构，可以反映框
架梁、柱的刚度、变形和内力分布特点，以及填充墙约束框架 侧向变形时所发挥的对角支撑作用。等效三杆模型如图４，
支撑面积计算公式如式（Ｉ）：
［定稿日期］２０１１—０４—２１
［作者简介］毛锐（１９８１一），男，硕士研究生，研究方向
为建筑结构抗震。
四川Ｉ建筑第３２卷１期２０１２．０２ １３ｌ
工ｌ “ 程 绪 ；＿ 删 １．
Ａ ｄ＝ （１一Ｏｔ ）Ｏ／…ｈ ｔ ｆｏｃｏｓ０
图２传统框架模型 图３等效单杆模型
图４等效三杆模型 １．３．４填充墙元模型
填充墙元模型是用有限元
的方法对框架结构中的填充墙
进行模拟。这种计算模型除能
较好地反应整体的结构性能，这
种方法需要进行大量的计算和
时间，由于仿真条件的限制，此
种方法的计算也无法完全反映
实际的结果。填充墙元模型简
图如图５。
１．４模态分析
本文运用ＡＮＳＹＳ中的子空
间法，对上述４种有限元分析模
型进行模态分析，得到了各种模型的前６阶阵型的周期，见
表２。
２结论 图５填充墙墙元模型 表２各模型不同振型周期对比
模型１ 模型２ 模型３ 模型４ 周期（ｓ） 周期（ｓ） 周期（ｓ） 周期（ｓ）
０．９３ｌ ０．６５４ ０．５７２ ０．３７９
０．６８６ ０．４８１ ０．３１８ Ｏ．２１３
Ｏ．６３１ ０．４９２ ０．３２８ ０．２０７
Ｏ．２１３ Ｏ．１０９ ０．１９１ Ｏ．１２０
０．２０１ ０．１９５ ０．１９５ ０．１２５
０．２２１ ０．１９０ Ｏ．１Ｏ６ ０．Ｏ９２
（１）通过对四种模型的计算，填充墙等代成斜支撑后刚
度减小，而周期也随之增大。 （２）将填充墙等代为斜杆支撑后，等效单杆模型与传统
框架模型的周期比值为０．７左右；等效三杆模型与传统框架
模型的周期比值为０．６左右；填充墙元模型与传统框架模型
的周期比值为０．４左右。故对传统计算方法中周期折减系
数在本算例中应取０．４～０．７。 （３）在设计中忽略填充墙刚度贡献会存在较大的安全隐
患；而在设计中考虑的周期折减系数应该由框架结构中的填
充墙具体数量具体分析，不应概而论之。
参考文献
［１］淡浩，张瀑，鲁兆红．填充墙刚度对框架结构抗震性能影响的 定量分析初探［Ｊ］．四ＪＩｌ建筑科学研究，２０１０（５） ［２］ 童岳生，钱国芳．砖填充墙钢筋混凝土框架房屋实用抗震计算 方法［Ｊ］．建筑结构学报，１９８７（１）
［３］ＧＢＪ１１—８９建筑抗震设计规范［ｓ］
［４］ＧＢ５０００９—２００１建筑结构荷载规范［ｓ］ ［５］ 吕西林，金国芳，吴晓涵．钢筋混凝上结构非线性有限元理论 与应用［Ｍ］．同济大学出版社，１９９７：７２
（上接第１３０页） 增加且增长的速度越来越快；由弯曲变形
引起的侧移值随着高度的增加而增加，随着高宽比的增加而
减少；由轴向变形的侧移量与弯曲变形的侧移量的比值图可
知，随着高度的增加，轴向变形所引起的侧移值占总侧移值
的比值越来越大，随着高宽比的增加，该比值呈增长趋势。
在图中还可看出，在高宽比选择合适的情况下，当框架结构
高度小于５０ ｉｎ的前提下，由轴向变形引起的侧移值与弯曲
变形引起的侧移值的比值不超过１０％，因此，这种情况下可
忽略轴向变形引起的侧移值。如果框架宽度相对于高度的
比值较小，轴向变形所引起的侧移值则不能忽略。高度达到
ｌ３２ 什么程度以及高宽比是达到何邻界值时可忽略轴向变形弓
起的侧移值还有待于进一步研究。
参考文献
［１］邱洪兴．建筑结构设计［Ｍ］．北京：高等教育出版社，２００７：１８１
—１８２ ［２］ 沈蒲生．高层建筑结构设计［Ｍ］．北京：中国建筑工业出版社，
２００６ １１２０—１２１
四川建筑第３２卷１期
２０１２．０２
蒸压加气混凝土砌块填充墙抗震性能试验研究
５８ 福建建设科技２００７．Ｎｏ．６ ■建材与化学建材
蒸压加气混凝土砌块填充墙抗震性能试验研究
陈国钦（福建省建设科技发展促进中心福州３５０００１）
［提要］ 填充墙框架结构是房屋建筑结构中常见的一种结构体系。已往的研究表明，填充墙对框架结构的刚度、变形性
能及其承载力有着很大的影响。本文针对目前比较常用的蒸压加气混凝土砌块填充墙框架结构，进行了拟静力试验研究。
［关键词］ 蒸压加气混凝土砌块填充墙框架抗震性能拟静力试验
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｆｉｌｌｅｄ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｉｓ ａ ｃｏｍｍｏｎ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｈｏｕｓｉｎｇ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｓｔｕｄｉｅｓ ｈａｓ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｔｈａｔ ｆｉｌｌｅｄ ｗａｌｌ ｈａｓ ａ
ｇｒｅａｔ ｅｆｆｅｃｔｉｏｎ ｏｎ ｆｒａｍｅ ｓｔｉｆｎｅｓｓ，ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｂｅａｒｉｎｇ ｃａｐａｃｉｔｙ．Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｑｕａｓｉ—ｓｔａｔｉｃ ｔｅｓｔ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎ－
衄ｅｄ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｗｉｔｈ ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ ａｅｒａｔｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｌｏｃｋ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ａｕｔｏｃｌａｖｅｄ ａｅｒａｔｅｄ ｃｏｎｃｒｅｔｅ ｂｌｏｃｋ；Ｉｎｆｉｌｌｅｄ ｆｒａｍｅ；ａｎｔｉ—－ｓｅｉｓｍａｔｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；Ｑｕａｓｉ——ｓｔａｔｉｃ ｔｅｓｔ
１弓ｌ言 蒸压加气混凝土作为一种新型节能墙体材料，具有材料
来源广，性能稳定，质轻，隔热，保温，防火，隔音，易加工等多
种特点，是迄今为止唯一能够同时满足墙材革新和节能５０％
要求的自保温墙体材料。蒸压加气混凝土的材性与粘土砖的
材性相差甚远，二者的施工工艺也有较大的差别，因此对框架 蒸压加气混凝土砌块填充墙结构共同作用性能的研究是非常
填充墙与框架连接方式的发展
填充墙与框架连接方式的发展
现阶段，我国普遍采用与框架连接方式为刚性连接，在地震作用中，刚性连接下，填充墙自身破坏严重，同时对结构的主体构件以及结构体系的整体性能的影响劣势明显，规范推荐采用与框架柱脱开或柔性连接的方式，但是并没有给出统一的、完整的规定。本文主要阐述了柔性连接的独特优势，以及柔性连接作为重要构件进行设计所需的设计内容。
【标签】刚性连接；柔性连接；设计内容
随着对地震作用下框架结构整体性能的研究，框架结构中填充墙的性能影响愈加引起结构设计人员的重视。
填充墙问题突出表现于两个方面：一，填充墙作为非结构构件在地震作用中破坏比较严重，难以满足规范对非结构构件的设防目标。填充墙破坏直接影响建筑的使用功能，增加修复费用，严重的填充墙破坏甚至产生此生灾害，危及生命安全；二，填充墙对结构构件破坏模态以及结构体系的整体性能影响非常显著，不可忽视。
1 刚性连接：
目前，在我国普遍应用的填充墙连接形式是刚性连接，即是斜砌顶紧的砌筑方式，墙体与框架结构的紧密接触，在地震力的整个作用过程中都参与受力，作为抗震的第一道防线。
1.1 填充墙对框架抗震性能有利影响：
1.1.1 提高结构体系承载力安全储备
1.1.2 提高结构抗侧刚度，减小结构的层间侧移，提高适用度。
1.1.3 增加结构体系耗能能力，减轻了对结构主体构件的影响
1.1.4 降低结构倒塌概率
1.2 填充墙对框架抗震性能不利影响
1.2.1 填充墙水平布置不合理，容易产生扭转效应，角度构件破坏严重。
1.2.2 填充墙竖向布置不合理，易形成结构薄弱层，产生明显的塑性变形集中。
1.2.3 结构地震作用增大。增加了抗侧刚度，减小了结构的固有周期。
1.2.4 使框架柱形成短柱，短柱的延性较差，易发生脆性剪切破坏。
1.2.5 使框架梁形成短梁
1.2.6 使框架结构“强柱弱梁”屈服机制难以形成，墙梁作用明显
1.2.7 填充墙因参与地震作用的分配，平面内刚度大，超静定结构按刚度进行受力分配，受力大，但是承载力小，破坏及其严重。
填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响
【文章编号】１００４—７３４４（２０１３）０６—０３４７—０２
填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响
邓强
（重庆市瑞丰建筑勘察设计有限责任公司 重庆市璧山县４０２７６０）
摘要：随着我国建筑业的快速发展，人们不断的追求更高、更荚的建筑。钢筋混凝土框架结构由于质量轻，而且有着良好的经济
性和适用性，成为当前建筑物广泛使用的结构体系，框架结构施工完成后再通过填充墙将室内空间隔开。在过去几十年中，框架结构
的填充墙被认为只能作为围护和隔断墙体，对建筑结构的抗震性能没有影响，人们往往忽略了对框架结构填充墙的抗震性能研究，导 致我国在最近几年大地震中很多钢筋混凝土框架结构损害严重。随着对钢筋混凝土框架结构填充墙的不断深入研究，研究表明填充
墙对框架结构的承载力、刚度及其变形能力都有着很大的影响，对结构的抗震性能影响不容忽视。
关键词：填充墙；钢筋混凝土框架结构；抗震性能；影响
１引言
我国是地震多发国家，地震给我国人民生命财产带来了极大的损 失。从１９７６年唐山７．８级地震，到２００８年的汶川８．０级地震，再到２０１０
年的玉树７．１级地震，每次强地震都造成当地大量的钢筋混凝土框架结
构建筑物倒塌、损毁，使得人们逐渐的将目光转向钢筋混凝土框架结构 填充墙。原有的观点认为填充墙在结构中没有承重、支撑和抗剪切作用，
只是起围护和隔断作用。通过对结构抗震的逐步重视，填充墙对钢筋混 凝土框架结构抗震性能的影响逐渐被人们所重视。
２案例分析
２００８年我国西南某地区发生了８．０级强烈地震，此次地震是建国以
来震级最大的一次地震，也是破坏力最强、波及范围最广的地震。此次地 震给震源周边５Ｏ万ｋｍｚ地区带来了严重的破坏，造成近１Ｏ万人员死
亡，数十万人员受伤，还有不计其数的房屋倒塌、损毁，给当地人们带来 了深重的灾难。后来经专家调查，当地的建筑物大都采用钢筋混凝土框 架结构抗，在建筑设计时，没有考虑到填充墙对钢筋混凝土框架结构抗
框架结构填充墙影响和强梁弱柱成因研究
第３期 中国地震局工程力学研究所２０１２届博士论文摘要（Ｉ） ４７
（４）初步介绍了恢复重建信息服务系统、综合信息管理系统、信息发布系统、模型管理
系统、用户和权限管理等其他系统的基本功能设计，并分别给出了程序开发用例图。 （５）提出了多精度多尺度的数据库建设思路：以已有数据成果收集为主，辅以遥感影像
提取和人口统计数据推演等新方法，并补充典型地区现场调查数据；根据数据用途和精度不
同，系统数据库分为三个层次：详实型数据、欠详实数据和普适型数据，分别描述了各层次
数据库的数据来源、数据内容、数据分类、数据存储格式等；定义了统一的数据结构规范；规 定了空间数据处理要求；采用ＸＭＬ格式对系统各类参数和数据标准化处理；建立了数据库
存储更新维护方案。
（６）实现了系统包括硬件部署、软件平台选择、数据库、开发框架、计算流程等内容的设 计与集成；给出了界面原型设计方法，通过程序开发实现了系统首页界、地震动影响场、建
筑物震害预测等展示界面；初步实现了设定地震下的地震影响场绘制、建筑物震害预测、生
命线工程震害预测、经济损失评估和人员伤亡评估的计算流程；实现了多种维度的评估结果 查询与统计、文档和专题图的展示功能。
（７）首次提出了基于云计算平台的ＨＡＺ—Ｃｈｉｎａ地震灾害损失评估系统的初步设想，给出
了总体框架和基本功能；详细阐述了云计算平台的４个服务层次的基本功能，包括地震应用
服务层、地震业务开发平台服务层、地震数据服务层和基础设施服务层；建立了系统的体系 结构；最后指出了近期的首要任务是实现地震应用服务层的功能。
关键词地震风险评估；震害预测；应急响应；损失评估；恢复重建；数据库；ＧＩＳ；云
计算
（作者电子信箱：陈洪富：ｃｈｅｎ－ｈｏｎｇｆｕ＠１６３．ｃｏｒｎ）
框架结构填充墙影响和强梁弱柱成因研究
石宏彬
（中国地震局工程力学研究所，哈尔滨１５００８０）
中图分类号：ＴＵ３５２．１； 文献标识码： Ａ；ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．０２３５—４９７５．２０１３．０３．０１４
浅析填充墙对框架结构抗震性能的影响
第３３卷第２期 ２ ０ ０ ７年１月 山 西 建 筑 ＳＨＡＮＸＩ ＡＲＣＨＩＴＥＣＴＵＲＥ Ｖｌ０１．３３Ｎｏ．２ Ｊａｎ．２００７ ・８５・
文章编号：１００９—６８２５｛２００７｝０２—００８５－０２
浅析填充墙对框架结构抗震性能的影响
曹明星 张岩俊 高荣丽
摘要：介绍了填充墙对主体结构、框架柱、框架梁的抗震性能的影响，并对框架填充墙进行结构设计时提出了一些建议 和加强措施，供设计人员参考。 ‘
关键词：填充墙，框架结构，抗震性能，建筑设计 中图分类号：ＴＵ３７５．４ 文献标识码：Ａ
框架结构一般使用填充墙进行房间分割，目前我国广泛使用
的填充墙为混凝土加气块或空心砖砌体。 在框架结构设计时，设计人员通常是把填充墙作为荷载附加 到框架的对应位置，未考虑填充墙对结构抗侧刚度的贡献，对结 构模型作纯框架处理。事实上，填充墙的加入除了对结构产生附
加荷载外，还使整个框架房屋的质量、刚度、自振周期以及整体变 形和位移较纯框架结构有较大不同，使得计算所用的力学模型与
实际结构有较大出入。由于计算模型与实际结构的差异，抗震设 计有可能不能有效实现规范要求的“小震不坏、中震可修、大震不
倒”的抗震设防目标。
１ 填充墙对主体结构抗震性能的影响
目前，抗震分析中用于填充墙框架共同工作的模型主要有
墙、框并联模型、等效斜撑模型和填充墙元模型三种。具体如图１ 所示。
。
ａ）墙、框并联模型 ｂ）等效斜撑模型 ｃ）填充墙元模型 图１ 填充墙框架共同工作模型
三种模型的计算结果与纯框架模型相比，其侧向刚度均有明
显增大，结构的周期缩短，地震力增大，致使按纯框架模型计算结
果偏于不安全。为了弥补上述偏差，通常采用人工干预折减结构 周期来放大地震力，ＪＧＪ ３—２００２高层建筑混凝土结构技术规程第
３．３．１７条明确指出，框架结构在增加了填充墙后，结构自振周期 的折减系数可取０．６～０．７。虽然通过缩短周期达到了放大地震
填充墙框架结构的抗震性能评估
第２８卷第２期 ２００６年４月 工程抗震与加固改造 Ｅａｒｔｈｑｕａｋｅ Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｔｒｏｆｉｔｔｉｎｇ Ｖｏ１．２８．Ｎｏ．２ Ａｐｒ．２００６ ［文章编号］１００２．８４１２（２００６）０２・００２０・０４
填充墙框架结构的抗震性能评估
王春武 ，孟少平 （１．东南大学土木工程学院，江苏南京２１００９６；２．扬州大学建筑工程学院，江苏扬州２２５００９）
［摘要］ 大量的填充墙框架结构在使用着，而且正在和将被建造。本文分析了砌体填充墙与框架结构的相互作用机理，主 要为填充墙框架结构的荷载路径、填充墙布置、填充墙对框架柱和梁的附加作用、填充墙开洞时框架柱可能形成“短柱”等几 种力学模型，给出了结论和建议，供抗震设计、鉴定、改造和加固设计时参考。 ［关键词］填充墙框架结构；填充砌体抗震墙；抗震性能；评估 ［中图分类号］ＴＵ３１１．２ ［文献标识码］ Ａ Ｔｈｅ Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ Ｓｅｉｓｍｉｃ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ Ｍａｓｏｎｒｙ—ｉｎｆｉｌｌｅｄ Ｆｒａｍｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ Ｗａｎｇ Ｃｈｕｎ－ｗｕ 一，Ｍｅｎｇ Ｓｈａｏ－ｐｉｎｇ （１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｓｏｕｔｈｅａｓｔ Ｕｎｉｖｅｎｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９６，Ｃｈｉｎａ；２．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆＣｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｇｚｈｏｕ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， “ ２２５００９，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｒｇｅ ｎｕｍｂｅｒｓ ｏｆ ｍａｓｏｎｒｙ・ｉｎｆｉｌｌｅｄ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ａｒｅ ｂｅｉｎｇ ｏｃｃｕｐｉｅｄ，ｍｏｒｅｏｖｅｒ ａｒｅ ｂｅｉｎｇ ａｎｄ ｗｉｌｌ ｂｅ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄ．Ｉｎｔｅｒａｃｔｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ ｍａｓｏｎｒｙ．ｉｎｆｉｌｌｅｄ ｗａｌｌｓ ａｎｄ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｓ ａｎａｌｙｓｅｄ，ｍａｉｎｌｙ ｉｎｖｏｌｖｉｎｇ ｌｏａｄ ｐａｔｈｓ，ｉｎｆｉｌｌｅｄ ｗａｌｌ ｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ａｄｄｉｔｉｖｅ ａｃｔｉｏｎ， ｃａｐｔｉｖｅ ｃｏｌｕｍｎｓ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｍｏｄｅｌｓ．Ｓｏｍｅ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｙｅ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｔｏ ｂｅ ｒｅｆｅｒｒｅｄ ｆｏｒ ｓｅｉｓｍｉｃ ｄｅｓｉｇｎ，ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ａｎｄ ｒｅｔｒｏｆｉｔ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍａｓｏｎｒｙ・ｉｎｆｉｌｌｅｄ ｆｒａｍｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；ｍａｓｏｎｒｙ・ｉｎｆｉｌｌｅｄ ｓｅｉｓｍｉｃ ｗａｌｌｓ；ｓｅｉｓｍｉｃ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ；ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ １概述 一般使用填充墙对框架结构进行房间分割和外 部围护。填充墙可以是实心粘土砖、空心粘土砖、实 心或空心的轻质砌块砌体墙或轻质隔断墙板。 如果不能保证填充墙与框架柱、梁有足够的间 隙，必然造成填充墙与框架柱、梁的相互作用。在填 充墙与框架柱、梁有足够间隙的情形下，如果没有好 的结构构造和施工措施，那么必定会带来填充墙的 不稳定。 为了填充墙的稳定、施工方便，一般采取填充墙 与框架柱、梁周边嵌实做法，形成刚性连接，也利于 隔音、防水、保温、隔热。 在框架结构竖向计算时，由于填充墙后砌，所以 可以假定填充墙对框架柱没有影响；与砌体结构中 砌体墙相比，填充墙强度较低，不可能形成砌体结构
加气混凝土砌体的抗震性能的研究
加气混凝土砌体对混凝土框架的抗震性能的研究
李英鑫
中南大学土木工程学院
摘要：加气混凝土不以粘土为原料,是一种很有发展前途的新型建筑材料，其承重砌块住宅结构体系是一种很有发展前途的承重结构体系。本文通过相关文献研究分析墙体的是否开洞以及开洞大小、不同高宽比和竖向压应力对墙体破坏形态和抗震性能的影响。具体分析了加气混凝土砌体充当不同的组合结构的抗震性能。分析结果表明,虽然加气混凝土砌块的强度比较低,抗剪强度略小,但该种墙体的延性较好,可以用于低层住宅结构体系的承重墙体，同时构造柱和系梁限制砌块裂缝的产生和发展，砌快的脆性性质得到改善，提高砌快的力学性能；通过合理的构造措施使加气混凝土砌块组合结构的抗震性能得到提高。
关键词：加气混凝土砌体砌块 抗震性能 填充墙 混凝土框架
加气混凝土砌块轻质、节能、保温、造价低等特点，作为一种代替粘土砖的墙体材料已经广泛应用于建筑的填墙、维护墙和隔墙中。而研究表表明，周边刚性连接的砌体填充墙与框架结构相互作用，对结构整体抗震想能产生不可忽略的影响；而柔性连接，即通过在填充墙与框架柱之 间设置足够宽度的缝槽，隔离两者间的相互作用，或在填充墙中设置多条具有一定宽度的竖向缝槽，减弱填充墙的约束效应，也同样对结构抗震性能有影响。为了在我们建筑结构中更好的应用加气混凝土砌体，我们有必要对其抗震性能进行研究。 1 加气混凝土砌快抗震性能影响因素
加气混凝土的抗震性能的影响因素有很多。比如是否开洞以及开洞大小、砌体的高宽比、竖向应压力、墙体与框架连接的构造等。我们这里就主要研究是否开洞以及开洞大小、砌体的高宽比、竖向压应力、墙体与框架连接这四种要素对加气混凝土砌块抗震性能的影响。
1.1加气混凝土砌块是否开洞及其开洞大小对其抗震性能的影响
经研究发现，不开洞的砌体墙体在加载荷载到其破坏的过程中其抗震性能跟平常混凝土构件提高一定的你的程度。开动的砌体构件的抗震性能会有所降低。开洞尺寸下的墙体在加载初期试件均处于弹性阶段;
多层框架结构填充墙震害分析——“5·12”汶川地震郫县某高校教学实验楼填充墙震害考察及分析
・２４・ ２０１０年２月 Ｉ・Ｊ 。材 Ｓｉｃｈｕａｎ Ｂｕｉｌｄｉｎｅ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ２０１０年第１期 第３６卷总第１５３期 多层框架结构填充墙震害分析 ——“５・１２”汶川地震郫县某高校教学实验楼填充墙震害考察及分析 牛红地，王泽云 （西华大学建筑与土木工程学院，四川成都６１００３９） 摘要：本文在调查了受“５・１２”汶川地震影响的郫 县某高校一框架结构教学实验楼填充墙震害的基础上，分 析了震害发生的可能原因，从设计和施工两方面提出了多 层框架结构填充墙的抗震加强的若干建议措施，供相关技 术人员参考。 关键词：多层框架结构；填充墙；震害；裂缝 中图分类号：＇ｒｕ３９８ ．５ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１６７２—４０１１（２０１０）０１—００２４—０２ １前言 ． 郫县位于川西平原腹心，大地构造属新华夏构造体系 的第三沉降带，・距“５・１２”汶川地震的震中汶川直线距离 约５０ ｋｍ。该建筑为郫县某高校的一幢教学实验楼，于 ２００７年５月３１日竣工验收，总建筑面积６．５万ｍ ，为５层 框架结构。墙体填充材料为烧结空心砖。受地震的影响， 框架主体结构破坏轻微，但是填充墙出现了很多破坏征状， 虽不影响正常使用，但也反映出了设计或施工过程中的薄 弱之处。本文从该教学实验楼的震害分析出发，浅析多层 框架结构填充墙在设计和施工过程中存在的问题和需要完 善之处。 ２填充墙震害描述 ２．１填充墙局部破坏特征 经震害调查，该教学实验楼框架梁柱基本完好，填充 墙的震害主要表现为出现不同形式的荷载裂缝： （Ｉ）竖向裂缝，填充墙与框架柱脱离分开（图Ｉ～４）； （２）水平裂缝；一般沿灰缝错开（图５、６）； （３）斜裂缝，此种裂缝的出现率最高（图７～１１）。斜 裂缝出现的形式，有的是沿灰缝出现，即灰缝错开，而空 心砖未被拉断，再有就是横穿过空心砖出现，即灰缝未错 开而空心砖出现破坏（图１２），或者两种破坏形式同时出 现（图１３）； （４）螺旋状裂缝（图１４）； （５）ｘ裂缝（图１５—１７）： （６）楼梯问的裂缝（图１８）。 ２．２填充墙总体破坏特征 从震害调查整体来看，框架结构填充墙破坏的主要特 征为： （１）“下重上轻”，该教学实验楼底层填充墙震害最为 严重，墙体斜裂缝和与框架梁柱搭接处的竖向裂缝同时出 现；二层三层次之，间或出现一种形式的裂缝；四层以上 除设置伸缩缝处有面层的开裂，均没有发现填充墙裂缝现 象； 重…，有两处端墙破坏比较严重无法正常使用。窗间墙震 害裂缝的宽度可达完整墙体斜裂缝宽度的２倍一３，倍。门窗 洞边角部位一般出现延伸的斜裂缝，宽度由边角部位最大 逐渐延伸减小。 ３填充墙震害原因分析 在水平地震作用下的框架结构，填充墙与框架是同时 作用的，由于填充墙侧向刚度大，故受到的地震作用较大， 而填充墙的抗剪强度又较低，变形能力小，所以填充墙的 震害重于框架，其破坏较早也较为严重。对于该教学实验 楼，填充墙震害产生的具体存在的原因从设计和施工两方 面存在的可能原因进行分析。 ３．１设计方面 （１）未考虑罕遇地震作用下的结构的弹塑性变形，在 进行弹性变形演算时分项系数选取不合理，弹性层间位移 值偏大，加之框架变形一般属于剪切型，下部层间位移较 大，在水平地震作用下，层间发生较大的错动并且产生较 大的地震剪力，填充墙发生破坏，并且呈现“下重上轻” 的现象； （２）在填充墙材料的选取上，采用的是烧结空心砖， 这种材料刚度较大而强度较低，在地震剪力作用下产生较 大的主拉应力引起脆性破坏。 ３．２施工方面 填充墙的砌筑质量以及与框架梁柱之问的拉结措施决 定了本身的破坏程度 Ｊ。 （１）墙体施工质量差，砂浆强度等级过低，灰缝不够 饱满。只有当砌块的强度低而砂浆的强度较高，砌体才会 被拉断表面出现裂缝。如图（１２、１３）所示； （２）填充墙没有钢筋与框架拉结，或者拉结不能满足 地震时的要求。填充墙用空心砖砌筑，由于空心砖的竖孔 的影响，拉结钢筋无法设置在上下两层砖之间的砂浆内。 ４填充墙抗震加强措施 通过该教学实验楼的震害考察和震害原因分析，为了 消除多层钢筋混凝土框架结构的震害，建议在设计和施工 过程中按照以下措施进行加强。 （１）验算结构刚度比，刚度计算应包括实心、空心砖 等填充墙刚度，力求不要形成薄弱层，如无法避免形成薄 弱层，应加强薄弱层的刚度 ； （２）在进行结构弹塑性动力时程分析时，弹性层间位 移角的限值可根据《建筑抗震设计规范》（ＧＢ ５００１１—２００１） 规定的限值从严控制； （３）墙面抹灰的砂浆强度等级应与填充墙材料强度匹 （２）端墙、窗间墙及门窗洞口边角部位的破坏更为严 配；
填充墙对框架结构的影响及破坏
填充墙对框架结构的影响及破坏
摘要：墙与框架的连接及受力方式不仅影响填充墙平面内承载能力和平面外性能的发挥，同时对框架结构的受力性能也有一定影响。因此本文就框架结构填充墙的破坏方式和受力特点进行剖析,采取科学的防范措施提高框架填充墙耐用性
关键词：填充墙；框架；结构破坏；抗震
引言
框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构，具有平面布置灵活、室内空间大等优点而成为建筑工程中使用最为广泛的结构体系之一。我国填充墙一般用预制的加气混凝土和空心砖砌块等轻质板材等材料砌筑或装配而成，墙体不承重，仅起到围护和分隔作用，但对框架结构的受力性也有一定的影响，该影响在结构设计阶段往往容易忽视，使得墙体结构在抗震情况下实际会产生不同程度和多样式破坏。
1填充墙受力特点
框架结构的荷载形式很复杂，受力系统也很复杂，而且具有一定的不确定性，保证结构绝对完整的受力分析很困难。首先，外力的作用方向具有不确定性，比如风荷载和地震作用，但是在设计过程中外力作用的方向被看作是固定的。其次，假定平面结构的一片框架可以承受同一平面内的侧向力，忽略平面外的小刚度，通过楼板联系各平面抗侧结构并协同统一工作。
初始弹性阶段，填充墙与框架工作的协同工作，框架梁端产生弯矩和附加剪力，框架柱产生附加剪力和附加轴力，对结构层刚度有着积极的作用。框架和填充墙之间相互作用，框架传给填充墙的作用力，一部分通过柱子传递到强的侧面，一部分通过横梁传递到墙的顶面。填充墙的抗拉强度低，裂缝的方向一般为主拉应力的法向。 2填充墙自身的破坏
传统的砖砌填充墙对于结构而言大都属于隔离房间的作用，地震刚刚发生时，砖砌填充墙与房间框架主体结构相互作用、相互支撑，使得结构整体强度得到提升。填充墙将大部分震能吸收，但是由于砖砌填充墙相对而言缺乏抗震性，在震能达到其所不能承受之重时遭到破坏，且相对严重。
根据实际工程的墙体破坏形式可以发现，填充墙主要有三种破坏形式：①剪切破坏。砌体墙缝中存在剪应力，出现水平裂缝并转向向下发展，形成阶梯式裂缝。②斜拉破坏。墙体存在垂直于主对角线的拉应力，沿着主对角线存在一条或几条平行的斜裂缝并贯穿墙体。垂直拉应力和主应力互相垂直，扩散在墙体中间附近；在墙体中间形成斜裂缝并向外扩展，这就导致最大的压应力在中间。压力角附近的压应力和拉应力平衡，裂缝在此处不再发展。③斜压破坏。墙角处斜压杆端的压力较大，沿着框架压碎墙角。
浅析填充墙对框架结构的影响
浅析填充墙对框架结构的影响
1 引言
填充墙在框架结构的设计中，普遍存在这样一个误区，认为填充墙仅起到分隔和围护的作用，而对于结构的受力、变形来说影响不大，单一地把填充墙做为恒载按照纯框架理论来考虑。纯框架理论只是单一的从结构周期折减来考虑而没有过多的考虑其填充墙与框架件的协同作用。本文采用框架-填充的砌体剪力墙模型与过去视填充墙为荷载的纯框架模型进行对比，研究填充墙对框架的影响。
2 模型建立
本文在分析软件MIDAS GEN中采用框架-填充砌体剪力墙模型（视填充墙为剪力墙与框架共同抵抗水平地震作用）进行分析，填充墙取20%的弹性刚度作为自身的有效刚度。
本文针对12层的三跨框架来进行分析，平面布置为X方向上6个跨度均采用6.3m，Y方向上的跨度分别为6m、2.7m、6m，楼层高度均为3.6m，梁、板选用C30，柱选用C40混凝土，结构所在场地类别拟定为Ⅱ类，地震分组为第一组，该地区为8度（0.2g）设防区。
构件截面尺寸（mm€譵m）：（1）柱截面：1-5层为700€？00，6-9层为600€？00，10-12层为500€？00；（2）梁截面：除Y方向跨中梁为250€？00外，其余梁截面均采用300€？00，另外边框架上的Y方向跨中梁尺寸也采用300€？00。
选用混凝土的空心砌块（240厚）作为填充墙，其中砂浆等级为Mb7.5，砌块等级MU15，弹性模量5776Mpa，线膨胀系数10-5，重度为11.8KN/m3。
为了从两种设计方法上来研究填充墙对框架的影响，本文借助MIDAS GEN有限元分析软件，建立采用框架-填充砌体剪力墙的图1模型A与视填充墙为荷载的纯框架模型B。
4 模型分析 4.1 自振周期与两种方法之间的关系
本文通过模态分析，得出模型A、B自振周期（前12个振型）及周期比如表1。
从表1中可以看出采用的考虑刚度法与现行规范方法相比，刚度法计算的周期要比现行规范法计算的小，周期比在一个范围内波动。