填充墻在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的幾個(gè)問題

【摘要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的居民對(duì)于建筑形式和建筑設(shè)計(jì)的要求也逐漸的提高，填充墻作為一種常見的建設(shè)設(shè)計(jì)中的結(jié)構(gòu)形式，其框架設(shè)計(jì)很大程度上決定了最后的質(zhì)量的實(shí)現(xiàn)，所以有關(guān)部門應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段予以有效的控制。

【關(guān)鍵詞】填充墻；框架結(jié)構(gòu)；短柱；薄弱層

1、引言

建筑內(nèi)的填充墻在建筑物中的最主要的作用就是對(duì)現(xiàn)有的房間和布局進(jìn)行隔離，這樣也就使得建筑空間更有分割性和立體感，也就是說(shuō)有關(guān)部門在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該充分的尊重這一實(shí)際使用需要，并結(jié)合建筑的實(shí)際情況，來(lái)保證填充墻施工的結(jié)構(gòu)需要。就目前來(lái)，我國(guó)相關(guān)的質(zhì)量規(guī)范對(duì)于這種墻體的施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定還是比較明確的，也就是說(shuō)施工單位應(yīng)該嚴(yán)格的依照相關(guān)的施工規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行，并在此基礎(chǔ)上結(jié)合建筑的實(shí)際需要，進(jìn)行相應(yīng)的結(jié)構(gòu)和平面剛度處理，以實(shí)現(xiàn)更加多方面的個(gè)性化需求，例如良好的防震功能等。但是，在實(shí)際的操作過(guò)程中，由于填充墻的框架特點(diǎn)決定了其在施工中比較難實(shí)現(xiàn)。所以，就要求設(shè)計(jì)人員在填充墻的框架設(shè)計(jì)之初，對(duì)現(xiàn)有的建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行充分全面的考慮，對(duì)一些常見的問題進(jìn)行預(yù)防。

2、填充墻在建筑物中起到的作用和影響

2.1處理不當(dāng)容易成短柱剪切破壞

也就是說(shuō)填充墻在實(shí)際的建筑物結(jié)構(gòu)中，填充墻作為自身重力和承載力都比較大的結(jié)構(gòu)，其受力狀況是相對(duì)復(fù)雜的，也就是說(shuō)要受到各個(gè)結(jié)構(gòu)的制約。所以，在對(duì)填充墻進(jìn)行剪力處理的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)現(xiàn)有的填充墻的位置和約束情況進(jìn)行充分的考慮。因?yàn)槿绻畛鋲Φ膶?shí)際剪度小的話，那么就容易導(dǎo)致橫截面高度的下降，也就是說(shuō)可能會(huì)引起墻體的重心過(guò)低，這種情況下，就必須要對(duì)其進(jìn)行一定的抗側(cè)剛度增大處理。因?yàn)槿绻l(fā)生地震災(zāi)害等情況或者現(xiàn)象，那么填充墻的位置最容易首先受到破壞，也就是說(shuō)容易形成脆性剪切破壞。

在實(shí)際的填充墻的施工過(guò)程中，要想實(shí)現(xiàn)對(duì)其框架的跨比的有效處理，就必須要對(duì)其變形能力進(jìn)行一個(gè)準(zhǔn)確的評(píng)估和預(yù)測(cè)，也就是說(shuō)要對(duì)現(xiàn)有的地震水平進(jìn)行一個(gè)評(píng)估，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其可能產(chǎn)生的脆性剪切破壞進(jìn)行預(yù)測(cè)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)變形能力的有效控制。一般來(lái)說(shuō)，目前我國(guó)建筑中的填充墻的側(cè)向變形能力約為1/500，所以，在對(duì)其進(jìn)行框架的剪跨比處理時(shí)，應(yīng)當(dāng)以1.0～2.0為準(zhǔn)，也就說(shuō)要對(duì)現(xiàn)有的剪力進(jìn)行一個(gè)合理的分配。目前來(lái)看，我國(guó)的地震抗震建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對(duì)于這個(gè)問題的處理還是比較重視的，也就是說(shuō)在方式上也逐漸的多樣化和細(xì)節(jié)化，可以根據(jù)不同的建筑需要選擇不同的防震措施。所以，填充墻的框架設(shè)計(jì)過(guò)程中，應(yīng)該注意的是對(duì)配置螺旋復(fù)合箍筋等具體方式的選擇和組合。否則，填充墻的框架設(shè)計(jì)將會(huì)形成短柱，不僅不利于相應(yīng)的抗剪能力的實(shí)現(xiàn)，還會(huì)導(dǎo)致一定的壓力轉(zhuǎn)移。

2.2高度不連續(xù)容易導(dǎo)致薄弱層破壞或倒塌

所謂高度不連續(xù)，就是指在建筑填充墻設(shè)計(jì)的過(guò)程中，墻體的框架高度存在著較為明顯的差異，這種情況下就必須要對(duì)其進(jìn)行一定的高度差減小或者消除的處理。因?yàn)檫^(guò)大的高度差會(huì)導(dǎo)致不同的墻體位置的承重能力不同，使得填充墻單位面積內(nèi)所承受的壓力不一致，這樣也就一定程度上導(dǎo)致了墻體的破損甚至倒塌。所以，在施工設(shè)計(jì)過(guò)程中，就應(yīng)該充分的考慮到填充墻的高度問題，并對(duì)其進(jìn)行一定的處理。隨著我國(guó)建筑形式的逐漸多樣化發(fā)展，我國(guó)建筑的空間結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜，這種情況下，為了滿足用戶的使用需要，一些設(shè)計(jì)人員開始對(duì)填充墻的高度進(jìn)行調(diào)整，以便呈現(xiàn)更加符合實(shí)際觀感需要的設(shè)計(jì)形式。但是在這個(gè)過(guò)程中，通常會(huì)忽略墻體的高度對(duì)于其質(zhì)量和功能的影響，也就是說(shuō)在設(shè)計(jì)過(guò)程中過(guò)分的追求外觀設(shè)計(jì)，而忽略了墻體的高等不一致可能引發(fā)的問題。這種問題導(dǎo)致的后果是十分嚴(yán)重的，一般來(lái)說(shuō)，填充墻的高度不一致會(huì)導(dǎo)致墻體的受壓情況不同，也就容易導(dǎo)致墻體的薄弱層容易受到破壞，進(jìn)而也就會(huì)導(dǎo)致其他部位的承載能力受損。嚴(yán)重的還會(huì)引發(fā)墻體的倒塌。

填充墻本身較大的剛度，同時(shí)會(huì)影響主體框架結(jié)構(gòu)實(shí)際平面剛度分布和豎向剛度分布的較大差異。而且，填充墻具有一定的承載力，其結(jié)構(gòu)作用還將改變框架結(jié)構(gòu)的層承載力分布，即結(jié)構(gòu)的實(shí)際層承載力分布與框架結(jié)構(gòu)的層承載力分布存在很大差異。這兩方面的差異使得填充墻布置較少的樓層成為薄弱層，在地震作用下薄弱層產(chǎn)生很大的集中變形，從而改變框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形模式；并會(huì)因薄弱層的承載力不足而引起嚴(yán)重破壞，甚至倒塌。這種情況多數(shù)出現(xiàn)在底商住宅的框架結(jié)構(gòu)中，或底部有大空間需要的框架結(jié)構(gòu)中。

由此可見，在對(duì)墻體的設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅要充分的考慮到填充墻的位置設(shè)計(jì)，還應(yīng)該對(duì)其高度進(jìn)行一定的考慮，在滿足實(shí)際的設(shè)計(jì)需要的情況下，不對(duì)現(xiàn)有的墻體結(jié)構(gòu)造成損害。

2.3平面布置不均勻容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)震害

所謂墻體的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)，就是在填充墻使用的過(guò)程中，或者承受一定的壓力的情況下，其承重的位置和能力都發(fā)生了變化。這種情況下，作為填充墻的實(shí)際重心也會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，從而使其無(wú)法發(fā)揮自身應(yīng)有的作用，也就導(dǎo)致了在使用的過(guò)程中會(huì)引發(fā)其他的質(zhì)量問題。所以，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的填充墻的結(jié)構(gòu)以及重心位置進(jìn)行充分的考慮，這樣就會(huì)避免由于重心位置扭轉(zhuǎn)導(dǎo)致的功能不符，進(jìn)而引發(fā)填充墻的使用質(zhì)量問題。尤其是受到地震災(zāi)害時(shí)，結(jié)構(gòu)的變化和功能的變化，不僅會(huì)導(dǎo)致自身防御能力的下降，還會(huì)引發(fā)周邊結(jié)構(gòu)的脆化。

即使平面規(guī)則的框架結(jié)構(gòu)，但由于填充墻的存在，也可能改變框架結(jié)構(gòu)的規(guī)則性，使得結(jié)構(gòu)的剛度中心與質(zhì)量中心有較大偏心，地震作用下導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。填充墻作為整體結(jié)構(gòu)的第一道防線，宜在平面中均勻布置，與周邊框架可靠連接，形成組合墻，并應(yīng)沿結(jié)構(gòu)豎向連續(xù)布置。

3、結(jié)論及建議

綜上所述，隨著我國(guó)建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，我國(guó)的墻體設(shè)計(jì)也取得了很大的發(fā)展成就。這種情況下，填充墻的框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)就顯得十分重要。通過(guò)對(duì)填充墻的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的有效管理，不僅可以實(shí)現(xiàn)對(duì)其功能的強(qiáng)化，還能夠完善整個(gè)的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，但是在實(shí)踐中，填充墻的存在影響結(jié)構(gòu)的破壞機(jī)制，這種問題都是由于不合理的設(shè)計(jì)導(dǎo)致的。在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，應(yīng)充分考慮填充墻對(duì)整體結(jié)構(gòu)抗震性能的影響，并采取合理的抗震措施，加強(qiáng)與主體結(jié)構(gòu)的連接，對(duì)局部填充墻對(duì)主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件形成約束的地方需要加強(qiáng)結(jié)構(gòu)構(gòu)件。

參考文獻(xiàn)

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