带板式转换高层建筑混凝土结构的抗震性能探讨 高层建筑混凝土结构技术规范
时间：2019-04-09 03:27:42 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要：随着经济的发展以及建筑理念的转变，业主对建筑物的要求不断提高，传统的高层建筑结构与现实需求之间的差距越来越明显，带板式转换高层建筑混凝土结构受到越来越多的 关注，本文将主要从转换层位置的角度探讨抗震性。
关键词：转换层，抗震性能，结构效应分析
1转换层概述
随着社会经济的发展，当前不少高层建筑都在功能方面呈现出多样化的趋势，例如，中层及下层用于办公、餐饮或者娱乐，居住以及旅馆等则主要被安排在楼层的上部。首先，从建筑功能的角度来分析，在建筑的上部安排小开间轴线布置以及数量较大的墙体设计完全可以满足居住以及旅馆的需要；在建筑的下部，出于实用性的考虑，则需要尽可能的减少墙体以及柱子的使用，以便营造出较大的室内空间；再从结构受力角度加以分析，根据建筑力学的相关理论，建筑物的下部要保持较大的刚性，增加墙体以及柱子的数量以便符合受力要求，而建筑的上部，由于所承受的力度相对较小，所以可以适当的减少墙体以及柱子的使用量，经过分析不难发现，根据建筑功能所进行的布置与根据力学所进行的布置是存在矛盾的，为了有效解决这一问题，确保建筑物符合功能性的要求，就要打破常规进行结构设计，采取上小下大的空间布置方案，将刚度较大的剪力墙应用在建筑的上部分，刚度相对较小的框架柱则主要用于下部，根据这种建筑设计方案以及布局要求，就必须在建筑的结构转换层设置一个水平转换构件即转换板。转换板设置位置，是人们关心的板式转换框支剪力墙结构抗震性能的重要问题之一。随着人们对梁式转换框支剪力墙结构在转换层位置设置较高时，转换层对结构抗震性能不利的认识，从而提出了转换层位置较高的框支剪力墙的抗震设计概念，并且限制转换层下大空间结构的层数。然而，板式转换结构随着转换层位置的提高，结构是否也表现出同样的动力特性及反应，也是值得讨论的。
2结构效应分析
笔者主要通过振型分解反应谱法展开讨论。第一，转换层上部结构层间位移角变化规律。通过深入分析，可以总结出以下规律，转换层位置的变化不会对转换层上部结构层间位移角产生明显的影响，只有转换板以上最靠近转换板的两层之间的位移角会随着转换板位置的提高而有所改变，而距离转换板较远的楼层间的位移角则没有明显变化。转换层上部结构不同方向刚度的不同，直接影响到转换板对抗侧构件的约束性的大小，进而会造成上部不同方向位移角的变化。除此之外，转换层高度的增加没有对层间位移角造成显著的影响的结论同时也表明，建筑上部结构完全可以将转换层作为支座，因为导致建筑物上部出现结构变形的主要原因是其自身的刚度的大小，下部结构的刚度对上部结构所造成的影响相当有限，甚至可以忽略不计。
第二，转换层下部层间位移角变化规律。建筑物转换层下部结构的层间位移角受层间转换层位置的影响较大，提高层间转换层位置，就会明显增加下部楼层的层间位移角，但是需要注意的是，这期间并没有出现明显的位移角突变现象。建筑下部刚度大小也会对不同方向位移角大小以及位移角变化程度的大小产生一定的影响，转换板不但可以充当上部结构的支座，同时，也可以作为下部结构的支座。
第三，转换层上部结构及下部结构变形规律。转换板可以同时充当上部和下部结构的支座，但上部结构与下部结构所出现的变形是相互独立的，为了防止转换层上部机构和下部结构在地震过程中所出现的变形的差别过于明显，就需要在进行抗震设计时对上下部结构层间位移角比进行必要的限制。转换层上部和下部结构层间位移角比与转换层的高度之间具有一定的联系，提高转换层高度，位移角比也会相应的增加；转换层下部结构的层间位移角会随着层数的增多而迅速的增加，所以，要严格限制转换层上部及下部结构的刚度比以及层间位移角。
3楼层地震剪力分析
首先，转换层上部剪力变化规律。与上文所阐述的转换层上部结构层间位移角变化规律相同，转换层位置升高不会必然导致转换层上部结构剪力和内筒分配剪力的增加；其次，转换层下部结构剪力变化规律。随着结构周期的增加，转换层以下的楼层地震剪力会相应的减小；在距离转换板最近的两层的贯通落地剪力墙地震剪力增加，并且距离转换层距离越远，剪力墙所受到的地震剪力越小。最后，通过分析转换板上部和下部的剪力墙应力，可以总结出以下结论：第一，转换层上部结构的变形规律与反应谱法的结果一致，并且层间位移角没有显著变化；第二，通过时程分析法可知，随着转换层位置的上升，转换层下部结构的层间位移角会相应的增加。在负荷出现突变的状况下，转换层位置越高，转换层下部结构出现软弱层的可能性越大，对于地震的抵抗性也越低。第三，在地震负荷出现瞬间变动时，转换层位置的高低直接影响着层间位移角比的大小，简单地说，转换层位置越高，层间位移角比越大。
4、结论
由于板式转换结构具有自身的特殊性，随着转换层位置的提高，在结构设计时，建议可采取以下控制参数和加强措施。
(1) 由于转换板对转换层上、下结构起到较强约束作用，上、下结构有着各自独立的变形特性。随着转换层位置的提高，转换层上、下结构各自的变形均未发生明显的突变。当转换层下部结构不超过四层时，转换层上、下结构的等效侧向刚度比。宜在0．5—1．O之间取值，且不应大于1．1；转换层下、上结构层间位移角比。宜不大于1．2，且不应大于1．4。考虑到转换层下、上结构层间位移角比的增大，时程分析中转换层下部结构层间位移角的迅速增大，设计时，当转换层下部结构超过四层时，可将上属两个控制参数的限值乘以0．9的折减系数。
(2)随着转换层位置的提高，转换板下贯通落地剪力墙、框支柱所承受的地震剪力比例在增大；转换板上第1层的框支剪力墙出现应力集中现象。在抗震设计时，当转换层下部结构超过四层时，转换板下贯通落地剪力墙、框支柱应是重点加强部位，必要时可提高该部位的抗震等级；转换板上第l、2层框支剪力墙的应力分布应作重点分析，按应力校核框支剪力墙的配筋，对应力集中区域采取加强措施。
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