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随着现代高层建筑功能的日趋复杂,常规结构已不能满足刚度、强度及延性的要求,将上部标准层的小柱网变为下部公共服务层的大柱网,设置结构转换层,目前在国内已有一些工程实践。使用较多的是梁式和桁架式转换层,而对于上下柱网轴线错开的体型复杂的商住楼,则只能采用厚板结构转换层,由于这方面的理论研究还不多,本文就此展开讨论。 本文提出对转换层结构按照虚拟梁系作简化模拟,形成构架体系,作为水平构件输入现有的高层建筑整体分析程序,如TBSA、TAT、SATWE等软件,近似进行整体分析。把整体分析的结果,作为厚板转换层上部结构和下部结构构件进行内力设计和配筋的依据。然后利用整体分析中与转换结构有关的信息,对厚板结构转换层单独进行有限元的局部分析,求出板的应力、内力、配筋和变形。 在对转换层厚板进行局部有限元分析时,本文提出了基于Mindlin中厚板弯曲理论的修正的二类变量广义变分原理和替代剪应变场插值方法的九节点厚薄板通用的板弯曲单元,并采用了SAP2000有限元程序。通过算例我们发现,它可有效的用于厚板结构在局部荷载作用下的分析,计算精度亦可满足工程设计要求。 本文针对厚板可能受到的水平荷载和竖向荷载,分别从一般情况和地震作用影响两方面加以论述。在分析厚板转换层在水平荷载下的内力时,将实体墙、框架等构件的位移函数用B样条来表示,然后对位移函数求导,表示成截面的弯矩、剪力,进而建立静力平衡方程,求解方程得到位移函数。鉴于厚板转换层的受力特性,建议对其除用振型分解法进行计算外,还应用时程分析法进行补充计算,提出了层间弯剪的力学模型。在讨论厚板转换层在竖向荷载下的受力时,主要分析了下部结构对厚板的影响,以期使用一种最为合理的支座模型模拟实际情况。而对转换厚板所受的竖向局部弯曲,作者比较了弹塑性理论对于问题解决方法的异同。 最后对于诸如板的厚度、配筋、施工等相关问题提出建议。