不同高位转换层对部分框支剪力墙结构的影响

赵顺 李九

(山西省建筑设计研究院，山西太原 030013)

1 模型介绍

某拟建工程结构类型为部分框支剪力墙结构。建筑下部为框架结构，上部为剪力墙结构。结构总高度为76.8 m，地下1层，地上20层，地下1层层高4.8 m，地上1层～20层层高3.6 m。从本文的研究目的出发，在进行上部结构分析的时候，去除地下室部分。结构平面布置如图1所示。

图1 结构平面图

为对比转换层高度不同对部分框支剪力墙结构受力性能的影响，分别建立转换层位置不同的四个模型，转换层依次位于第1，3，6，9 层，模型分别记为 M1，M3，M6 和 M9。

2 各模型动力特性对比

各模型各个振型的周期如表1所示，对比折线图如图2所示。

由以上对比可以看出，转换层位置对于结构周期的影响主要有两点:

前三个振型的周期随着转换层位置的提高而逐渐减小，说明在此结构中，转换层位置提升可以增大结构的抗侧刚度，这是由于转换层下使用的框架柱截面较大，以至于底部框架层的增多使结构抗侧刚度变大，从而周期减小;第四振型的周期随转换层位置的升高而升高，更高阶振型的周期随转换层位置的变化并无明显变化。

图2 周期对比

图3 X向和Y向地震作用下平均层间位移对比

图4 X向和Y向地震作用下层剪力对比

3 各模型地震作用下的位移比较

各模型在X向和Y向地震作用下的平均层间位移如表2所 示。对比折线图如图3所示。

表2 X向和Y向地震作用下各楼层平均层间位移mm

由X向和Y向地震作用下各模型平均层间位移可以看出，转换层位置的变化对于该性能参数的影响主要有:

当转换层在首层时，位移曲线表现出明显的弯曲形，基本没有突变;转换层在上部时，在转换层处曲线存在突变点，由于转换层构件截面较大，因此在转换层处结构刚度较大，从而层间位移在曲线上表现出变小的突变点，随着转换层位置的提高，此突变点也上升;随着转换层位置的提升，转换层下部楼层的层间位移有明显增大的趋势，而转换层上部楼层的层间位移呈现略有降低的特点。

4 不同模型层剪力对比

各模型在X向和Y向地震作用下的层剪力如表3所示。对比折线图如图4所示。

表3 X向和Y向地震作用下各模型层剪力对比

由各模型在X向和Y向地震作用下的层剪力对比可以看出，转换层位置的升高对层剪力的影响主要有:转换层位置的升高对上部楼层层剪力影响较小;下部楼层层剪力数值随着转换层位置的升高而增大，并且在转换层由第三楼层提升至第六楼层时变化最为明显;层剪力曲线在转换层位置有突变的趋势。

5 结语

通过对转换层位置不同的几个模型进行有限元计算，得出关于不同高位转换层对部分框支剪力墙结构受力性能的一些影响，主要结论如下:1)转换层位置对于结构周期的影响主要有两点:前三个振型的周期随着转换层位置的提高而逐渐减小，第四振型的周期随转换层位置的升高而升高，更高阶振型的周期随转换层位置的变化并无明显变化。2)转换层位置的变化对于该性能参数的影响主要有:当转换层在首层时，位移曲线表现出明显的弯曲形，基本没有突变;转换层在上部时，在转换层处曲线存在突变点，随着转换层位置的提高，此突变点也上升;随着转换层位置的提升，转换层下部楼层的层间位移有明显增大的趋势，而转换层上部楼层层间位移呈现略有降低的特点。3)转换层位置的升高对层剪力的影响主要有:转换层位置的升高对上部楼层层剪力影响较小;下部楼层层剪力数值随着转换层位置的升高而增大，层剪力曲线在转换层位置有突变的趋势。