建筑抗震设计：框架结构围护墙和隔墙不合理解析

【规范规定】

《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）

6.1.3 框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时，框架结构如采用砌体填充墙，其布置应符合下列规定。

1 避免形成上、下层刚度变化过大。

2 避免形成短柱。

3 减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。

《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）

3.7.4 框架结构的围护墙和隔墙，应估计其设置对结构抗震的不利影响，避免不合理设置而导致主体结构的破坏。

13.2.1 建筑结构抗震计算时，应按下列规定计入非结构构件的影响。(www.xing528.com)

1 地震作用计算时，应计入支承于结构构件的建筑构件和建筑附属机电设备的重力。

2 对柔性连接的建筑构件，可不计入刚度；对嵌入抗侧力构件平面内的刚性建筑非结构构件，应计入其刚度影响，可采用周期调整等简化方法；一般情况下不应计入其抗震承载力，当有专门的构造措施时，尚可按有关规定计入其抗震承载力。

3 支承非结构构件的结构构件，应将非结构构件地震作用效应作为附加作用对待，并满足连接件的锚固要求。

【解析】

填充墙、隔墙的设计，是框架结构抗震设计中一个非常重要的、不容忽视的内容。对于填充墙、隔墙的设计，主要有两类问题：一是填充墙、隔墙对结构整体刚度的影响；二是填充墙、隔墙与主体结构的拉结，墙体的稳定等。一般设计对第二类问题比较重视，而对第一类问题则考虑不够，尤其是对填充墙、隔墙的布置，往往认为是建筑专业的事，更容易忽视。实际上，填充墙、隔墙对建筑物的震害影响极大。历次地震灾害均表明：地震作用下，建筑物填充墙、隔墙的开裂、破坏以及倒塌并不少见，而有些主体结构的震害也是由于填充墙、隔墙的设计不合理引起的。

当填充墙、隔墙与主体结构构件进行刚性连接时，其对结构的整体刚度是有贡献的，有时甚至会很大。不考虑填充墙、隔墙对结构整体刚度的贡献，结构实际受到的地震作用就大于计算值，会使结构抗震设计偏于不安全。一般程序计算时这个贡献的大小用周期折减系数来反映，按照不同的结构体系取用不同的折减系数。但是这仅是对填充墙、隔墙作用的大致估算。在实际工程中，并不是框架结构就一定有填充墙、隔墙（例如采用框架结构的地上车库，一般就没有填充墙、隔墙），而剪力墙结构也不一定就没有填充墙、隔墙（例如住宅剪力墙结构，一般仅分户墙为剪力墙，户内的其他墙体多为隔墙，分户剪力墙较长时，还会在其上开设结构洞并砌筑填充墙）。此外，填充墙材料不同，取用的周期折减系数也应有所不同。

填充墙、隔墙的平面及竖向若设置不当可能会引起结构实际受力时的偏心扭转过大或上下楼层侧向刚度突变。

在边框架外墙设带形窗，框架柱中部无填充墙，当柱上下两端设置的刚性填充墙的约束使框架柱中部形成短柱（柱中部净高与柱截面高度之比不大于4）时，会导致剪切破坏；框架结构如采用砌体填充墙，当设置不当时，常能致使结构竖向刚度变化过大，或形成短柱，或形成较大的刚度偏心。因为填充墙是由建筑专业布置，结构图样上不予给出，所以容易被忽略。国内外皆有因此而造成的震害例子。《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）第6.1.3条的目的是提醒结构工程师注意避免砌体（尤其是砖砌体）填充墙对结构设计的不利影响。《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）第13.2.1条明确了结构专业所需考虑的非结构构件的影响，包括如何在结构设计中计入相关的重力、刚度、承载力和必要的相互作用。结构构件设计时仅计入支承非结构部位的集中作用并验算连接件的锚固。