【關鍵詞】高層建筑結構；框架-剪力墻結構；動力特性

　　

　　1 框架-剪力墻結構體系概述

　　框架-剪力墻結構體系是在框架結構中布置一定數(shù)量的剪力墻所組成的結構體系。由于框架結構具有側向剛度差，水平荷載作用下的變形大，抵抗水平荷載能力較低的缺點，但又具有平面布置較靈活、可獲得較大的空間、立面處理易于變化的優(yōu)點；剪力墻結構則具有強度和剛度大，水平位移小的優(yōu)點與使用空間受到限制的缺點。將這兩種體系結合起來，相互取長補短，可形成一種受力特性較好的結構體系-框架，剪力墻結構體系。剪力墻可以單片分散布置，也可以集中布置[1]。為了初步了解結構的動力特性，對框架．剪力墻結構進行模態(tài)分析，并從影響結構的動力特性的不同因素考慮結構的固有頻率和振型的變化規(guī)律。

　　2 框架-剪力墻結構的動力特性探討

　　2.1 結構的模態(tài)分析

　　結構的地震反應決定于結構本身固有特性和地震動特性。結構體系中比較重要的動力特性是結構在無阻尼情況下的自由振動頻率和相應的振型。結構在動荷載作用下結構內部構件的最大內力、位移和變形等都與結構的固有頻率和振型特點密切相關，因此尋求自振頻率和振型是進行各項動力分析的前提和基礎，尋找結構的固有頻率和振型是計算分析的主要內容，因此首先進行模態(tài)分析。本文利用ANSYS中的子空間迭代法，對初始模型進行模態(tài)分析，初步了解了框架．剪力墻結構的動力特性。

　　考慮豎向重力荷載對模態(tài)的影響，采用子空間迭代法進行模態(tài)求解，分析不同模型下的自振頻率及前幾階振型圖，觀察此框架-剪力墻結構的自振頻率規(guī)律及各階模態(tài)的振型曲線、振型特性的規(guī)律。

　　表1前十階振型特點

　　

　　表1前十階振型特點，通過表1可以看出，出模型的第一振型為X方向整體平動，對應頻率為O．6897Hz，周期為1．4536s，對應最大位移為0．8310mm；第二振型為Y方向整體平動，對應頻率0.8740Hz，周期為1.1494s，對應最大位移為0.7865mm。第一、第二振型沿高度都呈較明顯的彎曲型位移分布，即底部變形較小，而上部位移較大，且第一主振型X方向的最大位移大于第二主振型Y方向的最大位移，這是由于結構X方向為長軸方向，沿X方向布置的剪力墻間距較大，Y方向為短軸方向，沿Y方向布置的剪力墻間距較小，使x方向的剛度較Y方向的小，因此結構的振動控制方向為x方向。又由第一、第二周期相差不大，可知結構的剛度分布是比較均勻的。第三振型為繞Z方向的扭轉振型，對應頻率為1.3721Hz，周期為0.7288s，符合高層建筑結構設計規(guī)范中前兩階振型不能為以扭轉振型為主的規(guī)定。結構以平動為主的第一自振周期T1=1.4536s，以扭轉為主的第一自振周期T3=0.7288s，其比值T3／T1=0.5014，小于《高層建筑混凝土結構技術規(guī)程》(JGJ3—2002)中規(guī)定的值0.85，從扭轉變形分布特點上看，整體協(xié)調性較強，沒有出現(xiàn)顯著的局部位移放大現(xiàn)象，說明本結構體系平面布置對稱、規(guī)則合理，立面上質量、剛度分布較均勻，結構抗扭能力滿足要求。。從以上分析結果表明，本文的框架-剪力墻結構計算模型具有良好的整體性能，適合于計算研究。

　　2.2 結構內部特性對結構動力特性的影響

　　幾個低階振型的運動在總運動中占主導地位，因此這里主要對結構前兩階振型即結構的X向一階、Y向一階進行分析，研究框架-剪力墻結構的動力特性變化規(guī)律。結構的動力特性及抗震性能跟結構的內部構造有關系，因此本文針對不同剪力墻厚度、不同樓板厚度、不同底層高度、有無中間剪力墻這幾種情況來分析框架，剪力墻結構的固有頻率、振型的變化規(guī)律，從而研究結構抗震性能。

　　2.2.1 不同剪力墻厚度的模態(tài)分析

　　通過不同剪力墻厚度情況下結構的固有頻率和幅值比較分析，隨著剪力墻厚度的增加，框架-剪力墻結構的固有頻率逐漸增大，結構振動的振幅即最大位移逐漸減小，這說明剪力墻厚度影響著結構的動力特性，剪力墻厚度的增加在一定程度上提高了結構的抗震能力。

　　2.2.2 不同樓板厚度的模態(tài)分析

　　通過不同樓板厚度情況下結構的固有頻率和幅值比較分析，隨著樓板厚度的增加，框架-剪力墻結構的固有頻率逐漸減小，減小趨勢趨近平緩，結構振動的振幅即最大位移也逐漸減小，這說明樓板厚度同樣影響著結構的動力特性，但影響不是很明顯，樓板厚度的增加也不一定提高了結構的抗震能力。因此，對于高層框架．剪力墻結構樓板的選擇要根據(jù)其結構固有特性進行驗算選擇適當?shù)臉前搴穸取?/div>