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《重庆大学》 2007年
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框支短肢剪力墙中斜柱式和梁式转换结构的受力性能与弹塑性分析

杨春玲  
【摘要】: 框支短肢剪力墙适用于底部大开间上部小开间的高层建筑。由于短肢剪力墙的特殊性,框支短肢剪力墙在结构形式、受力特点上与传统框支剪力墙有明显不同,目前在工程界虽然运用广泛,但理论研究尚不完善。在框支短肢剪力墙中,梁式转换结构的应用最为广泛,梁式转换结构具有受力性能好、设计理论和技术完善、构造简单等优点,但也存在一些不足,例如,转换层相对刚度较小,易形成结构薄弱层;转换梁截面尺寸过大而不利于层高的利用等。而新型转换方式-斜柱式转换结构存在转换层传力路径更直接、能有效增加转换层抗侧刚度等优点而逐渐广泛应用于工程实际中。 基于这一思路,本文通过具体工程实例梁式转换结构的有限元分析,并改变转换层位置,在转换层短肢墙下加斜柱等方式,对该类结构的整体抗震性能进行了探讨。本文还介绍了静力弹塑性(Push-over)分析方法的原理和实施步骤,对影响Push-over分析方法的因素,如塑性铰类型和位置的设定、剪力墙的简化模型及水平加载方式等问题进行了一些探讨。在此基础上,通过对一榀框支短肢剪力墙梁式转换结构、一榀框支短肢剪力墙斜柱式转换结构、框支短肢剪力墙斜柱式转换整体结构、框支短肢剪力墙梁式转换整体结构进行Push-over分析,并将分析结果与试验结果进行了对比。同时,根据数据对比分析了两类转换结构的延性、耗能、强度及刚度退化等规律,评价了两类转换结构的抗震性能。 本文得出的主要结论有:①“梁抬”现象的框支梁工作方式类似于中部承受集中力的固端梁,在跨中出现很大的弯矩和剪力。②由于转换梁两侧的楼板对转换梁的约束作用,框支梁次方向的内力远小于主方向的内力。③随着转换层位置的上移,不但转换层容易成为薄弱层,其下相邻楼层也有可能成为薄弱层。④斜柱式转换结构侧向刚度较大,不易使转换层形成结构薄弱层。⑤对剪力墙简化后进行Push-over分析,是一种有效的分析方法。⑥与梁式转换结构相比,斜柱式转换结构可以获得较好的抗震性能,是一种值得推广的新型转换结构。
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