高位轉換框支剪力墻結構抗震性能分析研究

常 鑫

(中鐵三局集團有限公司勘測設計分公司，山西 太原 030001)

高位轉換框支剪力墻結構抗震性能分析研究

常 鑫

(中鐵三局集團有限公司勘測設計分公司，山西 太原 030001)

針對高位轉換框支剪力墻結構進行抗震性能設計，主要討論轉化層位置的變化對結構影響以及高位轉換層結構各層剛度的合理布局，并建立高位轉換框支剪力墻結構模型，利用MIDAS結構分析軟件進行整體內力位移計算，通過SPSS數據分析軟件對MIDAS所得數據進行后處理得出數據間的相關性。

最大層間位移角，統計分析，高位轉換，抗震性能

0 引言

近年來隨著全球建筑業迅速發展，對建筑的功能要求也越來越復雜化，高位轉換層結構的出現很好的解決了這一難題，但由于框支剪力墻結構的特點，部分抗側力構建的內力是由轉換構件向下傳遞的，極易在此處產生薄弱層。震害調查表明出現軟弱層的房屋在罕遇地震作用下極易發生倒塌，當轉換層位置較高時這種現象尤為突出，中國學者徐培福的研究表明，當轉換層位置較高時，僅控制等效剪切剛度是不行的還應該控制轉換層上下部結構的側向剛度，因此對這類復雜結構應進行詳盡的結構分析和概念設計。作者將通過結構模型層間位移角、基底彎矩剪力、框支柱內力分配百分比來對該種結構進行分析與總結。

1 模型建立

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

2 結構分析

本文模型采用MIDAS結構分析軟件進行整體內力位移計算，并通過SPSS數據分析軟件對MIDAS所得數據進行后處理得出數據間的相關性。由于結構較規則，通過控制材料與構件尺寸，可以滿足轉換層上下結構側向剛度比的要求。在此作者就高層建筑最關心的層間位移角、基底剪力彎矩與框支柱所占樓層內力百分比進行研究分析，從而得出相關結論。

以下為結構計算結果：

1)各模型x向層間位移角與y向層間位移角如圖3,圖4所示。

2)六個模型中最大層間位移角見表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數值如表2所示。

表2 模型基底彎矩與剪力數值

4)各模型轉換層下一層框支柱分配內力占樓層內力百分比見表3。

表3 模型框支柱分配內力百分比 %

由于層間位移角決定了結構抗震性能的好與壞，所以著重對結構的層間位移進行了后處理，其中x向最大位移角變化較大且存在一定的規律性，所以對其進行線性回歸分析與T檢驗，分別得到如圖5,表4,表5所示結果，回歸方程常量b0=0.991,樓層系數b=0.173，T檢驗結果Sig=0.003，說明回歸方程是顯著的。

表4 模型概率統計分析參數

計算參數相關系數決定系數校正后的決定系數標準誤差估計值結果0.9960.9920.9900.066408

表5 模型線性回歸分析參數

3 結語

通過分析MIDAS模型數據，對于高位轉換結構可以得到如下結果：

1)轉換層下部結構的變形隨著轉換位置的提高，模型x方向的層間位移角有著顯著的增大趨勢，轉換層下部結構最大層間位移角出現在中部偏上的樓層，且對較為規則的高位轉換結構x向的最大層間位移角的變化呈較顯著的線性變化。

2)框支柱所承擔的剪力與彎矩百分比隨轉換層位置的提高，框支柱分配的剪力彎矩越大，這說明在高位轉換結構中框支柱應成為抗震中著重加強的部位。

[1] 徐培福,王翠坤,郝銳坤,等.轉換層設置高度對框支剪力墻結構抗震性能的影響[J].建筑結構,2000(1):38-42.

[2] 金建敏.高位轉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,2004.

[3] 雍 軍.帶高位轉換層高層建筑框支剪力墻結構抗震性能研究[D].成都：西南交通大學,2008.

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[5] 李志會.高位轉換框支剪力墻高層建筑結構抗震性能研究[D].哈爾濱:哈爾濱工業大學,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