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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发布时间：2021-10-22

资料介绍

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
O 引言
框架结构的建筑平面布置灵活，可以用隔断
墙分隔空间，以适应不同使用功能的需求。框架结
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
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
位置的因素，建立了 3个典型框架结构模型，对其
进行 3种地震动输入下的动力时程分析，讨论了
在地震动作用下填充墙对框架结构的侧移、层间
位移以及结构延性的影响。
1 结构单元计算模型
美国纽约州立大学布法罗分校 (state University
of New York at Buffalo)和国家地震研究中 5,(NCEER)
联合开发研究的非线性结构分析程序 IDARC2D，集
成了到目前为止的钢筋混凝土单元和结构的试验研
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
IDARC程序提供的截面恢复力模型类型丰
收稿日期：2013—03—27
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。
富，包括弹性恢复力模型、理想弹塑性恢复力模
型、两折线强化恢复力模型、纤维模型等。本文分
析采用了基于纤维模型的非线性梁柱单元，如图 1
所示。
圈 1 局部坐标系下框架梁、柱单元力学模型
1．2 填充墙的力学模型
一般说来，钢筋混凝土框架中的填充墙有三
种力学模型，分别是有效刚度模型、框架填充墙并
行模型、斜撑模型。本文采用斜撑模型。
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
承受拉力，斜压杆与框架一起抵抗侧向力，如图 2
所示。其中等效斜压杆的截面尺寸按照理论公式
计算，比如参考文献【lo】的方法。等效斜压杆的应力
一应变关系如图 3所示。
2 填充墙对框架结构影响
为了研究填充墙布置对框架结构的影响，根
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
(图 4a)；(2)完全填充墙框架模型 M2(图 4b)；(3)
部分填充墙框架模型 M3(图 4c)