刘肖凡_刘肖凡 东南大学_刘肖凡东南大学

年第 期年第年第年第 期期期2010 4河河河河河河南建材河南建材河南建材南南南南南建材建建建建材材材材200820082008 111填充墙开洞情况对填充墙- 钢框架受力性能影响的研究崔名相， 陈向荣 周 剑， 刘中伟,西安建筑科技大学（710055）摘 要 通过结构分析软件 对实体填充墙— 钢框架和开洞填充墙— 钢框架结构进行非线性分: ANSYS析和结构受力的特性分析，研究开门洞口位置的改变对结构受力性能的影响。 结果表明，墙体开洞使结构承载力和刚度下降，在循环荷载作用下，门洞以正中位置的洞口承载力比左、右偏的要略大。关键词 开洞填充墙 钢框架；非线性有限元模型；开洞: -填充墙— 钢框架结构是在建筑中广泛使用的结构形 设计如表 ，其中开洞结构的开洞率均为 。1 16.5%式。 学者对填充墙— 钢框架结构的受力性能进行了 1.2 ANSYS 单元类型选取[3]较为广泛的研究 但对于开洞填充墙— 钢框架结构的研究十 根据结构的特点，用 程序 对结构进行模拟，钢, ANSYS分有限。 框架采用三维 结点的 单元 单元每个结点有20 SOLID95 , 3钢框架结构抗侧刚度较低 在多层或高层钢结构建筑中 个自由度，填充墙采用 结点的 单元，单元每个结, 8 SOLID65通常采用合适的抗侧力体系来满足钢框架的抗侧力要求， 点有 个自由度。

钢框架与墙体之间的接触单元则采用试 3填充墙是框架结构建筑中不可缺少的结构构件 在工程中应 和 ，接触面之间的摩擦系数取 。, TARGET170 CONTA174 0.45验 用十分广泛。刘肖凡 当前这类结构较为常见的设计方法是钢框架 鉴于单元划分直接影响计算结果的准确性和计算速度，[3]研 承担全部竖向和水平荷载。 填充墙构件不作为结构的一部 划分网格时梁柱结点位置采用格划分 ，其它部位采[1]究 分参与工作 。 然而填充墙除了起到护墙、 内隔墙及楼 用映射网格划分。梯电梯间墙体作用外，从结构角度看，当框架受水平力作用 钢材的弹性模量 取 ，应力— 应变曲线采E 1.799 3 MPas时，墙体会参与共同抵抗水平力。 用多线性随动强化模型，屈服强度为287 MPa ；砌体弹性模工程设计中，由于功能要求需开设门窗洞口、设置半高 量 3 使用 屈服准则 抗压强度取3.756×10 MPa, Von Mises ,墙或底层不设置墙体。 墙体平面外的刚度很大，墙体面积的 4.19 MPa 。减少降低了结构的承载力和刚度 对结构的抗震性能有很大 试件加载设置, 1.3影响。 因此，对开洞填充墙— 钢框架结构不同开洞形式进行 为了准确模拟实际受力情况试件中均在柱端施加, 80 kN研究，不仅有较大的理论意义，而且还具有一定的工程应用 的轴力并以面力的方式施加到柱端的盖板上端截面的所有,价值。

本文主要研究开门洞口位置的改变对结构受力性能 结点上，在二层梁柱连接处施以 方向上的约束，防止试件Z的影响，通过结构分析软件 ANSYS 对实体填充墙— 钢框架 出现平面外失稳，钢框架柱脚施以固端约束。 为了洞位置设置表2 试件的强度和刚度分析试件 KJ MD-1 MD-2 MD-32.1 系列试件骨架曲线分析开洞位置 无 正中 左偏 右偏由于填充墙的开洞使得结构的承载能力下降，但位置的[2]填充墙— 钢框架结构为二层单跨结构 ，层高 ，跨 不同，影响程度是不一样的。 表 为 系列试件的相关数1 400 2 MD度为 ，其梁柱截面均为焊接 型截面，柱截面尺寸 据。2 400 H H×B×t ×t 为 150 mm×150 mm×7 mm×10 mm（翼缘厚为7 mm ， 经比较，在循环荷载作用下，MD-1 的承载力相对MD-21 2腹板厚 ） 梁截面尺寸 为 和 要略大 由于洞口左偏或右偏造成墙体与钢框架之10 mm , H×B×t ×t 200 mm×100 mm×6 MD-3 ,1 2mm×8mm （翼缘厚为6 mm ，腹板厚 8 mm ）。

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