框架结构填充墙论文

框架结构填充墙论文（精选11篇）

框架结构填充墙论文 第1篇

关键词：框架结构,填充墙,裂缝,控制

近年来,框架结构的建筑物越来越多,填充墙裂缝的质量问题也显得日益突出,填充墙裂缝不仅影响了建筑的外观而且不少外墙出现裂缝后都会产生渗水,影响正常使用。

1裂缝的产生机理

当墙体外界温度低于临界温度时,整个填充墙体相对于钢筋混凝土墙体产生收缩,从而在墙体内部产生拉应力。此时,填充墙体两端由于拉结筋和钢板网共同作用,产生横向拉应力,墙体上部由于钢板网作用产生向上的拉应力,由横向拉应力和向上的拉应力产生合力。当合力值达到一定数值时,由砌块和砂浆组成的砌体抗拉强度不足以抵抗拉应力合力,于是在垂直于合力方向,砌体的相对薄弱部位产生斜裂缝。

2填充墙产生裂缝的原因

1)温度变化产生的裂缝。这主要是填充墙和钢筋混凝土的线膨胀系数不一样,使得温度变化时两种材料的收缩量也不一样,从而产生了压应力和拉应力,特别是温度降低导致拉应力出现,达到一定的数值,大于加气混凝土砌体的抗拉强度时,就造成了在两种材料结合处的裂缝,这种裂缝也是比较规则的。2)填充墙自身收缩而产生的裂缝,这种裂缝比较规则,都是在柱边和梁底出现。造成收缩裂缝的原因有两点:a.砌筑时的砂浆具有流动性,在重力作用下,墙体会不断沉实引起收缩;b.墙体的砌筑砂浆凝结硬化时会产生收缩,这种收缩时间较长,但砌筑完一个月左右将基本收缩完成。3)墙体的砌筑质量:轻质填充墙砌体的抗拉强度、材质的均匀性、砌筑砂浆的质量及工艺的合理性,都会影响到砌体的整体抗拉强度,进而直接影响到整个墙体的抗裂能力。4)砌体材料干、湿不稳定性产生的裂缝。产生这种裂缝的原因是墙体粉刷前要充分浇水湿润,这时的墙体含水率较高,体积略有膨胀。粉刷结束后,墙体内的水分才开始逐渐往外排析,随着水分的不断排析与蒸发,墙体就会逐渐干燥和收缩,当墙体的收缩量达到一定程度后,就会将墙面的粉刷层拉裂。5)因布设电线管。在加气混凝土填充墙上面剔凿线,因线槽较宽较深而沿槽开裂。有些线管布设不牢固,使布设线管处抹灰层空鼓、开裂。6)沉降不均匀产生的裂缝。

3裂缝的控制措施

1)要严格执行GB 50003-2001砌体结构设计规范,GB 50203-2002砌体工程施工质量验收规范,GB 50300-2001建筑工程施工质量验收统一标准,GB 50210-2001建筑装饰装修工程质量验收规范,从技术源头上杜绝裂缝的产生。预防的主要机理是采取构造措施减缓或者消除热胀冷缩动力源。

2)墙体材料的选择:应优先选用与框架结构混凝土的线膨胀系数相一致,吸水率较小,材料强度较高的砌块或砖作填充墙的砌体材料(如黏土空心砖、陶粒混凝土空心砌块、加气混凝土砌块等)。每段墙体应采用同一生产厂家同一生产日期同一炉号的砌块,防止砌体收缩不均匀产生台阶形裂缝,从而导致面层开裂。

3)填充墙砌至接近梁底、板底时,应留有一定的空隙,砌筑完毕并间隔15 d后,与上部结构接触处用实心小砌块斜砌楔紧(上海顶部斜砌现在不允许,上部留3 cm～5 cm填嵌砂浆或细石混凝土)。补砌时,对双侧竖缝用高标号水泥砂浆嵌填密实。

4)框架填充墙拉结筋间距应满足砖模数要求,砌体与框架柱连接处,按ϕ6@500设置拉结筋,不得折弯压入灰缝。根据砌块的模数间隔约40 cm～60 cm,铺设拉结筋,长度不小于1 m。

5)对墙体的砌筑方法采用逐层砌筑的方法,砌筑时要揉挤,保证立缝密实及砂浆饱满,标高在±0.000以下的墙体应采用红砖砌筑。一般3 m层高的建筑应分3次砌筑。

6)严格控制砌块上墙时的含水率,宜不高于现场外界空气年平均相对湿度,空心砌块的壁厚只有30 mm,因此砂浆的饱满受到限制,所以砌筑砂浆的和易性要好。砌筑时灰缝要饱满密实,原浆随手压缝。针对砌块的特点,在砌筑前,不应再提前浇水湿润,而应采取在砌筑时铺砂浆前,在砌筑面上适量浇水。

7)防止温度变化产生裂缝的措施是在填充墙与梁、柱的接合处钉钢丝网或贴麻片。墙体材料的强度较高时应钉钢丝网,强度较低时应贴麻片,其宽度不宜小于150 mm;钢丝网宽度宜为400 mm。

8)砌块靠紧柱壁,减少灰缝厚度:分遍压实、赶平超厚抹灰层。

9)增设斜向钢板网:本技术预防措施的效果最为明显。

10)气温较高时要加强对砌体的养护,防止抹灰层干缩变形不一,产生裂缝。

11)以技术措施缩短填充墙长度(或高度):通过减短填充墙长度(或高度)来减小温度变化时的应力大小,从而降低裂缝产生的概率。对于使用收缩性大、干湿稳定性较差的材料砌填充墙时,应设置钢筋混凝土构造柱和板带,将面积较大的填充墙分隔成一块块小的填充墙。外墙宜设通长现浇窗台板,内墙设通长过梁板,板厚宜为60 mm～100 mm,内配6 mm～10 mm通长钢筋,并与框架柱之间拉结起来,用C20混凝土浇捣。门窗洞口边的小尺寸填充墙是最易出现裂缝的地方,由于长期存在振动荷载,一旦出现裂缝,修补难度很大,因此,应重点设防。屋盖上设置保温层或隔热层;在屋盖的适当部位设置控制缝,控制缝的间距不大于30 m;加强圈梁、构造柱的设置。干缩引起的裂缝可采用设置控制缝的措施。

12)应严格控制粉刷时间,必须在顶砌14 d之后,才能粉刷。抹灰一定要分层操作,这样就不会因墙体收缩而引起粉刷层的开裂。

13)控制填充墙体的砌筑质量:施工前,加气混凝土轻质砌块必须浇水充分,以免过度吸收砂浆水分导致砂浆强度不足。

14)抹灰前一定要清理砌体表面的浮灰和污物,进行基层打底处理。填充墙砌筑前将框架的梁柱清洗干净,以增强砌筑砂浆与梁柱的粘结力。在粉刷时也应将加气混凝土砌块表面灰尘清扫干净并在前一天浇水润湿,使加气混凝土砌块保持一定的含水量(含水量不能过大)。

15)选用强度较高的砌块,抹灰层的材质与基层的材质要相适应。

16)埋设暗管、暗线处,在填塞砂浆固化后再抹灰,并沿线管位置加设防裂网。

17)雨后继续施工,须复核已完工砌体垂直度和标高,并检查砌体灰缝,受雨水冲刷严重之处须采取必要的补救措施。

4裂缝的处理方法

4.1 灌浆加固法

当裂缝较细、缝数量较少、裂缝已基本稳定时,可采用灌浆加固方法。灌浆用的材料有纯水泥浆、水泥砂浆、水玻璃砂浆或水泥石灰浆。结合处不要一次抹灰成活,留设V形小槽。待7 d后最好在砂浆中加微膨胀剂封堵施工,应等其变形稳定以后(裂缝出现后约一个月)在裂缝处凿3 cm宽、3 cm深的槽口,粉刷用1∶2水泥砂浆掺些铝粉进行两次嵌缝,把缝口和槽口压实,这样做不仅能消除墙体收缩产生的裂缝,而且对外墙裂缝出现后,提高墙体防水性能还有一定的补偿作用。

4.2 钢筋网加固法

当裂缝较多时,在裂缝两边各500 mm宽范围内铲净原抹灰层,用局部钉钢筋网外抹水泥砂浆予以加固。钢筋网可用ϕ6@100～300或ϕ4@100～200双向布置,用钢钉或膨胀螺栓固定于墙体上,钢钉或螺栓间距500 mm左右,呈梅花形布置。施工前墙体粉刷层应去除干净,抹水泥砂浆前应将砌体淋湿,抹水泥砂浆后应养护至少7 d,防止砂浆收缩过大。

参考文献

[1]中国建筑东北设计研究院.砌体结构设计规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2002.

[2]建筑工程施工质量验收统一标准规范组.建筑工程施工质量验收统一标准[M].北京:中国建筑工业出版社,2003.

[3]国振喜.建筑装饰装修工程施工及质量验收手册(新规范)[M].北京:中国机械出版社,2004.

框架结构填充墙论文 第2篇

2011-2-17 点击次数：[160]

关于印发《框架填充墙裂缝治理技术规定》的通知

盐建科研〔2010〕20号

各县（市、区）住房和城乡建设局，市各有关单位：

为了加大框架结构填充墙裂缝问题治理力度，进一步提高房屋建筑工程质量，根据国家、省有关质量法规政策和《江苏省住宅工程质量通病控制标准》，我局组织制定了《框架填充墙裂缝治理技术规定》，现予印发，请各地各单位结合实际，认真贯彻执行。

盐城市城乡建设局

二O一O年十月十五日

主题词：工程建设 技术 通知

市城乡建设局办公室

二o一o年十月十五日印发

共印：200份

框架填充墙裂缝治理技术规定

第一章 总 则

第一条 为了有效治理框架填充墙裂缝问题，改善房屋建筑工程观感，进一步提高房屋建筑工程质量，根据国家、省有关质量法规政策和《江苏省住宅工程质量通病控制标准》等技术标准，结合我市实际，制定本技术规定。

第二条 建设（开发）、设计、施工、监理、材料供应等单位，应当在全面贯彻执行国家、省、市现行技术法规、政策和标准规范、产品质量标准的基础上，将本技术规定内容列为质量工作重点，贯彻执行和实施到位。建设（开发）单位要履行工程质量第一责任人的义务，组织治理框架填充墙裂缝问题，并依法承担技术研发和新技术、新产品推广应用的费用。

第三条 本技术规定所称的框架填充墙，是指主要应用混凝土砌块、加气混凝土块砌块的框架墙体。应用淤泥烧结保温砖砌筑的自保温墙体，应执行《淤泥烧结保温砖自保温砌体技术规程》，并同时执行本技术规定。

第二章 材 料

第四条 砌块生产应当严格执行国家和省现行产品质量标准。块型应符合国家和省现行标准规范、标准图集和设计要求。混凝土砌块生产厂家应当配套供应配套块型和混凝土实心砖；加气混凝土砌块生产厂家应当配套供应配件和砌筑材料。

第五条 原则禁止龄期不足28天的砌块出厂。加气混凝土砌块出釜停放期不应小于28天，不宜小于45天；混凝土砌块的龄期不应小于28天。

砌块生产厂家应严格实行当日生产当日标注生产日期的制度。应建立专项台帐，准确记载每批产品的生产日期、库存时间、养护记录、出厂时间、交接手续。产品未标注生产日期或台帐记载不清的，龄期一律按0天计算。

第六条 砌块生产应提供有效期内产品质量检测报告，对分批出厂的砌块应向用户提交出厂合格证书，标明生产厂家、产品名称、砌块等级标号、批量和生产日期，并在产品上显著标识。当用户、监管机构对生产厂家检验结果有异议时，应进行复检。第七条

禁止生产供应混凝土单排孔小型通孔砌块。

第八条 砌筑砂浆宜统一采购使用预拌砂浆或砌块、淤泥烧结保温砖专用砂浆（胶泥），砌筑砂浆生产厂家应采用中、粗砂，严禁使用山砂和混合粉。

第九条 政府投资工程和各级各类创优、创文明工地的工程，使用的混凝土砌块（含配套混凝土砖）、加气混凝土砌块、淤泥烧结保温砖、预拌砂浆、专用砂浆，应当向按规定获得省以上认定推广证书，并经市城乡建设局备案出具备案证明书的生产厂家采购（以下简称“两证”）。其它工程，应当优先选用“两证”齐全产品；对使用未取得“两证”产品的工程，不予退还墙改基金和散装水泥基金，不得评为各级优质工程。

第十条 镀锌钢丝网，耐碱玻纤网、砌块外加剂、砂浆外加剂等产品，应当优先选用获得“盐城市建设工程备案产品”证书的产品。

第十一条

同一面框架填充墙体，不得设计混用两种墙体材料，配砖应为同一材料，由同一厂家配套供应。

第三章 设 计

第十二条 砌块强度强度等级不应低于MU5.0，砌筑砂浆的强度等级不应小于MU5.0。

第十三条 混凝土砌块填充墙，应当设计使用铺浆面封底无空透的双排孔（含双排孔）以上的混凝土砌块，外围护墙应采用封底三排孔砌块。禁止设计使用混凝土单排孔通孔砌块。第十四条 混凝土砌块、蒸压加气混凝土砌块等轻质墙体，当墙长大于5M时，应增设间距不大于3M的构造柱；每层墙高的中部应增设高度为120mm，与墙体同宽的混凝土腰梁（混凝土砌块墙体可用4皮混凝土砖腰梁），砌体无约束的端部必须增设构造柱，预留的门窗洞口应采取钢筋混凝土框加强。宽度大于300mm的预留洞口应设钢筋混凝土过梁，并且伸入每边墙体的长度应不小于250mm。

第十五条 顶层砌筑砂浆的强度等级不应小于MU7.5。当框架顶层填充墙采用混凝土空心砌块、蒸压加气混凝土砌块等材料时，墙面粉刷应采取满铺镀锌钢丝网等措施。

第十六条 框架填充墙粉刷应采取满铺镀锌钢丝网或采用耐碱涂覆玻纤网格布防裂技术。第十七条 公共建筑工程与中、高档住宅工程，可优先设计采用蒸压轻质砂加气混凝土砌块。

第四章 施 工

第十八条 施工单位应当于框架填充墙砌筑前45天，与砌块生产单位签订采购合同。应严格执行向同一厂家采购配套材料的质量要求。

第十九条 建设、施工单位采购砌块、淤泥烧结保温砖等材料，应当会同监理单位严格检验生产供应单位“两证”和质保资料是否齐全，杜绝无证劣质产品流入工地。

施工单位应当建立专项台帐，准确记载每批产品的生产日期、出厂日期、进场日期、砌筑日期。产品未标注生产日期或台帐记载不清的，龄期一律按0天计算，建设单位、监理单位应当责令暂停使用，按照规范数量双倍标准见证取样送检，检测费用由施工单位承担，对检测不合格的。有关行政部门按照法定处罚标准从重处罚。

第二十条 砌筑前应当进行排块设计，技术人员应当向工人进行技术交底，先做样板墙再进行大面积施工。

第二十一条 严禁采购使用龄期不足28天的砌块。严禁使用有竖向裂缝、断裂及外表明显受潮的砌块进行砌筑。严禁将不同砌体材料进行混砌。市区建筑工程，按市政府规定使用预拌砂浆，禁止现场配制搅拌砂浆。

第二十二条 填充墙砌至接近梁底、板底时，应留有一定的空隙，填充墙砌筑完并间隔15天以后，方可将其补砌挤紧；补砌时，对双侧竖缝用高强度等级的预拌砂浆嵌填密实。第二十三条 框架柱间填充墙拉结筋应满足砖模数要求，不应折弯压入砖缝。拉结筋宜采用预埋法留置。

第二十四条 填充墙采用加气混凝土砌块等材料时，框架柱与墙的交接处宜用15mm×15mm木条预先留缝，在加贴网片前浇水湿润，再用高强度等级的预拌砂浆嵌实。

第二十五条 砌体结构砌筑完成后宜60天后再抹灰，并不应少于30天。每天砌筑高度宜控制在1.8m以下，并应采取严格的防风、防雨措施。

第二十六条 严禁在墙体上交叉埋设和开凿水平槽；竖向槽须在砂浆强度达到设计要求后，用机械开凿，且在粉刷前，加贴钢丝网片等抗裂材料。

第二十七条 监理单位应当将框架填充墙裂缝治理编入质量通病防治监理专项规划（方案），并加大旁站、平行检验、巡视力度。要严格检查进场材料“两证”和质保资料，对“两证”、质保资料不全的，要责令施工单位暂停使用，并采取见证取样送检措施。对经检测确定的不合格材料，要坚决清退出场，并将处理情况及时报质监机构和墙改节能、散装水泥等机构。

第五章 监督管理

第二十八条 各级建设行政主管部门及墙改节能、散装水泥、图审、质监、城建监察等机构，要将框架填充墙裂缝治理工作列为重点监管项目，依法履行职责，采取有效措施，建立联动机制，通力协作，齐抓共管，务求实效。

第二十九条 建立和落实各有关管理机构专项治理工作责任制。

图审机构负责对设计技术措施的审查把关，实施专项审查，督促设计单位提高设计质量（材料要求、构造详图和设计深度）。

墙改节能机构要完善新墙材认定制度，持续开展产品质量抽检，公布抽检结果和“黑名单”，联合有关部门整治无证、挂靠、劣质产品，开展新墙材应用技术培训和试验室专项检查，采取措施禁止龄期不足28天的产品流入工地。

散装水泥管理机构负责推广应用预拌砂浆，加强预拌砂浆质量抽检。

质监机构要加强施工阶段质量监管，督促建设、施工、监理单位建立和落实框架填充墙裂缝治理措施（施工、监理专项方案），严禁施工单位采购、使用龄期不足28天的砌块和现场拌制普通砂浆，查处擅自取消设计技术措施、偷工减料不按规范施工行为，及时发现运用正反典型推动质量通病治理。

城建监察机构负责查处违反质量法规、强制性条文的行为。

工程造价管理机构要完善 计价办法，指导建设（开发）、施工单位将治理框架填充墙裂缝费用列入工程预决算。

第六章 附 则

第三十条 本技术规定自2010年11月1日起执行。

框架结构填充墙论文 第3篇

关键词：填充墙框架结构抗震性能

0引言

1906年4月18日发生在美国旧金山的大地震中，框架结构采用了砖砌体做填充墙，并因此抵御了地震的冲击，发挥了很好的结构性能。然而，在1989年10月17日的奥克兰地震中，这种结构有一些受到了严重的地震破坏影响。直到2008年5月12日发生在汶川的8.0级大地震的考察研究中发现，很多填充墙框架结构由于填充墙的不合理布置造成了结构更严重的破坏；也有填充墙对结构的贡献使得结构避免发生倒塌的情况存在。因此，填充墙框架结构中，填充墙如何布置，布置多少，与主体结构怎么进行很好的连接都成了许多科学技术人员力图解决的一个工程难题。如果能合理考虑填充墙在地震力作用下对框架结构承载能力的影响并合理进行设计，将大大减轻地震

破坏的影响程度，从而更好的保护人们的生命和财产安全。

1 框架结构中填充墙的影响分析

1.1填充墙对框架结构水平承载力的影响分析

在拟动力地震反应试验[1]中，填充墙框架结构所测得的水平承载力是294KN，而纯框架结构所测得的水平承载力为191KN。可见，布置了填充墙的框架结构比纯框架结构的承载力要高出许多。

1.2填充墙对框架结构的变形影响分析

在填充墙框架结构体系中，墙体部分和框架部分材料选用不同，受力性能也不同。因此，在地震剪力作用下，这两部分结构共同作用，相辅相成，共同抵御地震影响，改善了自身结构的变形能力，使整个结构体现出很好的延展性，这与砖墙的脆性破坏是不同的。可见，填充墙的存在对框架结构的变形起到了约束的作用。

1.3填充墙对框架结构刚度的影响分析

在填充墙框架结构体系中，填充墙的存在增加了整体结构自身的重量，同时也影响了整体结构的刚度。在1999年，Amar A.C.和Arslan C.做了一个关于填充墙框架结构和纯框架结构的刚度试验，试验发现，填充墙框架结构的侧移刚度是纯框架结构侧移刚度的7倍[2]。同样，早在1995年，曹万林和王光远也做过类似的试验研究，研究发现，设置了轻质砌块填充墙的框架结构侧移刚度是纯框架结构侧移刚度的10倍左右[3]。可见，填充墙的存在增大了框架结构自身的侧移刚度，这种刚度效应迫使整个结构在地震剪力作用下产生扭转以及加大薄弱层的破坏，使结构遭受更严重的倒塌破坏。

1.4填充墙对框架结构柱、梁的影响。在填充墙框架结构体系中，当相邻柱间开设窗洞时，其填充墙的弹性约束力作用在柱的两端，从而使框架柱的计算高度减小，形成了短柱[4]（图1.4.1），降低了框架柱本身的延展性，从而极易发生脆性破坏。其次，当开设门洞时，填充墙作用于框架梁上如同一个弹性支座，减小了框架梁的计算跨度，从而形成了短梁[5]（图1.4.2）。短柱短梁结构在遭遇地震剪力破坏时，抗剪能力差，裂缝发展迅速，极为危险。

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填充墙对框架结构柱的影响 填充墙对框架结构梁的影响

图1.4.1 图1.4.2

2 填充墙的有利和不利因素

2.1有利因素

①填充墙框架结构比纯框架结构抗震性能好。在地震影响初期，框架结构柱、梁对填充墙具有耦合作用，这种作用力能抵御地震剪力的影响。

②填充墙的存在能消耗大部分的地震能量。在地震剪力进一步加大的时候，填充墙面出现裂缝，并伴随主框架结构开始破裂，填充墙与主框架发生脱离。但是，只要填充墙没有倒塌，其刚度仍然存在，并且和主框架一起共同消耗地震产生的巨大能量。

2.2不利因素

①由于填充墙的布置不恰当，致使吸收地震能量的方式会发生改变。

②在地震作用力下，填充墙框架结构中容易形成短梁短柱结构，抗剪能力差，极易发生破坏。

③填充墙的不合理布置会加大整体结构的侧移刚度，从而使结构发生扭转及剪力破坏。

3 对填充墙框架结构的几点建议

3.1填充墙应优选轻质的、强度高的、耗能性能好的墙板，尽量不采用刚度大、强度低的砌体填充墙。如必须采用时，应在砌体内配置水平钢筋加强填充墙与梁柱界面的拉接。同时沿框架柱全高布设箍筋，并进行抗剪承载力验算，并沿梁全长按梁端剪力配置箍筋，防止框架梁在洞口处发生剪切破坏。

3.2对于高层框架结构，建议在底部增设钢筋混凝土剪力墙，加大结构的整体刚度，避免非结构构件发生弹塑性变形。

3.3填充墙应尽量按照在竖向上整体结构竖向刚度的均匀分布，刚度中心与整体结构重心重合的原则布置，避免形成软弱层；在平面上尽量使质量中心和刚度中心重合，以免结构发生扭转。同时应有可靠的措施加强填充墙与框架主体结构的连接，对于可能出现的短梁短柱，应在设计中予以加强。

4 结语

本文通过分析填充墙对框架结构承载能力、结构变形能力、结构刚度、梁柱的影响，得出填充墙在框架结构体系中所扮演的有利和不利角色，最后针对填充墙的不利影响，提出几点关于改进填充墙框架结构的建议，为填充墙框架结构的抗震性能研究提供理论基础。

参考文献：

[1]朱荣华，沈聚敏.砖填充墙钢筋混凝土框架拟动力地震反应试验及理论分析[J].建筑结构学报，1996，17(4)：27-34.

[2]Chaker Amar A，Cherifati Arslan.Influence of Masonry Infill Panels on the Vibration and Stiffness Characteristics of R/C Frame Buildings[J].Earthquake Engineering and Structural Dynamics，1999，12(3)：1061-1065.

[3]曹万林，王光远，吴建有等.轻质填充墙异形柱框架结构层刚度及其衰减过程的研究[J].建筑结构学报，1995，16(5)：20-31.

[4]黄靓，施楚贤，熊辉.带砌体填充墙结构在地震作用下的安全性质疑[J].建筑结构学报，2005，35(3)：57-65.

[5]朱志达，郑玉伦，涂鸣等.提高约束钢筋混凝土短梁抗震性能的设计方法研究[J].建筑结构学报，1997，15(4)：32-39.

框架结构填充墙裂缝成因分析 第4篇

关键词：框架填充墙,温度裂缝,干缩裂缝,裂缝成因

1 引言

长期以来, 实心黏土砖一直是我国墙体材料中的主导材料。但实心黏土砖的生产消耗了大量的土地资源和煤炭资源, 造成严重的环境破坏和污染, 在国务院的相关文件己明确提出相关城市限时禁止使用黏土实心砖的目标。大力开发与推广使用节土、节能、利废、多功能、有利于环保、符合可持续发展的新型墙体材料, 特别是轻质、高效、保温、隔热、外观整齐、带有自装饰、施工方便快捷的新型墙体材料是各级政府和广大建筑科技人员的一项重要使命。随着轻型填充墙体材料在当前建筑中框架结构和框架一剪力墙结构中的广泛应用, 轻质填充墙墙体材料不再使用传统的黏土砖, 而是使用轻质高强和多功能的建筑材料, 即属于新型建筑材料。但与此同时, 随着新型建筑材料的广泛应用, 随之而来的一系列问题也出现了, 尤其是墙体的裂缝问题。有关填充墙裂缝这类建筑质量缺陷的投诉也越来越多, 人们对轻质砌块这种新型墙体材料产生了怀疑。由于对轻质砌块缺乏了解, 再加上许多粘土砖填充墙使用多年也很少出现裂缝, 许多人认为是砌块本身存在严重的质量问题, 对砌块的态度由欢迎变成了抵制, 有些工程甚至又开始使用黏土砖。其实, 砌块填充墙出现裂缝在世界上很多国家都普遍出现过, 一些发达国家解决裂缝的主要方法是从生产质量方面入手, 经过严格的砌块生产控制和有效的施工措施, 这些国家已基本解决墙体裂缝问题。但在我国, 填充墙体的裂缝问题仍然大面积出现, 这个问题给消费者和设计施工单位带来很多负面的影响, 有待彻底解决。故本文针对框架填充墙体裂缝特点、影响因素和成因进行探讨分析。

2 框架填充墙裂缝的特点及影响因素

在墙体中, 由于诸多内在因素的影响, 墙体内产生形式多样的内应力, 这种内应力从墙体砌筑完成便已开始形成并一直会在墙体中发生变化。当变化过程中形成较大的内应力集中在墙体的某一部位, 且该处的强度不足以抗衡时, 该处则会产生裂缝并将这部分的集中应力逐步释放。砌体结构裂缝原因从客观上有两类:一类是由结构上的荷载作用引起的;另一类是由使结构发生变形作用引起的。由前者引起的称为荷载裂缝 (或受力裂缝) , 由后者引起的称为变形裂缝 (或非受力裂缝) , 这是两种性质截然不同的裂缝。

我们研究的框架填充墙裂缝属于变形裂缝。其原因是框架结构填充墙只承受墙体自重, 不承担上部荷载, 因此填充墙裂缝不属于受力裂缝。当出现结构材料硬化导致的体积变形、环境温湿度变化、地基沉降等非荷载因素影响时, 墙体结构发生变形作用, 当这种变形超出墙体的自身强度极限时, 框架填充墙开裂。框架填充墙裂缝经常出现的部位有: (1) 填充墙墙体与框架交接处裂缝出现的最多, 尤其是墙头的两端部。据分析, 墙体的温差应力在房屋两端部形成最大值。因此, 在墙体的两端部最容易导致主拉应力破坏; (2) 门窗洞口四角处也容易开裂; (3) 墙体裂缝顶层和次顶层相对较多, 端开间尤其严重。由于屋顶梁板热胀或冷缩时, 会产生较小的运动, 使得顶层横墙或纵墙沿墙顶支座处错动而形成通长水平裂缝。同时, 顶板受热膨胀也会对山墙及女儿墙产生水平推力, 从面产生水平裂缝; (4) 在长墙体中间部位, 不但边界出现裂缝, 墙体中部亦出现竖向通缝; (5) 总体上采用烧结砖 (如黏土多孔砖、页岩烧结砖) 的墙体裂缝比非烧结墙体裂缝少。

填充墙产生裂缝的影响因素, (1) 墙体材料的影响。对于框架结构填充墙, 可以把每一面墙所包含的梁柱门窗洞口和填充墙、抹灰层、外墙装饰层视为有机结合的一个整体墙。在这个整体墙当中, 由于许多内在因素的影响, 从而产生了形式多样的内应力, 砌块干缩是其中主要因素。当砌块砌筑时, 材料一般较湿, 其后由于气候或使用条件而逐渐干燥, 墙体水分排出而随之收缩。当砌块砌城墙后, 体积的变化使其受到砂浆和其他构件的约束, 形成内应力。这些内应力从墙体砌筑完成便已开始形成并一直在墙体中发生变化。当变化过程中形成较大的内应力并集中在墙体的某一部位, 而该处的抗拉强度不足以抗衡的情况下, 则会产生裂缝并将这部分的集中应力逐步释放。砌体材料的干、湿不稳定性也会产生裂缝。由于墙体材料大多是由粉煤灰、煤研石之类的材料压制而成的砌块, 其内部空隙多, 吸水率高, 收缩变形大, 其制品收缩率是传统烧结粘土砖的3倍以上。如加气混凝土砌块在自然堆积状态下, 其含水率逐步降低的同时, 砌块收缩变形, 当含水率达到5%时, 干缩变形才趋于稳定。干缩后的材料受潮后仍会膨胀, 无水后还会干缩变形, 只是干缩率有所降低。 (2) 温度影响。框架结构顶层屋面板和填充墙的接触面紧密结合。在太阳光的辐射下, 建筑物内部会因此产生相应的温度应力。顶层的梁比墙体温度偏高, 且钢混的线膨胀系数常大于砖砌体, 二者的相对温差导致屋面板受压应力, 墙体受拉应力, 接触面上产生剪应力。当屋面板和墙体的自由变形差异较大时, 通过摩擦阻力使墙体内主拉应力达到一定数量 (抗拉强度) 之后, 便引起斜裂缝或剪应力水平裂缝。 (3) 地基不均匀沉降引起裂缝。一般情况下, 当混凝土结构主体和基础刚度较大时, 其抵抗地基沉陷的能力还是比较强的。但是地基处理不满足规范要求时, 特别是在严重湿陷性黄土、冻胀土、膨胀土、盐渍土、软弱土等不良场地, 仍时常产生地基沉陷 (膨胀) 裂缝。

3 框架填充墙体裂缝成因分析

内部因素两方面。外界因素包括温度、湿度、地基条件及各种外荷载等, 内部因素有墙体材料性能、建筑物本身的特点及门窗洞口的位置与尺度、墙体整体性能等。对于框架结构填充墙, 根据调查和试验分析结果可以得出, 产生填充墙裂缝的主要原因有两个:一是温度变化, 二是砌体干缩, 以及二者共同作用产生的裂缝。以下就框架填充墙裂缝的两个主要成因进行分析。

3.1 温度变化影响

温度作用是一种变形作用。结构物在温度作用下会产生变形, 若变形受到约束, 会在结构内部产生约束应力。这种由温度作用而产生的应力称为温度应力。当某处砌体的温度应力超出了其抗拉抗剪强度极限值时, 该处则会产生裂缝并将这部分的集中应力逐步释放。

温度的变化会引起材料的热胀冷缩。温度的变化会引起材料的热胀冷缩。当温度变化时, 框架体系中的钢筋混凝土和砌体都会产生温度变形, 但二者的线膨胀系数存在差别, 钢筋混凝土变形不同步。在相同构件长度条件下, 钢筋混凝土和砌体的钢筋混凝土和砌体的变形值相差两倍之多, 二者变形不同步, 相互之间就会形成一种约束力, 当这种约束力超出了材料的强度极限范围时, 不同材料之间就会产生集中应力释放, 裂缝因此产生。

温度应力的产生与计算。温度应力产生必须具备两个条件:一是构件之间产生温差, 二是变形受到约束。如果没有温度变化, 材料就不会产生相应变形;如果变形不受到约束, 变形就属于无任何约束的自由变形, 因此材料只是伸长或缩短而己, 其内部就不会产生温度应力。框架结构具有一定的约束力, 在约束条件和砌体温度变形同时存在的情况下, 建筑物将产生温度应力, 该温度应力与温度的变化成正比。当作用于墙体的温度应力超过砌体的抗拉抗剪强度时, 裂缝出现。顶层梁下墙体的开裂很多是都是这个原因。例如, 炎热的夏日常使混凝土屋面结构处于高温状态, 且混凝土线胀系数较大, 发生较大的热胀变形, 而屋面下的砖墙温度较低, 且其线胀系数较小, 发生较小的热胀变形, 因其热胀变形差较大而产生混凝土屋面结构对砖墙的热胀推力;又如气温下降到低于成型温度时 (砌体成型温度高) , 砌体又发生冷缩。裂缝工程实例表明:建成交付使用后的裂缝, 往往是由季节性温差较大, 炎夏砌筑的砌体到冬季寒潮来临时发生。

3.2 砌体的干缩

填充墙的干缩裂缝大多与采用墙体材料的收缩性能和结构约束条件有关, 通常砌体收缩值和结构约束小的砌体, 一般不易产生干缩裂缝。

材料收缩性能。砌体的收缩包括两个方面:一是非烧结砌块 (如混凝土砌块) 在结硬过程中的干缩;另一个是砌筑砂浆在结硬过程中的干缩。可知:烧结黏土砖砌体收缩率为-0.1 mm/m蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖砌体和混凝土砌块砌体为-0.2 mm/m, 轻骨料混凝土砌块砌体为-0.3 mm/m。因此, 非烧结砌块砌体总是比烧结黏土砖砌体的材料收缩大, 特别是刚出厂短龄期的混凝土砌体的收缩更大。

约束条件。对墙体的约束条件, 也有局部约束和体系约束两种。前者为发生在两种材料的界面约束或纵墙与横墙相互间的约束, 这种局部约束由温度收缩引起的竖向裂缝, 其宽度约为0.2-0.3mm;后者裂缝发生在墙体截面受到削弱的窗上或窗下墙上, 每层竖向墙体受到地基基础以及各层楼 (屋) 面的约束。当主要受各层现浇混凝土楼 (屋) 面约束, 且具备两头楼 (屋) 面面积大, 中间楼 (屋) 面面积小的条件时, 不仅在中间面积较小的现浇混凝土楼 (屋) 面板上出现贯穿裂缝, 而且其下的墙体中在相应部位也会出现竖向裂缝。这种体系裂缝宽度较宽, 约为1.2-3.0mm。

结论

近年来, 由于房地产行业的迅速发展, 框架结构得到广泛应用。在我国, 填充墙体的裂缝问题仍然大面积出现, 这个问题给设计施工单位和开发单位带来很多负面的影响。本文针对这种情况, 分析了框架结构填充墙体裂缝产生的特点, 对裂缝成因进行分析, 通过论述有助于在实际设计人员与施工建造人员更进一步在施工和设计中尽量减少墙体开裂和裂缝的发展。

参考文献

[1]严捍东, 钱晓倩, 新型建筑材料教程, 北京:中国建材工业出版社, 2005.1

[2]于飞, 框架填充墙裂缝调查分析与控制探讨, 浙江大学硕士学位论文, 2006.3

[3]罗国强, 罗刚, 罗诚, 混凝土与砌体结构裂缝控制技术, 北京:中国建筑工业出版社, 2006.7

[4]于飞, 框架填充墙裂缝调查分析与控制探讨, 浙江大学硕士学位论文, 2006.3

框架结构填充墙论文 第5篇

摘要：为了研究带节能砌体填充墙的RC框架抗震性能，本试验设计了两个两层单跨的RC框架结构模型，分别为带填充墙的RC框架和不带填充墙的空框架，并对其进行了拟静力试验.对带填充墙的RC框架的裂缝开展进行了描述，研究了试件的滞回特性、骨架曲线、刚度退化和强度退化，并和空框架进行了对比分析.分析结果表明：填充墙能够提高框架的承载能力和抗侧刚度，但是相应地降低了框架结构的延性；填充墙的存在使得框架结构的强度和刚度退化加快，然而，带填充墙框架的极限刚度仍然较大，表现出较强的抗倒塌能力.

关键词：框架；节能；砌体；填充墙；拟静力试验；抗震性能

中图分类号：TU375.4 文献标识码：A

填充墙作为框架结构中的非结构构件，设计中并未充分考虑其对框架结构的影响，然而，其对框架结构抗震性能的影响却不容忽略[1-4].国内外研究者在这方面做了重要的工作[3，5-7]，其中土耳其的Marjani等人使用低周反复荷载对6个两层单跨带填充墙的框架进行了试验和有限元模拟研究.研究表明：填充墙能够极大地提高框架的强度和刚度.黄群贤等人对4榀单层单跨填充墙RC平面框架试件进行抗震性能试验，试验表明：不同砌块填充墙对框架结构具有明显的刚度效应.研究者主要针对平面框架进行研究，对带填充墙的三维立体框架（以下简称立体框架）研究较少，而立体框架充分反应了平面框架之间的受力协调能力，其受力机制能够更好地代表整体结构的特性，因此对立体框架的进一步研究很有必要.墙体节能在建筑节能中占有重要的地位，因此节能砌块被选为本文的墙体材料.本文对带节能砌体填充墙（以下简称填充墙）的框架结构与空框架进行对比试验研究，从而得到节能砌体填充墙对框架结构的滞回特性、承载力、抗侧刚度以及强度的影响规律，并从受力机制方面揭示了节能砌块填充墙与框架的共同工作原理.

1试验概况

1.1 试件设计与制作

试件设计参考《抗震设计规范》（GB500112010）[8]的要求，共设计了2个单跨立体框架，其中一个为不带填充墙的空框架，另一个为带填充墙的RC框架，编号分别为CF1和CF2.试件CF2研究带填充墙框架结构的抗震性能，试件CF1用作对比.

试件根据相似理论按照1∶4比例缩尺设计而成.两试件的框架部分几何尺寸及配筋完全相同，柱截面尺寸为150 mm×150 mm，梁为70 mm×100 mm，基础采用0.4 m厚的底板，板平面尺寸为2.0 m×2.0 m，砌体与框架柱之间每隔600 mm配置了2A6的拉筋，框架几何尺寸及截面配筋如图1所示.

梁柱纵筋、箍筋均采用HRB335，考虑试件为缩尺模型，钢筋强度按略低于《混凝土结构设计规范》（GB500102010）[9]的要求进行设计，混凝土强度为C30，材料实测力学性能见表1，砌块采用多排孔节能砌块，砌块标准块型几何尺寸为190 mm×190 mm×115 mm，强度等级采用MU5，单块砌块的抗压强度为6.5 MPa，砂浆立方体抗压强度为4.6 MPa，考虑模型缩尺的影响，砌块厚度切割成标准块厚度的1/4，模拟1/4砌体墙厚，多排孔节能砌块砌体如图2所示.

1.2试验方案

1.2.1测点布置与数据采集

试件的位移测点设在底板、1层和2层层顶，底板和1层各布置了两个量程为50 mm的位移计，2层布置了两个量程为100 mm的位移计，每层的侧向位移取两个位移的平均值，在各层的关键部位设置了钢筋电阻应变片，柱的应变片布置在各层的柱底与柱顶，梁的应变片布置在梁的两端.

试验过程中的量测仪器主要为DH3818静态应变采集仪，可读取应变片的应变值及位移传感器的量测数值，加载作动器的水平位移、水平荷载由电伺服加载系统（MTS）测得，并利用采集的荷载和顶点位移数值绘制试件的滞回曲线.试验中，人工观察裂缝出现时对应的力和位移，及时标注在试件上的相应位置.

1.2.2加载装置

加载装置见图3，图3两试件均采用同样的加载装置.试件底板水平方向用千斤顶和钢梁固定，竖直方向由钢压梁和地脚螺栓固定.竖向荷载由液压千斤顶加载，通过工字钢和混凝土顶梁把荷载平均分配到各框架柱的顶部；水平荷载由量程为1 000 kN的电液伺服作动器加载，通过钢梁传递到试件上，在试件与钢梁之间用矩形钢垫块确保加载中心点位于第二层柱顶，拉力由圆钢拉杆传递.

1.2.3加载方案

本试验模拟15层混凝土框架结构的底部两层地震反应.加载方案参照《建筑抗震试验方法规程》（JGJl01-96）[10]，首先施加竖向力，用以模拟上部13层的重力及楼屋面荷载.计算得到的柱轴压比约为0.25，控制液压油泵，使得轴压比为0.25，等竖向压力稳定后再进行水平预加载.试验的水平加载程序分为预加载和正式加载两个阶段，正式加载采用分级循环对称加（卸）载.在试件开裂前采用荷载控制加载，每级荷载循环一次，试件出现裂缝后，每级位移增量为一倍开裂位移，每级位移循环两次，直至试件破坏或者降至最大荷载的85%，终止试验.

2试验过程

本试验主要研究的是带节能砌体填充墙框架结构的抗震性能，根据试验现象，试件破坏过程按照裂缝开展的特点可分为三个阶段：开裂阶段、裂缝开展阶段和破坏阶段.

试件CF1：当水平推力加到57 kN时，一层框架柱的柱底部出现一条微小的横向裂缝，此时的位移值为6 mm.之后改变加载制度，用位移进行控制，每一级位移的增量为6 mm.随着位移的进一步增大，在底层梁的端部开始出现了细小的裂缝.当位移加到18 mm时，二层柱顶出现裂缝，柱脚的裂缝进一步发展贯通.位移加到20 mm之后，荷载增长速度明显减慢，裂缝进一步发展，梁两端出现了大量的裂缝.当位移加到55 mm时，水平荷载明显下降.此时，框架柱脚的混凝土有局部脱落的现象，继续加载，当最终荷载降为最大荷载的85%时，即认定框架已经达到了极限状态，此时柱脚已经完全被压碎剥落，出现明显的破坏迹象，试件CF1停止加载.最终破坏如图4所示.

试件CF2：当水平推力加到118 kN时，一层框架梁端部及填充墙出现一条微小的斜裂缝，此时的位移值为6 mm.之后改变加载制度，用位移进行控制，每一级位移的增量为6 mm.随着位移的进一步增大，当位移加到10 mm时，二层柱顶以及梁中部出现裂缝，填充墙的裂缝进一步发展.位移加到20 mm之后，水平荷载明显下降，此时，填充墙出现大量的阶梯型裂缝，同时一层柱中下部及二层柱顶也出现大量的裂缝.继续加载，当最终荷载降为最大荷载的85%时，即认定框架已经达到了极限状态，此时填充墙出现较宽的阶梯型裂缝，并有部分砌块出现压碎现象，试件CF2停止加载.最终破坏如图5所示.

3.3刚度退化

在位移幅值不变的条件下，结构构件的刚度随反复加载的次数增加而降低的特性即为刚度退化.结构刚度的退化即为结构性能的退化.在试验过程中，裂缝的增多、位移的增大以及循环次数的增加都会导致结构刚度的退化，试验的刚度参照 《建筑抗震试验方法规程》[10]的割线刚度法进行计算，刚度退化试验结果见图8和表3.

4受力机制分析

从受力方面分析，CF1在承受水平推力时，由于水平力全部是由柱脚传给基础，框架柱的柱脚将产生较大的剪力和弯矩，而框架梁主要是受压以及梁柱节点的变形而产生较小的弯矩，因此，框架柱要先于框架梁屈服，同时也先破坏.CF2在水平力的作用下，由于填充墙的支撑作用分担了部分水平力，从而提高了框架的承载能力，同时由于填充墙对框架的约束效应使得框架的变形能力变差.CF2与CF1比较，从柱上的裂缝分布情况看，柱中下部裂缝明显增多，且柱脚并没有出现明显的破坏迹象.这主要是因为填充墙改变了框架柱的内力分布，使得框架的破坏从剪切型向弯曲型过渡，同时柱脚得到了保护，使得柱脚并未出现明显的破坏迹象.砌体抗剪强度大于砂浆抗剪强度且砌体本身具有明显的脆性，因此试验中填充墙上出现了沿砂浆灰缝较宽的阶梯型裂缝，并有部分砌块出现压碎的现象.

5结论

通过对两个框架结构的抗震试验研究，得出下列结论：

在RC框架结构中，节能砌体填充墙能够提高框架的承载能力，但是相应降低了框架结构的延性，其中试验中带砌体填充墙的框架承载力为空框架的1.87倍，延性系数只有空框架的60%.

在同一位移条件下，带节能砌体填充墙的框架滞回曲线饱满，说明填充墙提高了框架的整体耗能能力，同时填充墙比框架先退出工作，为框架多提供了一道抗震防线，从而提高了框架的抗震能力.

节能砌体填充墙对框架的约束效应使得框架结构的侧移减小，从而保证框架的侧移能够更好地满足规范要求，其中试验中结构的屈服位移、峰值位移和极限位移都下降了40%左右.

节能砌体填充墙可以大幅度增加框架结构的初始刚度，试验中其初始刚度为空框架的2.3倍.虽然带填充墙的框架刚度退化较快，但是其极限刚度依然较大，仍具备较强的抗倒塌能力.

由于砌体的脆性特质以及填充墙的大量开裂，使得带节能砌体填充墙的框架强度退化较空框架严重，然而其强度退化系数始终保持在0.9以上，说明其强度退化程度较小，因此可以推断，试件在破坏后仍保持了较高的继续承载能力.

参考文献

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[13]XIAO J Z， SUN Y D， FALKNER H. Seismic performance of frame structures with recycled aggregate concrete[J]. Engineering Structures， 2006，28（1）：1-8.

试件CF2：当水平推力加到118 kN时，一层框架梁端部及填充墙出现一条微小的斜裂缝，此时的位移值为6 mm.之后改变加载制度，用位移进行控制，每一级位移的增量为6 mm.随着位移的进一步增大，当位移加到10 mm时，二层柱顶以及梁中部出现裂缝，填充墙的裂缝进一步发展.位移加到20 mm之后，水平荷载明显下降，此时，填充墙出现大量的阶梯型裂缝，同时一层柱中下部及二层柱顶也出现大量的裂缝.继续加载，当最终荷载降为最大荷载的85%时，即认定框架已经达到了极限状态，此时填充墙出现较宽的阶梯型裂缝，并有部分砌块出现压碎现象，试件CF2停止加载.最终破坏如图5所示.

3.3刚度退化

在位移幅值不变的条件下，结构构件的刚度随反复加载的次数增加而降低的特性即为刚度退化.结构刚度的退化即为结构性能的退化.在试验过程中，裂缝的增多、位移的增大以及循环次数的增加都会导致结构刚度的退化，试验的刚度参照 《建筑抗震试验方法规程》[10]的割线刚度法进行计算，刚度退化试验结果见图8和表3.

4受力机制分析

从受力方面分析，CF1在承受水平推力时，由于水平力全部是由柱脚传给基础，框架柱的柱脚将产生较大的剪力和弯矩，而框架梁主要是受压以及梁柱节点的变形而产生较小的弯矩，因此，框架柱要先于框架梁屈服，同时也先破坏.CF2在水平力的作用下，由于填充墙的支撑作用分担了部分水平力，从而提高了框架的承载能力，同时由于填充墙对框架的约束效应使得框架的变形能力变差.CF2与CF1比较，从柱上的裂缝分布情况看，柱中下部裂缝明显增多，且柱脚并没有出现明显的破坏迹象.这主要是因为填充墙改变了框架柱的内力分布，使得框架的破坏从剪切型向弯曲型过渡，同时柱脚得到了保护，使得柱脚并未出现明显的破坏迹象.砌体抗剪强度大于砂浆抗剪强度且砌体本身具有明显的脆性，因此试验中填充墙上出现了沿砂浆灰缝较宽的阶梯型裂缝，并有部分砌块出现压碎的现象.

5结论

通过对两个框架结构的抗震试验研究，得出下列结论：

在RC框架结构中，节能砌体填充墙能够提高框架的承载能力，但是相应降低了框架结构的延性，其中试验中带砌体填充墙的框架承载力为空框架的1.87倍，延性系数只有空框架的60%.

在同一位移条件下，带节能砌体填充墙的框架滞回曲线饱满，说明填充墙提高了框架的整体耗能能力，同时填充墙比框架先退出工作，为框架多提供了一道抗震防线，从而提高了框架的抗震能力.

节能砌体填充墙对框架的约束效应使得框架结构的侧移减小，从而保证框架的侧移能够更好地满足规范要求，其中试验中结构的屈服位移、峰值位移和极限位移都下降了40%左右.

节能砌体填充墙可以大幅度增加框架结构的初始刚度，试验中其初始刚度为空框架的2.3倍.虽然带填充墙的框架刚度退化较快，但是其极限刚度依然较大，仍具备较强的抗倒塌能力.

由于砌体的脆性特质以及填充墙的大量开裂，使得带节能砌体填充墙的框架强度退化较空框架严重，然而其强度退化系数始终保持在0.9以上，说明其强度退化程度较小，因此可以推断，试件在破坏后仍保持了较高的继续承载能力.

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[13]XIAO J Z， SUN Y D， FALKNER H. Seismic performance of frame structures with recycled aggregate concrete[J]. Engineering Structures， 2006，28（1）：1-8.

试件CF2：当水平推力加到118 kN时，一层框架梁端部及填充墙出现一条微小的斜裂缝，此时的位移值为6 mm.之后改变加载制度，用位移进行控制，每一级位移的增量为6 mm.随着位移的进一步增大，当位移加到10 mm时，二层柱顶以及梁中部出现裂缝，填充墙的裂缝进一步发展.位移加到20 mm之后，水平荷载明显下降，此时，填充墙出现大量的阶梯型裂缝，同时一层柱中下部及二层柱顶也出现大量的裂缝.继续加载，当最终荷载降为最大荷载的85%时，即认定框架已经达到了极限状态，此时填充墙出现较宽的阶梯型裂缝，并有部分砌块出现压碎现象，试件CF2停止加载.最终破坏如图5所示.

3.3刚度退化

在位移幅值不变的条件下，结构构件的刚度随反复加载的次数增加而降低的特性即为刚度退化.结构刚度的退化即为结构性能的退化.在试验过程中，裂缝的增多、位移的增大以及循环次数的增加都会导致结构刚度的退化，试验的刚度参照 《建筑抗震试验方法规程》[10]的割线刚度法进行计算，刚度退化试验结果见图8和表3.

4受力机制分析

从受力方面分析，CF1在承受水平推力时，由于水平力全部是由柱脚传给基础，框架柱的柱脚将产生较大的剪力和弯矩，而框架梁主要是受压以及梁柱节点的变形而产生较小的弯矩，因此，框架柱要先于框架梁屈服，同时也先破坏.CF2在水平力的作用下，由于填充墙的支撑作用分担了部分水平力，从而提高了框架的承载能力，同时由于填充墙对框架的约束效应使得框架的变形能力变差.CF2与CF1比较，从柱上的裂缝分布情况看，柱中下部裂缝明显增多，且柱脚并没有出现明显的破坏迹象.这主要是因为填充墙改变了框架柱的内力分布，使得框架的破坏从剪切型向弯曲型过渡，同时柱脚得到了保护，使得柱脚并未出现明显的破坏迹象.砌体抗剪强度大于砂浆抗剪强度且砌体本身具有明显的脆性，因此试验中填充墙上出现了沿砂浆灰缝较宽的阶梯型裂缝，并有部分砌块出现压碎的现象.

5结论

通过对两个框架结构的抗震试验研究，得出下列结论：

在RC框架结构中，节能砌体填充墙能够提高框架的承载能力，但是相应降低了框架结构的延性，其中试验中带砌体填充墙的框架承载力为空框架的1.87倍，延性系数只有空框架的60%.

在同一位移条件下，带节能砌体填充墙的框架滞回曲线饱满，说明填充墙提高了框架的整体耗能能力，同时填充墙比框架先退出工作，为框架多提供了一道抗震防线，从而提高了框架的抗震能力.

节能砌体填充墙对框架的约束效应使得框架结构的侧移减小，从而保证框架的侧移能够更好地满足规范要求，其中试验中结构的屈服位移、峰值位移和极限位移都下降了40%左右.

节能砌体填充墙可以大幅度增加框架结构的初始刚度，试验中其初始刚度为空框架的2.3倍.虽然带填充墙的框架刚度退化较快，但是其极限刚度依然较大，仍具备较强的抗倒塌能力.

由于砌体的脆性特质以及填充墙的大量开裂，使得带节能砌体填充墙的框架强度退化较空框架严重，然而其强度退化系数始终保持在0.9以上，说明其强度退化程度较小，因此可以推断，试件在破坏后仍保持了较高的继续承载能力.

参考文献

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填充墙框架结构的抗震性能分析 第6篇

一、考虑填充墙的方法

本文, 笔者利用等效刚度的原理把具有填充墙的框架转化为等效的纯框架, 进行抗震分析。首先, 计算填充墙的层间侧移刚度KW与填充墙相连接的柱的层间侧移刚度Kf。然后, 根据等侧移刚度原则, 重新折算柱的截面尺寸, 使新得到的柱的层间侧移刚度Kcf等于KW与Kf之和。这样, 在计算模型中就没有必要用墙单元来模拟填充墙, 只需用梁单元来模拟框架构件即可。这种计算模式既考虑了填充墙的存在以及对结构周期的影响, 又考虑到了它对结构刚度的贡献, 与实际相符。

二、填充墙对框架结构整体抗震性能的影响分析

考虑填充墙的影响, 利用ANASYS有限元软件对常见的4层框架结构的3种模型进行了分析, 如图1~图3所示。模型一不考虑填充墙的作用, 只考虑框架梁柱与楼板的作用。模型二除在底层两端布置填充墙以外, 在上部也均匀布置填充墙, 可使用ANSYS中的薄壳单元模拟轻质填充墙, 不考虑单元质量与重量, 只考虑刚度。模型三在竖向不均匀布置填充墙, 也采用壳单元。梁截面300 mm600 mm, 柱截面600 mm600 mm, 层高3.6 m, 柱距6.6 m, 楼板厚100 mm, 填充墙厚120 mm, 混凝土强度等级C30, 弹性模量2.4104MPa, 填充墙弹性模量2.4104MPa, 密度5.5 k N/m3。通过有限元模态和反应谱分析, 可以得出上述3种模型的结构周期、振型以及层间位移比, 如表1所示。其中, 反应谱分析时按Ⅷ度小震计算, 场地特征周期取0.35 s。

表中顶层最大位移值s由模型一 (无填充墙框架) 的60 mm到模型二 (均布填充墙框架) 的50 mm, 再到模型三 (不均布填充墙框架) 的54 mm, 说明填充墙的加入能够提高框架结构的变形能力和承载力。

表中结构第一周期由模型一 (无填充墙框架) 的0.394 s到模型二 (均布填充墙框架) 的0.263s, 再到模型三 (不均布填充墙框架) 的0.147s, 自振周期不断缩短, 整个建筑上的水平地震作用增大, 说明填充墙的加入能够提高结构刚度, 同时也证明了填充墙刚度效应的存在。

注:s为结构顶层最大位移值

表中层间位移比由模型一 (无填充墙框架) 位移比接近1, 到模型二 (均布填充墙框架) 中第一层和第二层位移之比为1∶3, 模型三 (不均布填充墙框架) 中第一层和第二层位移之比为1∶8, 说明填充墙的加入提高了层间刚度, 产生了底部薄弱层, 导致结构变形向底部集中。特别是在填充墙布置不均匀时, 这种刚度效应更加明显。

表中振型由模型一 (无填充墙框架) 和模型二 (均布填充墙框架) 都是到第三振型才出现扭转, 而模型三 (不均布填充墙框架) 到第二振型就出现了扭转, 说明均匀、规则布置填充墙是十分重要的。

三、结论

1. 均匀布置填充墙能够提高框架结构的整体承载能力, 增加结构的抗侧刚度, 提高结构整体的变形能力。并且, 填充墙的开裂和破坏预先吸收了地震能量, 可作为结构破坏前的第一道防线。

框架结构填充墙论文 第7篇

填充墙与钢筋混凝土梁柱构件由于力学性能的差异, 实际上它们属于一组合结构。但科研工作者和工程设计人员对框架结构做力学模型分析时, 常常是把填充墙作为一种均布荷载来考虑, 而没有考虑填充墙对整个框架结构的刚度、自振周期以及整体变形等的影响。本文对水平地震作用下填充墙框架结构的力学模型、刚度等问题进行分析, 为抗震设计提供理论参考和建议。

1 框架填充墙结构力学模型

框架与填充墙共同工作, 在框架填充墙结构中, 沿结构高度方向, 填充墙不连续, 而分别支承在框架的横梁上, 使框架的层间成为实腹, 增加了框架的层间刚度, 侧移变形主要为剪切型。填充墙在初始弹性阶段对结构层刚度贡献很大, 与框架在初始阶段能较好地协同工作, 水平地震作用下, 由于填充墙的存在, 框架柱产生附加轴力和附加剪力。地震作用由框架传给填充墙, 一部分通过横梁作用在墙的顶面, 一部分通过柱子作用于墙的侧面, 通过柱子传给墙的水平力主要集中在墙的顶部附近。

相关试验证明, 框架填充墙在侧向力较小时, 会与框架协同工作。随着侧向力的增大, 内填充墙在斜向受拉的角点上与框架脱开, 而在斜向受压的对角线上填充墙形成对角受压斜杆。斜杆的宽度在不开洞时可以取0.25～0.33倍斜杆的长度[1]。由于斜杆作用的存在, 框架填充墙结构的刚度较纯框架的明显增大, 受到的地震作用也比纯框架的大得多。框架填充墙结构的力学模型简图见图1。由图可知, 填充墙的增加可以使框架柱产生附加剪力和轴力, 使梁端产生附加剪力和弯矩。

2 框架填充墙结构层间刚度分析

当钢筋混凝土框架填充墙结构受水平地震作用时, 填充墙参与了抵抗水平力。由于砌体墙在平面内的刚度很大, 与同条件下没有砌体墙的柔性框架相比, 框架填充墙中的墙体对框架能够起到很大的增强作用, 它大大增加了框架的抗侧刚度。国内外的试验研究结果表明[2,3], 就算采用的是轻质填充墙, 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, 刚度效应十分明显。Amar A和Aislan于1999年对一个三层五跨的框架空心砖填充墙结构 (中间跨未设置填充墙) 和一个同样的纯框架结构进行刚度测试后发现前者的侧移刚度是后者的7倍[2]。1995年, 曹万林、王光远等在进行了框架轻质砌块填充墙结构刚度的试验研究后, 从试验得到的数据, 一个三层两跨的框架轻质砌块填充墙结构 (填充墙满跨布置) 的侧移刚度是同样的纯框架结构的10倍左右[3]。可见填充墙的刚度效应十分明显。结构刚度的增大致使结构自振周期减短, 从而使作用在整个建筑上的水平地震作用增大, 增加的幅度可达30%～50%。

当框架结构采用轻质填充墙时, 其层间刚度可按式 (1) 计算[4]:

式中:β墙片变形模量降低的因子, β1, 当按弹性处理时β=1;

H、Hw框架层高, 单片填充墙高度;

k填充墙剪切系数;

Ew、Gw墙片的弹性模量和剪切模量;

Ae、Ie框架填充墙的水平截面有效面积和有效惯性矩, 其取值分别如式 (2) 、式 (3) :

Aw、Iw填充墙水平截面面积和惯性矩;

ac框架对侧移刚度贡献大小系数, 与框架和填充墙接触程度有关, 在1～0之间变化, 当接触良好时取I, 有间隙时取0;

Af、If框架柱截面面积和惯性矩;

Gf框架柱的剪切模量;

L框架跨度。

3 填充墙对框架结构的不利影响[5,6,7]

根据式 (1) ～式 (3) 可知, 填充墙使得框架结构的抗侧移刚度明显增大, 以致结构自振周期变短。短周期结构对应设计反应谱的地震影响系数偏大, 从而使得整个建筑物受到的水平地震作用增大。

在对结构所受层间总剪力进行分配时, 每一个抗侧力构件所分配到的层间剪力与其抗侧刚度成正比。无论是纯框架结构还是框架填充墙结构的内力分析, 往往假定水平剪力全部由柱子承担, 且每根柱子所受剪力与其D值相关。从而使得有填充墙的框架与没有填充墙的框架分配到的地震力是相等的, 此结果显然是不合理的。事实上, 由于填充墙对刚度的影响, 没有填充墙的框架部分受到的水平力计算值偏大, 而有填充墙的框架部分受到的水平力计算值偏小。

填充墙的存在会使梁变刚和变强, 约束了填充墙间柱的变形, 降低了柱的净高, 形成“短柱”。柱子形成短柱以后, 变形能力差, 延性也大大降低, 由于减小了柱的有效计算高度, 增加了与填充墙相连部分框架柱的侧移刚度, 从而使其承担的剪力增大。而且柱子本身所受的剪力也大大增加, 在地震作用下极易发生脆性的剪切破坏。

在填充墙上开设门窗洞口使原有框架梁的计算跨度发生了改变。使得梁的跨高比大大减小, 形成短梁。短梁是具脆性的梁, 延性差, 抗剪能力弱, 破坏时易成剪切破坏。两侧填充墙对框架梁的作用可视为两个铰支座, 填充墙的存在约束了框架梁的变形。短梁使得“强柱弱梁”的抗震体系减弱, 结构的整体耗能变差, 从而提高了结构在地震中的危险性。

4 结语

对框架结构做模型分析时, 把填充墙仅作为一种均布荷载来考虑是欠妥当的, 应考虑填充墙对框架结构的影响, 在设计计算中应尽可能使计算模型和实际情况相符, 不可忽视填充墙提高结构刚度的影响。应通过概念设计、补充计算和构造措施使计算模型与实际结构的受力状态趋于一致, 减小填充墙对结构抗震性能的不利影响。

参考文献

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如何避免框架结构填充墙的开裂 第8篇

1 墙体开裂的原因分析

1.1 施工方面

(1) 用于砌筑填充墙的砂浆一般强度较低 (Mb5左右) , 而施工人员从思想上就对填充墙的砌筑不重视, 使得填充墙的砂浆饱满度、强度低, 同时加上对砂浆配合比控制不严, 导致填充墙粘结力差, 因而灰缝经受不住局部压力而出现开裂变形。

(2) 砌筑陶粒、加气混凝土砌块的抹灰时操作方法不规范。墙体砌筑前将砌块浇水湿透, 增大了体积膨胀, 砌筑时为了操作方便, 往往一次砌筑到框架梁底, 经过一段时间, 含水率逐渐减小, 随之体积收缩产生裂缝。另外墙体抹灰前浇水湿润的程度掌握不好。水过少, 砌体吸收抹灰砂浆中的水分, 致使抹灰层早期失水, 产生干缩裂缝;水过多, 砌块吸水膨胀, 抹灰后自然干燥使体积收缩, 引起抹灰层开裂。

(3) 钢筋混凝土框架梁与填充墙接触部位用水泥砂浆或细石混凝土塞实, 在钢筋混凝土框架梁受荷载作用发生变形时, 向填充墙局部施加压力, 从而导致填充墙灰缝开裂。

(4) 钢筋混凝土框架柱与填充墙之间配置的拉结筋数量不够或安置不牢以及虽埋设了拉结筋, 但设置拉结筋的灰缝砂浆没有达到要求的强度, 以致没有起到拉结的作用, 因此钢筋混凝土框架柱与填充墙体之间没有真正形成整体。另外, 砌筑时钢筋混凝土框架柱子与填充墙壁连接部位砂浆强度不够, 实心实意性差, 达不到质量要求, 因而产生裂缝。

(5) 砌体抗剪强度偏低, 如过梁两端搁置长度不足或不平稳, 会因局部砌体压力不足而被剪切破坏。

1.2 材料方面

(1) 陶粒、加气混凝土砌块的自身物理特性:保温、隔热、耐火性能好、自重轻, 但是吸水性强, 导湿性、解湿性差, 吸水率大, 干缩变形大, 随着含水率减小, 收缩性也减小最后趋于稳定。

(2) 水泥安定性差或用刚出窑的热水泥, 凝结硬化时收缩量大, 或采用不同品种、不同强度等级的水泥混杂使用。

(3) 砂子粒径过细、或含泥量过大, 使拌合物的强度低。

(4) 砂浆配合比不准确。

1.3 温度与其他方面

(1) 由于温差作用, 填充墙在墙与柱子之间的空隙产生温度变形, 促使其裂缝发展, 这种情况主要为外墙面框架柱子与填充墙交接的部位。

(2) 由于陶粒、加气混凝土与砂浆结构膨胀系数的差异, 在环境温度变化大时, 会造成抹灰层空鼓。

(3) 人为缩短工期或施工单位施工准备不足, 墙体砌筑和抹灰在短时间内完成, 墙体内水分未能在下道工序施工前充分蒸发, 而后产生干缩裂缝。

(4) 地基不均匀沉降导致裂缝的扩展, 框架梁产生变形施加给填充墙体压力, 使墙体产生裂缝。

2 填充墙裂缝的防治

2.1 施工方面

(1) 砌块砌筑应上下错缝, 满足搭接长度, 陶粒混凝土砌块, 对孔, 搭接一般为主砌块长度的一半, 搭接长度最小不少于90mm。丁字墙或内处墙交接处应同时砌筑砌块, 必须进行咬槎砌筑, 墙壁体临时间断处砌成斜槎H:L=3:2 (一步架) 。灰缝横平顺直, 灰缝厚度10±2mm, 砌块体壁、肋及端面要铺砂浆, 砂浆饱满, 配制砂浆一定要控制原材料质量及砂浆的稠度, 砂浆应确保配合比准确, 提高施工人员素质。

(2) 砌筑时在施工现场配备水源, 应对砌块进行适当湿润, 以便于砌筑并能保证砌筑砂浆有适当的硬化条件;抹灰前薄薄地刷一层掺水重10%的108胶素水泥胶浆, 既阻止水分渗入, 又增加抹灰层与陶粒、加气混凝土砌块的粘结强度, 抹灰砂浆终凝后要及时喷水养护, 避免抹灰层失水后产生干缩裂缝。

(3) 钢筋混凝土框架梁与填充墙之间接触应为柔性接触。保证有足够的缝隙留给钢筋混凝土框架梁的荷载作用下变形的需要。施工时, 填充墙砌至接近梁底、板底时, 应留一定空隙, 待砌块砂浆基本完成收缩时, 空隙部分采用侧砖或立砖, 或砌块斜砌挤紧。另外, 钢筋混凝土框架梁与填充墙交接处宜附加钢丝网片, 钢丝网片压过接缝宽度应大于150mm, 固定后, 分三层抹水泥砂浆, 抹前检查门窗框及需要预埋的电线管、接线盒等其位置是否正确, 安装是否牢固。连接缝隙用1:3水泥砂浆或1:1:6水泥混合砂浆分层嵌实, 并应进行基底处理, 浇水湿润, 清除缝隙内浮浆、杂物, 然后填嵌水泥砂浆, 填平后进行水泥砂浆抹灰。

(4) 钢筋混凝土框架柱与填充墙之间应配置拉结筋, 配筋为2ф6.5钢筋, 端头锚固在框架柱内, 另一端伸入填充墙内1000mm, 沿框架柱柱高度每600mm高设一道, 而且配筋灰缝水泥砂浆强度保证要求, 并对其适当养护以利于水泥砂浆强度增长。同时, 在砌筑过程中, 填充墙与钢筋混凝土框架柱连接部位应采用水泥砂浆填塞, 使之有效粘结。另外, 沿框架柱边与填充墙垂直方向宜铺设钢丝网片, 固定后分三层水泥砂浆抹面。

(5) 门窗过梁搁置长度不宜小于250mm, 并确保搁置平稳, 梁底砂浆密实, 加气混凝土砌块砌筑时, 门窗洞口侧壁应隔层砌筑实心砖, 过梁两端下部也应砌筑实心砖。

(6) 陶粒混凝土砌块砌筑时, 不得与粘土砖混合砌筑, 过梁下砌块用混凝土灌实后再安装过梁。

(7) 加气混凝土砌块有缺角, 凹坑需要抹平时, 应分层填补, 当厚度过厚, 应附加钢丝网片。

(8) 窗台下设C20钢筋混凝土加强带, 主筋5ф6.5, 分布筋为ф6.5@200。

(9) 横墙与外墙交接处设拉结筋网片, 采用фb4冷拨低碳钢丝点焊。

(10) 外墙采用干挂石材饰面骨架时, 骨架只能固定在框架梁柱预埋件上, 不得在轻型砌块砌体上直接锚固。

2.2 材料方面

(1) 砌块材质应符合《轻集料混凝土小型空心砌块》GB15229-94标准规定。进场必需有产品合格证, 合格证书要标明砌块等级、强度等级、生产日期等。

(2) 应控制陶粒、加气混凝土砌块含水率, 挑选含水率低的砌块进场, 入场含水率限值W25%, 抹灰前W20%。

(3) 砌块进场后应避免锓水。不允许直接贴地堆放, 要有防排水设施, 严禁雨水浸泡, 堆放场地要平整, 堆放高度不宜超过1.6m。

(4) 总之, 从砌块出厂至抹灰全过程控制保持较低的含水率, 保证砌块砌筑和抹灰两个阶段的间歇时间, 在抹灰前尽可能使墙体完成自身干燥收缩过程。

(5) 严格控制水泥、砂等材料的质量。

水泥:采用强度为32.5普通硅酸盐水泥, 应具备完整的出厂合格证并经二次复试合格。

砂:采用中砂, 平均粒径为1.2~2.6mm, 强度模数为3.0~2.3, 用前要过筛子 (孔径为0.5mm) 。要求粒径坚硬、洁净、无杂质, 含泥量不超过3%。

石灰膏:用生石灰淋制, 必须用孔径不大于3mm3mm的筛网过滤, 并贮存在沉淀池中熟化, 常温不少于15~30天。

3 其他方面

因地基不均匀沉降发生的框架填充墙开裂, 为控制裂缝产生, 要在设计中增设钢筋混凝土地下框架梁以及底层填充墙砌筑在地下框架梁上, 这样可有效避免裂缝的产生。

摘要：在节能环保的应用过程中, 也带来了一些如砌块因重量轻, 强度较低, 干缩变形较大等二次结构填充墙易出现的质量通病, 表现为墙体开裂或抹灰层裂缝和空鼓等。这里我们通过实践摸索总结几点防治裂缝通病的方法。

填充墙对框架结构位移的影响 第9篇

近年来我国几次大地震的震区中, 一些带填充墙的多层框架房屋经受了地震的考验。有些房屋填充墙出现了不同程度的裂缝, 而框架未坏;有些房屋则填充墙破坏了, 框架也出现局部损坏。说明填充墙尽管是“非结构”构件, 地震时仍参与了工作。在有些情况下, 填充墙有很大的甚至超过主体结构的侧向刚度。在地震发生时, 填充墙实际上是一种受力构件。在地震水平荷载作用下, 填充墙能够充分发挥其抗侧能力。填充墙对框架的影响从整体看表现在:非全高填充墙对柱子的约束造成的“短柱效应”;全高填充墙和框架的“相互刚化效应”, 使结构的整体遭受的地震作用增加, 如果没有好的构造措施, 会造成框架柱承受很大的剪力作用。因此, 在房屋的抗震计算中, 应考虑填充墙的有效刚度和强度, 才不会对结构的抗震带来不利的影响。

本文通过有限元分析软件MIDAS建立不同模型, 在模态分析中分别研究了填充墙有无对结构位移的影响。

1 实例分析

1.1 基本假定

用MIDAS进行有限元分析, 建模时做出如下假设:

1) 楼板在自身平面内刚度无限大, 平面外刚度分析时不考虑, 为零;2) 地基的刚度要比结构自身的刚度大得多;3) 填充墙采用经典等效斜撑模拟。

1.2 模型建立

该建筑所在地区的场地设防烈度为7度, 基本加速度为0.1g (第二组) , 框架抗震等级为三级;恒载为结构自重, 活载取2.0kN/m2;为了摒除风荷载的干扰, 本算例未考虑风荷载, 仅考虑地震荷载。

该模型与基础连接层为简化为1m, 首层层高4.5m, 以上层高3.6m, 横向为10跨, 纵向为2跨。

柱截面尺寸:中柱为700x700、边柱以500x500为主。

梁截面尺寸:首层为250x500、2~6层250x450。

梁柱混凝土强度等级为C30, 填充墙厚240mm, 粘土砖强度等级为MU10, 砂浆强度等级为M5, 混凝土弹性模量3x1010N/m2, 砌体弹性模量为2.4x109N/m2, 混凝土质量密度2500kg/m3, 砌体质量密度1900kg/m3。

1.3 材料基本物理参数

材料的基本参数如表1。

1.4 结构位移分析

模型1和2的位移分析结果如表2所示。

由表2可知, 在X向地震荷载作用下, 模型1的层间位移角、位移比均大于模型2的层间位移角、位移比;在Y向地震荷载作用下, 模型1的层间位移角大于模型2的层间位移角, 而其位移比则小于模型2的位移比。

这是由于在填充墙效应下, 模型2的X、Y向的刚度均大于模型1, 故在两个方向的层间位移角上, 模型2均小于模型1。但由于X、Y向的刚度相差大, 模型1的Y向层间位移角、位移比均大于其X向的层间位移角、位移比;而从模型2的X、Y向的层间位移角、位移比可看出, 填充墙效应则增加了X、Y向的刚度差。

1.5 动力弹塑性分析

图1和图2分别为静力荷载下的位移云图及轴力云图。模型1、2均以1.0恒荷载+0.5活荷载为初始荷载, 以位移控制进行动力弹塑性分析。经分析, 图3为动力弹塑性分析下的位移云图, 图4为动力弹塑性分析下的轴力云图。

由图1、2可知, 在初始荷载作用下, 框架结构的各构件只是简单的受弯、受压构件, 位移也仅仅在竖向出现变化。

由图3、4可知, 在动力作用下, 对于长、大跨的框架而言, 抗侧移性能很重要。由于各方向上填充墙数量的不同, 长跨方向上的位移很小, 受力均匀;而短跨方向上的位移很大, 端部柱、梁以及模拟填充墙的斜撑的内力很大。

2 结论

1) 若建筑平面布局匀称, 则其填充墙的做法可以相同;若平面上出现长条形建筑, 则应在其短边方向上多砌填充墙并加强与梁柱的连接, 在其长边方向上少砌填充墙并减弱与梁柱的连接。

2) 为减小由填充墙带来的刚度差异, 在保证建筑使用功能不变的前提下, 可在需弱化一边上采用轻质砌体。

摘要：利用大型有限元软件MADIS对六层框架结构进行了模态分析, 分析计算了不同情况下的纯框架体系和框架填充墙体系的结构位移变化, 并对位移情况进行了比较。

关键词：框架填充墙结构,抗震性能,有限元,MIDAS

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混凝土结构填充墙裂缝的成因及预防 第10篇

【关键词】填充墙裂缝；裂缝的影响；产生原因；预防措施

随着社会的发展，科学技术的不断进步，建筑业新材料、新技术逐步得到应用，超高、超长、大体量建筑物已屡见不鲜。钢筋混凝土结构以其良好的材料性能和抗震性能广泛代替了原来的砌体结构，建筑物内部空间及使用功能的划分则通过砌筑填充墙来实现。

蒸压加气混凝土砌块由于抗压强高，保温隔热性能好，导热系数为，吸声、隔声性能好耐火度高，密度小，可加工性好等特点，使其作为填充墙首选材料，被广泛采用。但由于设计、施工、及材料自身性能等原因，填充墙局部容易出现裂缝。裂缝会影响后期的抹灰、装修，有损美观；外墙裂缝还会造成雨水内渗。不但影响了业主的正常使用，甚者会带来社会矛盾。本文就此针对裂缝产生部位及成因做出分析，提出有效的预防措施。

1、裂缝产生部位

裂缝产生主要集中在以下部位：填充墙四周与主体混凝土构件相连处、45度斜裂缝、门窗洞口处、墙体本身立面管线部位。

2、裂缝成因及分析

2.1填充墙四周与主体混凝土构件相连处裂缝的形成原因

（1）填充墙与柱未按施工规范采用接结筋，且砌块砌筑高度过高，使砌块墙未充分收缩，进而在收缩内应作用下拉裂；（2）在抹灰时未用钢板网将墙柱连接处覆盖后再抹灰，从而使抹灰层由于水泥收缩而拉裂；（3）在砌块砌到梁底时，未按规范要求，加一层蒸压灰砂砖斜砌楔牢塞实，在墙体收缩后，出现裂缝。

2.2 45度斜裂缝的形成原因

（1）地基变形导致主框架不均匀沉降或框架自身受力不均匀导致变形，对墙体产生剪切或弯曲作用，填充墙整体刚度小、抗剪或抗弯能力较差，从而产生变形，出现裂缝；（2）施工中框架结构由于荷载不断增加而产生的变形未充分考虑，尤其是填充墙施工前后，且若填充墙未充分收缩，框架变形未稳定，势必会造成裂缝；（3）施工质量控制不到位，填充墙砌筑质量差、强度低，无法抵抗框架变形，进而产生内部拉应力，出现裂缝；（4）填充墙宽厚比过大，整体抗剪、抗弯能力差，容易产生破坏。

2.3门窗洞口处裂缝的形成原因

（1）地基不均匀沉降易对底层窗台下产生斜裂缝；（2）温度变化导致混凝土构件与填充墙变形不一致，使填充墙产生内应力，进而在门窗洞口处出现应力集中，产生裂缝。

2.4 墙体本身立面管线部位裂缝的形成原因

为了埋设管线，墙体线槽处截面削弱，易出现沿线槽方向的裂缝。

3、预防裂缝有效措施分析

为了预防上述裂缝的发生，在实际工作中，我们可以从设计、材料、施工三方面采取相应措施。

3.1设计时控制

（1）要充分考虑建筑物的不均匀沉降，计算沉降量，预估变形程度，保证在施工时对重点部位予以重点控制；（2）填充墙应沿墙、柱全高每隔500mm设2φ6拉结筋，拉结筋伸入墙的长度，6、7度抗震设防时不少于墙长1/5且不小于700mm，8、9度抗震设防时宜沿墙全长贯通；（3）墙长大于5m时，墙顶与梁宜有拉结；墙长超过层高2倍时，宜设钢筋混凝土构造柱；墙高超过4m时，墙体半高宜设置与柱连接且沿全长贯通的钢筋混凝土水平系梁；（4）在砌体抗拉薄弱部位设置水平缝钢筋。当外窗或阳台门联窗宽度较大时，可在窗台部位设置钢筋混凝土梁或采用钢筋混凝土窗台板，配置构造钢筋4φ12，高度120mm。窗台板或扁梁嵌入窗间墙内不少于600mm；（5）砌体与混凝土构件接缝处应设置钢丝网片。钢丝网片与基体搭接宽度≥150mm，门窗洞口等应力集中区也应在角部设钢丝网片。钢丝网片的网孔尺不应大于20mm×20mm，其钢丝直径不应小于1.6mm，且宜采用热镀锌。钢丝网应用钢钉或射钉每200-300mm加铁片固定，挂网应做到平整、牢固；（6）室内集中线管处用细石混凝土浇捣，强度C20混凝土，与墙体接缝处铺贴钢丝网。

3.2材料控制

（1）砂应采用中砂，使用前应过筛，含泥量不应大于3%。水泥采用普通硅酸盐水泥，强度等级为32.5；密度大于1900kg/m3且稠度控制在50-70mm；（2）所用砌块的龄期应超过28天，严禁出现砌块龄期过短而急于上墙的问题。砌筑时宜采用适合材料自身特性的粘结性好的砌筑砂浆，普及使用成品砂浆；（3）界面剂应使用柔性的防水界面剂。

3.3施工时控制

（1）提前2天对填充墙砌块进行浇水湿润，并在砌筑过程中随时对砌筑面进行适量洒水，避免砂浆失水过块而影响其强度和粘结性；（2）应严格控制砌块的含水率和含水深度。加气混凝土块的上墙含水率宜小于20%；（3）砂浆应随伴随用，使用时间不能过长，水泥砂浆和混合砂浆应在3h-4h内使用完毕，当气温超过30℃时，应在拌成后2h-3h内使用完毕。严格控制砂浆配合比及标号，砌筑砂浆强度等级一般不低于M5；（4）严格控制墙体砌筑时砂浆饱满度和粘结率，水平缝不小于80%，坚直缝不小于60%。灰缝厚度控制在8-12mm范围内。

结束语

控制裂缝的产生和扩展，是建筑工程中必不可少的重要环节，尤其在当前建筑物普遍向高层、大体量发展的形势下，制定一项统一的规范和技术标准已迫在眉捷。控制裂缝，重点在防，并需要从设计、材料、施工上共同努力，采取有针对性的防裂措施，加大主动控制的力度，才能提高新建房屋质量的可靠性。实践证明，只要严格执行规定，做到设计与施工紧密配合，控制裂缝是完全可以做到的。

作者简介

1张金波，1981年，男，山东无棣人，滨州市建筑设计研究院，工程师，大学本科，结构设计；

2张小水，滨州市建筑设计研究院，工程师，结构设计；

框架结构填充墙论文 第11篇

1 裂缝形式

框架结构砌块填充墙常见的裂缝主要有以下几种。

(1) 斜裂缝:该类裂缝多出现在梁柱节点与填充墙交界处、框架梁节点下方和填充墙洞口处, 裂缝的宽度、长度相对较大, 大多数贯穿墙体。

(2) 水平裂缝:该类裂缝多出现在填充墙中部、填充墙顶部和梁交接处以及门窗洞口过梁附近, 大多数裂缝可以沿厚度和长度方向贯穿整个填充墙。

(3) 竖向裂缝:该类裂缝多出现在墙体中部、填充墙和框架柱连接处以及框架梁相交处下方, 裂缝一般长度较大而宽度较小, 数量较多。

2 成因分析

导致填充墙出现裂缝的原因有很多, 主要有材料、外界温度变化、设计和施工方面原因。

2.1 材料

框架结构填充墙所采用的块体大多是加气混凝土砌块, 它是一种自重轻、保温隔音、耐火性能好的材料, 在自然堆积状态下, 其含水率逐步降低的同时, 砌块收缩变形, 形成内应力;当内应力集中到墙体的某一部位, 而该处的抗拉强度不足以抗衡的情况下, 就会产生裂缝。

2.2 外界温度变化

框架结构顶层屋面板和填充墙的接触面紧密结合。当外界温度变化时, 顶层的梁比墙体温度偏高, 且钢筋混凝土的线膨胀系数常大于砌体, 二者的相对温差导致屋面板受压应力, 墙体受拉应力, 接触面上产生剪应力。当墙体内拉应力超过墙体自身的抗拉、抗剪强度时, 墙体就会在最薄弱处产生裂缝。

2.3 设计构造

设计时, 没有充分考虑地基土情况, 地基处理不满足规范要求时, 时常会产生地基沉陷裂缝;未按规定设置拉结钢筋或植筋质量较差;对应力集中区 (如门窗洞及预留洞边等部位) , 未采取有效的拉结加强措施, 容易因撞击振动开裂。

2.4 施工不当

砌筑砌块时未按施工规范操作, 往往一次砌筑到框架梁底;设置钢筋过梁时填塞砂浆不饱满;埋设管线时, 在砌块或抹灰层上开凿凹槽;墙面抹灰时一次性抹灰过厚, 未分层操作;穿越管线时, 在墙体上开凿洞口, 造成洞口处应力集中。

3 控制措施

为了避免框架结构砌块填充墙裂缝的出现, 应从材料、设计、施工三个方面进行预防控制。

3.1 材料方面

(1) 严格控制原材料的质量, 优先选用与框架结构混凝土的线膨胀系数相一致, 含水率较低的砌块 (如蒸压加气混凝土砌块, 页岩空心砖) 作为砌体材料, 确保砌块的含水率符合相关规范的要求。

(2) 严把进货质量关, 凡是进入施工现场的砌块应有出厂合格证、产品性能检验报告, 并应自然养护2 8 d以上, 对于制作后静停时间较短的砌块, 应在通风干燥的堆场堆放一定时间后, 使其体积变形趋于稳定后再上墙施工。

3.2 设计措施

(1) 在做基础设计时, 充分考虑地基土情况, 尽量采用桩基础并且增设钢筋混凝土地下框架梁, 底层填充墙砌筑在地下框架梁上。

(2) 合理设置拉结钢筋, 钢筋伸入填充墙的长度应符合要求, 通常沿填充墙高度每隔5 0 0 m m, 设两道直径为68mm的一级钢筋, 深入灰缝的长度一般大于1 0 0 0 m m。

(3) 对于高度超过4 m的填充墙应在中间设置与柱连接的通长钢筋混凝土水平圈梁;对于长度大于5 m的墙体应在中间设置构造柱或墙顶部与梁交接处设置拉结措施。

(4) 建筑物外墙及顶层内隔墙与框架结构交接处抹灰层中设置钢丝网片, 钢丝网片压过接缝宽度≥1 5 0 m m, 按梅花式钢钉钉牢, 间距2 0 0 m m左右。

(5) 墙体上的设备孔洞应预留, 不随意开凿, 孔洞周围应填实。墙体内设置暗管、暗线、暗盒等应在设计时考虑预埋, 采用开槽砌块或定制砌块, 开槽时采用专用开槽工具, 并做好防裂措施。

3.3 施工措施

(1) 砌筑墙体前, 砌块应提前1~2天分次浇水湿润, 但不能过湿, 其吸水深度应控制在8 m m~1 0 m m。

(2) 砌筑时灰缝应饱满, 严禁先干砌后再灌缝, 上下砌块要错缝, 搭接长度应大于砌块长度1/3。砌筑过程中, 应随时检查墙体表面的平整度、垂直度, 灰缝的均匀度及砂浆饱满程度等, 及时校正所发现的偏差, 加强对主体结构的沉降观测, 发现不均匀沉降及时采取措施。

(3) 控制填充墙每天的砌筑高度不大于2.0 m;当墙体高度较大时, 可以沿墙体高度每隔1.4 m~2.0 m设置一道6 0 m m厚钢筋混凝土现浇板带, 内配3根直径为6 m m的一级钢筋。

(4) 当门窗洞口宽不大于1 m, 可采用钢筋混凝土预制过梁;当门窗洞口宽大于1 m, 宜采用钢筋混凝土现浇过梁。

(5) 水电管线安装时, 严格按照管线布置方案, 在墙体穿越管线处预留洞口, 避免墙体开凿洞口, 尤其是轻集料混凝土空心砌块, 更应该避免在砌块上开凿洞口;埋设管线时将管线直接固定在墙面上, 尽量避免在砌块上开凿凹槽。

4 裂缝的处理方法

对框架结构填充墙裂缝问题, 应重在预防, 当出现裂缝时, 可以采用以下几种裂缝处理方法来修补裂缝。

(1) 膨胀水泥掺石棉绒嵌缝修补法:适用于大于1 m m的斜裂缝, 具体做法是将墙面粉刷沿裂缝凿开约3 0 0宽, 清理灰缝, 然后嵌石棉绒水泥浆, 养护后刮糙粉面。

(2) 白胶贴布修补法:适用于小于1 m m的裂缝和水平、竖直缝。具体做法是先将墙面沿缝清到刮糙层, 然后刷粘结剂, 用石膏嵌缝, 白胶贴布, 最后粉面。

(3) 防水涂料沿缝喷涂法:对于对窗台下出现的外墙细缝, 采用透明无色防水涂料沿缝喷涂, 可有效地抵抗裂缝, 防止外墙渗水的可能出现, 效果良好。

5 结语

框架结构填充墙裂缝的产生原因是多方面的, 但只要从材料、设计和施工等方面严格控制和规范施工, 就能够减少框架结构填充墙裂缝的产生, 对于已经出现的裂缝, 可以采用相应的裂缝处理方法来修补裂缝, 减小危害。

摘要：框架结构砌块填充墙裂缝, 是目前较难克服的质量通病之一, 本文首先介绍了框架结构砌块填充墙的裂缝形式, 然后从材料、外界温度、设计、施工等四方面分析了填充墙裂缝产生的原因, 并提出了相应的防治措施, 最后介绍了几种常用的裂缝处理方法。

关键词：框架结构,填充墙,裂缝

参考文献

[1]罗国强, 罗刚, 罗诚.混凝土与砌体结构裂缝控制技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2006, 7.

[2]何星华, 高小旺.建筑工程裂缝防治指南[M].北京:机械工业出版社, 2005.