钢筋混凝土框架结构中填充墙震害分析
填充墙-钢框架结构地震易损性分析
填充墙-钢框架结构地震易损性分析郑文豪【摘要】本文基于我国规范对一工程实例进行了建模分析,利用ETABS模拟含填充墙及不含墙的有限元模型.采用peek强震库中13条地震波分别对两种模型进行IDA(增量动力)分析、易损性分析及地震风险性分析,以期为钢框架结构抗震设计提供一定参考.结果表明:填充墙提高了结构的抗侧刚度、极限承栽力,降低结构延度;忽略填充墙可能低估结构的抗震性能,随着地震动的增强,填充墙对结构抗震性能的影响逐渐增大;在大震(400 gal)作用下,填充墙能有效降低结构倒塌概率.【期刊名称】《特种结构》【年(卷),期】2019(036)002【总页数】8页(P100-107)【关键词】填充墙;抗震性能;易损性分析;风险性分析【作者】郑文豪【作者单位】北京市政工程设计研究总院有限公司 100082【正文语种】中文引言目前对于钢框架结构的研究主要集中在框架主体结构方面,并取得了较大进展,而对于填充墙等非结构构件及其影响并没有充分的考虑。
在传统的结构设计中,仅考虑填充墙带来的荷载作用,不考虑填充墙对刚度的影响,或者是仅通过周期折减系数来增大地震作用。
而实际工程中,填充墙与主体结构共同承受地震作用,其对结构侧向刚度、承载力、传力机制及破坏模式等均有影响。
基于此,本文采用等效斜撑方式模拟了含填充墙钢框架结构与无墙钢框架结构,并对两结构进行了地震易损性分析及风险性分析,旨在为实际工程中钢框架结构抗震设计提供一定参考。
1 填充墙模拟1.1 等效杆模型Saneinejad 和Hobbs[1]提出的斜撑宽度计算公式如式(1)所示。
该公式也是FEMA273[2]建议采用的斜撑宽度计算公式。
式中: W 为斜撑宽度; H 为框架层高; L 为框架梁长; λ 为相对刚度系数。
填充墙框架结构中,填充墙与框架主体是相互作用、相互影响的,等效斜撑宽度计算中考虑填充墙与框架的相对刚度系数λ 是符合实际情况的。
Mainstone[3]在大量已有试验数据的基础上推导出填充墙与框架相对刚度系数λ 的计算公式,如式(2):式中: tw 为填充墙厚度; Hin为填充墙的高度; Ec为框架材料的弹性模量; Ew 为填充墙材料的弹性模量; Ic为柱正交荷载方向的惯性矩; θ 为斜撑与水平梁的夹角。
填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响
填充墙对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响
邓 强
( 重庆 市瑞 丰建筑 勘察设计有限责任公司 重庆市 璧 山县 4 0 2 7 6 0 )
摘 要: 随着我 国建筑 业的快速发 展, 人们不 断的追求更 高、 更荚 的建筑 。 钢筋混凝 土框架结 构由于质量轻 , 而且有着 良 好 的经济 性和 适用性 , 成 为当前建筑物广 泛使用 的结构体系 , 框 架结构施 工完成后再 通过填充墙 将室 内空间 隔开。在过 去几十年 中 , 框架 结构 的填充墙被认 为只能作 为围护和隔 断墙 体 , 对建筑 结构的抗震 性能没有 影响, 人们往 往忽略 了对框架 结构填 充墙的抗 震性能研 究 , 导 致我 国在最近几 年大地震 中很 多钢筋混凝 土框架 结构 损害严重 。随着对钢 筋混凝土框 架结 构填充墙 的不断深 入研究 , 研究表 明填充 墙对 框架结构 的承载 力 、 刚度及其变形 能力都有着很 大的影响 , 对结构 的抗 震性能影 响不容忽视 。 关键词 : 填充墙 ; 钢筋混凝 土框架结构 ; 抗震性 能; 影响
膨胀剂 等对砂石料 的含泥量进行控制 。
尤其是在焊接直螺纹时可 以保证接头 的强度高于母材强度。
2 . 2 高强高性 能混凝土
3 钢 结构 安 装技 术
目前我 国已利 用多种地方材 料 ( 磨细砂 渣、 无机超 细粉 、 粉煤灰 、 硅 除原钢板箱形 柱焊 接技术 、 高强螺栓施工技 术和 钢结构安装技术继 粉等)和超塑化剂在 工业 化生产水平 C 6 0 的高强混凝 土, C 8 0高强混凝 续发展 、 提 高外 , 在钢 结构预应力技术方面发展很快 。2 O世纪 9 0年代 以 土在 一些大城 市开始用 于工 程实践,也 已基本 掌握了配置 1 0 0 m高强混 后我 国大跨度公共 建筑 兴建较多 , 预应力技术在 空间钢结构 中得到较广 凝土 的技术 , 并在国家大剧院工程 中应 用。此外 , 一些特种混凝土如纤维 泛 的应用 ,创造 出多种空间钢结构 的新体 系,如预应力网架与 网壳、 索 混凝 土、 水下不分散混凝 土、 特细砂 混凝土 等, 亦成功配制和应用 。 网、 索拱、 索膜 、 斜拉体系 等, 充分发 挥受拉杆件 的强度潜力 , 结 构轻盈 , 2 . 3 大体 积 混 凝 土 浇筑 时代感强 。在空间钢 结构预应力是施工中也创造 了许 多新颖 的施加预应 大 体积 混凝土 的浇筑不 同于普 通混凝土 , 总体措施可 以归结为 以下 力 的方法 , 有张拉整体下压整体顶升等多种 , 工艺简易 、 经济而且可靠 。 几步 : 4 建 筑 防水 技术 ( 1 ) 确 定材料 配合 比, 进行试配 ; 防水能力是评定建筑工程整体质量的一大要素。防水能力不仅取 决 ( 2 ) 预估混 凝土的用量 , 组织建 设混 凝土储备站 、 泵车 、 备 用电源等, 于建筑防水技术 , 防水材料也至关重要 。根据 市场调查显示 目前主要 的 定要保证混凝土的供给, 不能间断旖工: 防水 材料还是 S B S和 A P P沥青防水卷材 ,一些高分子材料 也在稳步 发 ( 3 ) 混凝土 的下料采用分层下料 、 斜面推进 , 然后逐层浇筑搅拌 ; 展 中。 ( 4 ) 采 用专业的大体积测温仪 , 及时掌握混凝土 的内外温 差并调整 , 5 结 语 以免出现温 差过大导致裂缝现象。 自改革开放 以来 , 我 国的建筑 行业发展迅速 , 经过 多年 的发展和 实 2 . 4 预 应 力 混 凝 土技 术 践, 建筑施工 技术 已经得 到了长足 的进 步, 局部领 域更是处于 世界领 先 新 Ⅲ级钢筋和低松弛 高强度钢 绞线的推广 , 以及开 发研究的新型预 水平 。当然科学 技术是在不断发展 的, 将 来的建筑行业也将越来越 多元 应力锚 夹具的应用 , 都为推广预应 力混凝土创造 了条件 目前大跨度预 化, 建筑施工人 员应当加 强 自身建筑专业 知识 , 建筑 企业应 当不断总 结 应 力框 架和高层建筑大开 间的无粘 结预应力楼板应用较 为普遍, 后者能 工程案例 , 积 累经验 并努力开拓思想 , 创新技 术, 为我 国建筑行业 的发展 减少板 厚、 减低 高度、 减轻建筑物 自重, 优越性显著 。在构筑物 中如压力 而努 力。 管道 、 水 池、 贮罐、 核 电站 、 电视塔 应用更普遍 。 如天津 电视塔采 用 了最长 束达 3 1 0 m 的竖 向预应力筋 , 其预应力束长度为 国内之最 参考 文献 2 . 5 钢筋 技术 [ 1 1 张 鑫. 浅谈高层建筑施工技术要 点[ J 】 . 技术与市场 . 2 O 1 2 ( 0 2 ) . 粗钢 筋的连接 目前最主 要的还 是 电渣压力焊接 , 除此 之外机械连接 [ 2 ] 房 哲, 伞 国涛. 建筑后浇 带施 工技术及施工注意 事项浅析【 J 】 . 黑龙江科 应用 的也比较多 。相 比于 电渣压 力焊接 , 机械连接不会受 到钢 筋化学成 技信息. 2 0 1 0 ( 墙) . 分的影 响, 而且焊接 质量 比较稳 定, 整个施工 过程 简单 明了, 安全 快速 。
钢筋混凝土框架填充墙结构抗震性能分析及评价方法研究
填充墙在地震中对主体框架的影响
填充墙在地震中对主体框架的影响地震对建筑物主体框架的影响十分重大,其中填充墙在地震中起到了关键作用。
填充墙是指将砖或混凝土砌块等材料填充在钢筋混凝土框架中的墙体结构,其作用是增加建筑物的刚度和稳定性。
在地震中,填充墙可以起到以下几个方面的影响。
首先,填充墙可以增加建筑物的整体刚度。
地震是由地壳运动引起的,地震波会在建筑物中产生振动,如果建筑物的刚度不够,容易发生倾覆、倒塌等严重事故。
而填充墙可以增加建筑物整体的刚度,可以有效地抵抗地震波的影响,降低建筑物受到的振动和应力,减少破坏的可能性。
其次,填充墙可以提高建筑物的承载能力。
填充墙可以将地震波传递到整个主体框架上,在地震作用下形成一个整体的力学系统,通过填充墙的作用,可以将地震荷载分散到整体框架各个部分,使得建筑物可以承受更大的荷载。
另外,填充墙还可以提高建筑物的变形能力。
地震波引起的振动会使建筑物产生变形,如果变形能力不足,建筑物容易发生破坏。
而填充墙能够增加建筑物的整体刚度和稳定性,提高其抗震性能,从而提高建筑物的变形能力,减少破坏的可能性。
此外,填充墙还可以提供局部支撑和加固。
填充墙可以在框架结构的一些部位提供额外的支撑和加固,使得这些部位的刚度和承载能力更高,进一步提高建筑物的抗震能力。
特别是在一些关键位置,如柱子和梁的连接处,填充墙可以通过提供额外的支撑和刚度,增加连接处的受力性能,减少破坏的可能性。
此外,在地震后的震后恢复中,填充墙还可以提供额外的保护和修复功能。
填充墙由于其本身的稳定性和耐久性,可以减少地震后的损坏和破坏。
同时,填充墙的维修和更换相对简单,可以节省时间和人力成本,在震后的修复工作中起到积极的作用。
综上所述,填充墙在地震中对建筑物主体框架的影响是十分重要的。
它可以增加建筑物的整体刚度和稳定性,提高建筑物的承载能力和变形能力,提供局部支撑和加固,以及在震后修复中提供保护和修复功能。
因此,在设计和建造建筑物时,需要合理配置填充墙的位置和数量,以提高建筑物的抗震能力,确保其在地震中的安全。
钢筋混凝土框架结构房屋震害分析加固及抗震措施研究概要
钢筋混凝土框架结构房屋震害分析加固及抗震措施研究概要钢筋混凝土框架结构房屋是目前广泛应用的一种建筑结构形式,其具有强度高、刚度好、耐久性强等优点。
然而,在地震中,钢筋混凝土框架结构房屋也会遭受不同程度的破坏。
因此,对于钢筋混凝土框架结构房屋的震害分析、加固及抗震措施的研究具有重要意义。
一、钢筋混凝土框架结构房屋震害分析钢筋混凝土框架结构房屋的震害形式主要包括梁柱节点破坏、梁柱破坏、破坏部位的集中现象等。
震害分析中需要考虑的因素包括结构的初始强度、动力特性、地震荷载以及结构的耐久性等。
对于已经发生的地震事故的房屋,需要进行震后调查和破坏分析,确定房屋的破坏原因和主要破坏形式。
二、钢筋混凝土框架结构房屋加固研究为了提高钢筋混凝土框架结构房屋的抗震能力,可以采取一定的加固措施。
常见的加固措施包括加大结构单元的截面尺寸,增加钢筋数量,设置剪力墙,并对节点进行加固等。
此外,还可以采用基础加固措施,包括加大基础的尺寸,采用钢筋混凝土桩基础等。
加固研究需要通过模拟试验、数值模拟和工程实践等手段,评估加固措施对结构的影响和加固效果。
三、钢筋混凝土框架结构房屋抗震措施研究为了预防地震发生时房屋的破坏,可以采取一系列的抗震措施。
首先是合理选取地段,在地震区域选择安全的地点建房。
其次是在设计和施工过程中,采取合理的设计参数和施工技术,确保房屋的抗震性能。
此外,还可以在房屋使用过程中,加强维护和检修工作,及时处理结构损伤,防止损伤加重。
综上所述,钢筋混凝土框架结构房屋的震害分析、加固及抗震措施的研究十分重要。
只有深入了解房屋的震害形式和原因,合理采取加固和抗震措施,才能提高房屋的抗震能力,确保人员和财产的安全。
汶川地震中框架填充墙结构震害数值模拟分析
区对 框架填 充墙 结 构 所 做 的震 害调 查 , 析 了框 分
钢 筋混凝 土框 架结 构 中 , 满足分 隔 、 为 围护等 使 用 功能要 求 , 在柱 间嵌 砌墙 体 , 成框 架填充 需 形 墙结 构 。研究 表 明 , 充墙对 框架 的抗侧 刚度 、 填 承 载 能力及 变形 性 能 等均 有 较 大 影 响 。文 献 [ ] 1提
出了对 填充墙 体 系 的设 计 要 求 , 围护 墙 和 隔墙 即 应 考虑 对结构 抗 震 的不 利 影 响 , 免 不 合 理设 置 避 而 导致 主体结 构 的破坏 。文 献 E 2 框 架 结构 中 2对 的填充 墙体 系设 计也仅 有结 构布 置 和构造 方面 的
关键词 : 填充墙 ; 抗震性能 ; 等效斜撑模型 ; 静力 弹塑性分析
中图分类号 : TU3 8 4 TU3 1 4 7. ; 1. 1 文献 标 志码 : A 文 章 编 号 :035 6 (0 0 0 —3 20 1 0—0 0 2 1 )917 —6
Nu e i a na y i f s im i a a e o a o r m r c la l ss o e s c d m g fm s n y
Ab ta t B s d o h v sia in i t a o r f ldRC r me nW e e u ne rh u k ,t i p — sr c : a e n t ei e t t om s n yi i e n g o n n l fa si n h a a t q a e hs a
填充墙对框架结构的影响及破坏
填充墙对框架结构的影响及破坏摘要:墙与框架的连接及受力方式不仅影响填充墙平面内承载能力和平面外性能的发挥,同时对框架结构的受力性能也有一定影响。
因此本文就框架结构填充墙的破坏方式和受力特点进行剖析,采取科学的防范措施提高框架填充墙耐用性关键词:填充墙;框架;结构破坏;抗震引言框架结构是指由梁和柱以刚接或者铰接相连接而成构成承重体系的结构,具有平面布置灵活、室内空间大等优点而成为建筑工程中使用最为广泛的结构体系之一。
我国填充墙一般用预制的加气混凝土和空心砖砌块等轻质板材等材料砌筑或装配而成,墙体不承重,仅起到围护和分隔作用,但对框架结构的受力性也有一定的影响,该影响在结构设计阶段往往容易忽视,使得墙体结构在抗震情况下实际会产生不同程度和多样式破坏。
1填充墙受力特点框架结构的荷载形式很复杂,受力系统也很复杂,而且具有一定的不确定性,保证结构绝对完整的受力分析很困难。
首先,外力的作用方向具有不确定性,比如风荷载和地震作用,但是在设计过程中外力作用的方向被看作是固定的。
其次,假定平面结构的一片框架可以承受同一平面内的侧向力,忽略平面外的小刚度,通过楼板联系各平面抗侧结构并协同统一工作。
初始弹性阶段,填充墙与框架工作的协同工作,框架梁端产生弯矩和附加剪力,框架柱产生附加剪力和附加轴力,对结构层刚度有着积极的作用。
框架和填充墙之间相互作用,框架传给填充墙的作用力,一部分通过柱子传递到强的侧面,一部分通过横梁传递到墙的顶面。
填充墙的抗拉强度低,裂缝的方向一般为主拉应力的法向。
2填充墙自身的破坏传统的砖砌填充墙对于结构而言大都属于隔离房间的作用,地震刚刚发生时,砖砌填充墙与房间框架主体结构相互作用、相互支撑,使得结构整体强度得到提升。
填充墙将大部分震能吸收,但是由于砖砌填充墙相对而言缺乏抗震性,在震能达到其所不能承受之重时遭到破坏,且相对严重。
根据实际工程的墙体破坏形式可以发现,填充墙主要有三种破坏形式:①剪切破坏。
填充墙刚度的框架结构抗震设计影响分析
■ 朱 海 涛 1 述 . 概
3O . m,结构采用单 跨框架 ,跨度 为81 .m,每 个框架 的距 离为 45 . m。该工程建成即遭遇 汶川 大地震 ,工程所处位置 实际烈度
钢 筋混凝土框架结构 由于其 自身的侧 向刚度较 小 ,地 震作用引起 的侧 向位移较大 ,故合理 的抗 震措施成为框架结 构抗震性能实现 的有力保证。其中 “ 强柱弱梁 ”是一项关键
明 确 ,那 么 就跟 周 边 的 框架 有 足够 的隔开 、分 开 。 目前 规范及现有计 算手段尚无法将填 充墙 对结构刚度
3抗震计算结果对 比分析 .
31 .计算模 型 从结构平面布置情况看,该工程刚度不均匀情况出现在底 层 ,由于布 置了两个大会议室 ,造成Y方向底层填充墙只剩下
楼梯 间和 卫生问 ,底层层 高为4O .m,二至四层为标准 的小
开 问 宿舍 用 房 ,向 北 悬挑 21 .m作 为外 走 廊 ,层 高 均 为
表1楼层抗剪承载 力比值表
从 表 1 以看 到 ,不 考虑 填 充墙 的刚 度 影 D B ,结 构 是 可 [-  ̄, i
一
位 ,以采取有效 的抗震加强措施。在抗震设计计 算中,必须考
2工 程 概况 .
21 构 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ置 .结
楼 层
1 2 3
模 型 一
Y向
10 .4 12 .3 13 .1
模 型二
Y向
0 6 .7 1 1 .6 12 .6
该 四层 宿 舍 楼 采 用 外 走 廊 钢 筋 混凝 土 框 架 结 构 ,平 面 呈长 方形 ,纵 向沿 东 西 向十 个 开 间 ,底 层 东 侧 三个 开 间 为会 ’ 议室 ,接 着 是楼 梯 间 和 四 个开 间 的 大会 议 室 ,其后 是 另 一个
浅谈填充墙的框架结构震害分析
浅谈填充墙的框架结构震害分析前言:据统计发现我国建筑物在地震灾害中填充墙框架结构遭到损害的情况非常普遍,有的还出现倒塌现象,给我国人民生命安全造成非常大的威胁,同时在地震多发区,人们会产生一种心理阴影。
因此填充墙的框架结构在震中的安全系数得到了我国科学家和工程界的广泛关注。
填充墙根据框架结构和受力程度不同,分为承重墙和非承重墙,在地震发生时填充墙可以帮助整个楼体的框架分担和消耗地震的能量,以便较少地震带来的损害。
一、填充墙框架结构的基本性能1、填充墙一般是属于非结构构件,因此在使用中大多数不会考虑其结构对整体性能的影响,但是在实际使用中,填充墙的框架结构在一定程度上改变了见着的结构体系,因此对于填充墙的框架结构不能单纯的用普通框架来模拟。
2、在地震灾害下,建筑物中的填充墙和其框架是共同起到抗震作用的,两者互相依附,互相支持,填充墙支持者框架结构的完整,框架因为其原料的原因们可以较大的吸收地震的作用,一次来降低地震的强度。
3、在地震灾害中,一旦框架结构的破坏比较严重,一般非常容易出现裂痕,因为填充墙主要是用粘土和混凝土等材料制作的,在地震发生时墙体会产生比较严重的层间位移,建筑物的四角就比较容易裂开,这通常就是因为填充墙角部连接处比较薄弱造成的。
二、填充墙震害分析现在很多的填充墙在墙体结构中,都是采用黏土砖混凝土加气块的方式,进而获得刚刚性强度的建筑材料。
其材料可以在水平地震的过程中,主体结构在層间位移中的稳定度会出现一定的不稳定,同时承重墙体会让拉结不牢自身材料出现相对较为明暗的非韧度表现。
其过多的偏向刚性选择以及填充墙的刚度与主体结构的刚度不协调等作用下,会发生破坏填充墙的危害。
建筑体边缘会很出现明显的碎块,目前这种情况产生的主要原因是填充砌块强度不够,角部连接节点处韧性过高而出现。
因而在填充墙的墙体结构中,过刚性以及过韧性都会让墙体在地震中出现各种问题[1]。
其过多墙体韧性的加强,这类问题产生的原因是填充墙砌筑砂浆整体刚性强度相对较低,同时也包含接触面过于弱而引起的。
浅谈框架结构中填充墙的抗震影响
浅谈框架结构中填充墙的抗震影响摘要:钢筋混凝土框架填充墙结构由于具有良好的经济性和适用性,在当前建筑行业被广泛采用,但通过历次震害表明框架结构中的填充墙对于框架结构影响不容忽略。
本文通过研究带填充墙的框架结构与纯框架结构的区别,分析了框架结构中填充墙对框架结构有利和不利的影响。
作为工程设计人员,在结构设计中应全面考虑框架结构中填充墙在结构抗震设计中造成的各种影响,采用有效的设计方法和构造措施,使得填充墙与主体结构协调工作。
关键词:框架填充墙结构;抗震影响;填充墙;构造措施1.前言钢筋混凝土框架填充墙结构由于具有良好的经济性和适用性,并且建筑平面布局灵活多变,广泛应用于办公楼、医院、学校、商店、住宅等房屋建筑。
为了满足框架结构在使用上、功能上、房间布置以及维护要求上的需求,工程中常常采用多孔砖、空心砖、轻集料混凝土小型空心砌块等材质在框架结构内砌筑墙体,在框架结构中砌筑的墙体即为框架填充墙。
当前在框架结构的受力分析和设计中,大部分设计人员采用的计算方法是先建立框架结构模型,填充墙一般仅作为荷载考虑。
实际上,砌体填充墙的使用,会改变框架结构的某些受力性能,比如说框架结构的质量、重心位置、本身的刚度、自振周期以及整体和局部的变形和位移都会有所变化。
作为设计者如果没有考虑这些变化,那么建立的计算模型与实际中工程建设有着较大出入,在地震来临时,部分房屋很有可能满足不了规范规定的“小震不坏、中震可修、大震不倒”的要求。
所以在进行框架填充墙结构和纯框架结构设计中应予以分别考虑。
2.填充墙对框架结构抗震性能有利的影响长期以来,国内外学者对砌体填充墙对框架结构在地震作用下的影响进行了大量的研究,多数研究认为填充墙对框架结构的有利影响主要体现在如下几个方面:增大抗侧移刚度、限制侧向位移、减短自振周期,改变了结构的地震力分布模式,分担了框架部分的层剪力,提高了建筑物吸收和耗散地震能量的能力等,同时以上结论也得到了大量实验研究和实际震害的验证。
钢筋混凝土框架结构建筑的震害与对策分析
钢筋混凝土框架结构建筑的震害与对策分析刘蓉【摘要】详细分析了钢筋混凝土框架结构体系建筑在地震中的破坏特征、破坏机理,并结合我国目前的抗震设防现状和国外发达国家的抗震经验,给出了提高结构抗震能力的措施,对于提高RC框架建筑的抗震性能和减少或避免地震引起的损失具有一定的指导意义。
%The paper analyzes the damage features and the damage mechanism of the reinforced concrete frame structures in earthquakes,and provides the measures for improving the structural seismic capacity by combining with the current seismic fortification status in China and the seismic experience of foreign advanced countries,so it has certain direction for improving the seismic performance of RC frame buildings and avoid the damage caused by the earthquake.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2012(038)005【总页数】2页(P77-78)【关键词】典型结构;震害特征;破坏机理;抗震措施【作者】刘蓉【作者单位】中煤科工集团重庆设计研究院第十四所,重庆400016【正文语种】中文【中图分类】TU375.4继2008年5月汶川8.0级地震后,又陆续发生了海地地震、智利地震以及2011年3月日本发生的9.0级特大地震等,产生了严重的人员伤亡和财产损失,地震工程界的研究表明地球已进入地震活跃期。
关于钢筋混凝土框架结构震害的说法
关于钢筋混凝土框架结构震害的说法
钢筋混凝土框架结构在地震中容易出现震害,这是因为钢筋混凝土框架结构在地震中受到地震力的作用时会发生变形和破坏。
下面将从框架结构的设计和施工、地震力的作用、结构材料的性能等方面说明钢筋混凝土框架结构震害的问题。
首先,钢筋混凝土框架结构的设计和施工质量直接影响其抵御地震力的能力。
在设计过程中,如果没有对框架结构的受震性能进行充分的考虑,就容易导致结构不均匀受力,从而造成部分结构的破坏。
此外,如果在施工中出现了质量问题,如混凝土强度不达标、钢筋与混凝土黏结不良等,也会影响结构的抗震能力。
其次,地震力是钢筋混凝土框架结构震害的主要原因之一。
地震力是指地震时地壳运动产生的水平惯性力和垂直重力对建筑物的作用力。
钢筋混凝土框架结构在地震中由于其柔性和可塑性的特点,会受到地震力的引起的弯曲、剪切和扭转等多种力的作用,从而产生塑性变形和破坏。
此外,钢筋混凝土框架结构的结构材料的性能也会影响其抵御地震力的能力。
混凝土的强度、韧性和黏聚力是抗震能力的重要指标,而钢筋的抗拉强度和屈服强度则能增强结构的纵向抗震能力。
如果材料的性能不达标或者存在质量问题,如混凝土强度低、钢筋焊接不合格等,都会使结构的抗震能力下降,增加结构发生震害的风险。
总结起来,钢筋混凝土框架结构在地震中容易出现震害。
其主
要原因包括设计和施工质量问题、地震力的作用以及结构材料的性能。
为了提高钢筋混凝土框架结构的抗震能力,我们需要加强设计过程中的抗震设防,严格控制施工质量,同时加强材料的质量监控和选取高性能材料,以确保钢筋混凝土框架结构能够在地震中发挥其应有的抗震性能。
填充墙对框架结构抗震性能影响分析_黄华
引言填充墙作为最重要的非结构构件,对框架结构的抗震性能影响巨大,且地震中的作用十分复杂。
汶川地震中,框架结构的破坏,填充墙“功不可没”[1-3]。
一方面,填充墙使框架长柱变成短柱,发生剪切破坏;另一方面,楼层间填充墙位置、数量的变化,在水平方向改变结构的侧向刚度分布,从而改变地震内力的分布;在竖直方向改变层间刚度分布,形成薄弱层。
本文通过有限元程序的数值分析,研究填充墙对框架结构整体性能的影响,分析填充墙材料、位置、数量等对框架结构抗侧刚度的作用机理,提出相关计算方法。
需指出的是:本文所指薄弱层均是由于填充墙影响而造成的楼层刚度突变所形成的“薄弱层”。
1算例模型结构布置及尺寸如图1,所在建筑场地为Ⅱ类,地震设防烈度为8度,抗震等级为一级。
框架底层层高3.9m ,其余为3.3m ,共10层。
柱截面尺寸:1~3层为1000mm ×1000mm ,4~7层为900mm ×900mm ,8~10层填充墙对框架结构抗震性能影响分析黄华叶艳霞(长安大学,陕西西安710061)摘要:在对汶川地震房屋调查分析基础上,对带填充墙的框架结构进行分析,研究其对结构抗震性能的影响。
主要考虑填充墙材料、位置、数量等影响因素,建立29个10层框架结构模型,采用有限元软件,分析Taft 波作用下结构的地震反应。
结果表明:由填充墙布置造成的“薄弱层”在结构底层时,对结构地震反应影响最大,中间层次之,顶层最小;填充墙分别采用标准砖、空心砖、加气混凝土砌块时,“薄弱层”刚度突变的影响逐渐减小,但不宜忽略不计;某层填充墙截面面积与其相邻上层填充墙截面面积之比γw ≤45%时,须将该层视为薄弱层,实际设计过程中建议γw 取60%;根据研究,给出考虑填充墙影响的框架结构自振周期及抗侧刚度计算模型。
关键词:框架结构;填充墙;自振周期;抗侧刚度;薄弱层;数值分析中图分类号:TU375.4文献标识码:A文章编号:1000-131X (2010)增-0156-07Influence of filled wall on seismic performance of frame structureHuang HuaY e Y anxia(Chang ’an University,Xi ’an 710061,China )Abstract :Based on seismic damage statistics of buildings in the Wenchuan earthquake,the masonry infilled framestructure were analyzed,and the influences of material,location,quantity of filled wall on frame structures were ing finite element software,and inputting the taft seismic wave,the seismic response of the masonry infilled frame structure were obtained.Results indicate that the influence on the seismic response of weak layer caused by filled wear ’s layout is the biggest when it lies in the bottom of frame structure,and then followed by middle -floor and top floor in order.From standard brick to hollow brick and aerated concrete block,the influence on changing stiffness of filled walls ’materials becomes smaller and smaller,but it ’s influence cannot be ignored.When the cross -section ratio of first layer ’s filled wall to next layer ’s filled wall is smaller than 45%,the layer should be treaded as weak layer.The cross -section ratio should be equal to 60%in design.Based on numerical analysis,the formulas for calculating fundamental period and horizontal stiffness are presented,in which the influence of filled walls are given.Keywords :frame structure ;filled wall ;natural vibration period ;horizontal stiffness ;weak layer ;numerical analysis E -mail :huanghua23247@基金项目:高等学校博士点基金(20090205120008)、中央高校科研专项基金(CHD2009JC160)和长安大学基础研究专项基金(2009)作者简介:黄华,博士,讲师收稿日期:2010-07-20第43卷增刊2010年Vol.432010土木工程学报CHINA CIVIL ENGINEERING JOURNAL第43卷增刊为800mm ×800mm 。
汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策_薛彦涛
[文章编号] 1002-8412(2009)05-0093-08汶川地震钢筋混凝土框架结构震害及对策薛彦涛,黄世敏,姚秋来,葛学礼,曾德民,尹保江,荣维生,于 文(中国建筑科学研究院抗震所,北京100013)[摘 要] 汶川大地震造成了部分钢筋混土框架结构的严重破坏和倒塌,震害包括结构的整体倒塌、部分倒塌、薄弱层倒塌、底层柱的柱顶和柱底的弯曲破坏、短柱的剪切破坏、框架梁端的弯曲破坏等等;此外原先抗震设计时不被注意的楼梯出现受拉破坏,有的甚至被拉断;填充墙是框架结构破坏严重的非结构构件。
框架结构这些震害产生的原因多种多样,如实际地震影响烈度大大超过设计设防烈度、建筑的施工质量问题、设计不合理(刚度突变,强梁弱柱),等等。
在对倒塌破坏的框架的震害进行深入分析后,本文提出了解决框架结构抗倒塌的方法:加强柱的抗震设计、适当布置抗震墙、采用隔震或消能减震技术。
楼梯设计时应考虑地震下楼梯受力情况,采用刚性连接时,要求计算出楼梯地震效应,并进行配筋;楼梯一端与结构采用滑动连接时,可消除楼梯地震作用下的内力,设计时可不考虑地震影响;加强结构填充墙抗震性能,确保罕遇地震下不致倒塌伤人。
[关键词] 汶川地震;框架结构;震害;破坏倒塌;强柱弱梁[中图分类号] P315.9 [文献标识码] ASeismic Damage and Design Concept from the Buildings of RC Frame Structure in WenchuanEarthquakeXue Yan -tao ,Huang Shi -min ,Yao Qiu -lai ,G e Xue -li ,Zeng De -min ,Yin Bao -jiang ,Rong W ei -sheng ,Yu We n(China Academy of Building Res earch ,Beijing 100013,China )A bstract :Wenchuan 5.12earthquake caused severely damage in RC frame .In this paper ,many kinds of damage on RC frame structure are introduced ,such as the integral structure collapse ,soft story collapse ,bending damage at the bottom and or the top of columns ,shear failure in short column ,etc .The stairs without seis mic design appear pulling damage and s ome of them are even pulled down .Filling walls are also badly damaged .The causes of the damage in RC Frame under earthquake are that earthquake intens ity ,the construction quality ,the unreasonable design such as the mutation in vertical stiffness and the strong beam and the soft colu mn ,etc .After a thorough anal y s is ,the anti collapse methods of RC frame structure are proposed :strengthening the aseismic ability of the column in design ,adding shear walls in RC frame and using base isolation or energy dissipation technology .Earthquake should be considered in stair design if stairs connect with the structure directly ,but if setting slid ing link bet ween stair and structure ,the effect of earthquake could be neglected .Strengthening the anti -earthquake performance of filling wall could ens ure no collapse happening during severe earthquake .Keywords :Wenchuan 5.12earthquake ;RC frame structure ;Seis mic damage and collapse[收稿日期] 2009-02-121 引言2008年5月12日四川省汶川县发生的里氏8级特大地震,震中位于四川省映秀镇。
填充墙对框架结构抗震性能影响分析
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。
框架结构中填充墙震害分析与抗震构造措施
摘要:文章通过对钢筋混凝土框架结构中的填充墙震害分析,结合抗震标准规定以及地震作用下填充墙对框架结构的破坏情况,文章主要介绍了填充墙震害,钢筋混凝土框架填充墙与柱拉结节点与钢筋混凝土构造柱的施工质量控制等,提出了一些解决相关问题的建议与方法,从而提高钢筋混凝土框架结构中填充墙抗震性能。
关键词:钢筋混凝土框架;填充墙震害分析;抗震构造;质量控制钢筋混凝土框架结构:是由钢筋混凝土柱、纵梁、横梁组成的框架来支承屋顶与楼板荷载的结构。
钢筋混凝土框架结构作为一种结构形式广泛应用于工业与民用建筑中,有关地震灾害说明,地震作用下填充墙对框架结构的影响是不能无视的,这种影响在地震各阶段的表现是不同的。
1钢筋混凝土框架填充墙震害分析据有关震害统计说明,地震作用下框架结构中填充墙的震害主要表现为墙面出现单斜裂缝、交叉裂缝、与框架梁之间出现水平裂缝或者发生平面外倒塌。
同时由于框架结构在水平荷载作用下变形为剪切型,因此框架下部填充墙破坏大于框架上部。
填充墙框架的承载能力略大于填充墙和框架单独工作时承载能力之和,填充墙框架结构在地震作用下框架对墙体有约束作用,同时墙体对框架也有一定的支撑。
这种支撑作用增大了结构早期刚度。
并且,填充墙增强了框架的耗能能力和变形能力,减少了结构倒塌的可能性。
1.3填充墙影响结构的刚度变化,造成填充墙的破坏无论填充墙采用的是砌块砌体墙等何种材料,填充墙在构造上与框架联系在一起共同作用的时候,或多或少地改变了整个框架体系的抗侧向作用的能力。
同时,由于填充墙的参加,有可能产生较大的扭转,使一个本来均匀规整的框架结构刚度中心偏移,从而使结构在地震作用下发生偏移。
大多数框架结构的主体结构震害一般较轻,主要破坏发生在围护结构和填充墙,因此,除了加强填充墙与主体结构的拉结措施外,还应考虑底层填充墙与结构构件在同一水准下的抗震设计。
1.4填充墙造成框架柱的附加作用,使框架结构出现"柱铰";现象同一结构层内,由于填充墙的分布方式不同,使得水平地震剪力的分配也发生变化,造成同一层内框架柱的水平受力不同而出现"柱铰";破坏现象。
关于钢筋混凝土框架结构震害的说法
关于钢筋混凝土框架结构震害的说法钢筋混凝土框架结构是目前世界上常见的一种建筑结构形式,它具有抗震性能优越的特点。
然而,在地震作用下,钢筋混凝土框架结构也存在一定的震害问题。
下面是关于钢筋混凝土框架结构震害的一些相关参考内容。
1. 钢筋混凝土框架结构的震害类型钢筋混凝土框架结构在地震作用下可能出现的震害类型主要有:框架柱的弯曲破坏、梁柱节点的剪切破坏、墙柱节点的剪切破坏以及结构整体的倾覆和垮塌等。
2. 框架柱的弯曲破坏钢筋混凝土框架的柱在地震作用下会承受较大的弯矩,从而发生弯曲破坏。
这主要是由于地震地面运动引起的结构惯性力所导致的。
如果柱子的尺寸不足或不满足设计要求,就容易发生弯曲破坏。
3. 梁柱节点的剪切破坏梁柱节点是框架结构中最容易发生破坏的位置之一。
地震作用下,节点处会产生剪切力,如果节点的设计不合理或施工质量差,就容易出现剪切破坏。
剪切破坏会导致梁柱失去连接性能,进而影响整个结构的稳定性。
4. 墙柱节点的剪切破坏钢筋混凝土框架结构中的墙柱节点容易受到地震作用的影响,节点处易发生剪切破坏。
这主要是由于墙体受到侧向地震力的作用,产生剪切力,导致节点破坏。
墙柱节点的剪切破坏会导致结构产生位移和变形,使整个结构的抗震性能下降。
5. 结构整体的倾覆和垮塌在极端情况下,当钢筋混凝土框架结构所受地震力超过其承载力时,整个结构可能发生倾覆和垮塌。
这主要是由于结构的自重和地震作用导致结构失去平衡,无法继续承受外力而发生的。
倾覆和垮塌会造成严重的人员伤亡和财产损失。
总的来说,钢筋混凝土框架结构在地震作用下存在一定的震害问题。
为了提高其抗震性能,需要遵循科学的设计和施工规范,合理选择结构形式和材料,确保结构具备足够的强度和刚度。
此外,还需要进行定期的检测和维护,及时修复和处理可能存在的缺陷和隐患,以确保结构在地震中的安全性能。
钢筋混凝土框架结构房屋震害分析及抗震措施研究
钢筋混凝土框架结构房屋震害分析及抗震措施研究框架结构自身重量轻,能有效减小地震作用。
如果设计合理,框架结构的抗震性能一般较好,能达到很好的延性,但同时由于侧向刚度较小,地震时水平变形较大,易造成非结构构件的破坏。
结构较高时,过大的水平位移引起的P△效应也较大,从而使结构的损伤更为严重[1-2]。
因此,在设计时必须严格限制框架结构的最大适用高度。
1震害特性1.1框架梁、柱的震害框架梁、柱的震害主要反映在梁柱节点处。
柱的震害重于梁,柱顶震害重于柱底,角柱震害重于内柱,短柱震害重于一般柱,震害情况如下。
1.1.1框架柱上下端出现塑性铰为了实现小震不坏、中震可修、大震不倒的抗震设防目标,对于钢筋混凝土框架结构,要求采用强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱杆件的设计原则。
然而地震中在框架梁基本完好的情况下,柱端出现塑性铰的情况非常普遍,如图1所示。
地震灾区很多框架结构的垮塌源于柱端先于梁端破坏,发生一垮到底的现象。
对此,不免产生这样的疑问:现行规范的设计方法能实现强柱弱梁吗?地震作用在板、梁、柱中的传递路径与设计时所采用的假定一致吗?因此,如何提高柱的承载力,如何考虑楼板对框架梁强度和刚度的贡献,以真正实现强柱弱梁值得商榷。
图1框架柱上下端出现塑性铰1.1.2柱顶周围有水平裂缝、斜裂缝或交叉裂缝。
重者混凝土压碎崩落,柱内箍筋拉断,纵筋压曲成灯笼状,如图2所示,上部梁、板倾斜。
图2纵筋压曲成灯笼状由于节点处的弯矩、剪力和轴力都比较大,柱的箍筋配置不足或锚固不好,在弯、剪、压共同作用下,使箍筋失效而导致出现此种震害。
1.1.3短柱破坏当有错层、夹层或有半高的填充墙,或不适当地设置某些连系梁时,容易形成短柱(柱高与柱截面的边长之比小于4)。
如:由于窗台墙体对柱子的约束作用,使柱子的有效长度减小了50%,成为短柱,如图3所示。
图3短柱剪切破坏柱子较短时,剪跨比过小,刚度过大,柱中吸收的地震力也较大,容易导致柱子的脆性剪切破坏,形成交叉裂缝乃至脆断。
框架结构中填充墙震害分析与抗震构造措施
钢筋 混凝 土 框架 结 构 :是 由钢筋 混凝 土 柱 、纵
梁 、横 梁 组成 的框 架 来 支 承 屋顶 与楼 板 荷 载 的 结
数框架 结 构 的主 体结 构震 害一般 较轻 ,主 要破 坏发 生在 围护 结构和 填充 墙 ,因此 ,除 了加 强填充 墙与
构 。钢 筋混 凝土 框架 结构 作 为一种 结构 形式 广泛 应 用 于工 业 与 民用 建筑 中,有 关地震 灾 害表 明 ,地 震
砌 ,搭接 长度 不小于 砌块 长度 的 1 3 / ,在 T 型墙 体处 应 使横墙 砌块 隔皮 露端 面 ,并坐 中于纵墙 砌块 、墙 转 角处 ,还应 使纵 、横 墙 的砌 块相 互搭砌 ,隔 皮砌
楼 梯 间和 人流 通道 的填 充 墙 , 尚应 采 用钢 丝 网 砂浆面层 加强 。
一
填 充 墙 的布置 使得 框架 柱 的计 算高 度减 少 ,形 成 “ 短柱 ”,在水 平力 作用 下 ,容易提 前发 生 塑性 铰破 坏 。
定 的支 撑 。这种 支撑 作用 增大 了结构早架 的耗 能能 力和变 形 能力 , 减少 了结构倒 塌 的可 能性 。
墙 长 大于 5 时 ,墙顶 与梁 宜有 拉 结 ;墙长 超过 m
第 五 ,砌 筑 墙 体 时 ,上 、 下 皮 砌 块 要 错 缝 搭
8 或 层 高2 时 ,宜 设置 钢 筋 混凝 土 构造 柱 ;墙 高 m 倍
超过4 时 ,墙体 半高 宜设置 与 柱连接 且 沿墙全 长 贯 m
通 的钢 筋混凝 土水平 系梁 。
避 免形成薄 弱层或短 柱 。
砌体 的砂 浆 强度等 级 不应低 于M ;实 心块 体 的 5 强度 等级 不 宜低 于M 2 5 U . ,空心块 体 的强度 等 级不 宜低于M 3 5 U . ;墙顶应 与框架梁密 切结合 。
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钢筋混凝土框架结构中填充墙震害分析摘要:通过对带填充墙框架结构的震害分析,结合规范规定以及地震作用下填充墙对框架结构的破坏情况,本文提出了自己的看法和建议,希望对相关工作人员有一定的借鉴意义。
关键词:钢筋混泥土框架填充墙震害分析
1. 概述
钢筋混凝土框架结构作为一种结构形式广泛应用于民用及工业建筑中,地震灾害表明,地震作用下填充墙对框架结构的影响是不能忽视的,这种影响在地震各阶段的表现是不同的。
根据对历次震害的总结和分析,《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)加强了关于填充墙的构造措施以达到减轻填充墙的震害损失,但是对于填充墙对框架结构的影响,由于缺乏足够的资料,未对此进行明确的规定,仍采取基本周期折减系数法统一考虑其影响。
本文认为,采取基本周期折减系数法有可能导致某些结构构件实际地震破坏模式与计算破坏模式不符从而给结构带来安全隐患。
通过分析,作者希望能够引起结构工作者的重视,并给予借鉴。
2. 震害分析
2.1 填充墙在地震作用下的破坏
震害统计表明,地震作用下,框架结构中填充墙的震害主要表现为墙面出现单斜裂缝、交叉裂缝、与框架梁之间出现水平裂缝或者发生平面外倒塌。
同时由于框架结构在水平荷载作用下变形为剪切型,因此框架下部填充墙破坏大于框架上部。
2.2 地震作用下填充墙对框架结构的影响
研究表明,填充墙框架的承载能力略大于填充墙和框架单独工作时承载能力之和,填充墙框架结构在地震作用下框架对墙体有约束作用,同时墙体对框架也有一定的支撑。
这种支撑作用增大了结构早期刚度。
并且,填充墙增强了框架的耗能能力和变形能力,减少了结构倒塌的可能性【1】。
从这一方面考虑,填充墙对于框架结构的抗震是有利的。
李英民【2】等人通过对按规范设计的框架结构算例进行了弹性、静力弹塑性和非线性动力分析并得出结论:
1)填充墙对结构刚度贡献在多数情况下不容忽略;
2)填充墙改变了结构构件的约束条件、结构刚度分布。
填充墙竖向刚度分布的不均匀可能导致薄弱层的发生,平面刚度分布的不对称则可能加剧结构扭转效应;沿高度和平面均匀分布的填充墙对结构抗震性能总体上是有利的;
3)非均匀分布填充墙甚至可能改变结构的破坏模式和薄弱部
位 ,使设计预期的破坏模式不能实现;
4)改变了所连接竖向抗侧力构件的约束条件 ,使构件的非线性性能发生变化;
5)有可能改变框架柱的受力模式 ,使上下柱端承受明显的附加剪力,且增大柱的轴力
汶川地震中,由于填充墙造成的结构破坏也论证了填充墙对结构的不利影响【3】【4】【5】:
窗下填充墙布置不当,造成框架柱成为短柱并出现脆性破坏;
2)填充墙对框架柱产生附加斜向压力,造成框架柱剪切破坏;
3)填充墙对框架梁底部产生向上的压力造成框架梁发生弯剪破坏;
3. 抗震规范关于填充墙的有关规定
抗震规范中关于填充墙等非承重构件的规定主要包括构造措施和计算方法两个方面。
3.3 构造措施
规范【6】13.3.2条规定,非承重墙体宜优先采用轻质墙体材料;采用砌体墙时,应采取措施减少对主体结构的不利影响,并应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。
研究表明,填充墙与框架之间的联结情况对填充墙框架的工作性能影响较大。
对于砖墙,按构造放置拉结筋对防止砌体大片掉落、避免砖墙出平面倾倒、增加整个结构的延性等方面具有比较明显的作用。
3.2 计算
规范【6】3.7.4条规定,框架结构的维护墙和隔墙,应估计其设置对结构抗震的不利影响,避免不合理设置而导致主体结构的破坏。
同时,13.3.2条规定:
1)对嵌入抗侧力构件平面内的刚性建筑非结构构件,应计入其刚度影响,可采用周期调整等简化方法;一般情况下不应计入其
抗震承载力,当有专门的构造措施时,尚可按有关规定计入其抗震承载力。
2)刚性非承重墙体的布置,应避免使结构形成刚度和强度分布上的突变;当围护墙非对称均匀布置时,应考虑质量和刚度的差异对主体结构抗震不利的影响。
填充墙对结构的刚度影响不应忽视,但是规范并未给出准确计算的方法。
同时,如何考虑填充墙抗震承载力以及怎样考虑质量和刚度的差异对主体结构抗震不利的影响,规范也未明确。
4.分析与建议
由上可知,采取构造措施可以有效的减少填充墙的破坏。
框架结构中填充墙起围护以及分隔房间的作用,根据不同的使用情况可以灵活的布置和分隔房间是框架结构的特点和优点。
因此填充墙对结构构件的不利影响在大多数情况下是无法避免的。
汶川地震中框架结构的震害表明,如何考虑填充墙对框架结构的不利影响必须引起我们的重视并谨慎对待。
水平荷载作用下填充墙框架结构从加载到破坏一般经历四个阶段,分别是整体工作阶段、弹性工作阶段、非线性工作阶段和结构的塑流阶段。
其中,非线性阶段指填充墙墙面开裂直到各段裂缝水平投影长度连续贯通的阶段。
试验分析表明,弹性工作阶段,填充墙与框架间出现周边裂缝至墙面初裂时,层间位移角约为1/500,非线性工作阶段位移角约为1/650~1/350【7】。
因此遵循“小震不坏,中震可修,大震不倒”的抗震设计理念,可以认为,在框架结
构的弹性工作阶段,填充墙也基本处于弹性工作阶段或非线性阶段的早期阶段。
在这一阶段,填充墙的刚度对框架结构的贡献较大,仅仅将填充墙作为荷载考虑是不妥的。
对于窗下填充墙布置不当,造成框架柱形成短柱,规范规定按照短柱给予了考虑。
当连续贯通裂缝形成后,由于结构整体变形较大,造成填充墙对框架柱、梁的附加力也较大。
由于这一阶段基本属于结构的大震作用阶段,因此可以采取加强抗震措施的方法考虑填充墙对结构构件附加力。
水平地震作用下填充墙侧向变形将对一侧框架柱产生斜向压力,加大斜裂缝和梁底之间柱的剪力,导致剪切破坏。
研究表明,周期折减系数法有可能造成边柱抗剪承载力不足,出现填充墙将边柱剪坏的情况。
因此需要对边柱的梁底柱端处箍筋给予加强以防止破坏的发生。
填充墙对框架梁的破坏从震害分析看主要发生在框架梁的三分之一处,由于框架梁的负弯矩钢筋伸入梁内的长度为三分之一净跨,箍筋加密区为二倍或一点五倍梁高与500mm的最大值,因此有必要采取措施加强梁跨三分之一处得弯剪承载力。
在重点部位可以采取增加上部通长筋个数以及箍筋肢数的办法加大上部钢筋配筋
面积和箍筋面积以保证地震作用下,框架梁有足够的弯剪承载力。
通过以上分析,本文认为,在满足抗震规范规定的基础上应加强某些框架梁柱的承载能力,以抵御地震作用下填充墙变形产生的附加力,消除安全隐患。
参考文献
1.《填充墙框架的工作性能及设计计算》童岳生钱国芳,西安冶会建筑学院学报,1983,35(3)
2. 《填充墙对框架结构抗震性能的影响》李英民等,地震工程与工程振动,2009,29(3)
3. 《汶川地震中多层钢筋混凝土框架结构房屋震害分析》田志鹏等,建筑结,2009,39(11)
4. 《汶川地震中填充墙钢筋混凝土框架结构抗震性能思考》王旋等,工业建筑,2009,39(1)
5. 《框架结构在汶川 5. 12大地震中的震害分析及抗震启示》王威等,世界建筑,2009,25(4)
6. 《建筑抗震设计规范》(gb50011-2010)
7. 《抗震工程学》沈聚敏周锡元等中国建筑工业出版社2000.12
作者简介:谭品峰,男,籍贯:江西省赣县,出生:1975.11,学位:硕士研究生,毕业院校:天津大学建筑工程学院,工作单位:河北工业大学土木工程学院,研究方向:抗震分析,职称:中级工程师。