從汶川地震重新認識結構抗震設計中填充墻的作用

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摘要：本文主要從汶川大地震對房屋建筑結構的破壞形態(tài)出發(fā)，結合抗震規(guī)范分析了填充墻布置及其在框架結構抗震中的作用。提出了設置框架柱構造翼墻的設計思路及設置方法，簡要介紹了在結構細部構造設計和建筑物使用管理方面的一點建議。

關鍵詞：抗震   填充墻   構造翼墻   細部構造
2008年5月12日發(fā)生的8級汶川大地震，給國家和人民的生命和財產(chǎn)造成嚴重的損失。大量房屋的倒塌，也給了我們這些從事建筑結構設計人員一個深刻的教訓，同時也對這次地震給房屋結構造成的影響進行著深深的思考。本人雖未親歷震區(qū)，但根據(jù)一線抗震專家反饋的資料，結合自己對結構設計的理解和設計實踐經(jīng)驗，談一點膚淺認識，供各位同行專家指正。
一、建筑結構破壞特征與實例
經(jīng)有關專家調查，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、房屋結構抗震縫碰撞引起房屋開裂、倒塌；
4、混凝土框架柱柱腳、柱頂破壞；
5、實例
（1）、映秀鎮(zhèn)漩口中學：三層框架結構教學樓倒塌，教學樓附近的4層砌體結構房屋裂而不倒，附近磚混結構教師宿舍不倒，在建的5層磚混教師宿舍樓破壞，山坡上映秀地震臺2層磚混結構沒倒。上述房屋建筑都位于7度抗震設防區(qū)，實際遭受地震11度。
（2）、四川電力職業(yè)技術學院
框架柱上端（梁柱節(jié)點以下約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、當前結構抗震設計、計算中對填充墻的考慮
1、目前在結構設計中，計算地震作用時，按GB50011-2001建筑抗震設計規(guī)范第5.1.3條（以下簡稱抗震規(guī)范），只考慮建筑的重力荷載代表值，而沒有考慮建筑填充墻體砌體材料的物理性能，也沒有量化填充墻在結構中實際的剛度作用。填充墻對對結構的影響，只是在結構計算軟件（如PKPM軟件）中，通過調整地震周期折減系數(shù)的方式定性考慮。設計者按各自經(jīng)驗在0~1之間取值，隨意性比較大。
2、抗震規(guī)范第3.4章中，對平面規(guī)則而豎向不規(guī)則的建筑結構，規(guī)范劃分了側向剛度不規(guī)則、豎向抗側力構件不連續(xù)、樓層承載力突變三種類型，并作了相應規(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)。對豎向抗側力構件不連續(xù)的，該構件傳遞給水平轉換構件的地震內力乘以1.25~1.5的增大系數(shù)。以上三種類型只是對豎向受力構件變化提出了應對措施，但對由于填充墻剛度的變化對豎向結構的影響未予以考慮。
3、我們在進行結構計算時，都是基于有限元法理論，把結構整體拆開，分解成若個單元，然后再將這些單元按一定的條件集合成整體。這些單元都是結構受力構件，填充墻作為維護（或分隔）構件均沒由考慮填充墻的因素，現(xiàn)行結構計算程序也是依據(jù)此理論（如PKPM軟件）編制的。