框支剪力墙结构梁式转换层及构件受力性能分析

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框支剪力墙结构因其独特的结构布置,较好的满足了人们对建筑使用功能的要求,因此成为近些年来发展最为迅猛的结构形式之一。但因结构本身的复杂性,其转换构件的受力性能和结构稳定性一直是该结构形式设计中存在的重要问题之一,有关方面的理论研究尚不充分,所以对转换层等薄弱部位的受力性能及变形特征做进一步研究是非常必要的。本文将重点针对梁式转换层结构,采用PKPM中的SATWE模块及大型有限元分析软件ANSYS对结构分别进行了整体和局部构件分析。分析内容和结论主要有以下几个方面:1、通过改变转换层竖向设置位置,利用SATWE软件对不同竖向位置的结构进行整体分析,通过对比不同设置位置的自振周期、地震反应力、楼层最大剪力、及层间最大位移角等物理量,找出其共同点及不同点。结果表明:无论高位还是低位转换,在转换层处都会出现较大的地震反应,易在这里形成薄弱层。其次,随着转换层位置的提高,各项地震反应都有加剧的趋势,不利于抗震。2、利用大型分析软件ANSYS对不同结构形式的梁式转换结构进行了竖向荷载作用下应力、变形、裂缝等方面的分析。结果表明:转换梁上部为满跨剪力墙的结构,由于转换梁能与上部墙体形成有机整体共同工作,其在抗弯方面的性能最好;其次为开洞剪力墙转换结构;托柱的转换结构在竖向荷载下受力性能最差。另外,还对一带次梁的转换结构进行了应力、裂缝及变形分析,结果表明带次梁的转换梁应力分布复杂,裂缝最早出现在没有次梁一面转换梁下部,变形图显示转换梁发生了较为明显的扭转。3、建立一个六层的转换层结构,通过改变转换梁配筋率、混凝土强度等级、跨高比来研究各种参数变化对结构承载力及变形能力的影响。得出以下几点结论:(1)随着配筋率的提高,结构承载力有所提高,但幅度并不大,而结构延性下降明显。所以不建议大幅提高配筋率来增加承载力;(2)随着混凝土强度提高,结构承载力也呈上升趋势,同配筋率一样,在承载力提高的同时,使结构的变形能力大大降低。(3)随着跨高比的减小,结构极限承载力有较大幅度提升,同时,结构延性并没有明显下降。结果表明,合理的跨高比有助于在保证承载力的同时提高结构的延性。
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