填充墙对多层框架结构刚度的影响
摘要:基于有限元软件ANSYS10.0建立3层的纯框架模型和3层的框架填充墙模型,分别在自振周期、楼层位移两方面进行对比分析,得出填充墙对多层框架结构抗侧刚度的影响,并提出一些合理的建议。
关键词:多层框架结构;填充墙;ANSYS10.0;抗侧刚度 引言:框架结构形式是一种比较常见的结构体系,被广泛应用于办公楼、学校、商场及住宅中。框架结构主要受力构件是梁和柱,填充墙起到分割和维护的作用,因而被视为非结构构件。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(2010版)4.3.17规定:当非承重墙体为砌体墙时,框架结构的周期折减系数可取0.6~0.7。基于规范的这种规定,对于框架填充墙结构,在结构设计时,设计人员只是把填充墙作为一种均布线荷载,或者是均布面荷载输入到结构模型中。这样在计算模型时只考虑了填充墙的质量,却忽略了其刚度,造成框架结构的受力性能会发生改变:整个框架房屋的质量、刚度、自振周期及结构变形和位移较纯框架结构都会有较大的不同,使得计算力学模型与实际结构有较大出入。
一:理论分析:
在框架填充墙结构中,框架受到填充墙的支撑作用,填充墙受到框架的约束作用,可以理解成填充墙和框架结构共同工作。这种框—墙共同工作的事实已被试验证实。而纯框架结构中只是框架梁、柱受力,没有填充墙的参与。这种实际受力分析和建模简化的差别使得构件的受力有较大的差异。下面基于软件来分析二者的不同。
二:实例分析:
1.基本假定:
(1)框架结构固结于基础上
(2)弹性变形假定
(3)刚性楼板假定
2.单元的选取:
梁、柱单元采用BEAM4单元,板、墙单元采用SHELL63单元,填充墙与底部梁耦合和周边梁柱的接触采用点点接触(CONTAC52)来处理。模态分析采用分块兰索斯法(BLOCKLANCZOS),动力作用采用瞬态分析。
3.模型的建立: