带转换层商住楼的弹塑性地震反应分析.pdf

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1、2015年第6期(总206期)安徽建筑DOI：10．16330／j．cnki．1007—7359．2015．04．062换层商住楼、塑性地震反应分析ElastoplasticseismicresponseanalysisofHigh—riseBuildingwithTransferStory聂景伟(山西大学，山西太原030013)■■■■■一_一●_I摘要：针对商住楼住宅结构地震时易产生应力突变，为提高抗震能==：===1力，对高层带转换层商住楼结构模型进行了不同地震波作用下的弹塑_————_一性动力时程反应分析，得到结构在不同地震波作用下的顶层与转换层位移时程，以及

2、楼层位移包络图和层间位移角包络图，为薄弱层的设计提供理论上的参考依据。关键词：转换层；弹塑性地震反应分析；时程分析；包络图中图分类号：TU352．1+1文献标识码：A文章编号：1007—7359(2015)06—0150-021概述随着社会发展的需求，底部大空间用于商场商铺等、上层多墙小开间用于住宅或写字间的结构，即带转换层结构越来越多。但此类结构由于沿建筑物高度方向刚度的均匀性受到很大的破坏，转换层结构竖向承力构件不连续和墙柱截面的突变，导致传力路线曲折、变形集中和应力集中，因此带转换层结构的抗震性能的研究显得特别重要。垂士弹塑性动力时程分析是将建筑物作为弹塑性振动

3、系统，将桷地震时地面运动产生的位移、速度和加速度作用在结构物上，设利用数学上的逐步积分法对动力方程进行直接积分，从而求得计结构在地震过程中每一瞬时的位移、速度和加速度反应，以便图1带转换层商住楼有限元模型与观察结构在强震作用下从弹性到非弹性阶段的内力变化以及构件开裂、损坏直至结构倒塌的破坏全过程。本文针对带转换ELCentro波作用下，模型最大位移响应出现在5．84s，转换层为层商住楼结构建立了三维空间分析模型，并且在输入不同地震25．13ram，转换层为213．3mm；Taft波作用下，模型转换层最大波情况下进行了弹塑性地震反应分析。位移相应出现在7．34s，幅值为

4、24．49mm，顶层最大位移出现在6．88s。大小为214．2ram。其转换层与顶层位移时程的峰值并未2带梁式转换层商住楼动力性能分析同时出现。天津波13s的位移响应显示：转换层最大位移响应发生在2．33s，峰值为42．04ram，顶层最大位移响应发生在2．1模型的建立2．36s，其值为317．3mm。与x向类似，当地震波由Y向输入模如图1所示，带梁式转换层的商住楼模型，地下两层为大型时，同样可以得到其转换层和顶层的最大位移幅值及发生时空间商场，上面l3层为小开间住宅，梁式转换层结构位于第二刻。层，中间对称位置为电梯井与楼梯，起筒体抗侧作用。由3条地震波作用下x、Y向

5、位移时程可以看出：模型的结构底层高4．5m，柱尺寸0．8m×0．8m；标准层高3．Ore，柱时程反应是地震波与模型相互作用的结果，即使是同一模型，尺寸0．6mX0．6m；转换大梁0．5mX1．2m；住宅层梁0．3mX由于地震波输入的方向不同，产生的结果也不同。0．5m；框支层次梁0．35m×0．6m，转换层次梁0．35m×0．7m，混同样可以得到其他楼层的楼层位移与层问位移，把各层位凝土底下两层为C35级，弹性模量E=3．4e4Mp(等代)，上部十三移数据导入matlab作出了3条地震波作用下x、Y方向的楼层层为C30，E=3．2e4Mp(等代)，Ⅱ级钢筋，配筋率为2

6、％。位移包络图与层间位移包络图。2．2动力时程分析从图3和图4可以看出，带转换层商住楼结构在水平地震对模型采用动力时程分析。地震波选用ELCentro波南北作用下呈现弯剪综合变形特性，这是因为：在混合结构下部，混分量，间隔时间0．2s，持续前30s；以及Taft波和天津波，峰值均凝土简体(电梯井)与落地剪力墙起主要作用，变形具有弯曲型调为加0gal。对于天津波，由于在6s以前，加速度幅值比较小，特点；在结构上部，层间变形相对较小，协同工作迫使混凝土筒为了减小所耗机时，故在输入模型中的加速度时程数据只截取体向外弯曲的程度减少，使结构变形具有剪切型的特点。了从68到19s

7、的加速度数据。图5和图6清楚地给出了模型在3条地震波作用下x、Y在ELCentro波NS分量、Taft波和天津波地震作用下，转方向层间位移包络图，由此我们可以看到：在x方向地震波作换层与顶层的x和Y向位移响应如图2所示。安上面我们分析了转换层与顶层的位移时程，得出了各层位用下，转换层的层间位移比较大，并且天津波作用下转换层的层间位移明显大于ELCentro波和Taft波作用下的层间位移，徽移峰值以及所出现的时刻，并且发现在各种地震波作用下，两属于薄弱层，在设计中应予以重视；上面各层成剪切型。者的位移响应图形的形状走势几乎一样，只是幅值不同。其中建筑3