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与框架柱脱开的砌体填充墙设计应用
第40卷第5期建筑结构2010年5月
苑振芳, 苑磊, 刘斌
(中国建筑东北设计研究院有限公司,沈阳110003)
[摘要] 从按传统方法设计的框架填充墙结构的震害原因分析入手,针对5建筑抗震设计规范6(GB50011)2001)提出的框架填充墙与柱脱开的概念,根据相关文献在构造措施方面的启示,从规范的层面,给出了与框架柱、梁脱开的砌体填充墙的设计及构造方法。
[关键词] 框架结构;砌体填充墙;梁;柱;脱开;抗震设计
Discussionondesignandapplicationofmasonryfilledwallsseparatedfromframecolumns
YuanZhenfang,YuanLei,LiuBin
(ChinaNortheastArchitecturalDesignandResearchInstitute,Shenyang110003,China)
Abstract:(GB50011)2001),thedesignandconstructionalmethodsofmasonryfilledwall
ordingtotheconstructionalmeasuresofrelativereferences.
Keywords:framestructure;masonryfilledwalls;beam;column;separate;seismicdesign
1 现行设计方法有填充墙框架结构震害不可避免
-5]历次地震震害特别是汶川地震震害表明[1:低烈
砌体强度低、变形能力差,引起连接处墙体的破坏,而此处的分离式连接钢筋会随之与破坏的墙体分离,失去对墙体的约束作用。同时由于大震时的空间作用,导致本来出平面抗弯能力很差、墙顶部与框架梁更薄弱的脆性连接的墙体瞬间倒塌破坏,更不可能对即将倒塌的结构提供竖向支撑作用。因此这样的填充墙很难作为第一道防线或/减震器0,而且可能付出高昂的生命和财产代价,是不可取的。
(3)除填充墙自身因素外,其对主体结构的影响主要包括:窗间墙的不合理布置会造成框架柱成为短柱,产生剪切破坏;层间侧移刚度过大,如底部大空间上部有填充墙的楼层刚度增大,形成易倒塌的柔性底层结构;填充墙的布置很难做到均衡对称,尤其是外围护墙多,内部隔墙少而多变,存在着实际的刚度偏心导致扭转效应增大;或由于填充墙参与框架梁的工作,妨碍了框架结构强柱弱梁机制的形成[1],加剧了框架结构的震害,等等。2
减轻或防止有填充墙的框架结构震害方法文[1]从强柱弱梁基本理念出发,提出了改进现有框架填充墙结构设计方案的建议:1)设计计
算计入填充墙刚度的影响;2)明确填充墙的功能目标,并采取相应的配套技术和构造措施;3)设置参与受力的永久性填充墙,并宜与主体框架结构组合形成砌体组合墙作为第一道防线,此时填充墙与框架之间应采用必要的
作者简介:苑振芳,教授级高级工程师,Email:yxx870@。
度地区,框架结构的梁、柱完好,但填充墙不论多层还是高层均出现不同程度的轻微裂缝或破损。在中等烈度地区,梁、柱轻微损坏或基本完好,但填充墙破坏严重;特别是作为逃生通道的楼梯间通道隔墙倒塌严重、其他填充墙与框架柱接触处挤压破坏,拉结失效,导致墙体外闪或局部倒塌;或装饰破坏、功能中断(如医院)等等。在高烈度地区填充墙首先破坏或倒塌,结构构件严重破坏但能基本达到大震不倒。在极高烈度地区出现较多框架结构倒塌。填充墙影响框架结构抗震性症的几个主要方面有:
(1)框架填充墙历来被设计成非结构构件,实际上其在地震作用下已成为结构抗侧力的构件之一,并且首当其冲地变成结构的第一道防线。按概念设计的原则,第一道防线是以结构构件的变形即填充墙开裂直到破坏的方式来吸收地震能量的,填充墙在结构体系中起到/减震器0的作用,因而在一定程度上对主体结构起到了保护作用,这是填充墙有利的一面。
(2)填充墙与柱的连接构造薄弱、墙体出平面抗弯能力差和墙体材料强度低是导致震害的几个主要因素。墙与柱的拉结筋一般为2|******@500,两根光圆钢筋
o
在灰缝中彼此无横筋拉结,虽然在砌体灰缝中有一定的埋长,但在大震发生时,大变形引起墙、柱间的相互作用,当柱较弱时造成柱损坏,但在许多情况