填充墙布置对钢筋混凝土框架结构抗震性能影响研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com2013年8月第8期城市道桥与防洪科技研究325填充墙布置对钢筋混凝土框架结构抗震性能影响研究杜长虹，赵栩(天水师范学院，甘肃天水741000)摘要：该文通过对框架结构中不同填充墙布置方案进行模拟计算，然后对计算结果对比分析，发现填充墙对框架结构整体刚度有重要影响；认为在结构设计中应重视作为非结构部件的填充墙的设计；提出均匀布置填充墙框架结梅可以使结构刚度提高，变形减少，但使结构延性降低。不均匀布置填充墙框架结构，刚度会产生突变，形成薄弱层，对抗震不利。如布置不当还会形成短柱的结论；可以对高烈度地震设

2、防去框架结构建筑设计提供参考和依据。关键词：框架结构；填充墙；抗震中图分类号：TU323．5文献标识码：A文章编号：1009—7716(2013)08—0325—03富，包括弹性恢复力模型、理想弹塑性恢复力模O引言型、两折线强化恢复力模型、纤维模型等。本文分框架结构的建筑平面布置灵活，可以用隔断析采用了基于纤维模型的非线性梁柱单元，如图1墙分隔空间，以适应不同使用功能的需求。框架结所示。构广泛应用于办公楼、教室、商场、住宅等房屋建筑。现行设计中将填充墙作为非结构构件处理，我国规范[21对框架结构周期乘以0．6～0．7折减系数来考虑填充墙

3、的影响，然后按纯框架进行计算。汶川地震后的震害实例调查【l】表明，钢筋混凝土框架结构房屋填充墙对结构安全有显著影响。因此，结合震害实例，研究填充墙对钢筋混凝土结构的抗震性能影响具有理论意义和实践价值。目前，文献【3—9】阐述了有关填充墙布置、开洞对框架结构的强度、刚度、锚固影响等问题的研圈1局部坐标系下框架梁、柱单元力学模型究。本文这里将继续研究填充墙布置对钢筋混凝土框架结构抗震性能的影响，通过考虑填充墙体1．2填充墙的力学模型位置的因素，建立了3个典型框架结构模型，对其一般说来，钢筋混凝土框架中的填充墙有三进行3种地震动输入下的动力时

4、程分析，讨论了种力学模型，分别是有效刚度模型、框架填充墙并在地震动作用下填充墙对框架结构的侧移、层间行模型、斜撑模型。本文采用斜撑模型。位移以及结构延性的影响。将填充墙等效为与墙等厚度、相当宽度的斜杆铰接于框架平面内，此斜杆只能承受压力，不能1结构单元计算模型承受拉力，斜压杆与框架一起抵抗侧向力，如图2美国纽约州立大学布法罗分校(stateUniversity所示。其中等效斜压杆的截面尺寸按照理论公式ofNewYorkatBuffalo)和国家地震研究中5,(NCEER)计算，比如参考文献【lo】的方法。等效斜压杆的应力联合开发研究的非

5、线性结构分析程序IDARC2D，集一应变关系如图3所示。成了到目前为止的钢筋混凝土单元和结构的试验研2填充墙对框架结构影响究成果。本文采用IDARC2D进行建模计算分析。1．1框架梁、柱的单元力学模型为了研究填充墙布置对框架结构的影响，根IDARC程序提供的截面恢复力模型类型丰据规范将框架结构简化为平面结构，再考虑影响因素，建立了三种计算模型：(1)纯框架模型M1收稿日期：2013—03—27(图4a)；(2)完全填充墙框架模型M2(图4b)；(3)作者简介：杜长虹(1979一)，女。内蒙古人，讲师，从事教学与结构工程研究工作。部分填充

6、墙框架模型M3(图4c)。学兔兔www.xuetutu.com326科技研究城市道桥与防洪2013年8月第8期表1自振周期(s)一览表匿波(ed)，进行动力时程分析，峰值加速度为0．2g。]凹广限于篇幅，本节仅给出模型1、2、3输人taft波下结构最大水平位移曲线如图5所示，各模型输————1—人什邡波八角波下结构层间位移角曲线如图6所示，以及模型3在三种波分别输入下层间位移角曲线如图7所示。6曩s432图2等效斜压杆模型图l0l互l龇k’。Il最大水平位移／ma1．．．．．．．．．．．．．_-J图5taft波下结构的最大水平位移曲线图

7、目}}薮65432lO图3应力-应变关系曲线图层间位移角／‰图6什邡波八角波下结构层间位移角曲线图I,-msftacd图4模型立面三种模型的平面、立面相同，地上6层，总高度20_3In。柱尺寸：550him×600mm；主要梁尺寸：300Illm×500mm，300Iilm×400ITII][I_O填充墙采用MU7．5空心黏土砖与M5混合砂浆砌筑而成，厚度300mm。梁、柱采用C25混凝土，纵向钢筋采用HRB335，箍筋采用HPB300。图7模型3层阊位移角曲线图2．1模态分析对三种模型进行模态分析，模型前三阶自振由图5、图6可以得出，

8、含有均匀布置填充墙周期如表1所示。从表1中的数据可以得出，填充的框架结构在地震波的作用下，最大水平位移、最墙的存在增大了结构的刚度，且填充墙越多，刚度大层间位移都比纯框架小，可见在地震作用下，填增加越多。充