外挂墙板耗能节点的设计研究.pdfVIP

杨 云等 ：外挂墙板耗能节点的设计研究 73 外挂墙板耗能节点的设计研究 杨 云，石晓猛 (天津大学建筑工程学院。 天津 300072) 【摘 要】 外挂墙板可以在工厂预制，能够大大节省施工工期，并且劳动量小，所以得到了越来越广泛的应 用 。外挂墙板与主体结构的传统连接方式存在很多不足，本文基于耗能减震思想设计了一种新型的用于外墙板 与主体结构之间的连接节点，此结构克服了传统连接方式的缺点，充分利用了外挂墙板的强度和刚度，增强了结 构的抗震性能。 【关键词】 外挂墙板；耗能减震；连接节点 【中图分类号】 TU201．5 【文献标识码】 B 【文章编号】 1001—6864(2013)03—0073—03 外墙板虽然在建筑结构中作为非承重构件，但它 身的强度和刚度并提高工业化住宅的适用范围，可根 主体结构的受力性能有重要影响。在地震作用下外 据消能减震的思想设计外挂墙板与主体结构之间的 挂墙板可能会脱落、倒塌 ，从而造成严重的震害。近 耗能连接件 ，利用耗能连接件耗散一部分地震能量达 年来许多抗震专家通过一系列的模拟地震振动台试 到提高结构整体抗震性能的目的。 验对外挂墙板的钢结构住宅体系进行了系统的研究， 2 强度和刚度研究 试验结构表明：外挂墙板具有较好 的抗震性能，采取 由于要利用外墙板平面内的强度和刚度 ，故先对 必要的连接措施在地震作用下不会破坏；外挂墙板本 钢筋混凝土外墙板进行研究。本文选用一典型的外 身具有较大的整体刚度和足够的强度储备；外挂墙板 挂墙板进行研究。此外挂墙板厚度为 150ram，混凝土 对钢框架体系提供了较大的刚度贡献，对结构体系的 强度等级为C35，具体尺寸如图1所示。对上图所示 动力性能及抗震性能将产生一定的影响。 墙板进行不同配筋率下的抗侧刚度有限元分析，设计 1 传统连接方式 了五种不同配筋形式的墙板如表 1所示。建立的墙板 钢筋混凝土墙板一般外挂于主体结构之上。墙板 有限元模型如图2所示。 与主体结构的传统连接方式有刚性连接和柔性连接。 表 1 模型配筋 1．1 刚性连接 刚性连接是指以灌浆或焊接等形式将外墙板与 主体结构连接成为整体 ，外墙板与主体结构一同受力 变形。刚性连接可以利用墙板平面 内的强度和刚度 来承受主体结构的一部分水平荷载，但当结构在罕遇 地震作用下外墙板可能会承受较大的荷载、产生较大 的内力 ，导致其出现裂缝甚至破坏脱落而造成严重的 震害。 1．2 柔性连接 注：Qa一5模型在洞口布置两根直径20一 的加强钢筋 柔性连接是指外墙板与主体结构之间允许有一 定的相对位移。柔性连接 由于外墙板可以与主体结 构有相对位移，故在罕遇地震作用下不会产生较大的 内力而发生破坏，但这样就不能充分利用外墙板平面 内所具有的一定强度和刚度，从而造成材料浪费。 这两种传统的连接方式各有优缺点，刚性连接可 以利用外挂墙板的强度和刚度 ，但不适用于高设防烈 图1典型的外挂墙板 度区；柔性连接可 以适用于高设防烈度 区，但其强度 和刚度没有得到充分的利用 ，造成材料的浪费。而我 采用大型通用计算软件ANSYS进行有限元分析， 国是世界上地震灾害最严重的国家之一，80％的大中 混凝土单元采用 SOLID65单元，并运用 William— 城市处于抗震设防区。为了能充分利用外挂墙板本