Моделирование здания со стенами-диафрагмами и с переходными этажами

В рассматриваемой модели переходный этаж находится на 6-м этаже, планы нижней и верхней части переходного этажа приведены на рисунке. Высоты этажей со стенами-диафрагмами составляют 5,4 м и 4,5 м, высота этажей верхней части здания составляет 3 м. Колонны переходного этажа выполнены из железобетона в виде профильного сечения. Масштаб модели 1:40.

При экспериментах по направлению х, у модель исследовалась на воздействия P-волн (первые), S-волн (вторые) и поверхностных волн L и R. При доведении до разрушения были приняты поверхностные волны L и R. Вводилось максимальное ускорение 0,6g, при котором модель имеет локальные разрушения, но не обрушается. При применении поверхностных волн L и R, результаты динамического анализа во времени с результатами спектрального анализа в основном одинаковы (например, угол сдвига между этажами, поперечная сила для этажа). Результаты анализа приведены на рисунке. Из рисунка видно, что хотя положение переходного этажа относительно высоко, но резкого изменения угла сдвига между этажами не наблюдается.

Отношение поперечной жесткости переходного этажа к поперечной жесткости верхнего этажа и отношение эквивалентной жесткости у_е конструкций выше и ниже переходного этажа приведены в таблице.

Из таблицы видно, что отношение поперечной жесткости переходного этажа к жесткости верхнего этажа относительно мало. Отношение эквивалентной жесткости у_е конструкции верхней и нижней части переходного этажа существенно больше. Эти данные свидетельствуют о том, что жесткость этажей под переходным этажом мала. Отношение поперечной силы в стенах-диафрагмах верхней части переходного этажа к поперечной силе в колоннах каркаса под переходным этажом составляет 6,45. Очевидно, изменение поперечной силы в верхней и нижней части переходного этажа значительное, так как поперечная сила в нижней части на 3-4 раза больше, чем в верхней. Картина трещинообра- зования модели приведена на рисунках.

План моделей нижней и верхней частей переходного этажа

Результаты анализа

а - сдвиг между этажами; b - поперечная сила

Анализируя картину трещинообразования, представленную на рисунке, можно сделать вывод, что после появления трещин жесткость конструкций переходного этажа резко снижается и внутренние усилия в колоннах каркаса увеличиваются. Так как в исследуемой модели колонны каркаса были выполнены в виде профильного сечения, то не произошло их разрушения. Однако стены-диафрагмы верхней части переходного этажа серьезно разрушились. В конечной стадии опыта в ходе анализа экспериментальных данных и расчета внутренних усилий стен, «стоящих на земле», можно сделать вывод о неизбежности возникновения трещин в несущих конструкциях переходного этажа.