框支剪力墙结构受力研究和探析

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1、框支剪力墙结构受力研究和探析　　【摘要】本文通过具体工程实例对框支剪力墙结构进行了分析，并改变转换层位置，对该类结构的周期、位移、位移角进行了探讨。根据数据对比分析了转换结构的延性、耗能、强度等规律，评价了转换结构的抗震性能。【关键词】框支剪力墙；转换梁；抗震性能1.前言在许多工程实际的建造中经常会使用框支剪力墙结构方式，在转换梁的受力、结构方式等方面有它的特别性，本文根据具体实例，详细阐述框支转换剪力墙结构的相应受力特性和规律。2.结构计算模型2.1工程概要此工程是皇家御府的项目，在此工程中我用了框支转换剪力墙结构，该结构项目的

2、总高度74.4米，有二十三层。一、三层是商铺，用的是框架结构加楼、电梯筒架空；四到二十三层为普通住宅，结构是剪力墙结构；二十二到二十三层是电梯机房和复式住宅。转换层在第三层，用的梁式转换。6一到三层是框支转换剪力墙结构，四至二十三层为剪力墙结构，结构抗震等级：剪力墙，非底部加强部位为4级，底部加强部位为3级，框支框架为2级，设防烈度为6度，基本结构地震的加速度是0.05g，场地类别II类，特征周期是0.35s，图1和图2、给出了结构的柱梁布置状况，层高、混凝土等级等见表1，在此文中，我以第二和第四及第六，此三层作为实例来说明。图1

3、1-3层柱截面尺寸图及结构布置图图24层转换层墙肢支承情况及梁截面尺寸图布置2.2框支剪力墙结构受力特点框支梁不同于普通转换梁（托柱），它不但承受着弯矩，剪力，还承受着拉力；它的抗侧刚度变化大，把剪力墙的力转换给混凝柱来承受。因此规范对它的梁宽和梁高有了相应的规定，规定宽度要大于上部剪力墙厚2倍和400毫米的较大值。梁的高度不宜小于八分之一梁的跨度，但是在实际的应用中，梁的宽度和高度远大于规定值，此原因乃是梁的宽度和高度在刚度要求满足的情况下，还要满足剪压比的规范要求，用高规10.2.8条的公式（10.2.8-2）来确定框支梁的剪

4、力最大设计值。6通过公式（10.2.8-2）控制框支梁的宽度、高度，为了避免转换梁的高度和宽度过大，普通楼层的净高太低，转换层层高太高，限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层，规范规定转换层上下主体结构总剪切刚度之比γ值的范围（转换层在二层时不应少于0.5，二层以上时不应少于0.6），对于γ值的范围我们可以通过高规的E.0.1-1式来计算。梁式转换的适宜跨度应控制在8m以下，如超过8米则应加大梁下转换柱的截面，或减少转换梁上剪力墙的自重（即墙中部开洞口）；落地剪力墙宜对称布置有助平面高度的均匀，从而减小转换

5、层附近的受力复杂程度；尽量避免同一片墙一端落在硬支座（墙柱）上而另一片落的软支座（转换梁）上，不能避免时应尽量减小落在软支座上的长度。不落地墙最好位于转换梁跨中部位，这样可以防止托梁沿跨度方向竖向变形不同即两端竖向位移差过大，而造成转换层上一层小墙肢和连梁超筋的现象。2.3转换层位置变化对结构周期的影响第一平动周期一般有两个方向，即X向和Y向，对于周期比，高规已明确是刚度较弱的方向，即长周期方向，但如果这个周期震型的底部剪力不是最大的，应该选择第二个长周期，因有的周期虽然长，但以局部震动为主，所以虽然周期最长但不是第一周期。表2至

6、表4表示为上部剪力墙为200mm厚时第二层和第四层及第六层自振周期，由此表便知，对于皇家御府小区的此住宅的结构模型框支转换层设在第二和第四及第六层时，结构第一和第二振6型X，Y向均为平动振型，X向的底部剪力为4692kn，Y方向的底部剪力为4060kn，X方向的底部剪力最大，及第一平动振型为X向的侧振周期，第三振型为扭转振型，经过以上分析，它没改变此结构动力特性，当转换层住上更加提升时，扭转周期会更长。周期比不是控制结构的结实性，而是控制结构的合理布局，来控制在罕遇地震下的结构的扭转效应。且必须用强制刚性楼板假定来计算，其目地是可

7、以约束局部的较大变形、以过滤局部振动产生的周期。由上表可以知，转换层的位置越往上移，结构周期就越大，结构Tt/T1也会不断增大，既结构就越偏柔，结构扭转的作用也在显著加大。2.4转换层位置变化对位移比及位移角影响位移比实为最大的位移除以平均的位移，则平均位移为“最大的位移+最小的位移/2”，若楼层中有弹性节点，需采用强制刚性楼板假定。否则即出现最小的位移是0，最大位移的一半等于平均位移，位移比是2，则失去此参数的参考意义。它是控制结构平面不规则性的重要指标。如位移比不满足要求需改变结构平面布置，注意调整结构外围构件的结构刚度，减少

8、结构质心和刚心的偏心距。6本工程以转换层位于第二、六层结构Y方向地震作用下的最大楼层位移曲线（图3）（图4）为例，转换层位于第二层时，位移值从一～二十三层变化幅度不大，只在二层附近有小许突变。位移曲线的偏移呈弯曲型居多，转换层位于第六层结构Y向地震