第28卷第6期地 震 工 程 与 工 程 振 动 2008年12月 J O U R N A LO FE A R T H Q U A K EE N G I N E E R I N GA N DE N G I N E E R I N GV I B R A T I O N V o l . 28N o . 6 De c . 2008文章编号:1000-1301(2008 06-0172-06
砌体填充墙框架结构抗震性能研究现状与展望 郭子雄, 吴毅彬, 黄群贤
(华侨大学土木工程学院, 福建泉州362021
摘 要:针对砌体填充墙框架结构在地震作用下的受力特点, 分析了填充墙钢筋混凝土框架结构产
生震害的主要原因。结合国内外砌体填充墙框架结构理论和试验研究成果, 围绕填充墙的刚度退化
规律和不同性能水平的层间位移角, 评述了填充墙框架结构的研究现状。最后, 结合基于性能的抗
震设计理论背景和禁用黏土实心砖提倡节能的政策背景, 指出了今后应以实现基于性能的抗震设计
为目标, 针对新型砌体填充墙框架结构开展系统研究。
关键词:填充墙框架结构; 抗震性能; 性能抗震设计; 新型砌体; 研究现状 中图分类号:T U 317. 1; T U 375. 4 文献标志码:A
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K e y w o r d s :i n f i l l e d -f r a m e s t r u c t u r e ; s e i s m i c p e r f o r m a n c e ; p e r f o r m a n c e b a s e d s e i s m i c d e s i g n ; n e w t y p e o f i n f i l l e d m a s o n r y w a l l ; s t a t e o f t h e a r t
引言
填充墙框架结构是现阶段我国应用最广泛的一种建筑结构形式。目前, 随着墙体改革的发展, 黏土砖作为传统的填充墙材料正逐步被多孔砖、空心混凝土砌块、粉煤灰砌块和加气混凝土砌块等新型墙体材料所取代。由于对新型填充墙框架抗震性能的研究较少, 目前关于钢筋混凝土填充墙框架的抗震设计要求仍是以黏土砖填充墙框架的研究成果为基础。
近年来国内外几次强烈地震的震害表明, 墙体材料尽管作为“非结构”构件, 但仍参与承担了地震作用, 而且往往是在中等地震作用下, 主体框架结构还没有破坏, 填充墙已遭受严重破坏。填充墙本身的破坏不仅影响建筑的使用功能, 增加修复费用, 严重的填充墙破坏甚至可能危及生命安全或影响紧急疏散, 以至于地 收稿日期:2007-06-26; 修订日期:2007-10-22
基金项目:国家自然科学基金项目(50478120 ; 教育新世纪部优秀人才支持计划项目(N C E T-06-0571 ; 国务院侨办科研基金项目
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作者简介:郭子雄(1967- , 男, 博士, 教授, 主要从事工程结构抗震与防灾的研究. E -m a i l :g u o z x c y @hq u . e d u . c n
第6期 郭子雄等:砌体填充墙框架结构抗震性能研究现状与展望173震工程界往往将填充墙的破坏程度看作是结构使用功能正常发挥和地震下生命安全的判断依据。因此, 在目前基于性能的抗震设计的理论背景和禁用黏土砖提倡节能的政策背景下, 地震工程界很有必要重新审视填充墙框架结构的整体抗震性能。
1 填充墙框架结构体系的受力特点 1. 1 填充墙的刚度效应和约束效应
填充墙在工程设计中尽管往往被视为“非结构”构件, 但仍参与了结构体系的地震剪力分配, 并与框架结构之间存在复杂的相互作用。填充墙的刚度效应是填充墙框架区别于空框架的主要特点之一。这种刚度效应可能导致填充墙框架结构在地震作用下发生软弱层破坏或扭转破坏, 从而引起结构严重受损甚至倒塌。填充墙沿竖向分布不均匀时, 由于填充墙的刚度效应往往会在填充墙布置较少的楼层产生沿竖向的软弱层。例如, 在底层设置商场或车库, 上部作为住宅或办公用时, 经常造成底层为软弱层。另外, 由于装修和改变使用功能等原因在中间层取消部分填充墙也可能造成中部软弱层。在框架结构的周边均匀布置填充墙能在一定程度上提高框架结构的抗扭强度和刚度, 防止结构产生附加扭转地震作用。但如果填充墙在结构平面布置不对称,