填充墙对框架结构抗震性能影响分析
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。
高层建筑抗震设计原则
高层建筑抗震设计原则在现代城市的天际线中，高层建筑如同一座座挺拔的巨人。
然而，这些巨人在面对地震这一自然力量时，需要具备强大的“韧性”和“抵抗力”。
高层建筑抗震设计至关重要，它关系到人们的生命财产安全，也关系到城市的可持续发展。
接下来，让我们一起探讨一下高层建筑抗震设计的原则。
一、场地选择场地选择是高层建筑抗震设计的首要环节。
一个合适的场地能够在很大程度上减轻地震对建筑物的影响。
首先，应避开地震活动断层、滑坡、崩塌、泥石流等地质灾害易发区。
这些区域在地震发生时，往往会加剧地面的震动和破坏程度。
其次，选择地势较为平坦、坚硬的场地。
这样的场地能够减少地震波的放大效应，使建筑物所受到的地震作用相对较小。
此外，还要考虑场地的土类型和覆盖层厚度。
松软的土层会放大地震波，增加建筑物的振动，而坚硬的土层则能起到一定的减震作用。
二、结构体系合理的结构体系是高层建筑抗震的核心。
常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
在选择结构体系时，需要综合考虑建筑物的高度、使用功能、抗震要求和经济因素等。
框架结构具有布置灵活的优点，但抗震性能相对较弱，一般适用于较低的建筑。
剪力墙结构能够提供较大的抗侧刚度，适用于较高的建筑。
框架剪力墙结构则结合了框架和剪力墙的优点，具有较好的抗震性能。
筒体结构，如框筒、筒中筒等，适用于超高层建筑，能够有效地抵抗水平荷载。
在设计结构体系时，要确保结构的整体性和连续性。
构件之间的连接应牢固可靠，避免出现薄弱环节。
同时，要合理布置结构的抗侧力构件，使其能够共同工作，有效地抵抗地震作用。
例如，在剪力墙结构中，剪力墙应均匀布置，避免出现局部集中或缺失的情况。
三、抗震计算准确的抗震计算是高层建筑抗震设计的重要依据。
目前，常用的抗震计算方法包括反应谱法、时程分析法等。
反应谱法是一种基于统计分析的方法，能够较为简便地计算出结构在地震作用下的响应。
时程分析法则通过输入地震波，对结构进行动态模拟，能够更准确地反映结构在地震作用下的实际受力情况。
填充墙框架结构的抗震性能评估
大量 的地震 和水 平 加载试 验 中填充 墙框架 结构 的 表现表 明 ， 于水 平地震 作用 ， 对 框架 结构 中填 充墙 表现 为抗侧 力 的结构 构件 。 本文 就水平 地震 作用下 填 充墙框 架结 构 的力学
模 型、 填充 墙带来 的 刚度 、 强度 、短柱 ” 倾 覆引起 的 “ 、
Ｔｈ ｓ ｓ ｍ ｅ ｔｏ ｅｓ ｉ ｒｏ ｍ ａ ｅ ｏ ａ ｏ ｒ —ｎ ｌ ｄ Ｆｒ ｍ ｅ Ｓ ｒ ｃｕ ｅ ｅ Ａｓ ｅ ｓ ｎ ｆＳ ｉｍ ｃ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ ｆＭ ｓ ｎ ｙ ｉ ｆ ｌ ａ ｔ ｕ ｔ ｒ ｓ ｉ ｅ
Ｗａ ｇ ｕ － ， ｅ ｇ Ｓ ａ － ｉｇ ｎ Ｃｈ ｎ ｗｕ 一 Ｍ ｎ ｈ ｏ ｐ ｎ
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 、 有 足够 的 间 梁 隙， 必然 造成 填充墙 与框 架柱 、 的相互 作用 。在 填 梁 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 ， 么 必 ｏｅ ｅ ｆＣ ｉＥ ｇ ｅ ｉ ， ｏｔ ａｔ ｎ ｅ ｉ ， ａｊ ｇ ２０ ９ ， ｈｎ ２ Ｃ ｌｇ Ｃｖ ｎ ｉ ｅ ｎ ， ａ ｇｈ ｕＵ ｉ ｒｔ ， １ Ｃ ｌｇ ｉ ｌ ｎ ｉ ｅ ｎ Ｓ ｕ ｅｓ Ｕ ｉ ｎｔ Ｎ ｎ ｎ １０ ６ Ｃ ｉ ｌ ｏ ｖ ｎ ｒ ｇ ｈ ｖ ｙ ｉ ａ； ． ｏ ｅ ｅ ｆ ｉＥ ｅ ｌ ｏ ｉ ｌ ｇｎ ｒ ｇ Ｙ ｎ ｚｏ ｎ ｅ ｉ ｉ ｖ ｓｙ ２ ５０ ， ｈｎ ） ２０ ９ Ｃ ｉ ａ
１ 概 述
一
中墙 托梁 力学模 型 ， 般不 考 虑 填 充墙 对 框 架 梁 强 一
房屋建筑框架结构抗震设计要点
房屋建筑框架结构抗震设计要点摘要：如何从我国的地震环境和社会经济发展的实际情况出发，不断提高建筑结构抗震设计的水平，使之更安全可靠、更合理经济，是结构设计人员的重要任务。
本文阐述了框架结构抗震设计时应注意的问题，探讨了框架结构抗震设计几个要点。
关键词：房屋建筑框架结构抗震设计要点近年来中国房地产的迅猛发展给建筑业的发展带来了很大机遇和挑战，房地产市场的日趋成熟和完善要求建筑功能越来越多样性和复杂性，因此如何在满足建筑功能的同时设计出安全经济合理的结构体系对设计人员是一种不小的挑战，这就需要我们结构设计人员在设计过程中不断的总结和提高。
一、抗震设计应注意的问题中国地震活动频度高、强度大、震源浅、分布广，是一个震灾严重的国家。
据统计，我国绝大部分地区均发生过较强的破坏性地震，给人民的生命和财产造成了非常大的损失，如2008年5月12日发生的汶川地震、2010年4月14日发生的玉树地震都造成了大量房屋倒塌、大量人员伤亡。
因此，抗震设计是结构设计人员的一大课题，把好抗震设计关，提高建筑物的抗震能力才是减轻地震灾害的根本措施。
1、结构的抗震设计还不能完全依赖“计算设计”，更应该重视“概念设计”。
概念设计是一种基于震害经验建立的抗震基本设计原则和思想。
其目标是避免出现会导致结构过早破坏的敏感薄弱部位。
结构抗震设计中特别要注意贯彻“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”的设计原则，强柱弱梁就是要求柱的抗弯能力高于梁的抗弯能力，强剪弱弯就是防止构件受剪破坏，要求杆件的受剪承载力高于受弯承载力，强节点弱构件就是要防止节点破坏先于构件。
大量的工程设计中我们发现框架梁上部配筋一般比较大，这是因为考虑了梁翼缘作用和梁裂缝宽度验算后增加了较多梁纵向钢筋，从而增大了梁端的承载力，相对减小了柱端承载力，可能会形成“强梁弱柱”，这样做的后果就是地震发生时可能使得塑性铰出现在柱端而未按照预期出现在梁端部，我们的做法是严格控制梁端裂缝验算宽度刚好满足规范要求，不因裂缝宽度过小而使得梁端增加过多的钢筋。
钢筋混凝土建筑抗震鉴定
（二）、建筑体型布置
1、平面布置 刚度不均匀； L形等不对称平面的建筑； 开口房屋由于刚度极不均匀，破坏率显著增高； 电梯间布置上存在较大偏心也将使震害加重； 带有较长翼缘或凸出的T形、十字形、U形、H形、 Y形平面由于地震时侧移差异而使震害加重。
2、立面布置
a 有裙房等的大底盘建筑，若裙房与主楼相连而不设缝， 体形的突变引起刚度突变，使主楼在接近裙房的楼层 相对较为柔弱，地震时因塑性变形集中效应而产生过大 层间侧移，导致严重破坏； b 房屋高度与高宽比。房屋愈高，受到的地震作用和倾覆力 矩愈大，破坏的可能性也愈大； c 上部为抗震墙等刚性结构，下部为框架，出现的倾覆破坏； d 突出屋顶的收进建筑破坏严重； e 顶层空旷大房间震害严重； f 高低层毗连房屋震害加重。
整体倒塌或倾覆；
薄弱层倒塌(底层破坏、顶层塔楼破坏、中间层破坏)； 框架节点破坏、强梁弱柱破坏；
填充墙与主体结构连接不牢倒塌；
填充墙设置不合理使框架柱形成短柱而剪切破坏等形式。
（2）有填充墙钢筋混凝土框架 这种结构形式主要在上世纪八十年代前应用较多。 特点：
嵌砌于框架间的填充砖墙在地震时与钢筋混凝土框架 共同承受地震水平作用，在一定程度上约束了填充墙框架 的侧移； 填充墙的破坏是最为普遍; 框架平面内嵌砌砖填充墙时，柱上端易发生剪切破坏。 外墙框架柱在窗洞处因受窗下墙的约束而发生短柱型剪切 破坏。
2
b、楼层综合抗震能力指数可按下列公式计算：
1 2 y
y Vy / Ve
2、 钢筋混凝土房屋的外观和内在质量宜符合下列要求： 梁、柱及其节点的混凝土仅有少量微小开裂或局部剥落， 钢筋无露筋、锈蚀； 填充墙无明显开裂或与框架脱开； 主体结构构件无明显变形、倾斜或歪扭。
结构抗震设计的基本概念及抗震结构的概念设计
重不均匀，不连续。 主要破坏：第4层与第5层之间(竖向刚度和承载力突变),周围柱子严重开裂，柱钢筋压屈； 横向裂缝贯穿3层以上的所有楼板(有的宽达1cm),直至电梯井东侧； 塔楼西立面、其他立面窗下和电梯井处的空心砖填充墙及其它非结构构件均
建筑抗震概念设计基本内容
1.建筑设计应重视建筑结构的规则性； 2.合理的建筑结构体系选择； 3.抗侧力结构和构件的延性设计。
结构设计的7条基本原则
1、质量与刚度对称原则 2、比例协调原则 3、减轻自重原则，使建筑物自重减轻，重心降低， 4、弹性原则，采用均质材料 5、下部结构的可靠性原则，采用密实且具有足够刚度的
(1) 悬臂、倾斜体系，水平地震作用会导致较大的竖向位移。
特别是对于悬臂段，可能产生较大的竖向位移和振动，进而影 响建筑的正常使用; (2)倾斜、悬臂体系，使得结构在竖向地震作用下，存在较大 的水平和竖向动力响应; (3)地震作用下，结构基础承受较大的倾覆弯矩;（蹲马步） (4) 结构严重竖向不规则，结构各层的位移和内力响应沿高度 有很大变化，特别是在9 层(裙房顶层)和37层(悬臂底层) ，应 力高度集中，层间位移大; (5)结构倾斜和受力构件的不对称分布，使得结构对不同方向 水平地震作用的响应有一定差异; (6)地震作用下，结构会有较大的扭转变形; (7)薄弱部位的构件，在地震作用下应力水平较高，可能较早
地裂
1.2 选择有利于抗震的场地 《规范》3.3.4 地基和基础设计应符合下列要求： 1、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同
试论框架结构楼梯的震害设计对策
试论框架结构楼梯的震害设计对策前言楼梯承担着逃生路线的重要作用，然而在震害调查中发现，楼梯间的震害较为严重，而且大部分楼梯间是在主体结构破坏前发生破坏严重影响了楼梯作为逃生路线的重要功能。
一、楼梯的震害调查及原因分析在汶川地震中，框架结构、框剪结构和砖混结构中的钢筋混凝土现浇楼梯都出现了大量破坏，尤以框架结构中楼梯的破坏最为严重。
框架结构中楼梯的主要震害现象有：梯段板的破坏、楼梯间角柱的破坏、梯柱的破坏和平台梁的破坏等。
1、梯段板破坏梯段板破坏主要表现为水平裂缝处混凝土被压碎，梯段板弯曲下挠，甚至断裂，破坏主要发生在距离两端支座约1/4 跨处和楼梯施工缝处。
产生此类震害现象的原因有以下两点：（1）梯段板上下端与楼层框架梁板相连，形成了一个空间的K 形受力体系。
在以往的配筋设计时，梯段板负筋长度通常按照跨度的1/4 来确定，造成楼段板1/4 跨处受力筋数量发生突变，成为受拉的薄弱部位。
在反复水平地震作用下，梯段板与主体框架协同工作，到很大的反复的轴向拉压力作用，造成梯段板在负筋截断位置发生断裂。
（2）樓体施工时，往往在梯段板跨中或1/3 跨处设置施工缝。
但因为质量控制不严格，施工缝中存在残渣，导致后浇混凝土在与先浇混凝土的结合面处强度较差，这样在地震作用下产生的剪拉内力极易使梯段板破坏。
2、楼梯间角柱的破坏楼梯间角柱的破坏主要表现为角柱中部发生剪切破坏、钢筋屈曲和混凝土被破碎。
这是由于楼梯休息平台通过平台梁和平台板与框架柱相连，楼梯间角柱净高降低很多，导致楼梯间角柱分配到比其它框架柱大数倍的地震剪力。
加上休息平台对楼梯间角柱的约束，地震作用下角柱中间极易发生剪切屈曲破坏。
3、楼梯梯柱的破坏楼梯梯柱通常为构造配筋，截面宽高一般为200mm～250mm。
地震中梯柱出现柱头破损和混凝土压碎。
出现此类破坏的原因是：（1）支撑梯段板的梯柱是双向压弯、双向剪切构件。
梯柱截面过小，平台梁在柱内锚固长度过短，导致节点混凝土被压碎，平台梁纵筋被拔出。
填充墙对框架结构约束效应分析
制， 采用有 限元软件 Ａ Ａ ｕ Ｂ Ｑ ｓ建立 ｌ 个带有填 充墙 的框架模 型， ０ 分析开洞率 及填充墙 刚度不 同时 ， 填充 墙对框架 的约束效应 。模型分析结果表 明， 随着 洞率 ｙ减小 、 填充墙 刚度增 大 ， 填充墙 对柱 的约束效应 变得 明显 。研究结果可为结构 中填充墙 的设计与 布置提供参考依据 。 关键词 ： 填充墙 ； 框架结构 ； 约束效应
１ 计 算模 型
本文 的 研 究 工 作 也 是 基 于 大 型 有 限 元 软 件
Ａ Ａ Ｕ 进行的。 ＢＱＳ
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许 多试 验 和 研 究证 明 ， 框架 填 充 墙 在侧 向力 较 小 时 ， 与框 架协 同工 作 ， 会 随着 侧 向力 的增 大 ， 充 填
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于祥 龙 ， 章 青２ ，
（ ． 海 大 学 土 木 与 交 通 学 院 ，江苏 南 京 ２０９ ； ． 海 大 学 水 文 水 资 源 与 水 利 工 程 科 学 国家 重 点 实 验 室 ， １河 １０ ８ ２ 河
江苏 南京 ２０９ ；． 海大学 工程 力学 系 ， １０８ ３河 江苏 南京 ２０９ ） １０８ 摘 要： 填充墙与框架 的相互作用机制非 常复杂 ， 了分 析填充 墙对框架 的约束 效应及 短柱 的形 成机 为
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填充墙对框架结构抗震性能的影响分析
摘要：填充墙砌体工程一般采用空心砖、蒸压加气混凝土砌块、轻骨料混凝土小型空心砌块等材料进行砌筑。
框架-填充墙结构是指填充墙砌体在框架结构中起围护、分隔作用，不承担荷载，属于非结构构件。
在地震力的作用下，填充墙的材料、种类、位置、数量等的不同布置方法对框架结构的刚度影响很大，因此，地震剪力对填充墙框架结构与纯框架结构所造成的破坏程度是不一样的。
所以，在填充墙框架结构的设计规范中都有明确的要求，必须考虑到填充墙的布置对框架结构的刚度影响。
所以本文通过分析填充墙对框架结构的抗震影响，得出填充墙的有利和不利影响，并总结规律，提出填充墙合理布置的一些建议。
关键词：填充墙框架结构抗震性能
0引言
1906年4月18日发生在美国旧金山的大地震中，框架结构采用了砖砌体做填充墙，并因此抵御了地震的冲击，发挥了很好的结构性能。
然而，在1989年10月17日的奥克兰地震中，这种结构有一些受到了严重的地震破坏影响。
直到2008年5月12日发生在汶川的8.0级大地震的考察研究中发现，很多填充墙框架结构由于填充墙的不合理布置造成了结构更严重的破坏；也有填充墙对结构的贡献使得结构避免发生倒塌的情况存在。
因此，填充墙框架结构中，填充墙如何布置，布置多少，与主体结构怎么进行很好的连接都成了许多科学技术人员力图解决的一个工程难题。
如果能合理考虑填
充墙在地震力作用下对框架结构承载能力的影响并合理进行设计，将大大减轻地震
破坏的影响程度，从而更好的保护人们的生命和财产安全。
1 框架结构中填充墙的影响分析
1.1填充墙对框架结构水平承载力的影响分析
在拟动力地震反应试验[1]中，填充墙框架结构所测得的水平承载力是294kn，而纯框架结构所测得的水平承载力为191kn。
可见，布置了填充墙的框架结构比纯框架结构的承载力要高出许多。
1.2填充墙对框架结构的变形影响分析
在填充墙框架结构体系中，墙体部分和框架部分材料选用不同，受力性能也不同。
因此，在地震剪力作用下，这两部分结构共同作用，相辅相成，共同抵御地震影响，改善了自身结构的变形能力，使整个结构体现出很好的延展性，这与砖墙的脆性破坏是不同的。
可见，填充墙的存在对框架结构的变形起到了约束的作用。
1.3填充墙对框架结构刚度的影响分析
在填充墙框架结构体系中，填充墙的存在增加了整体结构自身的重量，同时也影响了整体结构的刚度。
在1999年，amar a.c.和arslan c.做了一个关于填充墙框架结构和纯框架结构的刚度试验，试验发现，填充墙框架结构的侧移刚度是纯框架结构侧移刚度的7倍[2]。
同样，早在1995年，曹万林和王光远也做过类似的试验研究，研究发现，设置了轻质砌块填充墙的框架结构侧移刚度是纯框架结构侧移刚度的10倍左右[3]。
可见，填充墙的存在增大了框架
结构自身的侧移刚度，这种刚度效应迫使整个结构在地震剪力作用下产生扭转以及加大薄弱层的破坏，使结构遭受更严重的倒塌破坏。
1.4填充墙对框架结构柱、梁的影响。
在填充墙框架结构体系中，当相邻柱间开设窗洞时，其填充墙的弹性约束力作用在柱的两端，从而使框架柱的计算高度减小，形成了短柱[4]（图1.4.1），降低了框架柱本身的延展性，从而极易发生脆性破坏。
其次，当开设门洞时，填充墙作用于框架梁上如同一个弹性支座，减小了框架梁的计算跨度，从而形成了短梁[5]（图1.4.2）。
短柱短梁结构在遭遇地震剪力破坏时，抗剪能力差，裂缝发展迅速，极为危险。
■
填充墙对框架结构柱的影响填充墙对框架结构梁的影响
图1.4.1 图1.4.2
2 填充墙的有利和不利因素
2.1有利因素
①填充墙框架结构比纯框架结构抗震性能好。
在地震影响初期，框架结构柱、梁对填充墙具有耦合作用，这种作用力能抵御地震剪力的影响。
②填充墙的存在能消耗大部分的地震能量。
在地震剪力进一步加大的时候，填充墙面出现裂缝，并伴随主框架结构开始破裂，填充墙与主框架发生脱离。
但是，只要填充墙没有倒塌，其刚度仍然存在，并且和主框架一起共同消耗地震产生的巨大能量。
2.2不利因素
①由于填充墙的布置不恰当，致使吸收地震能量的方式会发生改变。
②在地震作用力下，填充墙框架结构中容易形成短梁短柱结构，抗剪能力差，极易发生破坏。
③填充墙的不合理布置会加大整体结构的侧移刚度，从而使结构发生扭转及剪力破坏。
3 对填充墙框架结构的几点建议
3.1填充墙应优选轻质的、强度高的、耗能性能好的墙板，尽量不采用刚度大、强度低的砌体填充墙。
如必须采用时，应在砌体内配置水平钢筋加强填充墙与梁柱界面的拉接。
同时沿框架柱全高布设箍筋，并进行抗剪承载力验算，并沿梁全长按梁端剪力配置箍筋，防止框架梁在洞口处发生剪切破坏。
3.2对于高层框架结构，建议在底部增设钢筋混凝土剪力墙，加大结构的整体刚度，避免非结构构件发生弹塑性变形。
3.3填充墙应尽量按照在竖向上整体结构竖向刚度的均匀分布，刚度中心与整体结构重心重合的原则布置，避免形成软弱层；在平面上尽量使质量中心和刚度中心重合，以免结构发生扭转。
同时应有可靠的措施加强填充墙与框架主体结构的连接，对于可能出现的短梁短柱，应在设计中予以加强。
4 结语
本文通过分析填充墙对框架结构承载能力、结构变形能力、结构
刚度、梁柱的影响，得出填充墙在框架结构体系中所扮演的有利和不利角色，最后针对填充墙的不利影响，提出几点关于改进填充墙框架结构的建议，为填充墙框架结构的抗震性能研究提供理论基础。
参考文献：
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[3]曹万林，王光远，吴建有等.轻质填充墙异形柱框架结构层刚度及其衰减过程的研究[j].建筑结构学报，1995，16(5)：20-31.
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