基于sap2000的带填充墙rc框架结构模态分析

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1、第３０卷第１３期甘肃科技Ｖｏｌ３０Ｎｏ１３２０１４年７月ＧａｎｓｕＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪｕｌ２０１４基于ＳＡＰ２０００的带填充墙ＲＣ框架结构模态分析孙平（甘肃省建筑设计研究院，甘肃兰州７３００３０）摘要：砌体填充墙通常用作维护和隔断填充于框架之中，在传统的分析与设计方法中，一般不考虑填充墙的作用。由于在抗震设计时没有考虑到填充墙的参与，即没有把填充墙对框架结构的侧向刚度和水平承载力的影响考虑进去，使得按传统设计方法所得的结构单元计算变得与实际的情况有一定的差别。通过在ＳＡＰ２０００有限元分析软件中建立有无填充墙ＲＣ框架模型的对比模态分析，分析了填充墙对ＲＣ

2、框架的影响。关键词：砌体填充墙；侧向刚度；ＳＡＰ２０００；模态分析中图分类号：ＴＵ３１１．３目前，钢筋混凝土框架结构由于比砌体结构在参考点设在每层的质心，其本构关系是层总体位移抗震性能方面有很大的优势而被广泛地应用于多层与层总体内力之间的关系，可以采用静力弹塑性分［２］和高层房屋中。一方面它能够提供一个比较灵活的析法确定结构层刚度及其恢复力模型。建筑空间布置；另一方面，在水平地震作用下，它是层模型具有计算量小、简单的优点；但是它的缺一种有效的抗侧力结构体系。砌体填充墙作为一种点是：层模型过于简单，不能完全满足结构抗震设计廉价方便的建筑材料，通常用作维护和隔断，填充于的要求。框架之中

3、。在传统的结构分析和设计方法中，一般１．２墙框并联模型［３－５］把填充墙看做是一种非结构构件，仅仅考虑填充墙河北工业大学曹万林等于１９９５年提出了对结构侧向刚度的整体贡献，而忽略填充墙与框架带填充墙框架的墙框并联模型。认为，当填充墙与［１］的相互作用。研究表明，填充墙与框架是协同工框架之间存在缝隙时，结构就接近于不考虑填充墙作的。它对框架的侧向刚度，水平承载力，传力机制的框架与填充墙两种构件并联，即在建立有限元模以及倒塌模式有显著的影响。大量的地震灾害分析型时，建成纯框架部分和等效为悬臂墙的填充墙部表明，忽略其与框架的相互作用，是不安全的。在汶分，中间用刚性链杆连接，以此来保证两部

4、分的侧向川地震中，很多钢筋混凝土框架结构倒塌或者发生位移相等。结构的刚度和强度等于两者的叠加值。较为严重的损害都与填充墙的布置数量以及填充墙计算模型如图１所示。的大开洞有关，所以，需要考虑填充墙与结构的协同工作并进一步深入研究。１填充墙框架结构计算模型１．１层模型层模型以一个楼层为基本单元，用每层的刚度，称为层刚度，来表示结构的刚度。因为模型假定建筑各层楼板在其自身平面内刚度无穷大，可用一根竖杆将代替整个结构，则全部的结构质量就近各自图１墙框并联模型集中于各结构楼层的楼盖处，并简化为一个质点，考１．３填充墙的等效框架模型［６］虑质点在两个方向发生水平振动，如此就形成一种Ｔｈｉｒｕｖ

5、ｅｎｇａｄａｍＶ于１９８５年提出了考虑填充称为“串联质点系”的体系振动模型。对质量与刚墙的框架结构的等效平面框架模型。认为，带有中度明显不对称、不均匀的结构，应考虑双向水平振动心开洞的填充墙框架结构可简化为等效平面框架模和楼盖扭转的影响，此时采用“串联刚片系”振动模型。计算模型如图２所示，该模型只能进行弹性分型考虑转动惯量对振动的影响。层模型一般把位移析，且无法结构开洞不在中心的情况。第１３期孙平：基于ＳＡＰ２０００的带填充墙ＲＣ框架结构模态分析１１３１）实体填充墙结构，开洞填充墙需考虑刚度折减因素；２）墙体高宽比不宜过大。［８］采用Ｈｏｌｍｅｓ建议的对角等效斜撑宽度计算公式：ω＝

6、ｄ／３式中：ω———等效对角斜撑宽度；ｄ———填充砌体对角线长度。图２等效框架模型表２填充墙砌体材料及性能参数１．４填充墙的等效对角斜撑模型砂浆砌块强度厚度弹性模量材料密度［７］构件泊松比Ｐｏｌｙａｋｏｖ于１９５６年首次提出可将砌体填充墙等级等级（ｍｍ）（Ｎ／ｍｍ２）（ｋｇ／ｍ３）对角单撑杆，计算模型如图３所示。自此以后，大量烧结ＭＢ１０ＭＵ２０２４０４２７２０．１５１８学者研究并发展了这一概念，并提出了多种计算斜普通砖撑等效宽度的方法。采用这种模型来模拟带填充墙各填充墙等效斜撑计算宽度见表３。框架结构。表３模型等效斜撑宽度计算墙高ｈ跨度ｌｄ填充墙布置方式ω（ｍｍ）（ｍｍ）（ｍｍ）

7、Ｘ向填充墙２７００５４５０６０８２２０２７Ｙ向填充墙（边跨）２７００６９５０７４５６２４８５Ｙ向填充墙（中间跨）２７００２４５０３６４６１２１５将计算结果取整，则Ｘ向填充墙等效斜撑宽度为２１００ｍｍ，Ｙ向边跨填充墙等效斜撑宽度为２５００ｍｍ，Ｙ向中间跨为１２５０ｍｍ。假定等效斜撑只图３等效对角斜撑模型能承受压力不能承受拉力，则在ＳＡＰ２０００中指定斜撑的拉力限值为０。２填充墙框架结构有限元模型的建立２．３模型的建立２．１工程概况目前为止，现有的研究表明，填充墙的布置位