复杂梁式转换框支剪力墙结构受力性能分析.pdfVIP

第二十届全国高层建筑结构学术会议论文 2008年 复杂梁式转换框支剪力墙结构受力性能分析 叶艳霞1 雷静2 刘鸣1 (1．长安大学建筑工程学院，西安7l0061) (2．中联西北工程设计研究院，西安710061) 提要：针对目前常用的具有主次转换梁的复杂梁式转换框支剪力墙结构，通过某一工程实例，讨论了空间有限元分析 模型的建立。改变构件相关参数(包括转换梁刚度、转换构件的截面尺寸等)，研究上述参数改变对结构构件内力变化 和抗震性能的影响。研究表明，设计时不可仅靠增大转换主梁截面高度来提高结构受力性能，应适当增大梁截面宽度和 降低截面高度，以提高结构的延性；转换次梁刚度和楼板厚度对增加转换结构整体性能和减小主梁扭矩有重要作用。同 时，总结了上述参数变化对转换结构内力和抗震性能影响的规律，并给出了设计建议。 关键词：转换结构；受力性能；有限元分析 1概述 近年来，随着我国经济的快速发展，高层建筑向着体型复杂、功能多样的综合性方向发展。通常在 同一建筑中，上部为小开间住宅，中部为写字楼或会议室，下部为大开间的商场或娱乐场所。为满足建 筑功能要求在结构布置上应采用下部大柱网、上部小柱网的特殊结构体系，在柱网布置发生变化的楼层 应设置转换层。梁式转换结构具有传力路径明确、施工简单等优点是目前应用最多的转换结构【lJ。 当转换结构的上部墙体分布复杂，转换梁相交，形成相互交叉的主次梁转换结构体系时，常用的将 一根转换梁从结构中抽出来，单独进行有限元分析方法，并不能反应转换结构和框支剪力墙结构的整体 受力状态，结构的受力边界条件难以模拟，计算结果与实际结构相差较大。因此，对复杂转换结构应进 行空间有限元分析。 本文结合某一实际工程，建立框支剪力墙结构复杂转换梁的空间有限元分析模型，通过调整主要参 数，如：转换梁的刚度、下部框支柱刚度、转换层楼板厚度等，研究参数改变对转换层结构性能的影响， 为实际设计提供依据。 2工程实例及空间有限元模型的建立 2．1工程介绍 某高层建筑采用框支剪力墙结构，总高39米，地下一层，底层和二层为商业用房，三层至十二层为 住宅。底层和二层层高均为4．5米，住宅部分层高2．9米。在二层设置转换层，由于上部分隔为较多的小 房间，采用较为复杂的主次梁式转换形式。结构抗震类别为丙类，抗震设防烈度为7度，场地类别为二 类场地。转换层和住宅部分的结构平面布置如图l所示。 叶艳霞，女，1970．12生，工学博士，副教授 国家基金资助项目，基金号 ．756— 第二十届全国高层建筑结构学术会议论文 2008年 谚 @ 囝菌 @ T节妻@圆 (a)二层结构平面图(转换层) 工 封 弋。 叮J车妻一 袁 (b)住宅区标准层结构平面图 图1结构平面图 2．2有限元整体分析模型建立 利用大型有限元分析程序ANSYS建立了结构分析有限元模型。由于建筑中主要结构构件包括柱、 梁、剪力墙和楼板，在建模时对于梁、柱、连梁采用BE—～M188单元模拟，剪力墙和现浇楼板采用SHEu石3 单元模拟。具体模型建立的步骤如下： (1)几何模型的建立，采用实体建模中的自底向上建模方法，即先定义关键点，然后依次是相关