淺析框架結(jié)構(gòu)中填充墻的應(yīng)用

徐晶波

摘 要：隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，人們對(duì)建筑物質(zhì)量要求也有很大的提升，這就需要在進(jìn)行建筑施工的時(shí)候選取有效的技術(shù)手段提升建筑物自身質(zhì)量。目前在進(jìn)行建筑施工的時(shí)候采取的框架結(jié)構(gòu)填充墻技術(shù)對(duì)于提升建筑物整體質(zhì)量起到不可忽視的作用，因此這就需要對(duì)這項(xiàng)技術(shù)手段進(jìn)行全面研究，明確其在施工過(guò)程中受到的外界因素影響，保證框架結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，有效提升建筑物整體質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：框架填充墻結(jié)構(gòu)；純框架結(jié)構(gòu)；填充墻

在現(xiàn)在進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)的時(shí)候，為了提升建筑物自身質(zhì)量和其他方面，通常選取框架結(jié)構(gòu)來(lái)提升建筑物自身質(zhì)量，其根本原因在于采取框架結(jié)構(gòu)不僅僅能夠提升建筑物自身質(zhì)量，而且在目前進(jìn)行建筑施工中采取框架結(jié)構(gòu)的時(shí)候還需要對(duì)整體框架進(jìn)行受力性能試驗(yàn)，保證在進(jìn)行建筑施工中出現(xiàn)的框架數(shù)據(jù)都符合相應(yīng)規(guī)定。但是在實(shí)際施工的時(shí)候，建筑人員并沒(méi)有對(duì)框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面考慮，這就導(dǎo)致房屋自身穩(wěn)定性沒(méi)有達(dá)到社會(huì)對(duì)房屋穩(wěn)定性的要求。因此要想提升建筑物自身穩(wěn)定性，還要在選取框架的時(shí)候?qū)ζ渲刑畛鋲σ策M(jìn)行全面考慮，減少其自身出現(xiàn)的建筑物質(zhì)量問(wèn)題。

1 填充墻與框架結(jié)構(gòu)抗震性能有力影響

在對(duì)現(xiàn)在社會(huì)上的建筑物進(jìn)行研究的過(guò)程中，了解到現(xiàn)在社會(huì)上存在的建筑物自身性能和穩(wěn)定性上還存在一些問(wèn)題，因此在建筑施工的時(shí)候就要對(duì)其中存在的問(wèn)題進(jìn)行有效解決，促使建筑物施工質(zhì)量符合社會(huì)發(fā)展需求。但是在目前進(jìn)行建筑物施工的時(shí)候，采取的框架和填充墻施工技術(shù)自身還存在一些問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)建筑物整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響也是非常大的，針對(duì)于這一點(diǎn)就應(yīng)該對(duì)建筑物整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面分析，了解建筑物自身填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性造成的影響。

目前在進(jìn)行建筑物施工的時(shí)候，為了提升建筑物整體質(zhì)量和穩(wěn)定性，通常在建筑施工的時(shí)候采取合理的框架結(jié)構(gòu)。盡管采取這種結(jié)構(gòu)能夠有效提升建筑物自身質(zhì)量和穩(wěn)定性，但是填充墻對(duì)這種框架結(jié)構(gòu)也會(huì)造成一定影響。實(shí)踐研究中發(fā)現(xiàn)在建筑物所處區(qū)域發(fā)生地震的情況下，填充墻由于自身結(jié)構(gòu)較為嚴(yán)密，能夠分擔(dān)一部分地震對(duì)建筑物整體造成的損害，也就是說(shuō)建筑物填充墻能夠減少地震對(duì)建筑框架造成的損壞，有效延長(zhǎng)建筑物框架的使用壽命。

在對(duì)建筑物填充墻進(jìn)行全面分析中，發(fā)現(xiàn)其自身不僅僅能夠分散地震對(duì)建筑物造成的影響，而且還起到保溫和隔音的作用，因此在對(duì)建筑物進(jìn)行填充墻施工的時(shí)候，還需要對(duì)填充墻自身具備的因素特點(diǎn)進(jìn)行全面分析，并采取適當(dāng)?shù)慕ㄖ牧咸嵘ㄖ锾畛鋲Φ目拐鹦Ч?，減少建筑框架在地震中所承受的負(fù)擔(dān)。在建筑物框架長(zhǎng)時(shí)間使用的過(guò)程中還會(huì)發(fā)生框架變形的現(xiàn)象，而填充墻的應(yīng)用能夠有效減少建筑物框架出現(xiàn)的變形現(xiàn)象，對(duì)于提升建筑物整體質(zhì)量和穩(wěn)定性起到非常重要的作用。

2 填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)抗震性能的不利影響

盡管建筑物填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)有一定有利影響，能夠減少在發(fā)生地震的時(shí)候?qū)蚣芙Y(jié)構(gòu)造成的損害，但是這種說(shuō)法并不能概括整個(gè)建筑物填充墻的作用。在實(shí)踐研究中，發(fā)現(xiàn)建筑物填充墻對(duì)框架結(jié)構(gòu)的抗震性也會(huì)帶來(lái)一些不利影響。

一般來(lái)說(shuō)，在進(jìn)行填充墻施工的時(shí)候，由于在建筑規(guī)范中并沒(méi)有對(duì)建筑物填充墻施工提出過(guò)多要求，因此施工人員在對(duì)填充墻進(jìn)行施工的時(shí)候比較隨意，導(dǎo)致填充墻不能在建筑物中發(fā)揮自身最大的作用。

2.1 框架柱形成短柱

盡管填充墻對(duì)建筑物整體起到保護(hù)作用，但是這并不是說(shuō)建筑物填充墻越厚越好，其根本原因在于建筑物填充墻過(guò)厚，會(huì)導(dǎo)致其對(duì)建筑主體結(jié)構(gòu)和相應(yīng)梁柱產(chǎn)生約束作用，這樣不僅僅降低其自身延性和變形能力，在發(fā)生地震的時(shí)候，由于建筑物框架柱發(fā)生變化，而出現(xiàn)剪力性能提高的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)短柱破壞的現(xiàn)象大幅度發(fā)生。因此在進(jìn)行工程設(shè)計(jì)的時(shí)候，需要對(duì)容易發(fā)生變形現(xiàn)象的短柱部位進(jìn)行有效設(shè)計(jì)，延長(zhǎng)短柱使用時(shí)間，降低框架在使用的過(guò)程中出現(xiàn)的變形和塑性鉸現(xiàn)象，借以提升建筑物整體抗震效果。

2.2 填充墻使得框架層間剛度發(fā)生突變

前些年某商住樓的設(shè)計(jì)大量采用底部框架結(jié)構(gòu)，對(duì)這種結(jié)構(gòu)，從抗震上來(lái)說(shuō)是不太有利的，但因其在使用上的方便性和靈活性而被廣泛采用。從抗震上講它是一種不合理的結(jié)構(gòu)形式，但限于我國(guó)當(dāng)今的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，目前還無(wú)法完全取消，因此在我國(guó)內(nèi)地及廣大中西部地區(qū)臨街建筑中仍普遍采用。其具有“頭重腳輕”、上剛下柔的特點(diǎn)。如果框架中的填充墻與柱、梁剛性連接且比較牢固，那么兩棟房屋的層間剛度及總體剛度都比較的接近。在地震作用下，它同樣會(huì)像底部框架抗震磚房結(jié)構(gòu)一樣在底層柱子處出現(xiàn)塑性鉸。這種框架填充墻結(jié)構(gòu)可以稱之為帶柔弱底層的框架填充墻結(jié)構(gòu)。建議局部增加抗震墻或在框架中增加支撐，使底部為薄弱層的框架填充墻結(jié)構(gòu)上一層與薄弱層的層間剛度比控制在1-2之間。如果在結(jié)構(gòu)的中部或上部出現(xiàn)薄弱層，則層間剛度比控制在1-1.3之間，且應(yīng)對(duì)房屋進(jìn)行動(dòng)力時(shí)程分析。

2.3 框架填充墻整體產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)

建筑物在使用過(guò)程中，由于功能的改變、填充墻位置、數(shù)量的改變使結(jié)構(gòu)剛度發(fā)生改變，與原設(shè)計(jì)不符?？蚣芙Y(jié)構(gòu)可能會(huì)因?yàn)樘畛鋲Φ募尤攵a(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)。一個(gè)本來(lái)均勻規(guī)整的框架結(jié)構(gòu)由于加入了填充墻，造成結(jié)構(gòu)的剛度中心偏移，從而使結(jié)構(gòu)在地震作用下發(fā)生扭轉(zhuǎn)。由于規(guī)范沒(méi)有考慮填充墻對(duì)于框架的影響，設(shè)計(jì)人員計(jì)算的剛度中心與質(zhì)量中心可能會(huì)產(chǎn)生很大的差別。而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在地震中因扭轉(zhuǎn)而破壞。建議在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，盡量使填充墻布置規(guī)則，如不規(guī)則，可在填充墻較少的地方布置抗震墻，并且增加的抗震墻盡量布置在結(jié)構(gòu)平面的周邊，使結(jié)構(gòu)整體的抗扭剛度得到較大增強(qiáng)。

2.4 填充墻破壞后的修復(fù)

填充墻作為框架結(jié)構(gòu)唯一的分隔物，破壞后對(duì)人們的生活及后期修復(fù)帶來(lái)很大的麻煩，具體表現(xiàn)為：填充墻本身的破壞、外墻裝修的破壞、內(nèi)部裝修（特別是商務(wù)用房?jī)?nèi)部的高級(jí)裝修）的破壞、門窗由于填充墻變形而破壞。特別是填充墻及裝修震害量大范圍廣，修復(fù)工作量大，修復(fù)費(fèi)用高，高級(jí)裝修修復(fù)費(fèi)用昂貴，遠(yuǎn)比結(jié)構(gòu)考慮抗震增加的費(fèi)用多。在保證人身安全的同時(shí)，填充墻破壞后帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)損失應(yīng)引起高度重視，不可因主體結(jié)構(gòu)骨架無(wú)問(wèn)題而有所忽略。

3 結(jié)論

由本文分析可知，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮填充墻的質(zhì)量是不準(zhǔn)確的，簡(jiǎn)單的等同于純框架結(jié)構(gòu)，會(huì)對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成巨大的損失。兩者在力學(xué)模型、層間剛度、自振周期和位移方面的差別還是很大的。建議規(guī)范中增加對(duì)填充墻的規(guī)定，充分考慮其對(duì)結(jié)構(gòu)的有利及不利影響，使得設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)有章可循，有據(jù)可依，從根本上解決框架結(jié)構(gòu)的填充墻設(shè)計(jì)問(wèn)題。

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