转换层上层剪力墙剪力超限YJKVIP免费

转换层上层剪力墙剪力超限引言近几十年来，带转换层的高层建筑结构由于底部空间大，布置灵活方便，在国内得到了广泛的应用[1]。涌现出来带转换层的高层建筑形式多样，包括梁式转换、厚板转换、箱型转换、桁架转换、斜柱转换等多种形式，其中梁式转换层结构由于受力明确直接、结构转换层还能提供一定的建筑、设备利用空间，且抗震性能较其他形式的转换层更具优势，使其成为目前应用最广泛的转换结构，而梁式转换层上部通常为剪力墙体系[2]。许多设计师在处理转换层结构时，常常碰到转换层上部剪力墙在竖向荷载作用下剪力偏大(抗剪承载力不满足要求)的情况，有设计师认为这是属于计算软件分析结果的失真，由于墙网格和转换梁的协调变形使得内力存在不合理的突变现象，在实际工程中由于结构能够自我调节使这种突变力得以分散，在设计中碰到剪力超限可以酌情予以忽略，按照规范最大限值配筋即可。本文就某实例工程在竖向荷载作用下剪力超限的墙肢为研究对象，采用ABAUQS、YJK、ETABS等有限元软件进行计算，并取出转换层及其上部四层，在ABAUQS建立全实体模型分析对比，探索单元类型是否是引起剪力突变的原因，并提供一种经济准确的计算模型，为设计人员提供参考。1工程概况某工程为一栋两层地下室，上部33层，建筑高度106.9m的住宅楼。转换层位于地上二层，转换层及转换层以下一层为大开间的服务大厅。通过梁式转换，上部转换为剪力墙体系的一梯四户的住宅。其中电梯及楼梯间剪力墙全部落地，形成核心筒（图1）。该工程位于7度（0.1g）区，场地类别为Ⅲ类，设计地震分组为第一组，修正后的基本风压为0.4kN/m2，地面粗糙度为B类。2计算结果通过YJK软件计算发现转换层上一层(第3自然层)，7号轴线上的剪力墙(墙肢1)剪力超限，输出提示信息如下：**(组合号:30)截面不满足抗剪要求V/b/h0=6.78>1/γre*0.15*βc*fc=4.08《砼规范》11.7.3在第30号组合中，剪力主要由恒载作用贡献，其值为1151.3kN远大于水平地震作用下的剪力306.6kN。而转换层以上第二层(第6自然层)该墙肢，在竖向恒载作用下的剪力骤然变小，为88.4kN。同时，通过查看转换层以上几层其他墙肢竖向荷载（恒载、活载）作用下产生的剪力，均有突变现象。一般转换梁上第一层的剪力比上两层剪力大7~12倍，而且竖向荷载作用下的剪力有如下规律：(1)剪力墙落地时，不会有突变现象，上部剪力均比较均衡。(2)当剪力墙位于转换梁跨中时，剪力突变现象不明显，完全位于转换梁跨中时没有突变现象，上部各层剪力墙剪力均衡。(3)当剪力墙一端放置在硬支座(墙柱上)，另一端放置在软支座(转换梁上)时突变最较为明显。而且随着软支座越软(离跨中越近)表现得越显著。(4)通过增加转换梁高度，提高抗弯刚度对减缓剪力突变只能在一定程度上缓解，作用效果非常有限。将模型导入ETABS、MIDAS中，三套软件对转换梁处理均采用壳单元，转换柱采用杆元。分析计算后，分别对比该墙肢的上下四层竖向荷载作用下产生的剪力如图2所示。对比计算结果，计算结果都吻合很好，转换梁上一层的剪力墙在恒载下产生的剪力均出现突变现象，且较上二层出现一个数量级上的增幅。3单元影响分析为研究竖向荷载作用下产生墙剪力偏大的是否是由于杆、壳单元不能很好地模拟实际三维情况，采用大型通用有限元软件ABAQUS建立不同单元类型模型进行分析。其中实体单元采用C3D20R，这样能有效的防止剪力自锁现象，避免模型在弯曲时过于刚硬，二次减缩积分的选取也能减少网格密度对结果的影响[3]。壳单元采用较为强健的四边形减缩积分单元S4R[4]，梁单元采用考虑剪切变形的Timoshenko梁B32。为兼顾还原空间约束、减少多种因素间的相互干扰，分单片墙分析和整体空间分析，在整体空间分析中还采用建筑结构专用有限元软件YJK建模，能方便地建模、调整网格尺寸、转变计算简图，同时也对比YJK、ETABS与ABAQUS结果，验证其计算精度上是否满足要求。1.1空间整体分析选取某工程案例中转换层及转换层以上4层部分房间在ABAQUS中分别建立实体模型(a)、壳元墙和杆元梁柱模型(b)、壳元墙和实体转换层模型(c)。每片剪力墙上施加1200kN/m的均布荷载，对于实体单元在截面施加等效压强，每层楼板施加10kN/...