大跨转换梁同上部结构共同工作的性能分析

王明 周宇

0 引言

在现代城市的高层建筑中,为了满足底部修建大型商场、停车库、大厅等大空间的使用功能的要求,或受到场地条件的限制,在建筑物底部需要跨越城市道路、消防通道、地下管网等建(构)筑物时,底层或底部几层采用大空间的情况,在实际工程中应用也越来越广泛。考虑转换梁同上部结构共同工作的性能,可以得出框支转换结构体系的受力规律,为该种结构体系的设计提供参考。

本文采用SAP2000进行分析。

1 转换梁同上部剪力墙共同工作的性能

1.1 分析模型

模型:取一跨度为24 m的大跨转换结构上部承托剪力墙模型,见图1。

各构件的截面尺寸为:转换梁 1.5 m×2.5 m(文献[2]中,对框支转换梁截面高度,抗震设计时不应小于计算跨度的1/6,非抗震设计时不应小于计算跨度的1/8,这样设计的梁截面高度往往很大)。

本模型为非抗震模型,选取的截面尺寸小于文献[2]中的规定;框支柱1.5 m×2.0 m;墙厚0.3 m。混凝土强度等级为C40,均布线荷载取 q=1 000 kN/m(代表上部荷载)。框支柱高度为6 m,剪力墙的高度为每层3 m。在算例中,通过改变转换梁上部剪力墙的层数来分析转换梁上部剪力墙对转换梁受力影响的高度。转换梁上剪力墙层数取n=1层,2层,3层,4层。转换梁和框支柱采用SAP2000中线单元中的框架单元模拟,剪力墙采用SAP2000中面单元中的Shell单元模拟。对各个构件的划分采用了SAP2000中限制网格最大尺寸的划分方式自动划分[1]。

1.2 内力分析

内力分析结果见表1。

表1 转换梁各截面内力(N,V—103kN,M—103kN·m)

由表1中代表截面的内力可得出下列结论: