箱形转换层上短肢剪力墙结构体系抗震性能研究

【摘要】： 短肢剪力墙是介于异形框架柱和一般剪力墙之间的一种建筑结构体系,箱形转换层短肢剪力墙结构是为了满足建筑功能的需要而发展起来的一种框支结构形式。上部短肢墙的灵活布置和箱形转换层空间结构的受力特性,使得该结构体系已应用于工程实践并取得良好的经济和社会效益,但理论研究方面尚处在探索、完善阶段。本文对短肢剪力墙和箱形转换层结构进行了系统的分析研究,包括: 1.完成了6个钢筋混凝土短肢墙试体低周反复试验,包括不同肢厚比的无翼墙和有翼墙试体各一组,研究了全部试体的破坏形态及破坏机理。绘出了试体的滞回曲线、骨架曲线,确定分析了试体的特征荷载,讨论了短肢墙结构体系中应变的演化过程。 2.运用有限元软件通过建立钢筋混凝土短肢剪力墙的分离式和分布式有限元模型,得到了各自的骨架曲线、应力云图等计算结果,并与试验结果进行对比;进而选取与试验吻合较好的分布式建模方法对不同轴压比、跨高比的短肢剪力墙试体建立有限元模型,分析了短肢墙结构到达破坏荷载时应力分布规律、墙肢纵向应变曲线、骨架曲线,探讨了连梁轴压比、跨高比对短肢墙的力学特征参数和内力分布的影响。 3.结合工程实例武汉水果湖大厦,运用不同有限元软件建立带箱形转换层的短肢剪力墙高层建筑的整体模型和实体模型,通过模态分析和反应谱分析,系统的研究了该类建筑结构的空间振型特点。对主要影响结构抗震性能的参数(转换层的质量、刚度、上下楼板厚度)进行分析和评价,研究了箱形转换层设置位置变化对结构空间振型以及地震作用下受力性能的影响。重点研究了在竖直荷载和水平位移作用下箱形转换层上下邻层的内力传递情况,以及箱形转换层各构件的应力分布情况。结果表明对箱形转换层这一高层建筑中的关键部位进行实体建模计算分析的必要性,同时提出了对该部位进行结构设计的建议。