和加气混凝土砌块作为填充墙,上部因用于住宅而使用了较多的填充墙来分隔空间,底层为
了追求商业空间和停车空间,填充墙或其他抗侧力构件布置很少。底层几乎无填充墙,底层
抗侧刚度很低。汶川地震使该栋建筑在纵向方向发生了 30 cm 左右的水平侧移,侧移主要集
中在底层,其他层基本完好,底层形成软弱层。
　　（2）填充墙和框架结构的相互作用所造成的柱破坏。造成框架柱破坏的原因有很多,
如地震作用下表现出来的弱柱强梁,由于建筑功能要求而在结构布置时形成的短柱,由于窗
下填充墙形成的短柱等。由于短柱的刚度大于框架结构中的其他非短柱,地震作用下短柱
会吸收更多的地震作用,而相比于同层其他非短柱,短柱的耗能能力相对较低,因此在地震
作用下先发生破坏。加之短柱的破坏具有明显的脆性性质,短柱破坏有明显的压、弯、剪破
坏特征。框架在水平地震作用下发生侧向变形时,填充墙将对一侧框架柱产生斜向的压力,
即类似于斜压杆的作用,因而会加大斜裂缝和梁底之间一段柱所承受的地震剪力,从而导致
剪切破坏形态。而且填充墙也会将一部分剪力传递给柱。这样就增加了柱破坏的可能性[6] 
[7] 。
　　（3）填充墙和框架结构的相互作用所造成的梁的破坏。框架梁的破坏主要是由于填
充墙对框架梁底部产生向上的压力从而使框架梁发生弯剪破坏。
3.2 填充墙对框架结构抗震性能的影响
　　(1)与框架梁共同受力，显著减小框架梁弯曲变形，增大框架梁的刚度和抗弯承载力 。

　　(2)直接参与整体结构的抗震受力，增加结构层刚度，造成结构层刚度不均匀，使未

“

设置填充墙的楼层形成薄弱层（通常是底层），导致形成层屈服机制，无法实现 强柱弱

”

梁 屈服机制；或造成平面刚度分布不规则，引起扭转效应。
　　(3)结构总体刚度增大，基本周期减小约 40％至 60％，地震力增大。
　　(4)影响框架结构的内力分布，如约束框架柱部分柱段的侧移变形，形成短柱，使得
局部抗侧刚度过大，地震剪力增大，进而导致短柱剪切破坏，影响整体结构的破坏模式。
3.3 填充墙框架结构破坏过程分析
　　采用离散单元建立单片墙模型，运用 ANSYS 有限元软件进行非线性有限元分析，根
据文献[8]所选取的单元和材料参数，采用标准尺寸为 24011553mm 的实心粘土砖，材料
参数如表 2 所示，以一顺一丁砌式建立 1250240882mm 的单片墙，离散单元采用单元类
型是 ANSYS 中的 SOLID65 模拟砖块和砂浆，以 MKIN-CONCRETE 准则作为砌体的破坏
准则。
表 2 砖块和砂浆的材料参数

　　对单片墙在竖向压力和水平力作用下的力学特性进行分析，模型四周加以约束以模
拟框架作用，左侧增设水平加载钢板。加载时第一荷载步设定一次性将竖向荷载以均布荷
载的形式加载在弹性梁顶部，再进行水平加载，水平荷载分为多个荷载步，每荷载步增
加 100kN，并以均布形式施加于水平加载钢板侧面，剪压破坏时，单片墙开裂图如图 1
所示。

　　　　图 1 离散单元单片墙剪压破坏开裂图
　　图 2 是湖南大学进行混凝土小型空心砌块墙体剪压破坏时的有限元开裂图以及实际
试验开裂图[9]，与图 1 相比，开裂缝走向相似，但图 2 的空心砌块压碎状况更严重，这
是因为进行混凝土小型空心砌块墙体的极限承载力模拟计算时，由于设置了墙内钢筋，
承载能力增强，钢筋屈服时空心砌块压碎程度明显比本文砖砌体大。