非结构构件,一般不属于主体结构的一部分,非承重结构构件在抗震设计时往往容易被忽略,但从震害调查来看,非结构构件处理不好往往在地震时倒塌伤人,砸坏设备财产,破坏主体结构,特别是现代建筑,装修造价占总投资的比例很大。汶川地震震后震害调查表明,大量非结构构件(填充墙、围护墙)破坏。填充墙或围护墙与框架柱、梁无拉结或拉接不够,多孔空心砖大量劈裂导致拉接筋失效等原因,造成墙体大量开裂,甚至倒塌伤人,严重影响居民生活,经济损失较大。因此,非结构构件的抗震问题应该引起重视。
非结构构件一般包括建筑非结构构件和建筑附属机电设备,大体可以分为4类:
(1)附属构件,如女儿墙、厂房高低跨封墙、雨篷等。这类构件的抗震问题是防止倒塌,采取的抗震措施是加强非结构构件本身的整体性,并与主体结构加强锚固连接。
(2)装饰物,如建筑贴面、装饰、顶棚和悬吊重物等,这类构件的抗震问题是防止脱落和装饰的破坏,采取的抗震措施是同主体结构可靠连接。对重要的贴面和装饰,也可采用柔性连接,即使主体结构在地震作用下有较大变形,也不至于影响到贴面和装饰的损坏(如玻璃幕墙)。
(3)非结构的墙体,如围护墙、内隔墙、框架填充墙等,根据材料的不同和同主体结构的连接条件,它们可能对结构产生不同程度的影响,如:①减小主体结构的自振周期,增大结构的地震作用;②改变主体结构的侧向刚度分布,从而改变地震作用在各结构构件之间的内力分布状态;③处理不好,反而引起主体结构的破坏,如局部高度的填充墙形成短柱,地震时发生柱的脆性破坏。
(4)建筑附属机电设备及支架等,这些设备通过支架与建筑物连接,因此,设备的支架应有足够的刚度和强度,与建筑物应有可靠的连接和锚固,并应使设备在遭遇设防烈度的地震影响后能迅速恢复运行。建筑附属机电设备的设置部位要适当,支架设计时要防止设备系统和建筑结构发生谐振现象。尽量避免发生次生灾害。(www.daowen.com)
为了减小填充墙震害,规范要求墙体应采取措施减少对主体结构的不利影响,并应设置拉结筋、水平系梁、圈梁、构造柱等与主体结构可靠拉结。实际工程中常见技术处理方法有以下几种:
(1)柔性拉结。填充墙与框架柱留2cm的空隙并用柔性材料填充。这种做法和结构的计算方法相一致,但建筑处理困难。当填充墙与框架柱柔性连接时,须按规定设置拉接筋、水平系梁等构造措施,避免填充墙出平面倒塌。
(2)刚性拉结。填充墙与框架柱紧密砌筑,目前这种做法占主导。震害轻重与结构层间位移角有关。当填充墙嵌砌与框架刚性连接时,须按规定采取构造措施,并对计算的结构自振周期予以折减,按折减后的周期值确定水平地震作用。同时,还要考虑填充墙不满砌时,由于墙体的约束使框架柱有效长度减小,可能出现短柱,造成剪切破坏。
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