1、?規(guī)范要求的沿革與變化

我國89規(guī)范在第2.4.2條規(guī)定，“圍護(hù)墻和隔墻應(yīng)考慮對結(jié)構(gòu)抗震的不利或有利影響，應(yīng)避免不合理的設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞”。

01規(guī)范修訂時，將其中的“有利影響”字樣取消，在第3.7.4條中規(guī)定，“圍護(hù)墻和隔墻應(yīng)估計對結(jié)構(gòu)抗震的不利影響，避免不合理的設(shè)置而導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)的破壞”。

08年局部修訂時，鑒于1999年臺灣地震和2008年汶川地震中大量框架結(jié)構(gòu)的破壞或倒塌情況，將01規(guī)范的上述規(guī)定進(jìn)行了調(diào)整，側(cè)重強(qiáng)調(diào)框架結(jié)構(gòu)中圍護(hù)墻和隔墻不合理設(shè)置導(dǎo)致的不良后果，并且將此條提升為強(qiáng)制性條文。

10版規(guī)范修訂時，此條繼續(xù)保持了08年局修的規(guī)定。

2、?合理布置剛性填充墻對房屋抗震性能的影響

在框架結(jié)構(gòu)中，隔墻和圍護(hù)墻采用普通磚、多孔磚和混凝土小型空心砌塊砌筑時，這些剛性填充墻將在很大程度上改變結(jié)構(gòu)的動力特性，給整個結(jié)構(gòu)的抗震性能帶來一些影響，合理利用會對結(jié)構(gòu)抗震性能有所提升。

總的來說，剛性填充墻對框架結(jié)構(gòu)抗震性能的影響主要包括以下幾個方面：

（1）?增大建筑物抗側(cè)剛度，縮短自振周期。由于這個原因，作用于整個建筑上的地震作用會增大，增加的幅度可達(dá)30%~50%。

（2）?改變結(jié)構(gòu)的地震剪力分布狀況，減輕主體結(jié)構(gòu)的抗震“負(fù)擔(dān)”。由于剛性填充墻參與抗震，分擔(dān)了很大一部分水平地震剪力，使框架所承擔(dān)的樓層地震剪力大大減小。

（3）?增大建筑物抗側(cè)剛度，減小框架結(jié)構(gòu)側(cè)向變形。由于剛性填充墻自身具有較大的抗側(cè)剛度，它的存在提高了建筑物整體剛度，降低了建筑物側(cè)向位移，從而減小了框架結(jié)構(gòu)的地震側(cè)移幅值。

（4）?增加建筑抗震防線的層次，有利于形成多道防線。相對于框架而言，剛性填充墻具有較大的初期剛度，建筑物遭受地震前幾次較大的脈沖時，填充墻承擔(dān)了大部分地震作用，隨著填充墻剛度退化和強(qiáng)度劣化，框架所承擔(dān)的地震剪力逐漸增多，框架才漸漸變?yōu)橹饕拐饦?gòu)件。從這一過程可以看出，剛性填充墻充當(dāng)了建筑抗震的第一道防線，使框架退居為第二道防線。所以，單就此而論，剛性填充墻的存在，增加了框架結(jié)構(gòu)抗震防線的層次，形成了事實(shí)上的多道防線。

（5）?增加建筑物吸收和耗散地震能量的能力，提高整個建筑的抗震能力。1985年墨西哥地震，墨西哥市一些純框架高層建筑發(fā)生倒塌，而帶有磚填充墻的框架結(jié)構(gòu)高層建筑，不但沒有倒塌，而且破壞程度較輕。很大程度上因?yàn)閯傂蕴畛鋲νㄟ^自身的變形及墻面裂縫的出現(xiàn)和開展，消耗了大量輸入建筑物的地震能量，保護(hù)了主體結(jié)構(gòu)，從而提升了建筑的抗震安全性能。

3、?不合理布置的剛性填充墻導(dǎo)致的震害表現(xiàn)與處置對策

剛性填充墻不同于輕質(zhì)隔墻，雖然也是非承重構(gòu)件，但由于它具有較大的抗側(cè)剛度，所以不能隨意布置。它的布置合理與否，關(guān)系到框架的剪力分布以及整個房屋的抗震安全。震害調(diào)查表明，如果剛性連接的剛性填充墻不合理布置，會造成主體結(jié)構(gòu)不同程度的破壞，甚至倒塌。總結(jié)近幾十年的震害經(jīng)驗(yàn)，框架結(jié)構(gòu)剛性填充墻不合理布置的不利影響主要有以下四種表現(xiàn)：?

表現(xiàn)1：豎向布置不均勻，形成薄弱樓層，地震作用導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形集中進(jìn)而破壞。

剛性填充墻沿建筑豎向上下布置不均勻，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)局部樓層的實(shí)際剛度明顯小于上部樓層，形成薄弱樓層，地震中因變形集中而破壞。比較常見的一種布局形式是上剛下柔，類似于底部純框架的底部框架-抗震墻砌體房屋（圖1）。

圖1??不合理布置簡圖（一）

此類房屋目前在我國中小城鎮(zhèn)的沿街商住樓中比較常見，震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)烈地震中此類房屋的底層破壞嚴(yán)重（圖2、3）。

圖2 ?1999年臺灣地震，沿街底商，橫墻多，縱向無墻，倒塌

圖3??1999臺灣地震，南投縣埔里大飯店，7層框架，底層大空間，基本無填充墻，地震中底層破壞嚴(yán)重

設(shè)計對策與建議

當(dāng)實(shí)際工程中，出現(xiàn)這種上下樓層剛性填充墻布置差異較大的情況時，作為結(jié)構(gòu)工程師，應(yīng)注意采取以下措施：

（1）?按底部框架-抗震墻砌體房屋的要求，驗(yàn)算并控制上下樓層的實(shí)際剛度比值。

1)?按照抗震規(guī)范GB 50011-2010第7.1.8條的要求，驗(yàn)算上部（二層）與底部（一層）的剛度比值K2/K1，6、7度不應(yīng)大于2.5，8度不應(yīng)大于1.5；

2)?計算時，填充墻應(yīng)作為砌體抗震墻考慮，計入其剛度；

3)?當(dāng)不滿足上述剛度比的控制要求時，應(yīng)與建筑師溝通協(xié)調(diào)，調(diào)整上下墻體的布局，在底部設(shè)置必要的抗震墻（混凝土或砌體），同時加強(qiáng)構(gòu)造措施。或者改變樓層填充墻材質(zhì)，由剛性填充墻改為輕質(zhì)隔墻。

（2）?加強(qiáng)底部樓層框架柱的配筋與構(gòu)造，避免形成樓層承載力突變。

1)?底部樓層的地震剪力，應(yīng)按抗震規(guī)范7.2.3條的規(guī)定，乘以1.2~1.5的放大系數(shù)，剛度比值K2/K1越大，放大系數(shù)的取值越大；

2)?上部樓層的受剪承載力，應(yīng)按抗震規(guī)范GB 50011-2010第7.2.9條的規(guī)定計入墻體的貢獻(xiàn)；

3)?底部樓層的承載力突變控制，按抗震規(guī)范第3.4.3條的“不小于相鄰上層80%”控制。

表現(xiàn)2：平面布置不均勻，導(dǎo)致偏心過大，地震時建筑發(fā)生嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)破壞

剛性填充墻在平面上布置不均勻（圖4），造成結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，地震中結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)破壞（圖5）

圖5 ?2008汶川地震，安縣某辦公樓，填充墻不當(dāng)布置導(dǎo)致扭轉(zhuǎn)破壞

表現(xiàn)3：局部砌筑不到頂，形成短柱破壞

剛性填充墻砌筑不到頂（圖6），使框架柱形成短柱，地震中易產(chǎn)生剪切或彎曲破壞（圖7、8）。

圖6 ?不合理布置簡圖（三）

圖7??汶川地震，都江堰某三層框架結(jié)構(gòu)，填充墻不合理砌筑導(dǎo)致短柱破壞

圖8??1999臺灣地震，某加油站，由于墻體約束形成短柱破壞

設(shè)計對策：對局部填充墻砌筑不到頂?shù)目蚣苤瑧?yīng)考慮填充墻的約束作用，重新核算框架柱的剪跨比，按短柱或極短柱的相關(guān)要求進(jìn)行設(shè)計，箍筋全高加密；若抗剪承載能力不足，尚可增加交叉斜向配筋。

表現(xiàn)4：柱單側(cè)布置填充墻，地震時，支撐效應(yīng)下，柱上端沖剪破壞

由于后砌填充墻的墻底與樓面梁結(jié)合緊密，墻體剪力可通過結(jié)合面?zhèn)鬟f，柱下端附加剪力很小，一般不致引起震害；但后砌填充墻的頂面與框架梁底面接觸不緊密，來自上部樓層的大部分地震剪力需要通過柱的上端（圖10），途經(jīng)填充墻向下部傳遞，這就給柱上端帶來很大的附加剪力，造成柱上端的沖剪破壞（圖11、12）。

圖9??不合理布置簡圖（四）

圖10??樓層柱上端沖剪破壞機(jī)理

設(shè)計對策：

(1)?在進(jìn)行結(jié)構(gòu)內(nèi)力分析時應(yīng)考慮填充墻剛度對地震剪力分配的影響，合理確定柱各部位所受的剪力和彎距并進(jìn)行截面承載能力驗(yàn)算。

(2)?考慮填充墻對框架柱產(chǎn)生的附加內(nèi)力，具體計算方法，可參考《建筑抗震規(guī)范》GB 50011-2010第7.2.9條第1款關(guān)于底框柱附加內(nèi)力的計算規(guī)定。

(3)?單側(cè)有填充墻的框架柱，樓層上端除需要考慮上述附加內(nèi)力進(jìn)行設(shè)計外，尚應(yīng)加密箍筋，增設(shè)45度方向抗沖切鋼筋，一般而言，不宜少于；而對于角柱，沿縱橫兩個方向均應(yīng)配置斜向配筋。

4、?強(qiáng)制性要求的檢查與控制

在鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)中，隔墻和圍護(hù)墻采用實(shí)心磚、空心磚、硅酸鹽砌塊、加氣混凝土砌塊砌筑時，這些剛性填充墻將在很大程度上改變結(jié)構(gòu)的動力特性，對整個結(jié)構(gòu)的抗震性能帶來一些有利的或不利的影響。規(guī)范對這些隔墻和維護(hù)墻的總體設(shè)計要求是，在工程設(shè)計中考慮其有利的一面，防止其不利的一面。

3.7.4條作為強(qiáng)制性條文，其檢查要求如下：

檢查項(xiàng)目：框架結(jié)構(gòu)填充墻的布置

檢查對象：建筑、結(jié)構(gòu)專業(yè)設(shè)計圖紙等

檢查內(nèi)容：填充墻的平面、立面布置以及局部設(shè)置情況，是否存在對主體結(jié)構(gòu)抗震性能不利的情況，結(jié)構(gòu)專業(yè)采取的處理措施是否恰當(dāng)?shù)取?/span>

5、?友情提示

5.1 ?作為建筑師的注意事項(xiàng)

方案設(shè)計時圍護(hù)墻和隔墻優(yōu)先考慮輕質(zhì)墻體，慎重布置剛性圍護(hù)墻和隔墻。若必須布置時，盡可能滿足以下要求：平面內(nèi)圍護(hù)墻和隔墻的布置應(yīng)大致對稱；每層數(shù)量不宜有顯著變化；且上下層基本在同一位置，不應(yīng)錯位！！

5.2 ?作為結(jié)構(gòu)工程師的注意事項(xiàng)

應(yīng)仔細(xì)檢查、核對建筑專業(yè)圖紙，確認(rèn)填充墻的平面、立面布置以及局部設(shè)置情況，是否存在對主體結(jié)構(gòu)抗震性能不利的情況，并采取的相應(yīng)的處理措施。