外挂墙板对框架结构内力的影响分析.pdf

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1、于敬海等：外挂墙板对框架结构内力的影响分析31外挂墙板对框架结构内力的影响分析于敬海，张刚，李久鹏(1．天津大学建筑设计研究院．天津300072；2．天津大学土木工程系。天津300072；3．同济大学建筑工程系．上海200092)【摘要】运用有限元数值分析方法对外挂墙板与主体结构连接方式不同的三个两层两跨框架结构模型进行分析，分析结果表明外挂墙板对框架结构受力性能产生一定影响；外挂墙板与主体框架连接的刚度越大对框架产生的内力影响越大；除柱轴力外，／JI#l,挂墙板后同向侧移的加载形式比反向侧移的加载形式对内力的影响程度更大；外挂墙板

2、与主体结构的不同连接形式对框架内力影响的比重都随侧移的增加而减小。【关键词】外挂墙板；数值分析；内力【中图分类号】TU375．4【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2011)08—0031—03工业化住宅广泛采用外挂钢筋混凝土墙板作为外围护体系，同济大学李国强等对条板型外挂墙板的二层钢结构住宅模型进行了振动台试验，试验结果表明外挂墙板对框架结构体系提供了一定的刚度和强度贡献，对结构体系的动力性能及抗震性能产生了一定的影响-a]；El本中尾好昭等，中国王立忠、罗健等对螺栓连接外挂混凝土墙板的高层钢结构进行了弹模型B连接示意

3、性和弹塑性时程分析，分析结果表明螺栓连接的外挂混凝土墙板对高层钢结构的地震反应有一定的衰减作用’。。外挂墙板对结构的内力产生一定的影响，但其影响规律以及如何在工业化住宅的设计中利用这些规律还没有进行过深入研究，为此本文运用有限元数值分析方法对其进行进一步的研究。模型C连接示意1有限元模型建立及计算建立了三个两层两跨的框架结构有限元模型，三图1模型尺寸与连接件布置图个模型的主体框架部分完全相同，模型的构件尺寸及运用ANSYS有限元软件进行计算分析，采用墙板与主体结构的连接方式见表1，模型的具体尺寸BEAM3单元模拟框架梁柱；采用COM

4、BIN40单元模拟和连接件布置位置见图1。摩擦滑移连接件；采用SOLID65混凝土单元模拟外挂表1有限元模型构件尺寸及连接方式墙板；通过将外挂墙板和梁柱上对应位置的点进行自由度的耦合来模拟刚性连接。模型等尺寸尺寸墙板与主体连接方式／mm／mm表2加载工况mm工况1工况2工况3工况4顶层位移2400底层位移1212⋯知加载示意卜，32低温建筑技术2011年第8期(总笫158期)为模拟地震中可能出现的两种侧移形式，对每个结构都分为四种工况进行加载，采用位移加载，具体形123456’。式见表2。其中工况I、2模拟结构相邻两层发生同向-侧移

5、时的情况，工况3、4模拟结构相邻两层发生相反方向侧移时的情况。工况2、4目的是反应随侧移量的增加墙板对结构内力影响的变化情况。．789—l0l1l2g一分析中假设梁柱均为弹性。摩攘连接只提供水平方向的摩擦力贡献。加载过程不考虑重力影响和不给h16l7柱子施加轴压力。．1314l518．2计算结果分析取图2所示控制截面，三个模型在四种工况下各图2模型框架内力控制截面个截面的弯矩、剪力及柱子轴力分别列于表3一表5。表3模型剪力对比表kN表4模型弯矩对比表kN·m于敬海等：外挂墙板刈_框架结构内力的影响分析3372164弧、8847227

6、168728住959ll842O99O2l444329668{詈44m576386．6螂拼356．8Q29m42Ⅲ98纯l137．6138．1146．7275．1276．5291．2198．8199．92O1．3397．7399．4402．77785mm抛猫7讯■m5眠5御325m啪斯3O699∞瑚7"m8"m4m7腿猫976：暮3778O砌6甜7B68347OO74强58扣7164甜63粥6●636335396622∞55B∞7甜673卯对以上计算结果进行对比分析，可得到如下结论：比例都随侧移的增加而减小。从影响的绝对数值上(1)

7、模型B、C对一层梁剪力的影响程度大于二看，模型B增长缓慢而模型c增长较快。层梁，梁剪力变化最大处发生在梁端部。(8)除柱轴力外，加外挂墙板后同向侧移的加载(2)模型B、c对二层柱剪力的影响程度大于一形式比反向侧移的加载形式对内力的影响程度更大。层柱。3结语(3)模型B、C对一层梁的弯矩影响程度大于二采用有限元分析软件，选取典型模型考虑外挂墙层梁，梁弯矩变化最大处发生在跨中。板的作用，经大量分析研究，得到以下重要结论：(4)模型B、c在同向加载条件下对二层柱弯矩(1)外挂墙板与主体结构的不同连接形式对框的影响程度大于一层柱，而在反向加

8、载条件下对一层架内力产生不同的影响：①外挂墙板与主体框架连接柱弯矩的影响程度大于二层柱。的刚度越大对框架产生的内力影响越大。②除柱轴力(5)模型B、c对一层柱轴力的影响程度远大于外，加外挂墙板后同向侧移的加载形式比反向侧移的二层柱，对