自密实自保温混凝土住宅抗震性能分析

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1、58低温建筑技术2015年第1期(总第199期)DOI：10．13905／j．cnki．dwjz．2015．01．020自密实自保温混凝土住宅抗震性能分析傅挺挺，李旭恒(1．浙江大学土木工程系。杭州310058；2．杭州汽轮工程股份有限公司，杭州310000)【摘要】多层住宅在城镇化建设过程中占据了相当大的比重，多层住宅的保温作法是在主体结构形成以后，再粘贴或涂抹保温材料。这种作法不仅加大了建造成本，而且不利于建筑物结构受力和安全。基于以上背景，本文对自密实自保温混凝土进行了研究，利用Ansys软件，对自密实自保温混凝土多层住宅在地震作用下的抗震性能进行了分析，结果表明陶粒混凝土剪力墙结构比

2、普通混凝土柔性更好，变形能力强，有利于结构抗震。它不仅能满足抗震要求，且具有更好的抗震性能。因此，自密实自保温混凝土作为多层住宅结构的材料，既能满足抗震要求，又能满足保温要求，具有重大的推广价值。【关键词】自密实；自保温；陶粒；混凝土；抗震性能【中图分类号】TU352【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2015)01—0058—03近年来，我国住宅产业迅速发展，新型墙体材料表1模型1～6参数逐步替代粘土砖，它具有保护耕地、节约能源、改善建筑功能、治理环境污染等重大社会和经济效益，是城市可持续发展的需要⋯。建筑能耗包括了二方面的内容：一是建造工程的能耗，主要是指建筑材料构、配件、设

3、备的生产和运输，以及施工、安装中的能耗；二是使用过程的能耗，包括了建筑在采暖、照明、家用电器和热水供应中的能耗。现在其常用的保温方式有外保温和内保温两种方式。基于以上，若采用混凝土直接保温的方式，可以满足建筑节能50％的要求，而轻骨料混凝土由于其导热系数比较小，具有良好的保温性能，可行性研究表明其直接用来保温。1工程及模型简介本文研究的目的在于对比不同强度的自密实自保温混凝土剪力墙结构和普通混凝土剪力墙结构在地震作用下的动力特性。以某典型住宅楼结构设计建模，结构为6层，层高均为3．0m。工程抗震设防图1剪力墙整体模型烈度7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度0．20g，特征周期0．4

4、0s，建筑场地类别为第二类。结构静力分析不考虑惯性和阻尼的影响，适合求解惯由于陶粒混凝土的弹性模量及容重都小于普通性即阻尼的时间相关作用对结构响应的影响并不显混凝土，因此在建立模型时采取了以下假设：①模型著地问题。分析结果如下图所示。均按同比例缩小，可使自由度降低到ANSYS可运算的由图2一图7可知，模型1，3，5的z向最大变形范围，同时可以保证墙体的网格划分疏密相同，保证分别都大于模型2，4，6的z向最大变形外，由此可见，结果的可比性；②结构布置均相同，且规则、简单。陶粒混凝土的变形大于普通混凝土，这是由于陶粒混有限元分析计算过程中采用的是shell63板壳单凝土的容重和弹性模量都小于普通

5、混凝土。元和beam4梁单元。模型如图1所示。3模态分析2结构静力特性分析ANSYS中模态分析的求解方法总共有7种，本文采ANSYS程序中的结构静力分析是计算在固定不用BlockLanczos法。建立有限元模型后，首先对模型进变的载荷情况下结构的效应，即由于稳态外载荷引起行了模态分析与计算。由于该三维结构模型节点多，自的系统或部件的位移、应力、应变和力。一般情况下，由度数大，振型多，模态分析时利用分块Lanczos法反复f1．I；挺挺等：一密实自保温混凝土宅抗震能分析59圉一：．⋯，：二：=二向模型1的变形云图y向模型1的变形云图向模型5的变形云图y向模型5的变形云图图6、y、z向模型5的变

6、形云图图2、。向模型1的变形云图■向模型6的变形云图yN模型6的变形云图向模型2的变形云图y向模型2的变形云图图7、y、z向模型6的变形云图图3、y、z向模型2的变形云图主，第三阶以扭转为主，第五阶以Y方向平动为主；②高阶振型形状较复杂，各阶振型均为双向曲面，沿水平和竖向均呈曲线状。叠表2模型I一6前5阶模态频率向模型3的变形云图向模型3的变形云图图4、Y、向模型3的变形云图一⋯一：：向模型4的变形云图y向模型4的变形云图图5、y、：向模型4的变形云图汁算，质量矩阵采用分布(一致)质量阵，利用频域选项，分别对前5阶模态进行了分析。①频率模型l～6的前5阶模态的频率值如表1所示；②振型参与系数

7、如表2～表7所示(限于篇幅，Ansys截图略去)。4结语由表l～表7可看出：①六个模型的振型第一阶(1)通过结构静力分析可知，相同强度下自密以、)，两个方向平动为主，第二、四阶以方向平动为实自保温混凝土结构的内力明显小于普通混凝土，这60低温建筑技术2015年第1期(总第199期)表4模型2前5阶模态振型参与系数表8模型6前5阶模态振型参与系数表5模型3前5阶模态振型参与系数(3)虽然陶粒混凝土剪力墙结构比普