结构动力时程分析中隔墙的简化处理方法

摘要

结构动力分析中质量与刚度对结果影响较大。由于建模中一般没有考虑非结构构件(主要为隔墙)，因此非结构构件的质量与刚度对结构的贡献无法计入。事实上，由于隔墙等非结构构件的存在，结构的质量增加、刚度加大均将导致地震反应加剧，如在计算中不考虑此项的影响将偏不安全。但是目前对隔墙并没有有效的处理方法。如需精确考虑隔墙问题，最好也对隔墙进行建模，此时质量和刚度均自动包含在内。但是对隔墙建模将使单元、节点数成倍增加，于是计算工作量将大幅度提高，同时隔墙与主体结构的连接、隔墙的材料模型等目前也无法解决。因此，在结构动力时程分析中需要寻求一种隔墙的简化处理方法以便有效地指导工程实践。 本文首先以一四层框架结构为数值实验模型，对该结构采取了四种不同的工况进行建模，比较了各种工况动力特性的变化(模态参数、模态振型)，在此基础上提出了五种简单的质量简化方案，比较了各方案用于模型三和模型四时，动力特性的改变。并分别计算了各方案与原模型的频率误差平方和的平方根(a)，将a值最小的方案作为最佳质量简化方案。为考虑隔墙对整个结构刚度的贡献，规范的做法是对不考虑隔墙刚度而得到的自振周期乘以一个折减系数，本文以此为依据，采用对梁柱弹性模量乘以一个放大系数(β)的方法，数值实验表明模态频率与β成线性关系，因此提出用线性插值的方法找到相应的β值，这样就完成了对隔墙质量和刚度的简化。数值结果表明该方法所得频率与规范所得结果一致，误差不到5[％]，能满足精度要求。 最后将本文方法用于成都某实际工程，分别计算了不考虑隔墙与本文简化模型的动力分析结果，提取相应的位移、内力、应力进行比较，结果表明不考虑隔墙将使结果偏小，偏不安全，而本文方法计算工作量小、结果合理可靠、偏于保守，能较好地满足工程的需要。

目录

文摘

英文文摘

1绪论

2分析软件

3框架模型数值实验

4工程实例

5结论

参考文献

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