高层转换结构参数影响分析

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随着社会的发展,人们对建筑功能的需要也在不断的提高。转换结构可以满足竖向建筑功能的快速转换,因此近年来转换结构得到了广泛的应用。然而转换层的位置不尽相同,影响转换层受力的因素非常多,给设计带来很大的困扰。为了研究转换结构受力的特性,采用改变不同结构参数,分析其对转换结构的影响,总结其变化的规律,以便针对不同的情况采取相应的措施。本文通过以某25层转换高层为基本模型,以改变转换层位置、改变转换层上下结构刚度、改变楼板开洞率作为结构参数,建立多组计算模型。通过改变结构参数的变化,采用两种不同的结构软件,分析其对转换结构的影响。针对不同的研究对象问题,对模型进行适当的简化调整,进行小震计算、中震楼板应力分析、大震弹塑性时程分析。根据计算结果,分析参数变化时对转换结构的周期、位移角、层间剪力、倾覆弯矩、楼板应力的影响。分析结果表明,转换层位置不断升高时,结构基本周期先减小后增大,周期比却不断增大,扭转效应不断增强。因转换层刚度较大,位移角在转换层处均有突变,最大位移角均不是发生在转换层位置处,而是约为转换层下部、上部各为一半的楼层位置。地震剪力随着转换层位置的升高也在不断增大,超过一定高度后有减小的趋势。大震作用下的变化情况与小震时保持一致性,但转换层位置越高,底部越容易先出现塑性铰,设计时应避免采用高位转换。当转换层上下部分结构刚度比不断增大时,周期不断减小,加强转换层下部结构刚度时,周期比有减小趋势,结构的扭转效应明显减弱。转换层处的位移角突变值也越小,但地震剪力却变大,设计时刚度比应取合理的比值。分析表明,随着楼板开洞率增大时,周期比也在增大,但开洞率超过50%以后周期比变化不明显。在一定的开洞率范围内,楼板开洞对结构扭转有显著的影响。楼板开洞率增加,结构的位移角也随着增大,但对位移角的影响仅在开洞层附近几层,对远离开洞层的楼层影响较小。楼板开洞时,对远离开洞层的楼板应力影响不大,对楼板开洞层及转换层的楼板应力有一定的影响,且在洞口周边一定范围内楼板应力与开洞率有关。研究发现,转换层楼板应力不仅与开洞率有关,还受转换梁上剪力墙直接传力影响,故应加强洞口周边和转换层以及核心筒角部的楼板。
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