多层框架结构填充墙震害分析——-512-汶川地震郫县某高校教学实验楼填充墙震害考察及分析.pdf

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1、丝；篷叁鬓壑些丝墨羔壤丝丝丝丝墨!堑!霪墨叁多层框架结构填充墙震害分析——“5·12”汶川地震郫县某高校教学实验楼填充墙震害考察及分析牛红地，王泽云(西华大学建筑与土木工程学院，四川成都610039)摘要：本文在调查了受“5·12”汶川地震影响的郫县某高校一框架结构教学实验楼填充墙震害的基础上，分析了震害发生的可能原因，从设计和施工两方面提出了多层框架结构填充墙的抗震加强的若干建议措施，供相关技术人员参考。关键词：多层框架结构；填充墙；震害；裂缝中图分类号：TU398+．5文献标识码：B文章编号：1672—4011(2010)Ol一002

2、4—021前言郫县位于川西平原腹心，大地构造属新华夏构造体系的第三沉降带，距“5·12”汶川地震的震中汶川直线距离约50km。该建筑为郫县某高校的一幢教学实验楼，于2007年5月31日竣工验收，总建筑面积6．5万m2，为5层框架结构。墙体填充材料为烧结空心砖。受地震的影响，框架主体结构破坏轻微，但是填充墙出现了很多破坏征状，虽不影响正常使用，但也反映出了设计或施工过程中的薄弱之处。本文从该教学实验楼的震害分析出发，浅析多层框架结构填充墙在设计和施工过程中存在的问题和需要完善之处。2填充墙震害描述2．1填充墙局部破坏特征经震害调查，该教学实

3、验楼框架梁柱基本完好，填充墙的震害主要表现为出现不同形式的荷载裂缝：(1)竖向裂缝，填充墙与框架柱脱离分开(图1～4)；(2)水平裂缝；一般沿灰缝错开(图5、6)；(3)斜裂缝，此种裂缝的出现率最高(图7—11)。斜裂缝出现的形式，有的是沿灰缝出现，即灰缝错开，而空心砖未被拉断，再有就是横穿过空心砖出现，即灰缝未错开而空心砖出现破坏(图12)，或者两种破坏形式同时出现(图13)；(4)螺旋状裂缝(图14)；(5)X裂缝(图15～17)；(6)楼梯间的裂缝(图18)。2．2填充墙总体破坏特征从震害调查整体来看，框架结构填充墙破坏的主要特征为

4、：(1)“下重上轻”，该教学实验楼底层填充墙震害最为严重，墙体斜裂缝和与框架梁柱搭接处的竖向裂缝同时出现；二层三层次之，间或出现一种形式的裂缝；四层以上除设置伸缩缝处有面层的开裂，均没有发现填充墙裂缝现象；重⋯，有两处端墙破坏比较严重无法正常使用。窗问墙震害裂缝的宽度可达完整墙体斜裂缝宽度的2倍～3倍。门窗洞边角部位一般出现延伸的斜裂缝j宽度由边角部位最大逐渐延伸减小。3填充墙震害原因分析在水平地震作用下的框架结构，填充墙与框架是同时作用的，由于填充墙侧向刚度大，故受到的地震作用较大，而填充墙的抗剪强度又较低，变形能力小，所以填充墙的震害

5、重于框架，其破坏较早也较为严重。对于该教学实验楼，填充墙震害产生的具体存在的原因从设计和施工两方面存在的可能原因进行分析。3．1设计方面(1)未考虑罕遇地震作用下的结构的弹塑性变形，在进行弹性变形演算时分项系数选取不合理，弹性层间位移值偏大，加之框架变形一般属于剪切型，下部层间位移较大，在水平地震作用下，层间发生较大的错动并且产生较大的地震剪力，填充墙发生破坏，并且呈现“下重上轻”的现象；(2)在填充墙材料的选取上，采用的是烧结空心砖，这种材料刚度较大而强度较低，在地震剪力作用下产生较大的主拉应力引起脆性破坏。3．2施工方面．填充墙的砌筑

6、质量以及与框架梁柱之间的拉结措施决定了本身的破坏程度。21。(1)墙体施工质量差，砂浆强度等级过低，灰缝不够饱满。只有当砌块的强度低而砂浆的强度较高，砌体才会被拉断表面出现裂缝。如图(12、13)所示；(2)填充墙没有钢筋与框架拉结，或者拉结不能满足地震时的要求。填充墙用空心砖砌筑，由于空心砖的竖孔的影响，拉结钢筋无法设置在上下两层砖之间的砂浆内。4填充墙抗震加强措施通过该教学实验楼的震害考察和震害原因分析，为了消除多层钢筋混凝土框架结构的震害，建议在设计和施工过程中按照以下措施进行加强。(1)验算结构刚度比，刚度计算应包括实心、空心砖等

7、填充墙刚度，力求不要形成薄弱层，如无法避免形成薄弱层，应加强薄弱层的刚度po；(2)在进行结构弹塑性动力时程分析时，弹性层间位移角的限值可根据《建筑抗震设计规范》(GB50011—2001)规定的限值从严控制；(3)墙面抹灰的砂浆强度等级应与填充墙材料强度匹(2)端墙、窗问墙及门窗洞口边角部位的破坏更为严配；主翌望．磊毒墨堡童堕幽墨茹墟丝型坐垫i盔』旦(4)施工时，应严格按照设计规定，设置墙柱拉结筋；(5)确保与框架梁、柱交界处的砂浆饱满、密实。填充墙框架梁底的空隙，应预停一段时间，待填充墙沉缩基本完成后(一般7d左右)，再用斜砖(或块)

8、填实顶紧并确保砂浆饱满密实‘“；图l边柱处竖向裂缝图2边柱处竖向裂缝图3中柱处竖向裂缝图4中柱处竖向裂缝图5水平裂缝图6水平裂缝图7门角斜裂缝图8床角斜裂缝图9斜裂缝图lO窗间墙斜裂缝图1】门