框剪结构和框架结构哪个好(刍议填充墙对框架结构建筑抗震的影响之论文)

由于框架梁和板形成的空间被大量的填充墙和隔墙分隔开，填充墙作为非结构构件，在该建筑的荷载和体积中占有很大的比例。然而，多年来，研究者主要倾向于分析对结构主要构件的抗震性能，而忽略了论文对对框架墙整体建筑的研究贡献。然而，填充墙作为框架结构的非结构构件，对对框架的自振周期影响很大，改变了整个框架结构的性能指标。

1国内现状在我国，框架结构设计过程中，基本采用纯框架设计理论。作为非结构构件，填充墙的自重仅在荷载计算时附加在计算模型上，没有考虑填充墙与框架本身之间的约束关系的影响。

《高层建筑混凝土结构技术规程》 [4](以下简称《高规》)第4.3.17条明确规定，当非承重墙为砌体墙时，框架结构的计算自振周期可减少0.6 ~ 0.7。这是因为大量的科学实测数据表明，建筑物本身的自振周期小于实际工程中理论计算的周期。特别是墙体采用实心砖填充墙框架结构，因为实心砖填充墙的刚度大于框架，其影响更为显著。大量数据表明，实测周期约为计算周期的50% ~ 60%。在建筑施工过程中，为了稳定填充墙，方便施工，通常采用框架柱、梁绑扎填充墙，或通过绑扎钢筋加强框架与填充墙的连接。这种施工方法有利于填充墙的整体稳定和防止裂缝的形成，而对也有利于隔音、防水、保温和隔热。这种做法也直接导致框架填充墙结构在水平或垂直动力作用下作为一个整体共同作用。

但是，即使将“小震不坏、中震可修、大震不坏”的抗震设计原则作为目前采用的三级地震设防目标，也只有对的建筑结构构件不会受损或倒塌，建筑内的大量非结构构件仍有可能受损。从历次地震灾害可以看出，非结构性构件的破坏相当严重，对人民的生命安全和财产安全受到了极大的破坏。造成这种情况的主要原因是结构设计中忽略了对填充墙等非结构构件的对抗震影响，对对其力学性能缺乏分析和详细研究。实验表明，填充墙与结构框架的相互作用明显改变了建筑主体结构的内力分布。目前，带填充墙的框架结构被认为是空框架结构，不能真实反映主体结构的内力分布。同时，虽然考虑了节点两侧弯矩之和的增大，但柱端与梁端的弯矩比不能反映填充墙的影响，可能会超过柱端弯矩增大系数和附加轴力，导致计算过程中低估了对柱的实际内力，导致结构设计偏差。

2框架填充墙地震应力分析根据大量震害调查结果，数据表明，如果不考虑填充墙引起的结构整体刚度变化，将会造成不必要的震害。通常，我们将使用以下方法计算填充墙的应力：(1)底部剪力法通常用于框架填充墙的线弹性应力分析。(2)因为垂直载荷对对结构的横向翼几乎没有影响，所以通常没有必要考虑它。(3)水平力作用下框架结构的侧向运动包括侧翼和截面弯曲引起的弯曲变形

3钢筋混凝土框架填充墙的破坏模式影响钢筋混凝土框架填充墙破坏的因素很多，如填充墙的高宽比、框架与填充墙的刚度比、强度、选用的材料等。这可能导致不同的墙体破坏结果。通常，填充墙的损坏有以下几种模式：

(1)弯曲失效模式。当结构开始受力时，由于整个结构上的侧向荷载仍然比较小，填充墙和框架体处于不可分割的状态，所以受弯单元是一个整体形式。由于墙体本身是脆性材料，抗拉强度较低，因此在受力过程中填充墙的受拉端会出现水平裂缝。这种失效模式通常发生在薄而高的框架结构中。(2)剪切破坏模式。在结构的侧向荷载作用下，由于墙体构件之一砂浆的抗剪强度较低，在受力过程中，砌块之间的界面会出现粘结滑移现象，导致砂浆接缝处形成锯齿形裂缝。当填充墙的高宽比较大时，由于填充墙高宽比的限制，锯齿形裂缝不能充分发展，继续沿填充墙水平灰缝向另一受压端发展。

(3)对角失效模式。填充墙的中间部分受到拉压应力。当主拉应力较大时，填充墙中部一定区域出现裂缝，并向受压端发展，形成填充墙斜压杆的传力机制，导致对角破坏。(4)局部压力失效模式。填充墙的受压端处于双向压应力状态，提高了填充墙的抗压强度，但高应力值导致受压端局部压溃，导致局部压溃。

(1)框架机构的横向刚度大大提高，框架结构的自振周期显著减小。以某选矿厂主洗车间多层实心粘土砖填充墙钢筋混凝土框架结构为例，对对大厦的自振周期进行了计算和测量。结果表明，根据纯框架结构的计算方法，第一个自振周期为0.671s；根据现行规范，考虑填充墙的影响并计入折减系数，第一个自振周期为0.5s；工程竣工后，根据对施工过程的实际情况，第一个自振周期为0.41秒

可见，对填充墙钢筋混凝土框架结构的自振周期影响很大。(2)当框架结构不考虑填充墙时，填充墙的存在增加了结构的侧向刚度，降低了结构在动荷载作用下的位移响应，提高了结构的抗震性能。

(3)填充墙是结构在地震作用下耗散非弹性能量的主要构件，可以减少地震对框架主体结构的作用，充分发挥抗震第一道防线的作用，延缓主体结构在地震中的破坏。(4)考虑填充墙的作用会明显改变主体结构的内力分布，增加柱端分担的弯矩，导致柱端与梁端的弯矩比超过规范，出现地震作用下柱破坏先于梁破坏的现象。此外，部分填充墙承受的侧向力通过柱直接向下传递，增加了柱的轴向压力，进一步加剧了柱的破坏。如图1。

图1柱头剪切破坏(5)框架结构采用砌体填充墙时，墙体布置不当，结构竖向刚度变化过大，或形成短柱，或形成较大刚度偏心。由于填充墙的布置是由建筑专业完成的，这在结构图中没有显示，容易被忽略而造成地震破坏。因此，《高规》 [4]6.1.3明确规定，在抗震设计中，框架结构采用砌体填充墙时，其布置应符合下列要求

填充墙设计和施工中应注意的5个问题：(1)墙体施工中增加构造柱；当墙高超过一定范围时，增加圈梁或小梁；圈梁和结构的使用可以在一定程度上提高墙体的延性，增强墙体本身的抗震性能，成为结构的第二道抗震防线。通过对对，历次地震的调查研究，圈梁和构造柱在地震中的有利作用十分明显；

(2)当墙体位于不同位置时，设计应划分区域；如果仅将墙体视为隔墙，则在设计中可以考虑具有滑动位移的材料。当墙体作为耗能构件时，应考虑耗能机制方向的设计。当墙能与结构构件共同抵抗侧向刚度时，应按剪力墙的对设计。(3)做好墙体与周围构件的连接，尽可能采用柔性连接；刚性连接是目前工程中应用最广泛的连接方式，但其缺点在于填充墙参与了抗震过程中的应力，而对结构影响较大。

结论可见，钢筋混凝土框架结构中的填充墙通过自身的破坏耗散了一部分地震能量，可以减少主体结构中的地震作用，保护主体结构；另一方面，由于填充墙与结构框架本身的相互作用，主体结构的柱端经常受到破坏，对结构具有不利影响。因此，在结构中安装填充墙有其优点和缺点。如何充分发挥填充墙的优势，减少对对结构抗震性能的不利影响，有必要进一步加强对对主体结构填充墙整体抗震性能的研究。

关键词：框架结构，建筑抗震论文，填充墙