轻质隔墙墙板对框架结构自振周期的影响研究

摘要

框架结构中轻质隔墙或砌体填充墙是一种相当重要的非结构构件。由于结构中轻质隔墙或砌体填充墙占有较大地比重，对框架主体的整体刚度和地震作用有着不可忽略的影响。按照相关现行规范可知：主体结构在抗震设计的分析中计算得来的自振周期，还需要使用周期折减系数进行折减。国内外学者针对砌体填充墙对结构自振周期的影响做了大量的研究，并取得了丰硕的研究成果。目前，随着墙体材料的不断革新与发展，传统使用的填充墙材料正在不断地被新型墙材取而代之。新型墙材以其轻质、利于节能与土壤保护等优点在日常生活中越来越受人们的欢迎，而这些新型墙体选取不同墙材、不同布置形式、与主体结构不同的连接方式等对结构的自振周期和整体刚度的影响，还没有明确的条文规定。因此，在对结构抗震设防越来越重视的今天，新型墙材对框架结构的自振周期及整体刚度的影响研究就显得越发重要和急迫。本文针对不同的楼层数、填充墙材料、填充率、弹性模量、密度和墙体厚度几个因素来考虑，对轻质隔墙墙板-框架结构及填充墙结构中周期折减问题做了如下研究工作： （1）本文叙述了框架结构自振周期的理论方法与不同国家规范对其计算的经验公式进行相应的比较。通过分析可得现有的的经验公式中只考虑了建筑高度或底部宽度对自振周期的影响，包括我国在内的大多数国家对于填充墙其他因素对自振周期的影响却没有考虑。 （2）本文使用ABAQUS有限元软件创建了轻质隔墙墙板-框架结构的模型来模拟分析结构的抗侧性能，得到的分析结果是：轻质隔墙墙板的填充能够在一定程度上增强整个框架体系的初始抗侧刚度。 （3）本文把楼层数、填充墙材料、填充率、墙体材料的弹性模量、密度和墙体厚度等因素对结构自振周期的影响作为研究重点。针对不同影响因素的变化，创建了不同的计算分析模型并进行模态分析，对得到的计算结果进行归纳整理，初步得到轻质隔墙墙板及砌体填充墙对结构自振周期的影响规律。根据所得到的规律，给出了建议的结构自振周期折减系数取值范围。