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不同转换层设置的框支短肢剪力墙结构抗震性能分析

廖健乔  
【摘要】:框支短肢剪力墙转换结构因其墙肢布置灵活、抗侧力提供充分等诸多优点被广泛应用,重庆大学钟树生团队对该类转换形式的节点、子结构、一榀框架进行了系列试验和有限元分析,已取得了一定的成果。本文利用大型有限元分析软件SAP2000对框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构以及斜柱式转换结构进行整楼模型的抗震分析,同时考虑转换层位于不同楼层对两种转换结构的影响,丰富了团队的研究成果,也得出了该类结构的地震反应规律。本文的具体内容如下:(1)对转换层位于第2层的框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构以及斜柱式转换结构进行了振型分解反应谱法分析,从结构自振周期、楼层剪力、楼层位移、层间位移角、刚度比等方面进行了比较,研究表明斜柱对于转换层刚度的贡献明显好于加腋的贡献;接着对转换梁和转换层楼板进行了内力分析,进一步探索了两种转换结构转换层的受力特点。(2)对转换层位于2至4层的框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构以及斜柱式转换结构进行了振型分解反应谱法分析,考虑了层高不变以及总高不变两种情况,从结构自振周期、楼层剪力、楼层位移、层间位移角、刚度比等方面进行了比较,可以得出层高不变情况下结构整体刚度会减小,总高不变情况下结构的刚度会增大等结论,同时也可以发现转换层及转换层的下一层均可能成为软弱层。(3)对层高不变情况下转换层位于2至4层的框支短肢剪力墙加腋梁式转换结构以及斜柱式转换结构进行了多遇地震作用和罕遇地震作用下的时程分析,从底部剪力、楼层位移、层间位移角等方面进一步验证了上述结论。同时通过出铰情况也可以发现,在罕遇地震作用下该类转换结构也具有合理的屈服机制。总结上述分析可以发现转换层升高会使转换层及转换层的下一层更容易成为软弱层,另外斜柱对转换层的刚度贡献很大,但可能会造成转换层的下一层更加软弱。因此,在该类转换结构的抗震设计时,需充分考虑转换层及其下一层的刚度设计,避免软弱层的出现。


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