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1、混合结构竖向荷载下的受力性能论文.freel,1到2层层高为4.5m,3到23层层高为3.3m。在结构的1、2层抽柱形成大空间,外钢框架柱、梁均采用方钢管。全部柱及加强层梁尺寸为800mm×800mm×55mm;其余的梁尺寸均为600mm×600mm×55mm;芯筒为钢筋混凝土,墙厚根据计算方案不同从200mm到600mm变化;标准层钢筋混凝土楼板厚150mm,加强层及抽柱处楼板厚200mm。钢材采用Q235,混凝土为C40。活荷载取值为3kN/m2。2.2计算方案计算程序采用大型结构分析通用有限元程序ANSYS6.1,采用梁、壳单元进行分析。为了探寻剪力墙与钢框架不同刚度比以及不同位
2、置设加强层对结构竖向受力性能的影响,采用如下几个方案进行分析计算:方案一(m;方案二(m;方案三(m;方案四(m;每种方案里面又分5种情况:⑴,不设加强层(s0);⑵,第3层加强(s3);⑶,第3、14层加强(s3-14);⑷,第3、23层加强(s3-23);⑸,第3、11、23层加强(s3-11-23)。2.3计算结果①变剪力墙厚度时剪力墙承担的总轴力比较(图2)在图2所示的五种情况下,随着剪力墙厚度的增加,剪力墙承担的总轴力均大幅增加,大于20%,增加百分数逐渐减小。不设加强层时,剪力墙厚度增加100mm,承担的轴力平均增加22.05%;厚度增加200mm,承担的轴力平均增加39.
3、17%;厚度增加400mm,承担的轴力平均增加63.55%。第3层设加强层后,剪力墙承担的轴力随墙厚增加的变化情况和不设加强层时的变化相差不大,分别增加1.3%、2.67%和4.95%,加强层以下墙的轴力随墙厚的增加影响逐渐减小。设第2、3道加强层与设1道加强层时相比的平均增长幅度变化不大于2%。第3层和顶层加强时,顶层剪力墙承担的轴力随墙厚的增加变化不大,当墙厚增加100mm、200mm和400mm时,轴力分别增加2.3%、1.88%和1.96%。②不同位置设置加强层时剪力墙承担的轴力比较(图3)剪力墙厚为200mm时,第1道加强层设在第3层时,竖向荷载下剪力墙承担的轴力,在加强层突
4、然增大14.8%;加强层以下剪力墙轴力增大,但增大百分比显著减小(1.9%);加强层向上至顶层剪力墙轴力减小,减小百分比逐渐减小。在第14层设第2道加强层时,第3层以下与只设1道加强层时相比剪力墙轴力增加小于1.0%;从第1道加强层以上到第2道加强层之间,剪力墙承担的轴力比不设加强层时的减小,减小百分比逐渐减小,但减小量低于只设1道加强层时的减小量;第2道加强层处剪力墙轴力则突然增大7.66%;第2道加强层以上至顶层,剪力墙轴力减小,减小百分比逐渐减小。第2道加强层设在顶层时,第3层以下与第2道加强层设在第14层时的相比,变化小于0.5%;第3层以上墙轴力的变化与不设加强层时相比从减小
5、9.96%向上逐渐变化到顶层的增加100.52%。在第3、11、23层处设置共3道加强层时,剪力墙承担的轴力与不设加强层时相比,加强层处均突然增大,从下向上增大的百分比分别为15.76%、6.12%和75.33%;第3层以上到第10层轴力减小,减小百分比逐渐减小;第11层以上到第22层,轴力从减小10.57%逐渐变化到增大25.50%。剪力墙厚为300mm、400mm和600mm时,墙轴力随加强层的设置位置和层数变化规律同墙厚为200mm时的一样,但受影响程度减小了。③顶点竖向位移的比较由于结构双向对称,故只选取对称的1/4平面内的节点进行分析,各点位置见图1(b)。剪力墙厚为200m
6、m时,第3层设加强层,各点位的顶点竖向位移显著减小,最大减小12.51%,最小减小4.95%,变形差由2.5mm减少为2.15mm;第3、11和23层设加强层,点5竖向位移减小9.57%,点7竖向位移增大8.92%,变形差减小为1.18mm。剪力墙厚为300mm时,不设加强层时,与墙厚为200mm时相比,顶层各点的竖向位移显著减小,最大减小14.1%,,平均减小11.05%,但顶层的竖向变形差增大了17.2%;顶点竖向位移随加强层的变化规律和墙厚为200mm时的相同,两者相差不大(1.0%)。剪力墙厚为400mm时,不设加强层时,与墙厚为200mm时相比,顶层各点的竖向位移减小更为显著
7、,最大减小22.47%,平均减小18.4%,顶层的竖向变形差增大了23.6%;剪力墙厚为600mm时:不设加强层时,与墙厚为200mm时相比,顶层各点的竖向位移最大减小33.37%,平均减小27.7%,顶层的竖向变形差增大为3.34mm,增大了33.6%。2.4计算结果分析剪力墙的厚度增加100mm、200mm和300mm后,墙轴力分别增加22%、39%和64%左右;由于该结构高78.3m,剪力墙厚度不会达到600mm,所以可以说剪力墙厚度每增
