1992年6月工程抗展第2期砖填充墙框架房屋抗震设计若干问题—和构造措施等方面有关问题的要求发的<新抗震设计规范应用施耀新(天津市建筑设计院)地震区砖填充墙框架房屋的设计建筑抗震设计规范》计算时应注意的问题等二在新颁这是我砖填充墙能作为抗侧力构件吗(GBJll)九江市建筑设计院杨鸿同志设计一栋八层框架结构的旅馆建筑列问题的实质是“中第一次比较系统地做了明确规定成果和工程经验的集中体现来信中提出的一系国地震工程研究者对该类房屋三十年来研究砖填充墙能作为抗侧力构广大工程设计件吗”者及有关人员渴望了解其有关问题的实质我国早在50年代末即在抗风设计中已值此现将这类房屋抗震设计中的若干问题:考虑了砖填充墙的抗侧力作用学院工程力学研究所)和海城0年代初6简述如下一1国家地震局工程力学研究所(即当时中国科新规范对砖填充墙框架房屋的抗震唐山地震后设计做了哪些主要规定规范第61中国建筑科学研究院工程抗震研究所和西安冶金建筑学院等单位做了大量的模型试验研2条和附录三的有关规1定明确指出砖填充墙框架可以抗侧力是究以及唐山地震后大量的砖填充墙框架房多层钢筋硷结构房屋的三种主要结构体系之2屋的震害研究分析等均说明砖填充墙能作为抗侧力构件规范第68以承受风荷载和地震作用12条和表61613的有关规8但是能力特性鉴于砖滇充墙砌体的抗侧力承载以及规范所制定的抗震设防标准定层指明设计烈度为以及75度区且不超过度区且不超过层的砖填充墙框等规范首先对砖填充墙能考虑抗侧力作用1架房屋工作;3可以考虑砖填充墙砌体参与抗侧力的使用范围做了明确规定(详见规范第62条);同时对所用的材料明确规定1:粘土砖规范第6314条具体规定了砖填充墙的强度等级不低于MU此外砌筑75砂浆强度等级砌体参与抗侧力工作的必备条件4以及墙与不低于MS;砖填充墙的厚度不小于24厘米框架梁柱间的联结构造应采用的不同方法;规范附录三比较详细地提供了砖填充要求砖填充墙与框架梁柱之间应紧密且要求采取设置钢筋等拉接措施;并墙框架房屋当考虑砖填充墙抗侧力工作时指出最好采取先砌墙后浇框架的施工方法从而能使砖填充墙参与抗侧力工作框架共同工作(抗侧力验(规范组在(TJ11批试件)说明有关计算方法和计算公式例如在计算结构并能与体系基本周期和楼层地震剪力分配时有关层抗侧移)间侧移刚度的计算公式;框架和砖填充墙的自60年代以来所做砖填充墙框架模型试74)楼层地震剪力分配方法以及有关地震作用效应计算方法;并提出有关截面抗震强度验算编制时也做过一砖填充墙和框架能共同工一24一作其抗侧力总承载能力大干框架和砖墙分当墙面3体的组合构件)受轴力,在侧力作用下框架能承;别单独试验时的抗侧力承载力之和;无洞口时5%2弯矩和剪力其变形呈剪切型砖因,其抗侧力总承载能力至少提高9)墙则只承受剪力其变形呈纯剪切型所以规范附录三的公式(附中此可将它们视为一组并联的抗侧力构件所以其结构体系的抗侧移刚度抗侧力承载能力等可以取其各自的有关数值代数和即可2计算砖填充墙水平截面面积时于墙面开洞面积超过60%时框架柱的附加作用)对于墙面无并指出对以及半截高的;洞口可采用125倍实际截面面积公式(附32)中砖填充墙刚度折减1砖填充墙不考虑其能承受侧力(但要考虑对这类房屋实际震害情况1栋砖填充墙框架房屋有38:、系数(劝)取值规定(叻“00603)是根据砖填充墙框架的工作机理(四个阶段)在海城地震中7和填充墙在一栋房屋中“上轻下重”的破坏(地震烈度为一8度规律等确定是我国首次提出应用到抗震设因此度)只有,3栋为中等程度及严重破坏;唐计中与国外的方法不同决定了附山地震中天津地区地震烈度为70栋这类房屋收集到45栋损坏为2虑抗震设防区共录三所给的计算方法从总体分析上基本能符合这类房屋的实际震害现象三的基本要点之二其中基本完好和轻微这是规范附录行该类房屋这些砖填充墙框架房屋均未考0%以上为基本完好仍有6经如需要按规范第4时53条进对少量典型震害工程的震害研究分析由于砖填充墙有抗侧力作用能经受地震作用证明的罕遇地震作用下薄弱层弹塑性变形计算此时在同一栋房屋中各部位的砖填充墙所以框架结构破坏程度加剧;,因此砖填充墙的刚度折减笔者建议、:我国近三十年来对砖填充墙框架试验研系数(劝)的取值层取价‘房屋上部各0究和大量的实际震害调查的基本情况说明(抗风设计时可以参考规范附录三二06中部各层取劝10二3下部各框架结构中的砖填充墙可以做为抗侧力构件层取劝“、=0~0有关规此外砖填充墙刚度折减系数不适用于定、但砖填充墙的刚度折减系数(劝)、二建对角撑杆法”的结构体系计算简图但均取功三11。)风计算时计算如采用规范附录三所给方法进行:规范附录三的基本要点是什么l)则笔者建议、=各楼层的砖填充墙刚度由公式(附3明确了砖填充墙框折减系数均取矽3lo0架在抗震计算时所采用的结构体系和计算简图公式(附37)(附38),主要是这是附录三最最基本的要点:考虑砖填充墙所吸收的地震能量对框架结构产生的附加作用效应型试验的研究分析国内外对砖填充墙框架常用的计算简图由实际震害现象和模有两大类铰接联结第一类为对角撑杆法将填充墙仅考虑砖填充墙对框架折算成一根等效斜杆斜杆与框架对角节点柱产生的附加作用效应(轴力和剪力)组成框架与填充墙共同工作的结根据填砖填充墙所吸收的地震能量分由墙体自身所消耗传给框架柱)只有少部构体系计算简图;第二类为并联法绝大部分是经由楼盖充墙的实际材料性能和施工方法(主要是材性)传给框架柱(当墙面开有较大洞口时因此直接以及在侧力作用下墙体与框架梁柱接框架柱大量的震害现触面间易产生程度不等的裂缝位将先砌墙后浇框架因此框架象是由砖填充墙的附加作用所致最明显的此时框架与填充墙不能成为一个整体构件(国内有单震害现象是带窗)墙面上开设较大沉口(或条形,在抗风计算时视为整洞口紧贴框架梁底设置一25一三村在洞口底部标高处产生水平裂缝;严重者有承侧力能力砖填充墙阶段:”的在开洞范围内柱身产生交叉裂缝的“这是典型框架共同工作大致可为四个短柱破坏”现象在所有的砖填充墙框架房屋的抗震设计时第一阶段作状态砖填充墙和框架均为弹性工不论砖填充墙是否考虑其参与抗侧力工靠砖墙与框架之间砂浆的粘结力作当砖填充墙如与框架柱紧密砌筑时总是要吸收地震能量因而砖填充墙总是要对框所以属于砖填充墙框架整体工作阶段侧力很小的情况下但在墙体与框架很快在接触这阶段在抗震设计中无架柱产生附加作用效应为此规范第6条规定“31纽面间形成周边初裂实用意义;宜与框架柱柔性连接但墙顶应与框架梁紧密结合”否则应考虑砖填充墙在国外一些规范第二阶段随着侧力的加大由干砖砌对框架柱的附加作用效应体和钢筋硷构件的材性不同上述周边裂缝中尚未见到此规定范作此规定4在我国也是首次在新规10)亦加大填充墙与框架对角角隅处接触部位这是附录三的基本要点之三由于挤压作用使墙体角部有碎裂现象随之公式(附3的实质是为确保砖墙面出现未贯通的斜裂缝此时框架仍处于弹性工作状态,填充墙框架结构中框架部分所必须具有的最低抗震能力由此可知填充墙将是主要的对于考虑砖填充墙参与抗侧力承侧力构件这阶段的层间位移约为02编;工作的砖填充墙框架结构定:在某些情况下第三阶段展至贯通展侧力继续加大墙面裂缝发如按附录三之(二)地震作用效应1的规不但确保无填充墙的框架所具有的抗震框架(主要是柱)也已开裂并发达到砖填充墙框架最大的承侧力此时能力对有填充墙的框架按侧移刚度分配阶段这阶段的层间位移约为15一30编楼层地震剪力设计值后较多的楼层地震剪力行截面抗震强度验算时设计值的40%抗震计算方法抗震能力填充墙可能分配到墙体的损坏还属可修复程度主要的承侧力构件弹塑性工作状态此时框架是因此在对框架柱进砖填充墙和框架总的承整个结构呈校核框架柱的实际侧力到达上升阶段的后期状态防烈度条件下的设防标谁;抗剪承载能力不小于砖填充墙框架总的剪力因此且符合规范所期望的在设按规范附录三提供的则结构框架部分是具有一定第四阶段到极限状态砖填充墙框架总的承侧力达,满足抗震设防要求这是附录三随着结构的位移加大承侧力基本要点之四略有下降现象;10)框架柱形成明显的塑性铰;且受到框架的该附录三的公式(附3的计算高度取值问题存在附近升中关于柱墙体由于与框架有拉接钢筋约束塌)主要是因砖填充墙的因此墙体一般情况下仍未倒塌这阶段的层间位移达1%一实际由模型试验和实际震害现象均发现框即框架柱的塑性铰位置发生下降或上震害现象也是如此(墙体破坏很严重而未倒架柱的塑性铰位置不在梁底标高附近或楼面2%由砖填充墙框架共同工作机理墙主要承侧力工作是在第一它与框架处在这样特定的条件下砖填充因此该公式(附310)中柱计算高二阶段由于度取值来源于框架柱实际受力状态四致使砖填砖填充墙墙面开裂后还有承侧力能充墙框架的层间位移达l%左右时总的承力吗笔者依砖填充墙框架共同工作(抗侧力)机理来理解“侧力下降不大由此可知填充墙墙面开裂后还有承侧力能力(总的承侧力大于空框架的砖填充墙墙面开裂后是否承侧力且略低于空框架与砖墙两者之和的一26一承侧力)五在低于设防烈度地震作用下架紧密结合能力位砖填充墙与框如何评价砖填充墙的抗震作用还是消极作用占主导众说纷纭评充分发挥了砖填充墙的抗侧力关于框架结构中砖填充墙对抗震有积使框架结构的抗侧力作用退到第二极作用价不一复:因而使框架仍处在弹性工作状态(框架所以新规范对此问题基本上作了明确答基本上没有震害)作用下力此时砖填充墙的积极作用占主导地位;当遭遇设防烈度地震对于抗震设计中不考虑砖填充墙参与抗侧力工作时性连接也能充分利用砖填充墙的抗侧力能,要求砖填充墙与框架柱采用柔对墙与框架梁之间但是对框架柱产生附加作用效应应对即留有足够宽度的缝隙以柔性材料填嵌;且留有拉接钢筋框架柱必须考虑此因素否则可能产生“”坏柱端塑性铰转移位置后短柱剪应采取措施保护塑性铰等则要求紧密砌筑其目的为消除砖填充墙对而所以此时;,如则框架柱的附加作用即可能产生对框架柱的“在抗震设计时未能充分考虑到上述情况消极作用(由洞口可能致使框架柱成为柱”结合短砖填充墙的消极作用占主导地位过设防烈度地震作用下架还能共同抗侧力当遭遇超柱顶附加剪力等);墙与框架梁紧密由于砖填充墙与框可以抵抗部分地震作用增加整体结所以可有效地增加框构的阻尼以发挥砖填充墙的积极作用架结构抵抗倒塌能力,此时砖填充墙的积对于考虑砖填充墙参与抗侧力工作时极作用仍占主导地位(上接第31页)6在文物底部垫以泡沫塑料的减震法适度的移位嫩有的发生倾覆对于胎子薄和娇宜于用在重量较轻的文物其主要优点易于撤除文物是糟朽的文物不能采取这种措施3孚L胶粘固是有效的抗震措施具有操好上7内支法抗震效果很好但应注意当作简便不影响观瞻等优点但因粘结牢固支承受力时不致将文物损坏外支法效果也文物不易取下有酸性4有时因取下时不小心而损坏如果带但应注意将文物底座固定在柜子搁板否则震动时文物仍有可能发生偏移8文物;乳胶的化学性能有时不稳定则对某些文物会起腐蚀作用卡固法亦系有效抗震措施但应注意尼龙搭扣对重量不大的文物效果较用磁铁稳定文物有一定效果防止文物在震动时跳起和跳起时将文物刻划出伤痕9好时且易于取下5震动放在柜拴绑法是稳定文物的有效措施但应文物虽产生位移但不易倾倒注意选择尼龙丝直径防止因过细而在震动子底层的文物采用此法效果较好放在上层此法的优时被割断10者则仍可能倾倒需作专门设计木楔固定效果甚佳用于低矮且底部点是取出文物方便有洞口的文物较为适合一27一
