填充墙对底框砌体房屋抗侧刚度的影响.pdfVIP

50 低 温 建 筑 技 术 2014年第2期 (总第 188期) 填充墙对底框砌体房屋抗侧刚度的影响 左宏亮，张 男， 郭 楠 (东北林业大学土木工程学院． 哈尔滨 150040) 摘【 要】 研究填充墙对底框砌体房屋抗侧刚度的影响，完善此类结构的抗震设计方法。采用ABAQUS有 限元分析软件，对一榀单跨的6层底部框架进行分析，考虑未设置填充墙，设置完全填充墙，设置半高、半跨填充墙 的4种情况，并探讨了地震强度对过渡层与底框层刚度和刚度比的影响。设置填充墙后 ，底框层刚度有较大增长， 根据填充墙形式不同，增长幅度从2．0到9．3倍之间。填充墙对底框砌体房屋过渡层与底框层的刚度比有较大影 响，随着地震强度的不断增大 ，此刚度比逐渐减小。 【关键词】 填充墙；底框砌体；抗侧刚度；有限元分析 【中图分类号】 TU375．4 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2014)02—0050—03 目前 ，在我 国的城市中，临街的建筑由于功能需 砌体采用红砖砌筑 ，墙厚370mm。梁 中钢筋上部通长 要，多建设成底层或底部两层为商店，银行或餐厅，上 配置 5 25，下部通长配置 6堂25，柱中配置钢筋 部楼层为纵横墙承重结构 的底部框架 一抗震墙砌体 20 25。梁柱混凝土等级为CA0，容重25kN／m ，弹性 房屋(以下简称为底框砌体房屋)。这类房屋具有底 模量为3．25×10MPa。 部平面布置灵活，容易满足使用要求，上部砌体具有 1．2 单元类型选择及模型建立 取材方便、造价低廉等优点，因此得到了广泛应用。 采用Abaqus有限元软件进行建模时，梁、柱、墙及 另一方面，这类房屋由两种不同的结构形式组成，竖 楼板均采用一次实体缩减积分单元 C3D8R，钢筋采用 向刚度分布不均匀 ，在历次地震 中破坏较严重，给人 桁架单元 T3D2。 们的生命财产安全造成了严重的威胁。 楼板与墙，梁与柱，梁与墙均采用绑定约束Tie连 近年来国内外学者就此类房屋的抗震性能开展 接 ，使构件之间不发生相对移动。钢筋与梁柱采用嵌 了一系列的研究工作，在底部框架中设置剪力墙 的形 入区域约束 EmbeddedRegion，使钢筋单元嵌入到混凝 式…，过渡层与底框层刚度 比的合理取值 ，托墙梁 土梁柱中。 承担竖向荷载的合理取值 ，底框砌体房屋的整体抗 1．3 材料的本构关系 震性能 等方面取得了一定的成果，但上述研究均未 (1) 混凝土本构关系。混凝土单轴应力．应变 考虑填充墙对底框砌体房屋的影响，事实上，过渡层 关系采用清华大学过镇海等人提出的双参数模型，同 与底框层的抗侧刚度比是底框砌体房屋设计中的一 时考虑到ABAQUS提供的混凝土塑性损伤模型特点， 个重要参数，它对结构在地震作用下的破坏形态和抗 对受拉应力．应变关系进行了适当简化 ，即假定拉应力 震能力有较大影响，而填充墙又会影响到底框部分的 达到混凝土抗拉强度之前 ，应力一应变关系是线弹性 刚度，因此 ，研究考虑填充墙的底框砌体房屋的抗侧 的 ，其表达式为： 刚度比，对明确此类房屋的抗震性能具有重要意义。 fY=O,X+(3—2a) +(口一2)x ≤1 … 本文采用 Abaqus有限元分析软件 ，对一榀单跨的 i)，：／[(一1)+] t1 () 6层底部框架进行分析 ，考虑未设置填充墙，设置完全 混凝土受拉应力一应变关系表达式为 ： 填充墙，设置半高、半跨填充墙