文档介绍：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:
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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, 。
a—底部框架柱;b—错层处破坏;c—柱端破坏
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, 。
(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,~ 。
(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。
(5)《建筑结构抗震涉及规范》GB50011指出:砌体的砂浆强度等级不应低于M5;,;墙顶应与框架梁密切结合;填充墙应沿框架柱全高每隔500~600mm设2φ6拉筋,拉筋伸入墙内的长度,6、7度时宜沿墙全长贯通,8、9度时应全长贯通。
3 填充墙对框架结构的整体影响
填充墙对框架结构的有利影响
1、填充墙提高了框架结构承载能力
填充墙在构造上是与框架联系在一起的,两者相互作用与共同工作,这样,填充墙框架结构是作为一种组合结构体系,共同承受水平地震作用。无论是无门洞的或开门洞的砖填充墙钢筋混凝土框架,其承载能力均比纯框架有明显的提高。文献[4]对1:,试验表明,无门洞砖填充墙框架模型拟动力试验所测得的水平承载能力是294kN,而相同尺寸和配筋的纯框架模型低周反复荷载作用下测得的水平承载能力为191kN,无门洞填充墙框架的承载能力比纯框架提高了54%。
2、填充墙加强了框架结构整体变形能力
由于填充墙与框架之间的相互作用,框架受到填充墙的支撑,提高了框架结构的抗侧移刚度,限制了框架的变形,从而减小了整个结构的地震侧移幅值,即使采用轻质填充墙,带填充墙的框架结构的刚度也可以比纯框架结构大5~10倍,填充墙在一定程度上起到了剪力墙的作用,提高了框架结构的变形能力。
3、填充墙增强了框架结构耗能能力
相对于框架而言,填充墙具有很大的初期刚度,建筑物遭受地震前几个较大加速度脉冲时,填充墙承担了大部分地震力,并用它自身的变形及墙体裂缝的出现和开展,大量吸收和消耗输入建筑物的地震能量。充当了第一道抗震防线的主要“耗能构件”,使框架退居为第二道防线,减小了主体结构的破坏程度,保护了主体结构的稳定。
1、填充墙增大了结构地震作用
地震作用的大小与结构的自振周期有关,由于填充了更年期的存在造成了结构整体刚度明显增大,结构自振周期减小,地震影响系数会偏大,从而导致地震作用力增大。为此,我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中明确规定,当非承重墙体为砌体墙时,~ 。而《建筑结构抗震涉及规范》没有对结构周期折减系数作出规定。
2、填充墙造成框架结构产生薄弱层
为了满足底部大空间多功能建筑需要,工程中往往采用在底部少布置填充墙,甚至是架空不布置填充墙,而上部填充墙的存在极大地增加了上部结构的层间刚度,造成竖向刚度变化过大,底层处形成竖向刚