考虑填充墙与梁柱接触的RC框架结构地震响应研究

摘要

框架填充墙结构是目前房屋建筑结构中常用的一种结构形式。有关研究表明，填充墙对于框架结构的承载力、变形等性能有着较大的影响[1]。目前结构抗震研究中填充墙对框架结构性能的影响较为简单或不予考虑，这种计算方式偏于不安全。虽然国内外学者对填充墙框架结构做了大量的研究工作，但通过何种方式实现梁柱与填充墙之间的连接问题仍需要进一步的研究。本文针对考虑填充墙与框架接触在水平地震作用下的响应进行有限元数值模拟研究。
　　主要内容有：
　　（1）利用ANSYS建立十层3×1跨填充墙框架结构的三维空间实体有限元模型，进行考虑梁柱与填充墙不同接触情况下的抗震响应分析。
　　（2）对结构模型进行水平荷载作用下的静力分析，并与相关文献进行对比分析，研究本此模拟的可进行性。
　　（3）绘制不同接触摩擦系数（f=0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6，0.7，0.8，0.9，1.0）和无接触设置的框架结构的最大位移-时间曲线并比较；分析地震波在不同时间段的结构位移变化规律，比较各接触摩擦系数所对应位移曲线的不同点和共同点，研究不同接触设置对于框架结构最大位移的影响。
　　（4）研究分析框架梁柱与填充墙在不同接触摩擦系数设置下填充墙与框架间的相互作用。并分析开洞填充墙在水平地震作用下应力云图的分布特点和规律。分析结构应力分布最大点，为提高结构抗震作参考。
　　（5）在之前模拟结果的基础上，绘制层间位移曲线、接触应力随时间变化曲线，研究分析不同接触摩擦系数下填充墙与框架结构应力位移的变化趋势。确定在水平地震作用下耗能效果较好，应力、位移比较小的接触状态。
　　分析结果显示：框架梁柱与填充墙之间的接触程度对结构抗震有一定的影响，接触太强，结构刚度较大，对抗震不利。接触程度较弱，框架与填充墙不能进行有效的共同作用，仍对抗震不利。本次模拟中，当 f=0.3，f=0.5时较其他摩擦系数的框架位移小。应力云图显示，结构易在梁柱板交接处产生应力集中现象，易于破坏。

目录

声明

１ 绪论

1.1 概述

1.2 研究现状

1.3 填充墙框架结构的受力影响

1.4 ANSYS接触设置方法

1.5 本课题研究内容及创新点

2 砌体填充墙框架结构水平地震反应方法

2.1 结构抗震模型

2.2 结构地震作用

2.3 ANSYS常用动力分析法及理论

2.4 本章小结

3 结构分析模型及静力性能分析

3.1 前言

3.2 结构模型的建立

3.3 单元类型

3.4 网格划分

3.5 结构水平荷载作用下静力分析

3.6 本章小结

4 考虑接触的框架结构地震响应分析

4.1 框架结构水平地震波作用下的响应分析

4.2 框架结构接触摩擦系数f=0.5受力分析

4.3 填充墙受力分析

4.4 本章小结

5 结论与展望

致谢

攻读硕士期间主要成果

参考文献