高位转换框支剪力墙结构抗震性能分析研究

常 鑫

(中铁三局集团有限公司勘测设计分公司，山西 太原 030001)

高位转换框支剪力墙结构抗震性能分析研究

常 鑫

(中铁三局集团有限公司勘测设计分公司，山西 太原 030001)

针对高位转换框支剪力墙结构进行抗震性能设计，主要讨论转化层位置的变化对结构影响以及高位转换层结构各层刚度的合理布局，并建立高位转换框支剪力墙结构模型，利用MIDAS结构分析软件进行整体内力位移计算，通过SPSS数据分析软件对MIDAS所得数据进行后处理得出数据间的相关性。

最大层间位移角，统计分析，高位转换，抗震性能

0 引言

近年来随着全球建筑业迅速发展，对建筑的功能要求也越来越复杂化，高位转换层结构的出现很好的解决了这一难题，但由于框支剪力墙结构的特点，部分抗侧力构建的内力是由转换构件向下传递的，极易在此处产生薄弱层。震害调查表明出现软弱层的房屋在罕遇地震作用下极易发生倒塌，当转换层位置较高时这种现象尤为突出，中国学者徐培福的研究表明，当转换层位置较高时，仅控制等效剪切刚度是不行的还应该控制转换层上下部结构的侧向刚度，因此对这类复杂结构应进行详尽的结构分析和概念设计。作者将通过结构模型层间位移角、基底弯矩剪力、框支柱内力分配百分比来对该种结构进行分析与总结。

1 模型建立

计算模型为一框支剪力墙结构，共29层，高97.5 m，7度抗震，地震加速度0.1g，转换层采用较为传统的梁式转换，混凝土均采用C40。转换层及以下为框支结构，由落地剪力墙和框支框架组成，层高4.5 m，上部为剪力墙结构，层高3 m。保持总层数不变，分别将转换层位于3层、5层、7层、9层、11层、13层顶，则可得共6个模型。高位转换作为复杂高层结构的一种，宜采用平面布置规则结构形式，所以结构平面布置形式与结构计算模型如图1,图2所示。

2 结构分析

本文模型采用MIDAS结构分析软件进行整体内力位移计算，并通过SPSS数据分析软件对MIDAS所得数据进行后处理得出数据间的相关性。由于结构较规则，通过控制材料与构件尺寸，可以满足转换层上下结构侧向刚度比的要求。在此作者就高层建筑最关心的层间位移角、基底剪力弯矩与框支柱所占楼层内力百分比进行研究分析，从而得出相关结论。

以下为结构计算结果：

1)各模型x向层间位移角与y向层间位移角如图3,图4所示。

2)六个模型中最大层间位移角见表1。

表1 最大层间位移角及最大层间位移所处楼层

3)各模型基底剪力及弯矩数值如表2所示。

表2 模型基底弯矩与剪力数值

4)各模型转换层下一层框支柱分配内力占楼层内力百分比见表3。

表3 模型框支柱分配内力百分比 %

由于层间位移角决定了结构抗震性能的好与坏，所以着重对结构的层间位移进行了后处理，其中x向最大位移角变化较大且存在一定的规律性，所以对其进行线性回归分析与T检验，分别得到如图5,表4,表5所示结果，回归方程常量b0=0.991,楼层系数b=0.173，T检验结果Sig=0.003，说明回归方程是显著的。

表4 模型概率统计分析参数

计算参数相关系数决定系数校正后的决定系数标准误差估计值结果0.9960.9920.9900.066408

表5 模型线性回归分析参数

3 结语

通过分析MIDAS模型数据，对于高位转换结构可以得到如下结果：

1)转换层下部结构的变形随着转换位置的提高，模型x方向的层间位移角有着显著的增大趋势，转换层下部结构最大层间位移角出现在中部偏上的楼层，且对较为规则的高位转换结构x向的最大层间位移角的变化呈较显著的线性变化。

2)框支柱所承担的剪力与弯矩百分比随转换层位置的提高，框支柱分配的剪力弯矩越大，这说明在高位转换结构中框支柱应成为抗震中着重加强的部位。

[1] 徐培福,王翠坤,郝锐坤,等.转换层设置高度对框支剪力墙结构抗震性能的影响[J].建筑结构,2000(1):38-42.

[2] 金建敏.高位转换框支剪力墙高层建筑抗震性能研究[D].武汉:武汉理工大学,2004.

[3] 雍 军.带高位转换层高层建筑框支剪力墙结构抗震性能研究[D].成都：西南交通大学,2008.

[4] 陈 明.基于MIDAS的某带端部转换剪力墙结构的抗震性能分析[D].合肥:安徽建筑大学,2015.

[5] 李志会.高位转换框支剪力墙高层建筑结构抗震性能研究[D].哈尔滨:哈尔滨工业大学,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，硕士，助理工程师