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【摘要】文章首先通过对框架填充墙结构概述进行了阐述，接着对填充墙可能带来的不利影响进行了细致的分析，最后重点探讨了框架填充墙结构抗震设计的方法和展望。
【关键词】框架填充墙，抗震设计，思考
中图分类号：TU973文献标识码： A
一、前言
我国对框架填充墙在解决我国房屋抗震问题中起到了很大的作用，只有在框架填充墙结构抗震设计中加强思考，分析其出现的问题并制定解决措施，才能够使框架填充墙结构抗震设计的作用得到更大的发挥。
二、框架填充墙结构概述
框架结构是由梁和柱两大部分组成，并通过刚接或者铰接的方式构成承重体系。即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载，因其具有平面布置灵活、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。框架结构一般使用填充墙进行房间分割。目前，我国广泛使用的填充墙为轻质混凝土砌块和空心砖砌体。无论是轻质混凝土砌块填充墙还是空心砖砌体填充墙的加入，框架结构的受力性能都会发生改变。整个框架房屋的质量、刚度、自振周期以及整体变形和位移较纯框架结构都会有较大的不同，而许多设计人员在设计中往往都没有考虑这些变化，只是把填充墙作为一种均布荷载输入到结构计算软件中，使得计算所用的力学模型与实际有较大的出入。
三、填充墙可能带来的不利影响
目前，许多设计人员有一种错误的理解，认为在框架结构中添加填充墙会提高结构总体抵抗地震作用的能力，这实际上是一个误区。美国作了许多关于框架填充墙方面的试验，但实验结果都显示出，填充墙的存在不能提高框架结构的抗震能力。
1、框架填充墙层间刚度的突变
在临街商住楼的结构设计中，在填充层内，由于造价的因素，设计人员多采用底部框架抗震墙结构，上部抗震墙体材料一般采用砖砌体或混凝土空心小砌块。但是当业主需要建设超高层建筑时，设计人员一般会采用框架填充墙的结构形式。在底部框架抗震墙结构中，现行抗震规范明确指出了房屋侧移刚度比的限值，而在框架填充墙结构中，侧移刚度比一般未引起设计人员足够的重视。
2、框架柱形成短柱
在框架填充墙结构中，梁上由于有填充墙的作用，会形成强梁弱柱，在地震作用下梁的塑性铰很可能出现在柱子产生塑性铰之后。当框架填充墙结构在两柱间开通窗时，柱子极易形成短柱，在地震作用下短柱两端很容易形成塑性铰，柱子受到的剪力也会明显增大，而在一般的结构设计中，很可能会忽略这一点。建议在设计时，对柱子易形成短柱的部位（填充墙顶部到框架梁底部部分）直接按短柱的处理方法进行设计，防止形成的短柱过早出现塑性铰。
3、整个框架填充墙结构产生扭转
框架结构因为填充墙的加入有可能产生较大的扭转。一个本来均匀规整的框架结构由于加入了填充墙，造成结构的刚度中心偏移，从而使结构在地震作用下发生偏移。还有一点需要指出的是，在框架结构整体刚度计算方面，由于有关规范没有考虑填充墙的作用，设计人员计算所得的结构的刚度中心与实际刚度中心可能会有较大的偏差，因而可能会使结构在地震作用下产生的扭转被忽视，而导致结构在地震中因扭转而破坏。建议在结构设计时高度重视填充墙带来的扭转效应，在填充墙较少的部分尽量采用钢筋混凝土抗震墙和满灌芯的配筋砌块砌体抗震墙以加强薄弱区的刚度，减小结构的扭转作用。并且增加的抗震墙尽量布置一些在结构平面的周边，使结构整体的抗扭刚度得到较大增强。
四、框架填充墙结构抗震设计的方法和展望
从近年来填充墙框架理论与试验研究成果可知，填充墙框架由于框架与填充墙之间的协同工作，其受力性能与空框架存在明显差异。填充墙框架的刚度、承载能力、耗能能力均比空框架有显著提高，同时由于刚度大且填充墙开裂较早，因而在地震时填充墙的震害较容易出现。鉴于填充墙对框架影响的优缺点并存，现阶段的理论与试验研究虽取得一定的成果，但仍不够完善，在设计中全面考虑其影响仍有困难，设计理论的进步和墙体材料的改革也迫切需要开展进一步的研究工作。
1、新型砌体材料
在全国范围的墙改政策的推动下，以前在框架结构和框架-剪力墙结构中普遍使用的实心黏土砖填充墙材料正逐步被一些新型砌体材料(包括混凝土空心砌块、粉煤灰砌块、加气混凝土砌块等)所取代。但由于缺少新型砌体填充墙框架结构抗震性能的相关研究，目前设计中仍主要沿用基于黏土砖填充墙的规定，使得新型墙体材料的性能优势得不到充分发挥，在一定程度上阻碍新型砌体填充墙的推广应用。因此，开展新型砌体填充墙框架抗震性能和设计方法研究，既可为今后新型填充墙框架结构的抗震设计提供依据，同时也有助于墙改、节能政策以及新型材料的推广和应用。
2、试验和理论研究工作
建筑物的性能水平是结构性能水平和非结构构件性能水平的综合体现。填充墙作为框架结构中最重要且易遭受地震损坏的非结构构件，其在不同水平的设计地震作用下的性能，特别是不同性能目标下的变形容许值的研究就显得至关重要。考虑到以往填充墙框架的研究工作并不在基于性能的抗震设计理念背景下开展，且一般是以黏土砖填充墙为研究对象，因此，很有必要针对基于性能的抗震设计理论的需要，开展关于新型砌体填充墙RC框架结构的试验和理论研究工作，特别是不同性能水平的损伤状态描述和变形容许值的研究。
3、开展多层多跨填充墙框架结构试验
由于试验条件的限制，以前大多数的试验研究都是以单层单跨填充墙框架基本结构单元作为研究对象。大量基于基本填充墙框架单元的研究成果均表明填充墙框架的刚度、承载能力乃至耗能能力均比空框架有明显提高。这种认识造成工程界对于填充墙框架的抗震设计方法过于简化。除了在地震作用计算时采用周期折减系数以考虑填充墙对整体刚度的影响，其它设计计算均不考虑填充墙对强度、刚度和剪力分配的影响，且往往认为这种简化设计方法是偏于安全的。实际震害却揭示了砌体填充墙的刚度效应和约束效应所造成的短柱破坏、扭转破坏和软弱层破坏是框架结构地震倒塌的主要影响因素。因此，很有必要针对填充墙框架的上述震害特点，开展多层多跨填充墙框架结构试验，以研究填充墻沿跨间和层间的不均匀布置对填充墙框架抗震性能的影响。
4、填充墙与框架的连接方式
目前关于填充墙连接方式和填充墙开洞情况对结构受力性能影响的研究成果尚少见报道。填充墙与框架的连接方式不仅影响填充墙平面内在受荷载后的承载能力发挥和平面外性能，同时对框架结构的受力性能也有影响。填充墙开洞的位置与大小不仅影响其自身的受力性能和破坏形态，而且和框架结构破坏模式有一定关系。故应对这两方面开展进一步研究，以寻求可靠实用的连接方式和完善填充墙框架的承载能力计算。
5、框架与填充墙的剪力分配
框架与填充墙的剪力分配随填充墙与框架刚度比和填充墙所处性能状态的不同而变化。由于填充墙的刚度和强度在地震作用过程中处于动态变化过程，填充墙框架中填充墙与框架各自不利地震内力的确定尚有待进一步试验和理论研究。
五、结束语
框架填充墙结构抗震设计是一项全面系统复杂的综合设计，尤其要加强对设计中常见问题的认识与研究，提高抗震设计的意识，结合实际情况进行设计，加强框架填充墙结构抗震设计水平的提高。
参考文献
[1]建设部.建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2008.
[2]黄靓，施楚贤，熊辉.带砌体填充墙结构在地震作用下的安全性质疑[J].建筑结构，2005
[3]秦鹏 框架填充墙结构的动力试验及研究 2006
【关键词】框架填充墙，抗震设计，思考
中图分类号：TU973文献标识码： A
一、前言
我国对框架填充墙在解决我国房屋抗震问题中起到了很大的作用，只有在框架填充墙结构抗震设计中加强思考，分析其出现的问题并制定解决措施，才能够使框架填充墙结构抗震设计的作用得到更大的发挥。
二、框架填充墙结构概述
框架结构是由梁和柱两大部分组成，并通过刚接或者铰接的方式构成承重体系。即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载，因其具有平面布置灵活、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。框架结构一般使用填充墙进行房间分割。目前，我国广泛使用的填充墙为轻质混凝土砌块和空心砖砌体。无论是轻质混凝土砌块填充墙还是空心砖砌体填充墙的加入，框架结构的受力性能都会发生改变。整个框架房屋的质量、刚度、自振周期以及整体变形和位移较纯框架结构都会有较大的不同，而许多设计人员在设计中往往都没有考虑这些变化，只是把填充墙作为一种均布荷载输入到结构计算软件中，使得计算所用的力学模型与实际有较大的出入。
三、填充墙可能带来的不利影响
目前，许多设计人员有一种错误的理解，认为在框架结构中添加填充墙会提高结构总体抵抗地震作用的能力，这实际上是一个误区。美国作了许多关于框架填充墙方面的试验，但实验结果都显示出，填充墙的存在不能提高框架结构的抗震能力。
1、框架填充墙层间刚度的突变
在临街商住楼的结构设计中，在填充层内，由于造价的因素，设计人员多采用底部框架抗震墙结构，上部抗震墙体材料一般采用砖砌体或混凝土空心小砌块。但是当业主需要建设超高层建筑时，设计人员一般会采用框架填充墙的结构形式。在底部框架抗震墙结构中，现行抗震规范明确指出了房屋侧移刚度比的限值，而在框架填充墙结构中，侧移刚度比一般未引起设计人员足够的重视。
2、框架柱形成短柱
在框架填充墙结构中，梁上由于有填充墙的作用，会形成强梁弱柱，在地震作用下梁的塑性铰很可能出现在柱子产生塑性铰之后。当框架填充墙结构在两柱间开通窗时，柱子极易形成短柱，在地震作用下短柱两端很容易形成塑性铰，柱子受到的剪力也会明显增大，而在一般的结构设计中，很可能会忽略这一点。建议在设计时，对柱子易形成短柱的部位（填充墙顶部到框架梁底部部分）直接按短柱的处理方法进行设计，防止形成的短柱过早出现塑性铰。
3、整个框架填充墙结构产生扭转
框架结构因为填充墙的加入有可能产生较大的扭转。一个本来均匀规整的框架结构由于加入了填充墙，造成结构的刚度中心偏移，从而使结构在地震作用下发生偏移。还有一点需要指出的是，在框架结构整体刚度计算方面，由于有关规范没有考虑填充墙的作用，设计人员计算所得的结构的刚度中心与实际刚度中心可能会有较大的偏差，因而可能会使结构在地震作用下产生的扭转被忽视，而导致结构在地震中因扭转而破坏。建议在结构设计时高度重视填充墙带来的扭转效应，在填充墙较少的部分尽量采用钢筋混凝土抗震墙和满灌芯的配筋砌块砌体抗震墙以加强薄弱区的刚度，减小结构的扭转作用。并且增加的抗震墙尽量布置一些在结构平面的周边，使结构整体的抗扭刚度得到较大增强。
四、框架填充墙结构抗震设计的方法和展望
从近年来填充墙框架理论与试验研究成果可知，填充墙框架由于框架与填充墙之间的协同工作，其受力性能与空框架存在明显差异。填充墙框架的刚度、承载能力、耗能能力均比空框架有显著提高，同时由于刚度大且填充墙开裂较早，因而在地震时填充墙的震害较容易出现。鉴于填充墙对框架影响的优缺点并存，现阶段的理论与试验研究虽取得一定的成果，但仍不够完善，在设计中全面考虑其影响仍有困难，设计理论的进步和墙体材料的改革也迫切需要开展进一步的研究工作。
1、新型砌体材料
在全国范围的墙改政策的推动下，以前在框架结构和框架-剪力墙结构中普遍使用的实心黏土砖填充墙材料正逐步被一些新型砌体材料(包括混凝土空心砌块、粉煤灰砌块、加气混凝土砌块等)所取代。但由于缺少新型砌体填充墙框架结构抗震性能的相关研究，目前设计中仍主要沿用基于黏土砖填充墙的规定，使得新型墙体材料的性能优势得不到充分发挥，在一定程度上阻碍新型砌体填充墙的推广应用。因此，开展新型砌体填充墙框架抗震性能和设计方法研究，既可为今后新型填充墙框架结构的抗震设计提供依据，同时也有助于墙改、节能政策以及新型材料的推广和应用。
2、试验和理论研究工作
建筑物的性能水平是结构性能水平和非结构构件性能水平的综合体现。填充墙作为框架结构中最重要且易遭受地震损坏的非结构构件，其在不同水平的设计地震作用下的性能，特别是不同性能目标下的变形容许值的研究就显得至关重要。考虑到以往填充墙框架的研究工作并不在基于性能的抗震设计理念背景下开展，且一般是以黏土砖填充墙为研究对象，因此，很有必要针对基于性能的抗震设计理论的需要，开展关于新型砌体填充墙RC框架结构的试验和理论研究工作，特别是不同性能水平的损伤状态描述和变形容许值的研究。
3、开展多层多跨填充墙框架结构试验
由于试验条件的限制，以前大多数的试验研究都是以单层单跨填充墙框架基本结构单元作为研究对象。大量基于基本填充墙框架单元的研究成果均表明填充墙框架的刚度、承载能力乃至耗能能力均比空框架有明显提高。这种认识造成工程界对于填充墙框架的抗震设计方法过于简化。除了在地震作用计算时采用周期折减系数以考虑填充墙对整体刚度的影响，其它设计计算均不考虑填充墙对强度、刚度和剪力分配的影响，且往往认为这种简化设计方法是偏于安全的。实际震害却揭示了砌体填充墙的刚度效应和约束效应所造成的短柱破坏、扭转破坏和软弱层破坏是框架结构地震倒塌的主要影响因素。因此，很有必要针对填充墙框架的上述震害特点，开展多层多跨填充墙框架结构试验，以研究填充墻沿跨间和层间的不均匀布置对填充墙框架抗震性能的影响。
4、填充墙与框架的连接方式
目前关于填充墙连接方式和填充墙开洞情况对结构受力性能影响的研究成果尚少见报道。填充墙与框架的连接方式不仅影响填充墙平面内在受荷载后的承载能力发挥和平面外性能，同时对框架结构的受力性能也有影响。填充墙开洞的位置与大小不仅影响其自身的受力性能和破坏形态，而且和框架结构破坏模式有一定关系。故应对这两方面开展进一步研究，以寻求可靠实用的连接方式和完善填充墙框架的承载能力计算。
5、框架与填充墙的剪力分配
框架与填充墙的剪力分配随填充墙与框架刚度比和填充墙所处性能状态的不同而变化。由于填充墙的刚度和强度在地震作用过程中处于动态变化过程，填充墙框架中填充墙与框架各自不利地震内力的确定尚有待进一步试验和理论研究。
五、结束语
框架填充墙结构抗震设计是一项全面系统复杂的综合设计，尤其要加强对设计中常见问题的认识与研究，提高抗震设计的意识，结合实际情况进行设计，加强框架填充墙结构抗震设计水平的提高。
参考文献
[1]建设部.建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社，2008.
[2]黄靓，施楚贤，熊辉.带砌体填充墙结构在地震作用下的安全性质疑[J].建筑结构，2005
[3]秦鹏 框架填充墙结构的动力试验及研究 2006