高位轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能分析研究

常 鑫

(中鐵三局集團(tuán)有限公司勘測(cè)設(shè)計(jì)分公司，山西 太原 030001)

高位轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能分析研究

常 鑫

(中鐵三局集團(tuán)有限公司勘測(cè)設(shè)計(jì)分公司，山西 太原 030001)

針對(duì)高位轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能設(shè)計(jì)，主要討論轉(zhuǎn)化層位置的變化對(duì)結(jié)構(gòu)影響以及高位轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)各層剛度的合理布局，并建立高位轉(zhuǎn)換框支剪力墻結(jié)構(gòu)模型，利用MIDAS結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力位移計(jì)算，通過(guò)SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)MIDAS所得數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理得出數(shù)據(jù)間的相關(guān)性。

最大層間位移角，統(tǒng)計(jì)分析，高位轉(zhuǎn)換，抗震性能

0 引言

近年來(lái)隨著全球建筑業(yè)迅速發(fā)展，對(duì)建筑的功能要求也越來(lái)越復(fù)雜化，高位轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)很好的解決了這一難題，但由于框支剪力墻結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，部分抗側(cè)力構(gòu)建的內(nèi)力是由轉(zhuǎn)換構(gòu)件向下傳遞的，極易在此處產(chǎn)生薄弱層。震害調(diào)查表明出現(xiàn)軟弱層的房屋在罕遇地震作用下極易發(fā)生倒塌，當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)這種現(xiàn)象尤為突出，中國(guó)學(xué)者徐培福的研究表明，當(dāng)轉(zhuǎn)換層位置較高時(shí)，僅控制等效剪切剛度是不行的還應(yīng)該控制轉(zhuǎn)換層上下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，因此對(duì)這類復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)進(jìn)行詳盡的結(jié)構(gòu)分析和概念設(shè)計(jì)。作者將通過(guò)結(jié)構(gòu)模型層間位移角、基底彎矩剪力、框支柱內(nèi)力分配百分比來(lái)對(duì)該種結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析與總結(jié)。

1 模型建立

計(jì)算模型為一框支剪力墻結(jié)構(gòu)，共29層，高97.5 m，7度抗震，地震加速度0.1g，轉(zhuǎn)換層采用較為傳統(tǒng)的梁式轉(zhuǎn)換，混凝土均采用C40。轉(zhuǎn)換層及以下為框支結(jié)構(gòu)，由落地剪力墻和框支框架組成，層高4.5 m，上部為剪力墻結(jié)構(gòu)，層高3 m。保持總層數(shù)不變，分別將轉(zhuǎn)換層位于3層、5層、7層、9層、11層、13層頂，則可得共6個(gè)模型。高位轉(zhuǎn)換作為復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)的一種，宜采用平面布置規(guī)則結(jié)構(gòu)形式，所以結(jié)構(gòu)平面布置形式與結(jié)構(gòu)計(jì)算模型如圖1,圖2所示。

2 結(jié)構(gòu)分析

本文模型采用MIDAS結(jié)構(gòu)分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力位移計(jì)算，并通過(guò)SPSS數(shù)據(jù)分析軟件對(duì)MIDAS所得數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理得出數(shù)據(jù)間的相關(guān)性。由于結(jié)構(gòu)較規(guī)則，通過(guò)控制材料與構(gòu)件尺寸，可以滿足轉(zhuǎn)換層上下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比的要求。在此作者就高層建筑最關(guān)心的層間位移角、基底剪力彎矩與框支柱所占樓層內(nèi)力百分比進(jìn)行研究分析，從而得出相關(guān)結(jié)論。

以下為結(jié)構(gòu)計(jì)算結(jié)果：

1)各模型x向?qū)娱g位移角與y向?qū)娱g位移角如圖3,圖4所示。

2)六個(gè)模型中最大層間位移角見(jiàn)表1。

表1 最大層間位移角及最大層間位移所處樓層

3)各模型基底剪力及彎矩?cái)?shù)值如表2所示。

表2 模型基底彎矩與剪力數(shù)值

4)各模型轉(zhuǎn)換層下一層框支柱分配內(nèi)力占樓層內(nèi)力百分比見(jiàn)表3。

表3 模型框支柱分配內(nèi)力百分比 %

由于層間位移角決定了結(jié)構(gòu)抗震性能的好與壞，所以著重對(duì)結(jié)構(gòu)的層間位移進(jìn)行了后處理，其中x向最大位移角變化較大且存在一定的規(guī)律性，所以對(duì)其進(jìn)行線性回歸分析與T檢驗(yàn)，分別得到如圖5,表4,表5所示結(jié)果，回歸方程常量b0=0.991,樓層系數(shù)b=0.173，T檢驗(yàn)結(jié)果Sig=0.003，說(shuō)明回歸方程是顯著的。

表4 模型概率統(tǒng)計(jì)分析參數(shù)

計(jì)算參數(shù)相關(guān)系數(shù)決定系數(shù)校正后的決定系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)誤差估計(jì)值結(jié)果0.9960.9920.9900.066408

表5 模型線性回歸分析參數(shù)

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)分析MIDAS模型數(shù)據(jù)，對(duì)于高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)可以得到如下結(jié)果：

1)轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)的變形隨著轉(zhuǎn)換位置的提高，模型x方向的層間位移角有著顯著的增大趨勢(shì)，轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)最大層間位移角出現(xiàn)在中部偏上的樓層，且對(duì)較為規(guī)則的高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)x向的最大層間位移角的變化呈較顯著的線性變化。

2)框支柱所承擔(dān)的剪力與彎矩百分比隨轉(zhuǎn)換層位置的提高，框支柱分配的剪力彎矩越大，這說(shuō)明在高位轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)中框支柱應(yīng)成為抗震中著重加強(qiáng)的部位。

[1] 徐培福,王翠坤,郝銳坤,等.轉(zhuǎn)換層設(shè)置高度對(duì)框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能的影響[J].建筑結(jié)構(gòu),2000(1):38-42.

[2] 金建敏.高位轉(zhuǎn)換框支剪力墻高層建筑抗震性能研究[D].武漢:武漢理工大學(xué),2004.

[3] 雍 軍.帶高位轉(zhuǎn)換層高層建筑框支剪力墻結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D].成都：西南交通大學(xué),2008.

[4] 陳 明.基于MIDAS的某帶端部轉(zhuǎn)換剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震性能分析[D].合肥:安徽建筑大學(xué),2015.

[5] 李志會(huì).高位轉(zhuǎn)換框支剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)抗震性能研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué),2012.

Seismicperformanceanalysisofhigh-transferframe-supportedshearwallstructure

ChangXin

(SurveyandDesignBranchCompanyofChinaRailwayNo.3EngineeringGroupCo.,Ltd,Taiyuan030001,China)

The seismic performance design of high-transfer frame-supported shear wall structure is conducted. The influence of the position change of conversion layer on structure and reasonable layout of the stiffness of each storey of high-transfer storey structure are mainly discussed. Moreover, a high-transfer frame-supported shear wall structure is established. The overall internal force and displacement is calculated by MIDAS structure analysis software. Data correlation is obtained by processing of MIDAS data from SPSS data analysis software.

maximal story drift angle, statistical analysis, high-transfer, seismic performance

TU352

A

1009-6825(2017)26-0058-02

2017-07-07

常 鑫(1988- )，男，碩士，助理工程師