砌體填充墻基礎(chǔ)知識

應(yīng)該說，既有有利的一面，也有不利的一面。

填充墻對抗震有利的方面包括：

（1）由于砌體填充墻參與抗震，改變了結(jié)構(gòu)的層間剪力分布狀況。砌體墻承擔(dān)了很大一部分水平地震剪力，使得框架部分承擔(dān)的剪力減小，保護了框架結(jié)構(gòu)在地震作用下的安全性。

（2）砌體填充墻具有很大的剛度，可以限制框架結(jié)構(gòu)的水平變形，減小整個結(jié)構(gòu)的地震側(cè)移幅值。

（3）相對于框架而言，砌體填充墻具有很大的初始剛度，在地震作用下填充墻承擔(dān)了大部分水平地震剪力，因而會首先開裂和破壞。墻體利用它自身的變形和墻面裂縫的開展，可以消耗地震能量。因此，填充墻是第一道防線，而框架為第二道防線。

當(dāng)然，填充墻對于抗震也有不利的一面：由于填充墻的存在，會使結(jié)構(gòu)體系的剛度增加，自振周期減短，根據(jù)設(shè)計反應(yīng)譜曲線，可知作用于整個建筑物上的地震作用會增加。

因此，結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)考慮利用框架填充墻有利的一面，防止不利的影響。例如，框架結(jié)構(gòu)中，填充墻一定到砌筑到頂，防止產(chǎn)生短柱。

首先還是老生常談的，大家要熟悉一下我們的學(xué)習(xí)體系和路徑，深入理解規(guī)范體系，才談得上“按規(guī)范執(zhí)行”。我們要知道規(guī)范體系的任何一個系數(shù)，都應(yīng)能找到它存在的機理！

工程概念

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建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 13 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 > 13.3 建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本抗震措施

13.3.2 非承重墻體的材料、選型和布置，應(yīng)根據(jù)烈度、房屋高度、建筑體型、結(jié)構(gòu)層間變形、墻體自身抗側(cè)力性能的利用等因素，經(jīng)綜合分析后確定，并應(yīng)符合下列要求：

1 非承重墻體宜優(yōu)先采用輕質(zhì)墻體材料；采用砌體墻時，應(yīng)采取措施減少對主體結(jié)構(gòu)的不利影響，并應(yīng)設(shè)置拉結(jié)筋、水平系梁、圈梁、構(gòu)造柱等與主體結(jié)構(gòu)可靠拉結(jié)。

2 剛性非承重墻體的布置，應(yīng)避免使結(jié)構(gòu)形成剛度和強度分布上的突變；當(dāng)圍護墻非對稱均勻布置時，應(yīng)考慮質(zhì)量和剛度的差異對主體結(jié)構(gòu)抗震不利的影響。

建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版]

13.3.4 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的砌體填充墻，尚應(yīng)符合下列要求：

1 填充墻在平面和豎向的布置，宜均勻?qū)ΨQ，宜避免形成薄弱層或短柱。

2 ……墻頂應(yīng)與框架梁密切結(jié)合。

3 填充墻應(yīng)沿框架柱全高每隔500mm～600mm設(shè)2Φ6拉筋，拉筋伸入墻內(nèi)的長度，6、7度時宜沿墻全長貫通，8、9度時應(yīng)全長貫通。

4 墻長大于5m時，墻頂與梁宜有拉結(jié)；墻長超過8m或?qū)痈?倍時，宜設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱；墻高超過4m時，墻體半高宜設(shè)置與柱連接且沿墻全長貫通的鋼筋混凝土水平系梁。

5 樓梯間和人流通道的填充墻，尚應(yīng)采用鋼絲網(wǎng)砂漿面層加強。

機理

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框架—填充墻結(jié)構(gòu)

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廠房砌體圍護墻倒塌

規(guī)范

建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 13 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 > 13.3 建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的基本抗震措施

13.3.5 單層鋼筋混凝土柱廠房的圍護墻和隔墻，尚應(yīng)符合下列要求：

1 廠房的圍護墻宜采用輕質(zhì)墻板或鋼筋混凝土大型墻板，砌體圍護墻應(yīng)采用外貼式并與柱可靠拉結(jié)；外側(cè)柱距為12m時應(yīng)采用輕質(zhì)墻板或鋼筋混凝土大型墻板。

2 剛性圍護墻沿縱向宜均勻?qū)ΨQ布置，不宜一側(cè)為外貼式，另一側(cè)為嵌砌式或開敞式；不宜一側(cè)采用砌體墻一側(cè)采用輕質(zhì)墻板。

3 不等高廠房的高跨封墻和縱橫向廠房交接處的懸墻宜采用輕質(zhì)墻板，6、7度采用砌體時不應(yīng)直接砌在低跨屋面上。

6 墻梁宜采用現(xiàn)澆，當(dāng)采用預(yù)制墻梁時，梁底應(yīng)與磚墻頂面牢固拉結(jié)并應(yīng)與柱錨拉；廠房轉(zhuǎn)角處相鄰的墻梁，應(yīng)相互可靠連接。

7 砌體隔墻與柱宜脫開或柔性連接，并應(yīng)采取措施使墻體穩(wěn)定，隔墻頂部應(yīng)設(shè)現(xiàn)澆鋼筋混凝土壓頂梁。

8 磚墻的基礎(chǔ)，8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時，預(yù)制基礎(chǔ)梁應(yīng)采用現(xiàn)澆接頭；當(dāng)另設(shè)條形基礎(chǔ)時，在柱基礎(chǔ)頂面標(biāo)高處應(yīng)設(shè)置連續(xù)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁，其配筋不應(yīng)少于4Φ12。

9 砌體女兒墻高度不宜大于1m，且應(yīng)采取措施防止地震時傾倒。

建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版]

條文說明：

13.3.5 進一步明確廠房圍護墻的設(shè)置應(yīng)注意下列問題：

1 唐山地震震害經(jīng)驗表明：嵌砌墻的墻體破壞較外貼墻輕得多，但對廠房的整體抗震性能極為不利，在多跨廠房和外縱墻不對稱布置的廠房中，由于各柱列的縱向側(cè)移剛度差別懸殊，導(dǎo)致廠房縱向破壞，倒塌的震例不少，即使兩側(cè)均為嵌砌墻的單跨廠房，也會由于縱向側(cè)移剛度的增加而加大廠房的縱向地震作用效應(yīng)，特別是柱頂?shù)卣鹱饔玫募袑χ敼?jié)點的抗震很不利，容易造成柱頂節(jié)點破壞，危及屋蓋的安全，同時由于門窗洞口處剛度的削弱和突變，還會導(dǎo)致門窗洞口處柱子的破壞，因此，單跨廠房也不宜在兩側(cè)采用嵌砌墻。

2 磚砌體的高低跨封墻和縱橫向廠房交接處的懸墻，由于質(zhì)量大、位置高，在水平地震作用特別是高振型影響下，外甩力大，容易發(fā)生外傾、倒塌，造成高砸低的震害，不僅砸壞低屋蓋，還可能破壞低跨設(shè)備或傷人，危害嚴重，唐山地震中，這種震害的發(fā)生率很高，因此.宜采用輕質(zhì)墻板，當(dāng)必須采用磚砌體時，應(yīng)加強與主體結(jié)構(gòu)的錨拉。

3 高低跨封墻直接砌在低跨屋面板上時，由于高振型和上、下變形不協(xié)調(diào)的影響，容易發(fā)生倒塌破壞，并砸壞低跨屋蓋，邢臺地震7度區(qū)就有這種震例。

4 砌體女兒墻的震害較普遍，故規(guī)定需設(shè)置時，應(yīng)控制其高度，并采取防地震時傾倒的構(gòu)造措施。

5 不同墻體材料的質(zhì)量、剛度不同，對主體結(jié)構(gòu)的地震影響不同，對抗震不利，故不宜采用。必要時，宜采用相應(yīng)的措施。

建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 9 單層工業(yè)廠房 > 9.1 單層鋼筋混凝土柱廠房

9.1.14 廠房的抗風(fēng)柱、屋架小立柱和計及工作平臺影響的抗震計算，應(yīng)符合下列規(guī)定：

3 當(dāng)工作平臺和剛性內(nèi)隔墻與廠房主體結(jié)構(gòu)連接時，應(yīng)采用與廠房實際受力相適應(yīng)的計算簡圖，并計入工作平臺和剛性內(nèi)隔墻對廠房的附加地震作用影響。變位受約束且剪跨比不大于2的排架柱，其斜截面受剪承載力應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》GB 50010的規(guī)定計算，并按本規(guī)范第9.1.25條采取相應(yīng)的抗震構(gòu)造措施。

建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 13 非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 > 13.2 基本計算要求

13.2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震計算時，應(yīng)按下列規(guī)定計入非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：

1 地震作用計算時，應(yīng)計入支承于結(jié)構(gòu)構(gòu)件的建筑構(gòu)件和建筑附屬機電設(shè)備的重力。

2 對柔性連接的建筑構(gòu)件，可不計入剛度；對嵌入抗側(cè)力構(gòu)件平面內(nèi)的剛性建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)計入其剛度影響，可采用周期調(diào)整等簡化方法；一般情況下不應(yīng)計入其抗震承載力，當(dāng)有專門的構(gòu)造措施時，尚可按有關(guān)規(guī)定計入其抗震承載力。

3 支承非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，應(yīng)將非結(jié)構(gòu)構(gòu)件地震作用效應(yīng)作為附加作用對待，并滿足連接件的錨固要求。

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材料研究中心大樓角柱

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漩口中心小學(xué)節(jié)點

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都江堰某框架—填充墻結(jié)構(gòu)

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計規(guī)范 JGJ 339-2015 > 4 建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 > 4.2 非承重墻

4.2.3 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的填充墻，應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 層間變形較大的框架結(jié)構(gòu)和高層建筑，宜采用鋼材或木材為龍骨的隔墻及輕質(zhì)隔墻。

2 砌體填充墻宜與主體結(jié)構(gòu)采用柔性連接，當(dāng)采用剛性連接時應(yīng)符合下列規(guī)定：

1)填充墻在平面和豎向的布置，宜均勻?qū)ΨQ，避免形成薄弱層或短柱。

2)砌體的砂漿強度等級不應(yīng)低于M5，實心塊體的強度等級不宜低于MU2.5，空心塊體的強度等級不宜低于MU3.5，墻頂應(yīng)與框架梁緊密結(jié)合。

3)填充墻應(yīng)沿框架柱全高每隔500mm～600mm設(shè)2Ф6拉筋，拉筋伸入墻內(nèi)的長度，6度、7度時宜沿墻全長貫通，8度、9度時應(yīng)全長貫通。

4)墻長大于5m時，墻頂與梁宜有拉結(jié)；墻長超過8m或?qū)痈?倍時，宜設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱，構(gòu)造柱間距不宜大于4m，框架結(jié)構(gòu)底部兩層的鋼筋混凝土構(gòu)造柱宜加密；填充墻開有寬度大于2m的門洞或窗洞時，洞邊宜設(shè)置鋼筋混凝土構(gòu)造柱；墻高超過4m時，墻體半高宜設(shè)置與柱連接且沿墻全長貫通的鋼筋混凝土水平系梁。

非結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震設(shè)計規(guī)范 JGJ 339-2015 > 4 建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件 > 4.2 非承重墻

4.2.3 本條規(guī)定了鋼筋混凝土房屋中非承重墻體的抗震構(gòu)造措施。

汶川地震中：

①較長的填充墻兩側(cè)開有門洞時，墻體一般先沿對角線剪切破壞，產(chǎn)生X形裂縫，當(dāng)裂縫開展到一定程度時會喪失承載力，沿裂縫線成塊體垮塌，或整片墻垮塌，破壞嚴重；

②多層框架填充隔墻底部區(qū)域破壞嚴重，而上部填充墻較完好，這是因為框架底部區(qū)域?qū)娱g變形較大，導(dǎo)致底部區(qū)域填充墻受力或變形也較大，使填充墻底部區(qū)域破壞較上部嚴重；

③樓梯間、過道為重要的逃生通道，地震時樓梯間填充墻吸收較多地震能量而破壞或倒塌，一是容易砸傷人，二是堵塞逃生通道，可能造成人員傷亡。

因此，填充墻參與結(jié)構(gòu)受力時，填充墻與周邊框架緊密連接，裂縫交叉處縱橫向設(shè)構(gòu)造柱和圈梁(圖1)。若填充墻不參與結(jié)構(gòu)受力，填充墻與周邊框架設(shè)縫，隔離兩者的相互作用，變形間隙用柔性防水材料填充，間隙大小由中震時層間側(cè)移量確定(圖2)。

高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ 3-2010 > 6 框架結(jié)構(gòu)設(shè)計 > 6.1 一般規(guī)定

6.1.3 框架結(jié)構(gòu)的填充墻及隔墻宜選用輕質(zhì)墻體。抗震設(shè)計時，框架結(jié)構(gòu)如采用砌體填充墻，其布置應(yīng)符合下列規(guī)定：

1 避免形成上、下層剛度變化過大。

2 避免形成短柱。

3 減少因抗側(cè)剛度偏心而造成的結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)。

建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2010[2016年修訂版] > 7 多層砌體房屋和底部框架砌體房屋 > 7.1 一般規(guī)定

7.1.8 底部框架-抗震墻砌體房屋的結(jié)構(gòu)布置，應(yīng)符合下列要求：

2 房屋的底部，應(yīng)沿縱橫兩方向設(shè)置一定數(shù)量的抗震墻，并應(yīng)均勻?qū)ΨQ布置。6度且總層數(shù)不超過四層的底層框架-抗震墻砌體房屋，應(yīng)允許采用嵌砌于框架之間的約束普通磚砌體或小砌塊砌體的砌體抗震墻，但應(yīng)計入砌體墻對框架的附加軸力和附加剪力并進行底層的抗震驗算，且同一方向不應(yīng)同時采用鋼筋混凝土抗震墻和約束砌體抗震墻；其余情況，8度時應(yīng)采用鋼筋混凝土抗震墻，6、7度時應(yīng)采用鋼筋混凝土抗震墻或配筋小砌塊砌體 抗震墻。（強條）

3.9.6 鋼筋混凝土構(gòu)造柱和底部框架-抗震墻房屋中的砌體抗震墻，其施工應(yīng)先砌墻后澆構(gòu)造柱和框架梁柱。（強條）

建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 11-89 > 第6章 多層和高層鋼筋混凝土房屋 > 第一節(jié) 一般規(guī)定

第6.1.11條 框架結(jié)構(gòu)中，砌體填充墻在平面和豎向的布置，宜均勻?qū)ΨQ；一二級框架的圍護墻和隔墻，宜采用輕質(zhì)墻或與框架柔性連接的墻板。

建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB 50011-2001

6.1.15 框架的填充墻應(yīng)符合本規(guī)范第13章的規(guī)定。

13.2.1 建筑結(jié)構(gòu)抗震時，應(yīng)按下列規(guī)定計入非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的影響：

2 對柔性連接的建筑構(gòu)件，可不計入剛度；對嵌入抗側(cè)力構(gòu)件平面內(nèi)的剛性建筑非結(jié)構(gòu)構(gòu)件，可采用周期調(diào)整等簡化方法計入其剛度影響；

總結(jié)

1、框架結(jié)構(gòu)填充墻，宜采用鋼材或木材為龍骨的隔墻及輕質(zhì)隔墻；

2、砌體填充墻與主體框架結(jié)構(gòu)剛性連接時，應(yīng)計入其剛度影響；周期折減系數(shù)能計入總體影響，但局部效應(yīng)被忽視。不能為了簡化計算而降低結(jié)構(gòu)安全性。

3、砌體填充墻與框架結(jié)構(gòu)應(yīng) 研發(fā) 柔性連接，解決豎縫；鼓勵、發(fā)展柔性連接。

<砌體填充墻構(gòu)造詳圖（二）與主體結(jié)構(gòu)柔性連接10SG614-2>