從汶川地震重新認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)中填充墻的作用

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摘要：本文主要從汶川大地震對(duì)房屋建筑結(jié)構(gòu)的破壞形態(tài)出發(fā)，結(jié)合抗震規(guī)范分析了填充墻布置及其在框架結(jié)構(gòu)抗震中的作用。提出了設(shè)置框架柱構(gòu)造翼墻的設(shè)計(jì)思路及設(shè)置方法，簡(jiǎn)要介紹了在結(jié)構(gòu)細(xì)部構(gòu)造設(shè)計(jì)和建筑物使用管理方面的一點(diǎn)建議。

關(guān)鍵詞：抗震   填充墻   構(gòu)造翼墻   細(xì)部構(gòu)造
2008年5月12日發(fā)生的8級(jí)汶川大地震，給國(guó)家和人民的生命和財(cái)產(chǎn)造成嚴(yán)重的損失。大量房屋的倒塌，也給了我們這些從事建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)人員一個(gè)深刻的教訓(xùn)，同時(shí)也對(duì)這次地震給房屋結(jié)構(gòu)造成的影響進(jìn)行著深深的思考。本人雖未親歷震區(qū)，但根據(jù)一線抗震專家反饋的資料，結(jié)合自己對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的理解和設(shè)計(jì)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，談一點(diǎn)膚淺認(rèn)識(shí)，供各位同行專家指正。
一、建筑結(jié)構(gòu)破壞特征與實(shí)例
經(jīng)有關(guān)專家調(diào)查，發(fā)現(xiàn)本次地震房屋破壞有以下特征：
1、山體滑坡使地基隆起，造成房屋破壞倒塌；
2、由于豎向加速度大，空曠、大跨度建筑破壞倒塌；
3、房屋結(jié)構(gòu)抗震縫碰撞引起房屋開(kāi)裂、倒塌；
4、混凝土框架柱柱腳、柱頂破壞；
5、實(shí)例
（1）、映秀鎮(zhèn)漩口中學(xué)：三層框架結(jié)構(gòu)教學(xué)樓倒塌，教學(xué)樓附近的4層砌體結(jié)構(gòu)房屋裂而不倒，附近磚混結(jié)構(gòu)教師宿舍不倒，在建的5層磚混教師宿舍樓破壞，山坡上映秀地震臺(tái)2層磚混結(jié)構(gòu)沒(méi)倒。上述房屋建筑都位于7度抗震設(shè)防區(qū)，實(shí)際遭受地震11度。
（2）、四川電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院
框架柱上端（梁柱節(jié)點(diǎn)以下約1米范圍）混凝土壓碎，柱縱筋、箍筋裸露。
（3）、水電十局醫(yī)院
框架柱下端（混凝土板面以上約1米范圍）混凝土壓碎。
二、當(dāng)前結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、計(jì)算中對(duì)填充墻的考慮
1、目前在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，計(jì)算地震作用時(shí)，按GB50011-2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范第5.1.3條（以下簡(jiǎn)稱抗震規(guī)范），只考慮建筑的重力荷載代表值，而沒(méi)有考慮建筑填充墻體砌體材料的物理性能，也沒(méi)有量化填充墻在結(jié)構(gòu)中實(shí)際的剛度作用。填充墻對(duì)對(duì)結(jié)構(gòu)的影響，只是在結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件（如PKPM軟件）中，通過(guò)調(diào)整地震周期折減系數(shù)的方式定性考慮。設(shè)計(jì)者按各自經(jīng)驗(yàn)在0~1之間取值，隨意性比較大。
2、抗震規(guī)范第3.4章中，對(duì)平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)，規(guī)范劃分了側(cè)向剛度不規(guī)則、豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)、樓層承載力突變?nèi)N類型，并作了相應(yīng)規(guī)定。即除規(guī)定按彈塑性變形分析，其薄弱層的地震剪力乘以1.15的增大系數(shù)。對(duì)豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)的，該構(gòu)件傳遞給水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件的地震內(nèi)力乘以1.25~1.5的增大系數(shù)。以上三種類型只是對(duì)豎向受力構(gòu)件變化提出了應(yīng)對(duì)措施，但對(duì)由于填充墻剛度的變化對(duì)豎向結(jié)構(gòu)的影響未予以考慮。
3、我們?cè)谶M(jìn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算時(shí)，都是基于有限元法理論，把結(jié)構(gòu)整體拆開(kāi)，分解成若個(gè)單元，然后再將這些單元按一定的條件集合成整體。這些單元都是結(jié)構(gòu)受力構(gòu)件，填充墻作為維護(hù)（或分隔）構(gòu)件均沒(méi)由考慮填充墻的因素，現(xiàn)行結(jié)構(gòu)計(jì)算程序也是依據(jù)此理論（如PKPM軟件）編制的。