框架結構阻尼填充牆耗能減震的綜述
引言傳統的結構抗震是彈性設計,採用增強結構本身的強度和剛度來抵禦**作用,這需要加大構件截面或提高材料強度，而結構剛度明顯提高，引起結構自振頻率增加。這必然導致結構**作用的顯著增加，如此形成惡性迴圈，另一方面，結構自重的增加大大提高了基礎設計的難度。
耗能減震設計解決了傳統抗震設計的難題，將耗能減震裝置加裝在結構上，通過其在**中滯回耗能為結構提供附加阻尼，大大消耗了**輸入能量，保護了主體結構，起到了「保險絲」的作用。因此，耗能減震技術在高層、高烈度區的擬建建築和原有建築加固中得到了廣泛的應用。
1.阻尼填充牆的提出
框架結構是我國現階段應用最廣泛的多層建築結構之一，而設計中僅僅粗略考慮了填充牆對框架剛度的影響，這顯然是不科學的，填充牆在**中的破壞甚至傾倒是普遍現象。現有的耗能減震裝置因其技術實現和經濟性的原因，並非框架結構抗震的最好選擇。因此，有學者針對性的把耗能減震思想引入了填充牆，通過採用普通的材料，相對簡單的施工，實現了框架結構設計的耗能減震。
2.阻尼填充牆的原理
阻尼填充牆由砌體單元、柔性填充層、阻尼層和鋼絞線連線四部分組成。把傳統的填充牆沿水平向劃分成若干塊，牆塊施工同普通填充牆一樣，只是在分塊縫處用阻尼材料做成阻尼層，並且每個分塊兩端留出一定寬度的縫隙並用柔性材料填充，並且牆塊和框架柱用鋼絞線連線，鋼絞線具有較好的韌性，允許牆塊的滑動，從而通過牆塊在阻尼層處發生相對滑動消耗**能量，起到耗能減震的效果。
3.阻尼填充牆耗能減震效能
3.1阻尼填充牆自身耗能效能
優選「三等分」的牆體劃分方案，並確定了將拉結筋不予牆體單元頂部的砌體單元的砌體單元—框架拉結方案。牆體頂部採用粘彈性材料和框架梁連線；砌體單元端部和框架柱之間一定寬度採用彈性材料填充，消除阻尼填充牆正常工作時砌體單元-框架間不必要的相互作用可能帶來的負面影響；砌體單元和框架柱通過水平的鋼絞線拉結，一是保證了砌體單元水平方向的滑動，二是改善砌體單元平面外失穩甚至滑落或傾倒；砌體單元之間的阻尼層可採用sbs改性瀝青卷材以利用sbs改性瀝青的黏彈塑性變形耗能，也可採用低強度砂漿，以低強度砂漿為摩擦介質，利用砌體單元間的滑移摩擦耗能。
研究發現，採用sbs改性瀝青卷材和低強度砂漿做阻尼層均能起到阻尼耗能作用。但是採用sbs卷材黏彈塑性阻尼層時，而阻尼填充牆隨著阻尼層sbs改性瀝青卷材層數增加，滯回曲線趨於飽滿，其中以四層為最優，耗能效能較好，側向變形能力增強，側向剛度降低，剛度退化緩慢；而普通填充牆試件的滯回曲線捏縮現象嚴重。採用砂漿做摩擦性阻尼層，混凝土實心磚、空心砌塊、加氣混凝土輕質磚砌築的牆體做砌體單元均可實現單元平移的機制，從而起到阻尼耗能效果，但是發現混凝土實心磚砌築的砌體單元時，阻尼填充牆滯回曲線比較飽滿，僅有略微的捏縮現象，且隨著滯回次數的增加逐漸減小，並且側向變形能力強，起滑後側向剛度大幅降低。
以sbs改性瀝青卷材和低強度砂漿為阻尼層的的構造和原理都是可行的，能夠實現「砌體單元平移，牆體剛度削弱，變形能力提高，耗能能力增強」的預期機制和設計目標。
3.2阻尼填充牆框架耗能效能
傳統的框架填充牆提高了結構剛度，增大了**效應，並且因普通填充牆支撐過強支撐框架，框架柱發生剪下破壞；且牆體裂縫滿布整個牆面，破壞嚴重。但研究發現，阻尼填充牆框架主要為柱端塑性鉸破壞，牆體受拉角部區域性拉裂，破壞較輕，容易修復。並且阻尼填充牆框架滯回曲線相對普通填充牆框架顯著飽滿，耗能減震效能優越。
解決了填充牆過強支撐柱端造成框架柱受剪破壞的抗震問題；也解決了填充牆容易嚴重破壞的抗震問題。
骨架曲線表明，阻尼填充牆框架承載力介於空框架與普通填充牆框架之間；約束效應較普通填充牆明顯削弱，提高填充牆框架結構的變形能力和延性。
剛度退化曲線表明，阻尼填充牆能為框架結構提供一定的側向剛度，有利於正常使用和小震下的變形控制；剛度效應較普通填充牆大為削弱，框架結構週期延長，**作用減小；減輕或避免填充牆豎向不均布置時樓層的剛度突變和填充牆平面不對稱布置時的扭轉效應。
承載力退化曲線表明，阻尼填充牆框架結構的承載力退化較普通填充牆框架結構緩慢，繼續抵抗荷載的能力較強。
阻尼比分析表明，阻尼填充牆發揮良好的耗能效果，而且避免了填充牆的嚴重破壞，是積極主動的抗震對策。
4.結束語
框架阻尼填充牆的構造和原理是可行的，其解決了填充牆在**中的嚴重破壞；避免了填充牆過強支撐柱端造成柱子受剪破壞；而且解決了填充牆造成框架結構延性變差等抗震問題。
阻尼填充牆框架結構的水平承載力介於空框架和普通填充牆框架之間，承載力退化緩慢。阻尼填充牆框架結構滯回曲線飽滿，無明顯捏縮現象，耗能能力強，等效粘滯阻尼係數達到0.1以上。
因此阻尼填充牆不僅可以實現傳統填充牆的功能，而且具有耗能功能和良好的耗能減震效果。頂部的砌體單元與上面框架梁間設定的粘彈性層削弱了牆體對框架梁的剛度增強作用，有利於「強柱弱梁」破壞機制的實現。同時避免了角部壓碎和牆體開裂等牆體脆性破壞。
阻尼填充牆保護主體結構的同時，自身又不易發生破壞，能夠取得「雙贏」的抗震效果。填充牆砌築時本身就存在水平灰縫，施工上沒有增加難度，效能上卻有提高。阻尼填充牆本身就是乙個阻尼器，而且不用加設支撐連線，節省了造價。
不管從技術還是經濟性考慮，相比其它減耗能減震裝置，阻尼具有明顯的優勢。因此其必將成為未來研究的熱點，並且在框架結構中得到廣泛應用。但亟待解決的問題是力學模型的建立、砌體單元的平面外滑落和阻尼層對溫度的敏感性等。
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