框架填充墙结构抗震性能研究的回顾与展望_刘猛_李烁_高中山_匡景瑞 (1)

填充墙在框架结构抗震性能方面的影响研究一.引言框架结构的设计计算中，通常的做法是不考虑填充墙的抗侧力作用，在PKPM建模时只建纯框架不建入填充墙，只将墙体重量用线荷载的形式加载到框架梁上，在抗震计算时，根据填充墙的数量，对框架结构的自振周期进行适当折减，以此放大计算得到的地震作用，这是目前普遍采用的计算处理方法。

实际上这是纯框架的计算方法。

但是，这种周期折减系数的做法是对填充墙作用的大致估计，不能真实反映填充墙不均匀布置下结构刚度的变化。

有关试验研究表明，当结构发生较大水平位移时，即使采用轻质砌块填充墙，带填充墙的框架结构的刚度也比纯框架结构的刚度大数倍。

因此在遭遇地震，尤其是强震时，如果不考虑填充墙的刚度影响，会造成结构实际受到的地震作用大于计算值，这对结构来说是不安全的。

二.填充墙在竖向不均匀布置对框架结构的不利影响（1）上下楼层墙体数量相差过大，导致下柔上刚，相邻层侧向刚度急剧变化，形成薄弱层，在地震作用下，底层的弹性位移远大于上层，且结构倾覆力矩几乎全由底层承担。

（2）填充墙由于门、窗洞口的要求，在柱高范围内不完全布置，使柱独立部分长度缩短形成短柱，造成在地震作用下形成脆性弯压和剪压破坏。

实例一：新疆沙雅县某小学食宿楼，抗震设防烈度为7度，建筑场地类别为Ⅲ类，一层层高4.2米，二～三层层高3.6米，X方向9跨共65.8米，Y方向2跨共16.8米，一层为餐厅，二、三层为学生宿舍。

现将本工程采用两种计算模型对比分析。

模型一：所有填充墙均以线荷载的形式加载到框架梁上。

模型二：所有填充墙均以实墙形式加载到框架梁上。

墙体材料为混凝土砌块，砌体容重取12KN/㎡。

通过以上数据对比可知：1.模型二的周期比及最大层间位移角减小，说明填充墙的存在使整个结构的抗侧移刚度增大；2.由第二层由于填充墙布置较多，其刚度比首层明显增大很多，这使得结构竖向刚度出现突变，填充墙较少的首层成为了薄弱层。

三. 填充墙在平面内不均匀布置对框架结构的不利影响建筑结构的概念设计告诉我们，结构的平面布置宜尽量均匀对称。

对框架填充墙结构抗震设计的思考本文以框架工程为例，对其填充墙与纯框架机构进行各方面的对比，从而从框架填充墙的短柱效应、刚度突变等入手，分析了其可能造成的对结构方面的不利影响，在此基础上，积极探讨了其抗震设计。

标签：抗震设计；框架；填充墙；结构综合以往的相关事件看来，框架结构的大量震害一般发生于柱端和节点，如5.12汶川地震，并不是强柱弱梁类型的破坏，而是呈现梁强柱弱形态，即框架柱的上下端出现塑性铰，最终导致了机构破坏现象的出现。

抗震设计的原则是强柱弱梁，目前，我国普遍用轻质混凝土砌块和空心砖砌体建造填充墙，二者均会改变框架结构的受力性能，从而导致框架房屋的刚度、质量等出现较大的不同，这些现象的存在，加之当前的抗震设计人员对此类变化并未靠考虑，所以导致用结构计算软件求得的力学模型与实际情况相去甚远，使得相应的抗震设计无法满足防震需要，亟待结合具体情况进行改进。

一、框架填充墙结构、纯框架结构力学性能的对比分析（—）层间刚度分析工程框架结构一直处于抗震设防区域，借助刚度测试的方法，笔者对一个三层五跨的框架空心砖填充墙结构测试后，同时测试了同纯度框架结构，得出在侧移刚度方面，前者是后者的7倍，从此不难看出，在框架填充墙结构中，即使所用的为轻质填充墙，也具备了十分明显的刚度效应。

（二）力学模型分析综合以往的相关试验来看，在侧向力较小的情况下，会形成框架填充墙会与框架协同作用，这样，逐渐增大的内填充墙随着侧向力，促使其于斜向受拉的角点上与框架脱开，而基于斜杆作用的影响，跟纯框架相比看来，对应的框架填充墙结构刚度明显增大，这种前提下，其比纯框架受到的地震作用也大得多，增加填充墙结构，其优势在于可使得框架柱产生轴力和附加剪力，随时在其梁端会对应产生弯矩和附加剪力[1]。

二、填充墙可能带来的不利影响及抗震设计结合美国做的相关框架填充墙的试验得出，填充墙具备了让框架结构的抗震能力得到提高的作用，耗能能力较好，但其填充墙一般都满跨布置在框架结构中，但在现实建造环节，基于建筑使用功能的各异，添加填充墙具备了较大的随意性，设计方面，先入为主的思想，易产生不利于结构整体抗震性能的设计，针对此，笔者结合添加填充墙可导致不利影响的实例，对其针对性解决方法进行了探究。

中国科技期刊数据库 工业C2015年21期 167钢筋混凝土框架填充墙结构的抗震性能分析袁 军1 郭金海21.河北工程大学， 河北 石家庄 0560012.石家庄铁道大学， 河北 石家庄 050000摘要：目前钢筋混凝土框架结构成为多高层建筑中常见的一种结构形式，为了便于空间结构的分隔填充墙被广泛的应用。

由于框架结构与填充墙之间共同工作的机制比较复杂，所以通常忽略填充墙对结构主体的影响而仅仅考虑填充墙对结构周期和刚度的影响，忽略了填充墙对其承载力的影响。

这种忽略填充墙与框架结构协同作用的简化处理方法并不总是安全的，尤其是当地震发生时出现了大量的“强梁弱柱”的破坏模式。

基于以上原因，研究填充墙与框架协同工作的抗震性能研究是具有一定的现实意义的。

关键词：钢筋；混凝土；抗震 中图分类号：TU375.4；TU311.3 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)21-0167-021 绪论1.1 概述目前钢筋混凝土框架结构成为多高层建筑中常见的一种结构形式，主要由梁、柱以及基础组成基本的结构骨架，由它们共同抵抗来自于结构的水平荷载和竖向荷载。

通常情况下出于建筑的使用要求，往往采用砌体填充墙将建筑分隔成大小不同的空间。

而填充墙作为非结构构件更多的被认为仅仅起到分隔和维护作用，所以仅仅是按照纯框架理论把填充墙当成恒荷载来进行考虑。

事实上带有填充墙的框架结构在受到地震作用的时候按纯框架考虑是不科学的。

1.2 国内外研究现状最先对框架填充墙结构做出研究的是Polykaov [1]，1956年他首先提出可以只把填充墙考虑成仅仅承受压力的斜向链杆并且提出了单个等效角撑模型的概念。

1999年，Buonopane S.G.和White R.N. [2]研究了填充墙开洞情况下框架结构的动力性能。

在国内，到了上世纪70年代，来自国家地震工程局力学研究所的尹之潜[3]等通过实验研究证明了填充墙与框架结构所承担的水平地震作用是按照两者的刚度进行分配的。

砌体填充墙框架结构抗震性能研究现状与展望摘要：本文结合笔者多年实践工作经验，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。

结合国内砌体填充墙框架结构研究成果，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。

关键字：填充墙框架结构；抗震性能；研究现状【正文】：在我国现阶段所运用最为广泛的一种建筑结构形式，就是填充墙框架结构。

填充墙在实践当中运用的时候，主要是因为其本身的破坏性对建筑的使用功能有着严重的影响，那么产生负面问题之后还会增加部分维修的费用，如果填充墙产生的破坏较为严重的话，还将会造成人生安全造成较大的经济损失等。

因此，在不断高速发展的现代社会中，具体工程中所得到的实践运用，主要是基于其设计原理的理论背景具有非常好的抗震性，以及其本身禁用粘土砖，然而在社会中又有着全面广泛提倡节能的政策背景，在我们地震工程界对于填充墙框架的整体抗震性能，需要重新进行进一步的审视，笔者针对砌体填充墙框架结构抗震性能研究现状与展望进行下文阐述，与大家共同探讨。

一、填充墙框架结构体系的受力特点（一）填充墙的刚度效应和约束效应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。

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。

除了整体刚度效应外，填充墙还会对主体结构的梁、柱和墙产生约束效应。

荷载与结构设计方法课堂讨论课题：钢筋混凝土框架填充墙结构抗震性能研究报告小组成员：钢筋混凝土框架填充墙结构抗震性能研究报告1 小组成员及任务分配本小组成员有：经小组讨论，根据各成员的优势，最终协调确定个人任务分配如下：会议记录：文献查找：报告编写：PPT制作：2 填充墙钢筋混凝土框架结构现状目前我国多高层建筑中，填充墙钢筋混凝土框架结构是常用的一种结构形式，这种结构为了进行房间分隔或外部围护，在梁柱间嵌砌由各种材料制作而成的填充墙。

汶川地震后根据相关专家的调查分析，框架结构在所有破坏建筑中占有很大比例，该结构的抗震性能总体表现基本良好，但这次地震中框架结构的内外装饰饰面、围护结构、填充墙的破坏非常严重，造成了较大的生命和财产损失，其主要破坏形式如图2.1 。

a—底部框架柱；b—错层处破坏；c—柱端破坏图2.1 汶川地震框架结构破坏现行有关规范、规程将建筑隔墙定义为“非结构构件”，在工程设计中涉及有关内容如下：（1）《建筑结构荷载规范》GB50009[1]指出：固定于梁上隔墙按恒荷载输入（kN/m）；非固定隔墙自重可取每延米长墙重（kN/m）的1/3，作为露面活荷载的附加值（kN/m2）计入，附加值不小于1.0kN/m2。

（2）《建筑结构抗震涉及规范》GB50011[2]指出：非承重墙体宜优先采用轻质墙体材料；采用砌体墙时，应采取措施减少对主体结构的不利影响，并应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。

刚性非承重墙体的布置，应避免使结构形成刚度和轻度分布上的突变；当围护墙体与主体结构应有可靠的拉结，应能适应主体结构不同方向的层间唯一。

（3）《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3[3]规定：计算各振型的地震影响系数所采用的结构自振周期应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。

当非承重墙体为填充砖墙时，框架结构的计算自振周期折减系数取0.6~0.7 。

（4）《建筑结构抗震涉及规范》GB50011指出：填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，宜避免形成薄弱成或短柱。

多层砌体填充墙框架结构抗震性能的探讨一、砌体填充墙框架结构抗震性能概述地震等对于国家、社会以及家庭的影响较为深远，每年因为地震而丧生的人数时刻提醒着我们地震的危害，由此为了进一步明确地震作用下填充墙框家结构的刚度、承载能力以及约束效应等，国内外相关领域学者对此展开了激烈的研究争论。

经过了长时间的研究和分析，取得了较为可观的成效，并且在广泛应用在实际填充墙框架结构设计中，但是由于所选择的对象是单层单跨填充墙框架结构，存在较大的局限性。

根据以往大量的实验结果表明，砌体填充墙的应用主要是为了提升框架结构的稳定性、承载能力以及刚度，直接影响框架的抗震性能。

多层框架结构中，不连续布置的填充墙框架高度，将直接应该能给到框架的刚度以及承载能力发生变化，不利于框架的抗震的作用发挥。

二、实验概况（一）试件设计为了进一步明确砌体填充墙框架结构的抗震性能，首先设计六个试件A、B、C统一划分为双层单跨填充墙框架结构，A为填充墙框架连续布置、B和C为不连续布置，将A的填充墙布置在最底层，C的填充墙布置在第二层。

而D是单层单跨砌体填充墙框架结构、E为双层单跨框架结构、F为单层单跨框架结构，后三种作为此次试验的对比试件。

（二）材料性能此次试验所选择的框架钢筋使用HRB400，设计的混凝土强度为C30，材料为偶同的硅酸盐水泥，加入碎石块、砂土以及外加剂，并掺入少量的二级粉煤灰，其中混凝土的材料组合用量见表1。

（三）加载装置此次试验的加在装置如图1所示。

将作动器起的一端固定在反力墙上，另一端作为桥梁连接框架和钢拉杆，将作用线同框架顶端的形心线相重合，并在千斤顶和钢梁之间设置动滑轮，以便試件能够按照水平方向变形[2]。

千斤顶来支撑钢梁，将钢梁进行合理分配，把竖向的承载符合均匀分散在框架顶端，通过千斤顶和丁连限制试件的配合，限制整体呈水平位移。

对于此次试验所选择的试件进行竖向负载值添加，反复进行，保持竖向负载值不变。

三、试件破坏描述（一）试件破坏主要现象水平符合的逐渐增加，各个试件的框架结构不断发生变形、弯曲，裂痕密集分布，但是框架梁以及钢筋并为发生变化，试件D砌体填充墙裂缝的不断出现，伴随着原有的裂缝，呈现裂缝较差分布，当试件F主体框架产生大量的弯曲裂缝，裂缝宽度逐渐增加，试件产生一定的变形，屈服于外力。

填充墙对框架结构抗震性能影响的分析的开题报告【摘要】填充墙作为框架结构中的非结构构件，具有提高结构整体抗震性能、改善建筑物使用性能等优点，但其对结构刚度、周期、能量耗散等性能指标的影响，以及填充墙与框架结构耦合作用的研究还需要深入探究。

本文旨在分析填充墙对框架结构抗震性能的影响，为建筑抗震设计提供参考，具有重要的理论和实际意义。

【关键词】填充墙；框架结构；抗震性能；耦合作用【研究背景和意义】随着我国经济的快速发展，城市化的进展，建筑抗震安全问题越来越引起人们的关注。

框架结构作为建筑工程中最为常用的结构形式之一，其抗震性能成为建筑抗震设计的重要问题。

填充墙作为框架结构中的非结构构件，一方面可以提高结构整体刚度，减小结构变形，增加稳定性，抵御水平荷载的作用；另一方面也可以改善建筑物使用性能，如隔音、隔热、防水等。

因此，填充墙对框架结构抗震性能的影响成为当前国内外抗震研究的热点和难点之一。

本文旨在通过对填充墙对框架结构抗震性能影响的分析，探究填充墙对框架结构的刚度、周期、能量耗散等性能指标的影响规律，进一步揭示填充墙与框架结构之间的耦合作用，为深入理解填充墙对框架结构抗震性能的影响提供参考，为建筑抗震设计提供依据。

【研究内容和方法】（1）填充墙对框架结构刚度的影响通过建立数值计算模型，分析不同填充墙位置、高度、厚度对框架结构刚度的影响，对比分析填充墙前后结构挠度和位移响应，评估填充墙对结构刚度的影响。

（2）填充墙对框架结构周期的影响利用地震动响应分析软件，比较分析不同填充墙位置、高度、厚度对框架结构周期的影响，讨论填充墙对周期的影响因素及其作用机理。

（3）填充墙对框架结构能量耗散特性的影响通过通用有限元软件，分析填充墙加固后框架结构在地震作用下的位移、变形、拉应力等响应特征，研究填充墙在减震减灾方面的作用。

【研究进度安排】本研究计划于2021年5月开始，预计研究期为一年，按如下进度进行：2021年5月-7月研究文献，了解填充墙对框架结构的影响及其研究现状2021年8月-11月建立数值计算模型，分析填充墙对结构刚度的影响2021年12月-2022年3月进行地震动响应分析，比较填充墙对结构周期的影响2022年4月-2022年6月通过通用有限元软件，分析填充墙在减震减灾方面的作用2022年7月-8月撰写论文及完善研究成果【预期成果】通过对填充墙对框架结构抗震性能的影响进行深入探索，可以得到以下预期成果：（1）揭示填充墙与框架结构之间的耦合作用，进一步深化填充墙在框架结构中的适用性和应用范围；（2）为实际工程应用提供指导意义，提高工程师在抗震设计方面的实践经验和技术水平；（3）探索填充墙的抗震应用具有拓宽抗震防灾领域的研究成果和应用前景的潜力。

简述框架结构中填充墙对结构抗震性能影响发表时间：2020-09-23T03:07:15.220Z 来源：《建筑学研究前沿》2020年13期作者：李炜[导读] 在框架结构填充墙设计中，通常仅考虑维护作用，忽视实际受力，因此设计期间仅将填充墙的自身重量算入结构荷载中。

陕西省宏基建筑勘察设计工程有限公司陕西省西安市 710065摘要：在框架结构填充墙设计中，通常仅考虑维护作用，忽视实际受力，因此设计期间仅将填充墙的自身重量算入结构荷载中。

但是从实际来看，填充墙对框架结构的抗震性能影响是非常大的，从历年地震灾害就能体现。

基于此，本文首先分析了填充墙对结构抗震性能的影响，然后探讨了减少填充墙对结构抗震性能影响的措施，供同行参考。

关键词：框架结构；剪力墙；抗震性能既往研究证实，虽然填充墙能加强结构的承载能力和刚度，提升变形能力，但是其所具备的刚度会在地震作用下破坏薄弱层和整体结构，造成结构倒塌，因此深入分析填充墙对框架结构抗震性能的影响非常重要，从而制定有效措施进行处理，预防地震灾害的发生。

下面，笔者从自身经验出发，从以下探讨了填充墙对框架结构抗震性能的影响。

1、框架结构中填充墙对结构抗震性能的影响 1.1填充墙对结构构件的影响 1.1.1填充墙自身的破坏在框架结构中，多用填充墙来分隔房间，而在地震初期，框架和填充墙是同时作业的，一方面框架受填充墙支撑，另一方面墙体受框架约束。

从框架结构来看，填充墙能吸引地震效应，因为砖填充墙抗剪力弱，所以地震发生后墙体易受破坏。

报告显示，结构层间位移角度为0.2‰时，墙面会出现裂缝，而在地震反作用下，墙面会出现交叉裂缝。

虽然填充墙裂缝不会破坏结构本身，但是易影响结构的使用性能、用户心理[1]。

1.1.2对框架梁的影响在建筑工程中，填充墙多砌筑在框架梁上，地震发生后两者同时受力，导致框架梁变形，增加承载力和刚度。

但是当相同跨梁两端布置填充墙且留门洞后，其变形多受填充墙束缚，破坏结构构件的剪切力。

河南建材201812023年第3期填充墙对框架结构抗震性能的影响陆宝金王鸿斌杨扬陈博智余昕叶中国联合工程有限公司(310052)摘要:框架填充墙对结构的抗震性能有很大的影响。

为了讨论填充墙的竖向不利布置以及不同的填充墙材料对框架结构动力特性的影响,文章通过结构设计软件采用等效斜撑来模拟填充墙,建立了四个等效模型,并从结构的层间位移角出发,对其进行了多遇地震下的反应谱分析。

分析结果表明,填充墙的竖向不利布置会使得结构产生薄弱层;相较于传统的烧结普通砖,轻质的填充墙材料对结构的抗震性能更加优越。

关键词:填充墙;填充墙材料;竖向不利布置;抗震性能0引言地震是对建筑结构具有强大破坏性的一种自然现象。

根据资料统计[1],平均每年发生在地球上的地震次数就会多达数百万次,其中震级超过5级以上的强烈地震就有1000多次。

我国的地理位置比较特殊,位于最为活跃的地震带之间:地中海—喜马拉雅地震带和环太平洋地震带。

由于地壳板块之间常年慢慢的挤压,也使得我国成为地震频发的国家之一。

2008年5月12日,我国就发生了一场惨烈的大地震,地震震级达里氏8级,这次大地震给我国造成了巨大损失,造成了将近8万人死亡及数以亿万的经济财富损失[2],这一次地震给人们敲响了警钟,也对建筑结构的抗震设计提出了更为严格的要求。

带填充墙钢筋混凝土框架结构是我国多层房屋广泛采用的结构形式之一。

传统设计中,填充墙一般只用于分割空间和围护,其作为框架结构中的非受力构件,一般与主体结构采用柔性连接,不承担风、地震等水平荷载的作用。

但历次地震灾害研究发现,填充墙与主体框架是协同工作的,填充墙自身具有一定的刚度,在地震作用下承担了一部分剪力,耗散了地震输入主体结构的能量。

但填充墙如果布置不合理,主体结构的刚度就会分布不均匀,使得结构的抗震性能大大降低。

此外,传统设计中,常常以烧结普通砖作为填充墙的首选材料,这种砌体容重较大,组成填充墙的刚度也就越大,地震作用下其吸收的能量也就越多,这对主体结构而言无疑是有害的。

框架填充墙结构的力学性能研究
刘杰
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2008(0)22
【摘要】阐述了框架填充墙结构是一种复杂的组合结构,它兼有框架结构和砌体结构的特点.从整体性能和填充墙对结构抗震的影响两个方面研究了这种组合结构的特点,并指出了对其进行试验研究的发展趋势.
【总页数】2页(P452,436)
【作者】刘杰
【作者单位】宁夏建筑设计研究院有限公司,宁夏,银川,750001
【正文语种】中文
【中图分类】TU7
【相关文献】
1.基于Perform-3D的型钢再生混凝土框架-填充墙结构力学性能分析
2.填充墙框架结构力学性能的试验研究
3.砌体结构及框架结构填充墙裂缝控制研究与应用
4.剪力墙结构、框架填充墙结构模型模拟地震试验研究
5.装配式混凝土填充墙对框架结构抗震性能影响的实践研究
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对框架填充墙结构抗震设计的思考【摘要】文章首先通过对框架填充墙结构概述进行了阐述，接着对填充墙可能带来的不利影响进行了细致的分析，最后重点探讨了框架填充墙结构抗震设计的方法和展望。

【关键词】框架填充墙，抗震设计，思考一、前言我国对框架填充墙在解决我国房屋抗震问题中起到了很大的作用，只有在框架填充墙结构抗震设计中加强思考，分析其出现的问题并制定解决措施，才能够使框架填充墙结构抗震设计的作用得到更大的发挥。

二、框架填充墙结构概述框架结构是由梁和柱两大部分组成，并通过刚接或者铰接的方式构成承重体系。

即由梁和柱组成框架共同抵抗适用过程中出现的水平荷载和竖向荷载，因其具有平面布置灵活、室内空间大等优点而成为建筑工程中使用最为广泛的结构体系之一。

框架结构一般使用填充墙进行房间分割。

目前，我国广泛使用的填充墙为轻质混凝土砌块和空心砖砌体。

无论是轻质混凝土砌块填充墙还是空心砖砌体填充墙的加入，框架结构的受力性能都会发生改变。

整个框架房屋的质量、刚度、自振周期以及整体变形和位移较纯框架结构都会有较大的不同，而许多设计人员在设计中往往都没有考虑这些变化，只是把填充墙作为一种均布荷载输入到结构计算软件中，使得计算所用的力学模型与实际有较大的出入。

三、填充墙可能带来的不利影响目前，许多设计人员有一种错误的理解，认为在框架结构中添加填充墙会提高结构总体抵抗地震作用的能力，这实际上是一个误区。

美国作了许多关于框架填充墙方面的试验，但实验结果都显示出，填充墙的存在不能提高框架结构的抗震能力。

1、框架填充墙层间刚度的突变在临街商住楼的结构设计中，在填充层内，由于造价的因素，设计人员多采用底部框架抗震墙结构，上部抗震墙体材料一般采用砖砌体或混凝土空心小砌块。

但是当业主需要建设超高层建筑时，设计人员一般会采用框架填充墙的结构形式。

在底部框架抗震墙结构中，现行抗震规范明确指出了房屋侧移刚度比的限值，而在框架填充墙结构中，侧移刚度比一般未引起设计人员足够的重视。

(5) The effects of different Infill wall materials on seismic performance of frame structure were investigated. The results show that the light-weight infill wall occupies obvious advantages on controlling displacement of the structure under the elastic analysis and the light-weight infill wall shows good seismic performance on the vertical irregular arrangement of infill wall. Under rare earthquake, the heavy brick wall caused the frame structure to bear more horizontal load. Once the infill wall is damaged, the pure frame structure will dissipate all the energy by deformation, which also does great harm to aseismic design. Therefore, the selection of light-weight infill wall material is more consistent with the concept of seismic fortification.Keywords: infill wall; vertical irregular arrangement; seismic performance; plastic hinge; infill wall materials目录第一章绪论 (1)1.1引言 (1)1.2填充墙对框架结构的影响 (2)1.2.1 对框架结构承载能力的影响 (2)1.2.2 对框架结构抗侧刚度的影响 (2)1.2.3 对框架结构变形能力的影响 (3)1.2.4 对框架结构的约束效应 (3)1.2.5 对框架结构耗能能力的影响 (3)1.3填充墙框架结构国内外研究现状 (3)1.3.1 国外填充墙框架研究现状 (3)1.3.2 国内研究现状 (4)1.4本文研究的主要目的和内容 (6)1.4.1 本文研究的主要目的 (6)1.4.2 本文研究的主要内容 (6)第二章填充墙等效模型的研究 (8)2.1填充墙简化模型的研究 (8)2.1.1 层模型 (8)2.1.2 墙框并联模型 (8)2.1.3 等效平面框架模型 (9)2.1.4 等效斜撑模型 (10)2.1.5 三对角斜撑模型 (11)2.1.6 有限元模型 (12)2.1.7 填充墙简化模型的对比 (12)2.2砌体填充墙的本构关系 (12)2.3本章小结 (13)第三章填充墙框架结构的抗震性能分析 (14)3.1工程实例 (14)3.1.1 工程概况 (14)3.1.2 等效斜撑有效宽度的计算 (14)3.1.3 填充墙框架结构模型的建立 (15)3.2模态分析 (16)3.2.1 模态分析概述 (16)3.2.2 模态分析结果 (16)3.3振型分解反应谱分析 (20)3.3.1 振型分解反应谱法概述 (20)3.3.2 振型分解反应谱法位移响应分析 (20)3.3.3 振型分解反应谱法剪力响应分析 (22)3.4罕遇地震作用下的时程分析 (23)3.4.1 时程分析法概述 (23)3.4.2 地震波的选取 (23)3.4.3 地震波的调整 (24)3.4.4 罕遇地震作用下位移响应分析 (25)3.4.5 罕遇地震作用下剪力响应分析 (28)3.5本章小结 (29)第四章填充墙框架结构的静力弹塑性分析 (30)4.1概述 (30)4.2Pushover分析原理 (30)4.2.1 Pushover分析方法的基本思路 (30)4.2.2 静力弹塑性分析方法的基本步骤 (31)4.3填充墙框架结构的Pushover分析 (32)4.3.1 Pushover分析模型的建立 (32)4.3.2 塑性铰的本构模型 (32)4.3.3 侧向荷载加载模式 (33)4.3.4 塑性铰的发展过程与分析 (33)4.3.5 Pushover曲线及性能点分析 (37)4.3.6 各模型性能点处层间位移角分析 (39)4.4本章小结 (40)第五章填充墙竖向不规则布置的改进措施及验证 (42)5.1引言 (42)5.2填充墙竖向不规则布置的改进措施 (42)5.3有限元模型的建立 (42)5.4非线性时程分析对改进措施的有效性验证 (43)5.5Pushover分析对改进措施的有效性验证 (45)5.5.1 改进前后pushover曲线及性能点对比分析 (45)5.5.2 改进前后各模型达到性能点时塑性铰发展对比分析 (47)5.5.3 改进前后性能点处层间位移角对比分析 (48)5.6本章小结 (49)第六章不同填充墙材料对框架结构抗震性能的影响 (50)6.1填充墙材料的选取 (50)6.2等效斜撑有效宽度计算 (50)6.3有限元建模 (50)6.4多遇地震下反应谱分析结果 (51)6.5罕遇地震作用下非线性时程分析结果 (52)6.6本章小结 (54)第七章结论与展望 (56)7.1本文研究的主要结论 (56)7.2不足与展望 (57)插图清单图1.1填充墙典型震害 (1)图2.1层模型示意图 (8)图2.2墙框并联模型示意图 (9)图2.3等效平面框架模型示意图 (9)图2.4等效斜撑模型示意图 (11)图2.5三对角斜撑模型示意图 (11)图3.1结构平面布置图 (14)图3.2填充墙等效模型 (16)图3.3反应谱工况下各模型弹性层间位移角 (21)图3.4模型一与模型二中框架柱所受剪力 (22)图3.5地震波的选取 (24)图3.6不同地震波作用下模型一~三的弹塑性层间位移角 (26)图3.7不同地震波作用下模型三~五的弹塑性层间位移角 (27)图4.1能力谱法计算流程 (31)图4.2塑性铰本构模型 (32)图4.3模型一的塑性铰发展 (34)图4.4模型二的塑性铰发展 (34)图4.5模型三的塑性铰发展 (34)图4.6模型四的塑性铰发展 (35)图4.7模型五的塑性铰发展 (35)图4.8基底剪力—位移曲线 (37)图4.9 FEMA440等效线性化能力谱曲线 (38)图4.10性能点处各模型层间位移角 (40)图5.1填充墙等效模型 (43)图5.2不同地震波作用下模型三改进前后弹塑性层间位移角 (44)图5.3基底剪力—位移曲线 (45)图5.4 FEMA440等效线性化能力谱曲线 (46)图5.5各模型性能点处的塑性铰发展 (47)图5.6改进前后各模型性能点处层间位移角 (48)图6.1填充墙等效模型 (51)图6.2反应谱工况下各模型弹性层间位移角 (52)图6.3不同地震波作用下各模型弹塑性层间位移角 (54)表格清单表3.1等效斜撑有效宽度 (14)表3.2模型一自振周期与质量参与系数 (17)表3.3模型二自振周期与质量参与系数 (17)表3.4模型三自振周期与质量参与系数 (18)表3.5模型四自振周期与质量参与系数 (18)表3.6模型五自振周期与质量参与系数 (19)表3.7各模型周期折减系数 (19)表3.8反应谱工况下各模型弹性层间位移角 (20)表3.9模型一与模型二中框架柱所受剪力 (22)表3.10Ⅱ类场地地震波地震动参数 (23)表3.11时程分析所用地震加速度时程的最大值（cm/s2） (25)表3.12不同地震波作用下模型一~三的弹塑性层间位移角 (26)表3.13三条地震波作用下模型三~五的弹塑性层间位移角 (27)表3.14不同地震波作用下各模型Y向的楼层剪力（kN） (28)表4.1罕遇地震作用下各模型的性能点值 (39)表4.2性能点处各模型层间位移角 (39)表5.1不同地震波作用下模型三改进前后弹塑性层间位移角 (43)表5.2模型三改进后弹塑性层间位移角降低幅度 (45)表5.3罕遇地震作用下各模型的性能点值 (46)表5.4改进前后各模型性能点处层间位移角 (48)表6.1等效斜撑有效宽度 (51)表6.2反应谱工况下各模型弹性层间位移角 (51)表6.3不同地震波作用下各模型弹塑性层间位移角 (53)第一章绪论第一章绪论1.1 引言地震是一种对工程结构极具破坏性的自然现象。

对框架填充墙结构抗震设计的思考摘要：实际工程中，影响强柱弱梁的因素很多。

填充墙是一个最复杂因素，影响也是最大的，所以要明确填充墙的抗震设计目标和相应的配套构造措施。

同时应该把填充墙作为整体结构抗震的组成部分，在整体结构的抗震分析和设计中就要给予足够的考虑。

关键词：框架填充墙结构抗震设计前言在2008 年汶川和2010 年玉树大地震中，大多数框架结构表现出良好的抗震性能，但填充墙、隔墙破坏严重，导致功能丧失，产生重大经济损失乃至人员伤亡，这一震害现象值得深思。

在抗震设计中，填充墙通常被当作非结构构件，但震害表明: 填充墙实际上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，而填充墙的抗剪强度又低，故在地震中破坏较早也较严重。

在实际震害中也发现: 正是填充墙产生的刚度效应、约束效应等不利因素导致结构的破坏，因此，填充墙的抗震设计问题应该引起足够重视。

1、填充墙与框架的相互影响为了有所比较, 首先扼要说明单独墙、单独框架的工作情况。

砖墙单独试验时, 当水平荷载较小时即已开始出现裂缝(墙体不承受竖直荷载) , 对于不配筋的混凝土墙也是属于这种情况。

裂缝一经出现后, 发展甚为迅速, 很快形成连贯的斜向裂缝段或水平裂缝段。

裂缝投影在整个墙的宽度方向连续贯通以后, 试件即趋于破坏, 不再能承受水平荷载。

试件破坏后, 墙面上仅主要的几条连续贯通裂缝, 即裂缝颇为集中而开展较宽。

所以单独墙体抵抗侧力的承载能力主要取决于墙体的抗裂能力, 一般数值较低, 而且破坏比较突然,变形能力小。

钢筋混凝土框架或钢框架具有相当塑性。

这类框架单独试验时, 随着水平荷载的增加,构件陆续出现裂缝(钢筋混凝土框架) 及塑性铰, 当梁柱节点处(柱端或梁端截面) 出现足够数量的塑性铰而使框架成为机动体系时, 框架即趋于倒塌。

从加荷开始直至结构破坏,过程比较缓和, 结构的变形能力较大。

对于填充墙框架, 墙体开始出现裂缝后, 仍能继续负担水平荷载, 这是因为墙体受到架的约束作用而具有相当的摩阻力, 同时墙体本身也能继续负担一部分荷载而不断出现框新的裂缝。

对框架填充墙结构抗震设计的思考当前填充墙在框架结构设计中必须要考虑到填充墙的承载性能，只有如此才能确保填充墙在地震灾害中将损害降到最低，因此考虑到填充墙抗震性能的结构设计就变得十分重要。

要保证填充墙的抗震性能常采取填充墙与框架柱、梁拉结的做法。

本文针对在填充墙的结构设计过程中对抗震性能的影响问题进行研究和归纳，以供工程设计人员在填充墙结构的抗震设计过程中参考。

标签：填充墙;框架结构;抗震性能一、引言在建筑结构中，填充墙框架结构由于其空间布置灵活，因此在很多的建筑中都有很多的应用，特别是对于商务用的建筑。

随着经济的发展，当代建筑物已经不仅需要满足住宅的需求了，更多的要满足商务使用的性能，因此在抗震性能方面的要求也不断的提高。

从受力方面来说，框架结构能够很好的承担抗震的作用，同时施工中，填充墙分隔房间，布置灵活，既满足了抗震的性能，也不会影响房屋的使用效果，而且造价十分低，受到地震影响拥有极强的变形抗震能力，是对抗地震最有效的结构之一。

实际上，不论填充墙是什么材质的，是砖墙还是隔墙对于框架结构设计中的抗震刚度都是存在的，而且在地震过程中的作用不容小觑。

填充墙的存在及布置不合理使得建筑物在遇到地震时震害严重，填充墙在结构选择中对抗震性能的影响很大，如果选择不善，震后修复工作就很麻烦，维修费用也会很高，所以必须重视这一结构的抗震设计。

二、框架结构中填充墙对抗震性能的影响分析1.填充墙在地震作用下的破坏对我国的相关震害统计表明，在发生地震之后，框架结构中的填充墙中的震害更多的是出现裂缝或者倒塌。

不仅如此，框架结构由于受到水平方向的作用力而变形，所以框架下部填充墙会受到更多的破坏。

2.填充墙对框架结构的变形影响分析在填充墙的结构体系中，墙体和框架部分的材料在选择方面是不同的，同样的受力性能也是不同的。

所以，当框架结构受到地震剪力的作用，两部分结构就会同时发生作用，相互影响，一起抵抗地震带来的损害，这就极大的改善了墙体自身的变形能力，从而让整个结构都体现出很好的抗震性。

浅析框架结构中填充墙对结构抗震性能的影响在工程中采用框架结构的优点在于柱网开间尺寸较大，空间使用较为灵活，填充墙可根据使用上的需要灵活布置和调整，故被广泛应用于办公楼、商业建筑及住宅中，填充墙用来分隔房屋。

研究和设计中常将填充墙作为非结构构件处理，而忽略填充墙对框架主体结构抗震性能的影响。

实际上在地震作用下填充墙与框架是共同工作的，填充墙的存在不仅改变了结构体系的刚度、强度及其分布，还对主体结构构件的局部约束条件产生不利影响。

一般来讲，填充墙首先是可以作为结构的第一道抗震防线，在地震发生时，首先消耗一部分地震能量；其次是对结构的动力特性有一定的影响，从而影响结构在地震发生时，地震作用在结构中的分布情况；三是填充墙会影响框架结构在竖向荷载作用下的内力分布，从而对框架梁的安全性产生影响。

1.填充墙对结构自振周期的影响填充墙刚度效应明显，即便采用轻质填充墙，带填充墙的框架结构的初始弹性刚度也会比纯框架结构大5～10倍。

填充墙的刚度会显著影响结构整体刚度，使结构周期变短，地震力增大，而填充墙数量、布置位置、材料类型、开洞率及开洞大小等都会影响结构周期。

2.填充墙对框架内力的影响设计模型中考虑填充墙的作用，将使结构整体弯曲效应更为明显，结构倾覆力矩部分由柱拉压轴力形成；当满布填充墙时填充墙承担了较大部分的地震剪力，使得框架内力减小，填充墙的存在对抗震是有利的；而底层空旷上部满布填充墙时将使得底层内力增大，对抗震不利。

3.填充墙对框架层间变形的影响填充墙各层分布不均匀，变化部位为薄弱层，在强震中可能成为能量累积的部位；各层均匀满布填充墙可显著提高结构整体抗侧刚度，减小结构变形，对抗震有利。

4.填充墙约束效应的考虑填充墙约束效应有两种情况：一种是填充墙在层高范围满布时由于填充墙斜支撑作用并非作用在框架节点上，而是与节点及相连的柱和梁有一定接触范围，会对梁端及柱端引起附加剪力，若设计中未充分考虑，在地震中就可能柱端受剪的破坏；另一种是层高范围内开窗由于填充墙的局部约束效应使柱计算高度减小而导致框架柱在窗台以上至梁底范围内形成短柱破坏。

填充墙对框架结构抗震性能影响的研究摘要：本文先从结构概念分析入手，分析了不考虑填充墙对框架结构的计算的影响，然后以填充墙与框架结构共同作用为机理，通过分析在水平力作用下各类填充墙－框架结构体系的层间侧移刚度，探讨填充墙对框架结构动力特性的影响程度．结果表明，填充墙一框架结构体系的侧移刚度比纯框架有不同程度的提高，在工程设计中应充分考虑这种影响，使框架结构在地震作用下的计算结果更加符合实际情况，提高结构设计的安全性与经济性。

关键词：填充墙框架结构抗震性能Abstract: this paper first from the structure analysis of the concept, this paper analyzes the don’t consider fill walls in the framework structure calculation effect, then to fill the wall and frame structure for joint action mechanism, through the analysis in the level of all kinds of forces fill walls-frame structure between layers of the lateral stiffness, fill walls of frame construction discusses the dynamic characteristics of the influence degree. The results show that fill walls a frame structure of the lateral stiffness than pure frame have different degrees of improvement in engineering design should fully consider the effect, make the frame structure under the action of earthquake in the result of calculation is more tally with the actual situation, improve the structure design of the security and the economy.Keywords: filling wall frame structure seismic performance引言框架结构的填充墙体在地震中的作用十分复杂，结构错层处楼梯窗下等部位，填充墙使框架长柱变成短柱，发生剪切破坏;同一楼层间填充墙位置数量的变化，在水平方向改变结构的侧向刚度分布，从而改变地震内力的分布；不同楼层间填充墙位置数量的变化，在竖直方向改变层间刚度分布，形成薄弱层。

框架填充墙对框架结构抗震性能的影响框架填充墙对框架结构抗震性能的影响摘要: 历届地震震害表明，框架填充墙对框架结构的抗震性能有着重要的影响，本文从框架填充对框架结构刚度及框架柱的约束效应等方面分析了框架填充墙对框架结构抗震性能的影响，并就此提出框架填充墙在抗震设计时的合理设计方案。

关键词：框架结构；框架填充墙；刚度；约束效应；抗震概念设计0 前言：框架结构填充墙在实际工程设计时，仅考虑其维护作用而不参与实际受力，因此在设计时仅将填充墙的自重计算到结构荷载中去。

然而历次地震震害表明，框架结构填充墙对框架结构的抗震性能有着重大影响，以下分析了框架填充墙对框架结构抗震性能的影响，并对抗震设计的框架填充墙提出了符合结构抗震概念设计的方案。

1 框架填充墙对框架结构抗震性能的影响因素1.1框架填充墙刚度对框架结构刚度的影响第一、框架填充墙布置对框架结构刚度的影响结构刚度在抗震设计中起着重要的作用，然而在实际工程中，仅充当维护作用的框架填充墙，在布置时仅仅考虑了建筑功能的要求，却忽略了填充墙对结构刚度的影响，使结构刚度在平面内没有做到均匀、对称、分散，致使结构的刚度中心与质量中心偏离较大，使其在地震作用下产生扭转或应力集中。

如图1所示，汶川地震中某结构由于平面刚度不均匀、对称而产生震害。

另外，由于框架填充墙使结构沿竖向的刚度突变，而导致结构出现薄弱层。

例如许多建筑下部为较大空间的商场、超市，而上部则为开间较小的写字间、宾馆标准间等，该类框架结构由于上部的填充墙较下部的多，使得结构底部刚度较小，竖向刚度突变。

而在实际工程设计时，并没有考虑到在竖向刚度突变处设置加强层，或对底部采取加强措施，在地震作用下结构极易在此处破坏。

如图2所示，某框架结构在地震中，由于底层大空间使其结构下柔上刚而造成底层震害。

第二、不同框架填充墙材料对框架结构刚度的影响填充墙材料性质的不同会影响其自身刚度的不同，进而影框架的抗侧刚度。

不同填充墙材料对框架刚度影响程度的大小，依次是标准砖、空心砖、加气混凝土砌块，但即使采用低强度砌块，填充墙刚度对框架结构的影响也不能完全忽略【1】。