带框架转换的框架剪力墙结构抗震性能分析

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最近十来年,在我国综合经济的快速持续发展的背景下,高层建筑结构的理论实践也日新月异,人类所要求的综合性的建筑结构所包含的职能越发多了起来。从建筑的使用功能的方面来看,一般情况下,下部结构需要大空间柱网的布置,用作餐饮、购物商场等商业场所,在建筑结构的上部和中部一般用作住宅和办公场所。从结构设计这一方面来看,结构下部和上部的结构受力构件会有不连贯的情况出现,上下柱网的柱距不一致。为了满足这个建筑功能需求,就发明了转换层结构,用以实现人们对结构的需求。本文主要研究剪力墙的开洞率和转换层的设置高度对带有转换层的框架剪力墙结构的影响,转换层的类型是梁式转换层。文中将转换层分别设置在二、三、四层的位置,Y方向的剪力墙的开洞率分别是0%、14.3%、28.7%。共建立了五个结构模型,应用振型分解反应谱法对结构的最大楼层位移、最大层间位移角、自振周期进行分析结构的抗震性能的变化分析,从而得出剪力墙的开洞率和转换层的设置高度对结构抗震性能的影响,所有分析的结果均满足规范要求。再运用弹性时程分析法和弹塑性时程分析法补充计算,根据相关的设计规范要求,选取一条人工波和两条天然波,分析结构的最大楼层位移和最大层间位移的变化。通过对比分析,可以得出以下结论:(1)转换层的设置高度的改变不会对建筑结构的抗震性能产生影响,可不限制转换层的设置高度。数值模拟的结果符合框架转换层的设置高度不会对结构造成抗震性能方面的影响的理论。(2)剪力墙的开洞率越大,结构的抗震性能越差,自振周期随之增加,最大层间位移角和最大楼层位移也随之加大。在剪力墙的开洞率达到20%以上的时候,结构的抗震性能受到了明显的不利影响,对结构在地震作用下的稳定造成了危害。在设计有剪力墙的结构时,应把剪力墙的开洞率控制在0%~20%之间,保持结构的抗侧刚度。(3)根据每条地震波对结构的影响,最后进行包络处理,取最大值进行分析对比,得出结论和振型分解反应谱的分析结果基本一致。剪力墙的开洞率对于结构的抗震性能不利影响比较大,在工程设计中应避免对剪力墙开洞,或者是控制开洞面积,保持足够的稳定性。
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