趙順 李九

(山西省建筑設(shè)計(jì)研究院，山西太原 030013)

1 模型介紹

某擬建工程結(jié)構(gòu)類型為部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)。建筑下部為框架結(jié)構(gòu)，上部為剪力墻結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)總高度為76.8 m，地下1層，地上20層，地下1層層高4.8 m，地上1層～20層層高3.6 m。從本文的研究目的出發(fā)，在進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)分析的時(shí)候，去除地下室部分。結(jié)構(gòu)平面布置如圖1所示。

圖1 結(jié)構(gòu)平面圖

為對比轉(zhuǎn)換層高度不同對部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)受力性能的影響，分別建立轉(zhuǎn)換層位置不同的四個(gè)模型，轉(zhuǎn)換層依次位于第1，3，6，9 層，模型分別記為 M1，M3，M6 和 M9。

2 各模型動力特性對比

各模型各個(gè)振型的周期如表1所示，對比折線圖如圖2所示。

由以上對比可以看出，轉(zhuǎn)換層位置對于結(jié)構(gòu)周期的影響主要有兩點(diǎn):

前三個(gè)振型的周期隨著轉(zhuǎn)換層位置的提高而逐漸減小，說明在此結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)換層位置提升可以增大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，這是由于轉(zhuǎn)換層下使用的框架柱截面較大，以至于底部框架層的增多使結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度變大，從而周期減小;第四振型的周期隨轉(zhuǎn)換層位置的升高而升高，更高階振型的周期隨轉(zhuǎn)換層位置的變化并無明顯變化。

圖2 周期對比

圖3 X向和Y向地震作用下平均層間位移對比

圖4 X向和Y向地震作用下層剪力對比

3 各模型地震作用下的位移比較

各模型在X向和Y向地震作用下的平均層間位移如表2所 示。對比折線圖如圖3所示。

表2 X向和Y向地震作用下各樓層平均層間位移mm

由X向和Y向地震作用下各模型平均層間位移可以看出，轉(zhuǎn)換層位置的變化對于該性能參數(shù)的影響主要有:

當(dāng)轉(zhuǎn)換層在首層時(shí)，位移曲線表現(xiàn)出明顯的彎曲形，基本沒有突變;轉(zhuǎn)換層在上部時(shí)，在轉(zhuǎn)換層處曲線存在突變點(diǎn)，由于轉(zhuǎn)換層構(gòu)件截面較大，因此在轉(zhuǎn)換層處結(jié)構(gòu)剛度較大，從而層間位移在曲線上表現(xiàn)出變小的突變點(diǎn)，隨著轉(zhuǎn)換層位置的提高，此突變點(diǎn)也上升;隨著轉(zhuǎn)換層位置的提升，轉(zhuǎn)換層下部樓層的層間位移有明顯增大的趨勢，而轉(zhuǎn)換層上部樓層的層間位移呈現(xiàn)略有降低的特點(diǎn)。

4 不同模型層剪力對比

各模型在X向和Y向地震作用下的層剪力如表3所示。對比折線圖如圖4所示。

表3 X向和Y向地震作用下各模型層剪力對比

由各模型在X向和Y向地震作用下的層剪力對比可以看出，轉(zhuǎn)換層位置的升高對層剪力的影響主要有:轉(zhuǎn)換層位置的升高對上部樓層層剪力影響較小;下部樓層層剪力數(shù)值隨著轉(zhuǎn)換層位置的升高而增大，并且在轉(zhuǎn)換層由第三樓層提升至第六樓層時(shí)變化最為明顯;層剪力曲線在轉(zhuǎn)換層位置有突變的趨勢。

5 結(jié)語

通過對轉(zhuǎn)換層位置不同的幾個(gè)模型進(jìn)行有限元計(jì)算，得出關(guān)于不同高位轉(zhuǎn)換層對部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)受力性能的一些影響，主要結(jié)論如下:1)轉(zhuǎn)換層位置對于結(jié)構(gòu)周期的影響主要有兩點(diǎn):前三個(gè)振型的周期隨著轉(zhuǎn)換層位置的提高而逐漸減小，第四振型的周期隨轉(zhuǎn)換層位置的升高而升高，更高階振型的周期隨轉(zhuǎn)換層位置的變化并無明顯變化。2)轉(zhuǎn)換層位置的變化對于該性能參數(shù)的影響主要有:當(dāng)轉(zhuǎn)換層在首層時(shí)，位移曲線表現(xiàn)出明顯的彎曲形，基本沒有突變;轉(zhuǎn)換層在上部時(shí)，在轉(zhuǎn)換層處曲線存在突變點(diǎn)，隨著轉(zhuǎn)換層位置的提高，此突變點(diǎn)也上升;隨著轉(zhuǎn)換層位置的提升，轉(zhuǎn)換層下部樓層的層間位移有明顯增大的趨勢，而轉(zhuǎn)換層上部樓層層間位移呈現(xiàn)略有降低的特點(diǎn)。3)轉(zhuǎn)換層位置的升高對層剪力的影響主要有:轉(zhuǎn)換層位置的升高對上部樓層層剪力影響較小;下部樓層層剪力數(shù)值隨著轉(zhuǎn)換層位置的升高而增大，層剪力曲線在轉(zhuǎn)換層位置有突變的趨勢。