地震地区框支剪力墙高层结构的几点分析.doc

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1、地震地区框支剪力墙高层结构的几点分析杨小春摘要：四川省凉山州所属各县市地处于抗震复杂地区，各地的抗震烈度各不相同。随着地区经济的快速发展，对建筑功能的要求也多了起来，以前在抗震地区较少运用的带转换层框支剪力墙高层结构因其建筑功能的实用性，受到建设方青睐也越来越多的出现在各个抗震烈度各不相同的地区。作者通过长期的结构设计经验发现：除了《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2002）所规定的：转换层位置高度和转换层上部与下部结构等效侧向刚度比这两条规定外，落地剪力墙类型对结构抗震性能也有重要影响。因此本文对采用有限元分析软件SAP2000建立的带转换层框支剪力墙高层结构模

2、型进行分析比较后得出：当采用整体小开口落地墙时，即使转换层位置、等效侧向刚度比都超过《高规》规定，其结构整体抗震性能也可能比不超《高规》而采用大开口落地墙时要好。希望这些资料能为今后《高层建筑混凝土结构技术规程》的修订提供一些参考，同时也为地震地区带转换层框支剪力墙高层结构的设计与应用提供一些借鉴，以便更好地服务于抗震地区的建筑安全和促进当地的经济发展。关键词：地震地区；小开口剪力墙；转换层1概述四川省凉山州下属的十六县一市的抗震烈度各不相同：抗震设防烈度不低于9度的有西昌；抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.30g的有冕宁，设计基本地震加速度值为0.20g的

3、有喜德、普格、宁南、德昌；抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g的有雷波、越西、木里、盐源、会东、昭觉、布拖、甘洛；设计基本地震加速度值为0.10g的有美姑、金阳、会理[1]。随着地区经济的快速发展，对建筑功能的要求也越来越多，以前在抗震地区较少运用的带转换层框支剪力墙高层结构也越来越多的出现在抗震烈度各不相同的地区。带转换层的建筑结构属于复杂建筑结构[2]，因为建筑物转换层上下部结构侧向刚度变化大，故抗震性能较差。并且随着转换层位置的升高，转换层上下部结构侧向刚度变化更大，抗震性能更差[3]，因此《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ-2002)[4]（

4、以下简称《高规》）10.2.2条规定：底部大空间部分框支剪力墙高层建筑结构在地面以上的大空间层数8度时不宜超过3层，7度时不宜超过5层。我国学者徐培福[5]的研究表明，当转换层位置逐渐升高时，转换层上下部结构的剪切刚度比和侧向刚度比基本没有变化，而等效侧向刚度比ge显著增大，因此应控制ge的大小。对此《高规》附录E规定：底部大空间部分框支剪力墙高层结构当底部大空间层数大于1层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比ge可采用推荐的公式(E.0.2)计算。ge宜接近1，非抗震设计时ge不应大于2，抗震设计时ge不应大于1.3。作者通过长期的结构设计经验发现：除了《高层建

5、筑混凝土结构技术规程》（JGJ-2002）所的这两条规定外，落地剪力墙类型对结构抗震性能也有重要影响。本文采用有限元分析软件SAP2000对带转换层框支剪力墙高层结构模型进行分析比较后得出：当采用整体小开口落地墙时，即使转换层位置、等效侧向刚度比都超过《高规》规定，其结构整体抗震性能也可能比不超《高规》而采用大开口落地墙时稍好。2工程模型某工程为高70m带梁式转换层的部分框支剪力墙高层结构，框支层层高5m,标准层层高3m,抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.15g，地震分组为二组，二类场地。作者采用不同的整体落地剪力墙类型：整体小开口墙、大开口联肢墙（墙肢相对

6、较强）、大开口联肢墙（墙肢相对较弱），在保持结构总高不变的情况下，通过减少转换层上部结构层数，调整转换层位置高度，用有限元分析软件SAP2000建立部分框支剪力墙高层结构有限元模型，通过振型分解反应谱法计算分析比较落地剪力墙类型和转换层位置不同时结构的抗震性能。3模型分析3.1转换层高度对结构抗震性能的影响。落地剪力墙为大开口联支墙（墙肢相对较强）时，按《高规》附录E计算公式计算转换层高度不同时上下部结构等效侧向刚度比ge的比较如表一所示：表1等效侧向刚度比ge转换层位置2层4侧6层8层等效侧向刚度比1.181.281.351.56由上表可知，随着转换层位置升高，转换层

7、上部与下部结构等效侧向刚度比明显增大，结构刚度突变加大。图1为转换层高度不同时层间位移角的比较。由图1也可看出：结构层间位移角在转换层及其上一层发生突变，并且这种突变随转换层位置升高而加大。图1层间位移角的比较图2—图5为转换层高度不同时，在模型中选取有代表性的落地墙（2轴落地墙）各层剪力与一层剪力之比和有代表性的框支剪力墙高层（3轴框支剪力墙）各层剪力与一层对应框架剪力之比。由图2—图5也可看出这种趋势：落地墙和框支墙所分配的剪力在转换层及其上一层发生突变并且在转换层上一层发生剪力交错，随转换层位置升高剪力突变加大且剪力交错加大。这些都