高層建筑梁式轉(zhuǎn)換層抗震性能分析.pdf

1、自20世紀70年代，為了爭取建筑物有較大空間、滿足建筑體型變化等功能要求，帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)或設(shè)置轉(zhuǎn)換構(gòu)件越來越多的應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計中。轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為了現(xiàn)代高層建筑的一種發(fā)展趨勢之一。
　　 一般而言，當(dāng)高層建筑下部樓層豎向結(jié)構(gòu)軸線體系或形式與上部樓層差異較大或者下部樓層豎向結(jié)構(gòu)軸線距離擴大或上、下部結(jié)構(gòu)軸線錯位時，就必須在結(jié)構(gòu)改變的樓層布置轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，目前在很多高層設(shè)計中取得廣泛應(yīng)用的是梁式轉(zhuǎn)換層。
　　 本文先闡述了建筑

2、抗震分析理論的幾種方法和高層建筑在設(shè)計中的幾個問題，比如轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比的取值，以及轉(zhuǎn)換層樓板平面的內(nèi)力和變形等問題。為保證轉(zhuǎn)換層下部大空間整體結(jié)構(gòu)有適宜的剛度、強度、延性和抗震能力，應(yīng)盡量強化轉(zhuǎn)換層下部主體結(jié)構(gòu)，弱化轉(zhuǎn)換層上部主體結(jié)構(gòu)的剛度，使轉(zhuǎn)換層上、下部主體結(jié)構(gòu)的剛度及變形特征盡量接近。目前的高層建筑的結(jié)構(gòu)分析軟件，均采用在樓板平面內(nèi)剛度無限大的假定，樓板在平面內(nèi)只做剛體運動。然而，在轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)中，實驗表明轉(zhuǎn)換層上、下幾

3、層的樓板內(nèi)，是有較大的相對變形，因此精確的計算是取消轉(zhuǎn)換層樓板平面內(nèi)剛度無窮大的假定。
　　 接著本文運用ANSYS有限元軟件，結(jié)合孝感市的一個帶梁式轉(zhuǎn)換層的實際工程，分別將轉(zhuǎn)換層在2層、轉(zhuǎn)換層在4層和轉(zhuǎn)換層在6層，建立有限元模型。對結(jié)構(gòu)進行模態(tài)分析，求出結(jié)構(gòu)的自振周期和振型。對比分析之后發(fā)現(xiàn)，隨著轉(zhuǎn)換層的位置升高，結(jié)構(gòu)的自振周期也隨之增大。無論轉(zhuǎn)換層在何高度位置，第1階和第2階的振型均為平動振型，第3階振型為扭轉(zhuǎn)振型。在轉(zhuǎn)換層

4、在不同位置時，對結(jié)構(gòu)的抗震性能影響也是十分明顯。轉(zhuǎn)換層設(shè)置位置對結(jié)構(gòu)的層間位移曲線也有十分明顯的影響，在轉(zhuǎn)換層所在位置之處，曲線存在明顯突變，并且隨著轉(zhuǎn)換層位置的升高，這種影響越來越明顯。從模型提取的數(shù)據(jù)繪制的曲線，能發(fā)現(xiàn)，隨著轉(zhuǎn)換層位置的升高，樓層的水平側(cè)移明顯增大。這是由于，隨著下框支結(jié)構(gòu)的層數(shù)增多，上部的剪力墻的層數(shù)減少，因而上部的整體剛度減少，在水平地震作用下，樓層的水平位移就會相對變大。隨著轉(zhuǎn)換層位置的增高，各樓層的底部剪力不