轻质填充墙对钢筋混凝土框架建筑结构抗震能力的影响分析论文
钢筋混凝土框架建筑结构是时下中国最广泛运用的建筑结构之一，其结构的特点就是在框架间填充多种材料组成的轻质填充墙。在现实的情况中，轻质填充墙的设计与施工并没有完全按照国家相关的规范要求，因此在地震等灾害的影响下，这种被视为非结构部件的、比例欠协调的并且与规范要求不完全相符的轻质填充墙受损情况十分严重。结构的设计只有符合规范与计算要求，才能够有效抵御无法预测的地震灾害。因此，除了对结构构件的准确计算和设计，设计人员还必须要加强对非结构构件的研究和设计。
1 轻质填充墙对钢筋混凝土框架建筑结构抗震能力的作用
轻质填充墙对于钢筋混凝土框架建筑结构的抗震能力存在有利的作用，其作用主要有以下方面:
1. 1 提升框架建筑结构承载力
据相轻质填充墙框架建筑结构基于性能的抗震分析表明，轻质填充墙与框架建筑结构密切联系，协同工作的。两者作为组合的结构，能够一起承受地震的强烈作用。通过低周往复循环加载实验中不难看出，在模拟崩裂、破坏等阶段时，纯框架与一定比例轻质填充墙框架建筑结构的承载力有较大差距: 纯框架测得水平承载能力不足200kN，然而1 ∶ 2. 5 比例轻质填充墙在实验中所测得的水平承载能力接近300kN，轻质填充墙框架建筑结构的水平承载力明显大于纯框架。
1. 2 增强框架建筑结构的耗能能力
轻质填充墙相较于纯框架在一定程度上更能够承担地震前期的冲击力。因为轻质填充墙的刚度较大，在地震时利用材料本身的变形以及相互之间的作用，能够有效的吸取地震所释放的部分能量。从这个角度来说，在地震时轻质填充墙具有一定阻挡作用，使得框架在耗能上的作用退居“二线”。因此，轻质填充墙通过增强框架建筑结构的耗能能力，使得结构的整体稳定性得到加强，减轻了地震作用对框架建筑结构的破坏程度。相关实验进一步指出，实体轻质填充墙的耗能能力最强，是纯框架建筑结构两倍有余。
1. 3 强化框架建筑结构的整体变形能力
轻质填充墙与框架协同工作，两者的紧密联系提高了框架的`稳定性。框架在轻质填充墙的支撑作用下，自身的刚度得到提升，自身的变形能力与侧向位移有所降低。相关的实验研究显示，实体材料的轻质填充墙框架建筑结构的刚度至少是纯框架建筑结构的五倍，并且其位移角是纯框架建筑结构的百分之一。轻质填充墙对框架建筑结构的刚度贡献，进一步强化框架建筑结构的整体变形能力。
2 轻质填充墙对钢筋混凝土框架建筑结构抗震能力的不利影响
2. 1 导致框架建筑结构出现薄弱层
导致框架建筑结构出现薄弱层的直接原因就是施工方为使得底部的空间再变大，满足相关功能建筑的需求，因此在施工的过程中对于底部的轻质填充墙的设置缺乏规范性甚至忽视对于轻质填充墙的设置。相反，上部空间的轻质填充墙大量设置增大了上部结构的竖向刚度，在地震作用下，刚度较小的底部空间易于变形、突变，造成薄弱层破坏。薄弱层的出现使得地层在地震中极易发生灾难性后果。《建筑抗震设计规范》明确要求应避免上下层刚度差距过大的情况。但是在现阶段的结构设计中，仅仅把轻质填充墙作为荷载输入计算模型，而没有在计算中引入轻质填充墙的刚度影响，从而造成计算模型不能完全反映实际结构的刚度变化。这就需要设计人员根据实际工程经验调整计算模型，人为考虑轻质填充墙的设置可能造成的刚度影响。
2. 2 增大了结构地震作用
轻质填充墙的存在一定程度上增大了结构地震作用。这是因为轻质填充墙使得整体的刚度加大，减小了结构的自振周期，而结构的自振周期与地震的作用力成反比关系，因此加大了地震的影响力。上文已经辩证阐述，基于研究材料的匮乏，《建筑抗震设计规范》只是对于实心砖填的轻质填充墙框架的自振周期有明确规定，但是如今各种轻质的填充材料十分常见，相应的结构设计规范对此也只能够笼统的概括，因此尽快的完善国家的相关规范规程对于轻质填充墙框架建筑结构的设计具有重要的指导性。
2. 3 造成短柱破坏
长柱的破坏状况在框架柱中最为常见，但是由嵌砖砌墙而成轻质填充墙因为其窗洞较宽等因素致使其顶部没有砌筑完全，因此在轻质填充墙对框架柱的约束力的作用下，长柱的有效长度大大缩短，成为短柱。短柱自身的侧向刚度比长柱要大得多，同时短柱在水平方向承受的地震作用力要比长柱大，并且短柱的变形量较长柱更大，致使其在地震的过程中的剪切破坏程度变大。在经历了汶川地震、玉树地震等灾害的惨痛教训后，国家《建筑抗震设计规范》明确的规定由砌体轻质填充墙的框架建筑结构要务必要避免其形成短柱，并且其剪跨比要小于等于2，柱高和横截面的高度之比要小于等于4。
3 轻质填充墙应用的注意事项
本文通过轻质填充墙对钢筋混凝土框架建筑结构抗震能力的作用以及对其不利影响的分析，总结了轻质填充墙在应用过程中相关的注意事项。
( 1) 轻质填充墙对于钢筋混凝土框架建筑结构抗震能力的利弊影响还有待与进一步的研究和完善。我国的相关规范规程应该结合国内外的研究资料具体明确的给出设计标准与方法，从本质上解决相关的设计人员的“无章循”“无理依”的难题。
( 2) 在实际情况中，为减少地震的破坏所带来的损失，必须重视轻质填充墙的相关结构设计。必须改变在建设的过程中轻质填充墙的设计图纸容易被忽视的情况。因此，设计人员需要根据相应规范规程与施工经验，在设计时考虑施工及使用因素，避免因轻质填充墙的不当设置而造成结构不协调等不利情况。
( 3) 要通过正确的结构设计，使得计算模型与实际情况中的轻质填充墙的问题相一致。
( 4) 设计思路要切实可行。在轻质填充墙框架的设计过程中要考虑其破坏程度的可控性以及维修的便利性。
( 5) 设计人员在的结构动力、刚度控制等设计阶段要充分考虑到轻质填充墙刚度的影响。而当轻质填充墙通过柔性连接或其他的连接时，则考虑是否可以忽略其刚度的影响。
( 6) 轻质填充墙要防止被任意拆迁，只有通过相关部门的允许，并制定规范的拆迁方案，才能够实施轻质填充墙的拆迁。
( 7) 施工方面的重要性亦不可忽视。施工方应严格按照相关的规范要求控制材料质量，加强检测，对轻质填充墙与框架的连接处，保证施工质量，进而有效加强结构整体的稳性与抗震能力。
4 结语
轻质填充墙对钢筋混凝土框架建筑结构抗震能力的影响有利有弊。我们不仅要充分认识到轻质填充墙对于提高钢筋混凝土框架建筑结构的承载力、稳定性及地震耗能作用等方面的有利影响，而且要通过研究尽量减少由轻质填充墙引起的薄弱层破坏、地震作用增大及框架柱的短柱破坏等不利影响。通过理论指导，逐步完善相关的设计规范，提高施工技术，从而保证框架建筑结构中轻质填充墙充分发挥其有利作用，减少不利影响。
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