【摘 要】本文用PMSAP軟件分析并計算轉(zhuǎn)角連梁在不同高度和不同跨度下，轉(zhuǎn)角部位墻體開洞后，墻體的剪力變化情況。
【關(guān)鍵詞】剪力墻；轉(zhuǎn)角窗；連梁
近幾年來，很多剪力墻結(jié)構(gòu)為滿足建筑功能和通風(fēng)采光的要求，在其拐角處做一凸出的陽臺或凸窗，我們稱之為轉(zhuǎn)角窗。雖然轉(zhuǎn)角窗取代了抗震性能較好的轉(zhuǎn)角墻使高層住宅結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度大為削弱，但是開設(shè)轉(zhuǎn)角窗的高層住宅，可使用戶充分享受室外綠化景觀和滿足室內(nèi)采光要求，得到了越來越多開發(fā)商的青睞。
一、角窗在計算模型里的建立
高層剪力墻結(jié)構(gòu)最需要計算和分析的就是剪力墻的剪力，所以重點研究開洞與否對結(jié)構(gòu)角部墻體剪力的影響情況。模型基于已建立的18層剪力墻塔樓結(jié)構(gòu)和板樓結(jié)構(gòu)，四個轉(zhuǎn)角部位均開洞，轉(zhuǎn)角連梁按按普通框架梁輸入，梁截面尺寸為：梁寬同墻厚，梁高同窗間墻高。本文應(yīng)用PMSAP軟件進行內(nèi)力計算，提取受力最大的角部墻體的剪力數(shù)據(jù)，繪制開洞大小不同時，墻體在地震方向與X軸夾角不同時的剪力變化圖。其中底層、中間層、頂層剪力分別指模型中的首層，十層，十八層的轉(zhuǎn)角墻體剪力值；還有轉(zhuǎn)角連梁跨度為0mm時是指不開設(shè)角窗的剪力墻結(jié)構(gòu)，跨度不同時，轉(zhuǎn)角連梁高度均為900mm；轉(zhuǎn)角連梁高度為0mm時也是指不開設(shè)角窗的剪力墻結(jié)構(gòu)，高度不同時，轉(zhuǎn)角連梁跨度均為1500mm。底層為首層，中間層為10層，頂層為18層。
二、PMSAP計算結(jié)果分析
1.塔樓剪力變化結(jié)果。（1）塔樓不開設(shè)轉(zhuǎn)角窗時，地震方向與X軸夾角越大，結(jié)構(gòu)底層剪力墻剪力越大；開設(shè)轉(zhuǎn)角窗后，隨著轉(zhuǎn)角連梁跨度的增大，底層不同地震角所對應(yīng)的剪力墻剪力總體趨勢是先增大然后再減小，并且開始時增大的幅度很大，其中在轉(zhuǎn)角連梁跨度為1200mm時，各片剪力墻剪力達到最大，接著隨著轉(zhuǎn)角連梁跨度的增大剪力墻剪力下降的趨勢逐漸增大。還有地震方向與X軸夾角小于30°時，開洞后的塔樓剪力大于不開洞的塔樓，大于30°時開洞后的塔樓剪力小于不開洞的塔樓。（2）塔樓不開設(shè)轉(zhuǎn)角窗時，地震方向與X軸夾角越大，結(jié)構(gòu)中間層剪力墻剪力越大。隨著跨度的增大，轉(zhuǎn)角連梁跨度在0mm～600mm范圍內(nèi)時，以15°時的剪力為中心，不同地震角所對應(yīng)的剪力由放射狀逐漸向中間靠攏，轉(zhuǎn)角連梁跨度在600mm～1500mm范圍內(nèi)時，剪力墻剪力隨著轉(zhuǎn)角連梁跨度的增大而減小，但在跨度為1500mm～1800mm間剪力重新形成放射狀，此時地震方向與X軸夾角越大，剪力墻剪力越大，但是在轉(zhuǎn)角連梁跨度為2400mm時，剪力墻剪力有靠攏趨勢，但是這時地震方向與X軸夾角越大所對應(yīng)剪力越小。（3）塔樓不開設(shè)轉(zhuǎn)角窗時，地震方向與X軸夾角越大，結(jié)構(gòu)頂層剪力墻剪力越小。頂層剪力墻剪力變化最有規(guī)則，轉(zhuǎn)角連梁跨度為0mm～600mm時，不同地震角所對應(yīng)的剪力隨著轉(zhuǎn)角連梁跨度的增大而減小，并且這時地震角越大剪力越大。當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁跨度為600mm～1500mm時，不同地震角所對應(yīng)的剪力隨著轉(zhuǎn)角連梁跨度的增大而增大，當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁跨度為1500mm～1800mm時，不同地震角所對應(yīng)的剪力隨著跨度的增大而減小，跨度為1800mm～2400mm時，剪力隨著跨度的增大而增大，還必須注意不開洞時，地震方向與X軸夾角越小剪力越大。但是開洞后都是地震方向與X軸夾角越大剪力越大，開洞后各片剪力墻剪力都比不開洞的小，開洞后轉(zhuǎn)角連梁跨度在1800mm時剪力最小。（4）塔樓不開設(shè)轉(zhuǎn)角窗時，底層不同地震角所對應(yīng)的剪力分布較分散，并且相差也較大。當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁高度為400mm時，不同地震角所對應(yīng)的剪力分布最集中，相差最小，轉(zhuǎn)角連梁高度在400mm～600mm范圍內(nèi)時，剪力逐漸增大并在高度為600mm時達到最大，接著不同地震角所對應(yīng)的剪力隨著轉(zhuǎn)角連梁高度的增大，有向一起靠攏的趨勢。還有塔樓開洞后，地震方向與X軸夾角越大，所對應(yīng)的剪力越小，在夾角為30°時剪力達到最大。通過圖還可以看出：地震方向與X軸夾角為60°、75°和90°時，開洞后的剪力比不開洞的小，但其他角度開洞后剪力增大。（5）塔樓中間層開設(shè)轉(zhuǎn)角窗后，不同地震力夾角所對應(yīng)的剪力小于不開洞的塔樓。當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁高度為400mm時，地震方向與X軸夾角越大，剪力越小，隨著高度的增大，剪力變化幅度卻越來越小，當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁高度超過1000mm時，不同地震角對應(yīng)的剪力相差已經(jīng)很小。（6）頂層不同地震角所對應(yīng)的剪力都是隨著轉(zhuǎn)角連梁高度的增大而減小。不開洞時地震方向與X軸夾角越大剪力越小，但是開洞后都是地震方向與X軸夾角越大剪力越大。在同一跨度，不同地震角所對應(yīng)的剪力相差不大。
2.板樓剪力變化結(jié)果。（1）板樓不開設(shè)轉(zhuǎn)角窗時，地震方向與X軸夾角越大，結(jié)構(gòu)底層剪力墻剪力越大，并且不同地震角所對應(yīng)的剪力相差不太大，明顯比塔樓要小。隨著轉(zhuǎn)角連梁跨度的增大，不同地震角所對應(yīng)的剪力總體趨勢是先降低再增高再降低，其中轉(zhuǎn)角連梁跨度在0mm～600mm時剪力降低，接著跨度在600mm～1200mm時剪力都隨著跨度的增大而增大，但是跨度為1500mm時，剪力變化波動很大，有提高的有降低的沒有什么規(guī)律，當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁跨度達到1800mm時，各片剪力墻剪力趨于穩(wěn)定，當(dāng)跨度在1800mm～400mm范圍內(nèi)時，剪力隨著跨度的增大而減小。其中開洞后的板樓在地震角為30°時所對應(yīng)的剪力最大，為90°時所對應(yīng)的剪力最小。（2）板樓中間層的剪力變化很有規(guī)律，不同地震角所對應(yīng)的剪力都是隨著跨度的增大而減小，在跨度為1500mm時剪力波動較大。不開洞時地震方向與X軸夾角為45°時所對應(yīng)的剪力最大，開洞后地震方向與X軸夾角為30°所對應(yīng)的剪力最大，90°時剪力最小。開洞后的所有剪力墻剪力均小于不開洞的。（3）板樓不開設(shè)轉(zhuǎn)角窗時，頂層地震方向與X軸夾角越大則剪力越小，不開洞時不同地震角所對應(yīng)的剪力相差較大分布較分散，但是隨著跨度的增大，當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁跨為600mm時，不同地震角所對應(yīng)的剪力幾乎集中到一點，剪力達到最小值，然后隨著跨度的增大剪力值慢慢分散，剪力變化幅度也越來越大。其中在跨度為1500mm時剪力變化波動較大，板樓開洞后還是在地震角為30°時所對應(yīng)的剪力最大，為90°時所對應(yīng)的剪力最小。（4）板樓底層轉(zhuǎn)角連梁高度在0mm～400mm時，地震方向與X軸夾角為60°及其以上時剪力都是隨著高度的增大而減小，60°以下則是剪力隨著高度的增大而增大。當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁高度大于400mm之后，不同地震角所對應(yīng)的剪力都是隨著高度的增大而增大，但是過了600mm之后，增大的幅度就不是太明顯，在同一高度不同地震角時，各片剪力墻剪力相差較大，其中地震方向與X軸夾角為30°時剪力最大，為90°時剪力最小。（5）板樓中間層不開設(shè)角窗時，不同地震角所對應(yīng)的剪力明顯大于開設(shè)角窗的板樓。板樓開洞后，不同地震角所對應(yīng)的剪力隨著轉(zhuǎn)角連梁高度的增大而增大，但是變化幅度不是太大，其中地震方向與X軸夾角為30°時剪力最大，夾角為90°時剪力最小。（6）板樓頂層：不同地震角所對應(yīng)的剪力隨著轉(zhuǎn)角連梁高度的增大而減小，但是減小的幅度越來越小。當(dāng)轉(zhuǎn)角連梁高度為1200mm時剪力相差已經(jīng)非常小。其中地震方向與X軸夾角為30°時剪力最大，為90°時剪力最小。
參 考 文 獻
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