连接条件对填充墙倒塌影响的数值模拟分析

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1、第３４卷第６期南京工业大学学报（自然科学版）Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．６２０１２年１１月ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＮＡＮＪＩＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）Ｎｏｖ．２０１２ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７１－７６２７．２０１２．０６．０２８连接条件对填充墙倒塌影响的数值模拟分析葛海蓉，叶燕华，彭程，朱铁梅（南京工业大学土木工程学院，江苏南京２１０００９）摘要：为了考察填充墙与主体框架不同连接条件对填充墙抗地震倒塌性能的影响，利用ＡＢＡＱＵＳ结构非线性分析软件，通过自接触和连接弹簧失效模拟框架填充墙在地震作用下的倒塌过

2、程。采用离散式建模方法，将砂浆等效为三向砂浆弹簧。模拟分析结果表明：填充墙与框架梁刚性连接或柔性连接、与框架柱柔性连接均可以有效提高填充墙的抗倒塌能力。其中填充墙与框架梁、柱均设置合理柔性连接时其防倒塌能力最好。关键词：填充墙；倒塌；连接条件；数值模拟中图分类号：ＴＵ３６２；ＴＵ３７５４文献标志码：Ａ文章编号：１６７１－７６２７（２０１２）０６－０１３６－０５ＮｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄａｎａｌｙｓｉｓｏｎｃｏｌｌａｐｓｅｏｆｉｎｆｉｌｌｗａｌｌｓｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＧＥＨａｉｒｏｎｇ，ＹＥＹａｎｈｕａ，ＰＥ

3、ＮＧＣｈｅｎｇ，ＺＨＵＴｉｅｍｅｉ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ２１０００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｔｈｅａｎｔｉｃｏｌｌａｐｓｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｉｎｆｉｌｌｗａｌｌｓｏｆｆｒａｍｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｃｏｌｌａｐｓｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｗａｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔｕｓｉｎｇＡＢＡＱＵＳｓｏｆｔｗａｒｅｂｙｓｅｌｆｃｏｎｔａｃｔａｎｄｆａｉｌｕｒｅ

4、ｏｆｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｓｐｒｉｎｇｓ．ＴｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｗａｓｍａｄｅｂｙｔｈｅＤｉｓｔｉｎｃｔＥｌｅｍｅｎｔＭｅｔｈｏｄ，ａｎｄｍｏｒｔａｒｗａｓｍｏｄｅｌｅｄｕｓｉｎｇａｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍｏｒｔａｒｓｐｒｉｎｇ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅａｎｔｉｃｏｌｌａｐｓｅａｂｉｌｉｔｙｏｆｉｎｆｉｌｌｗａｌｌｓｃｏｕｌｄｂｅｉｍｐｒｏｖｅｄｕｓｉｎｇｒｉｇｉｄｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｏｒｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｂｅａｍｓａｓｗｅｌｌａｓｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｗｉｔｈｃ

5、ｏｌｕｍｎｓ．Ｔｈｅｗａｌｌｕｓｉｎｇｆｌｅｘｉｂｌｅｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎｓｗｉｔｈｂｅａｍａｎｄｆｒａｍｅｃｏｌｕｍｎｓｈａｄｔｈｅｂｅｓｔａｎｔｉｃｏｌｌａｐｓｅａｂｉｌｉｔｙ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｉｎｆｉｌｌｗａｌｌｓ；ｃｏｌｌａｐｓｅ；ｃｏｎｎｅｃｔｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ［１－５］框架结构在我国土木建筑中应用最为广泛，为墙及框架的连接条件密切相关。满足建筑物使用功能，采用填充墙对其进行分隔和汶川地震之后，如何提高建筑物和构筑物的抗围护，形成框架填充墙结构。在工程设计中，常将填倒塌性能成为非常有意义的课题。然而，结构的抗充

6、墙作为非结构构件按构造设置，不考虑其抗震设倒塌试验研究需要耗费大量的人力、物力和财力，运计。近几年的灾害调查显示，在地震作用下大部分用有限元软件对结构进行数值模拟分析可以弥补试框架主体结构没有破坏，但填充墙却遭到了很大程验研究这方面的不足。结构抗地震倒塌数值模拟是度的破坏甚至倒塌，造成严重的人员伤亡和经济损一个非常复杂的过程，目前国内外对框架填充墙倒失。相关研究表明，填充墙平面外倒塌性能与填充塌数值模拟的研究还不多。本文采用ＡＢＡＱＵＳ结收稿日期：２０１２－０３－１５基金项目：江苏省建筑业科研资助项目（ＪＧＪＨ２００８－２２）作者简介：葛海蓉（１９８７—），女，江苏南通人，

7、硕士，主要研究方向为砌体结构和钢筋混凝土框架结构；叶燕华（联系人），教授，Ｅｍａｉｌ：ｙｙｈ＿５６１０＠１６３．ｃｏｍ．第６期葛海蓉等：连接条件对填充墙倒塌影响的数值模拟分析１３７构非线性分析软件，对５片单层单跨框架填充墙进表２模型参数表行地震作用下倒塌数值模拟，分析填充墙与框架在Ｔａｂｌｅ２Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｍｏｄｅｌｓ不同的连接条件下对墙体倒塌性能的影响。模型号墙体与梁连接方式墙体与柱连接方式１脱开脱开１框架填充墙数值模拟模型建立２刚性连接脱开砌体填充墙的有限元模型建立可以采用整体式３柔性连接脱开［６］