详解位移比
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位移(层间位移比):此数比值是控制结构平面规则兼有控制扭转的作用。
此数值可以在SATWE 位移输出文件 WDISP.OUT 中查看。
解释下位移比和层间位移比以及位移角的意思(这2个比值应该有很多人搞不清,也包括我)。
1.位移比:楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
2.层间位移比:楼层竖向构件的最大层间位移角与平均位移角的比值。
3.位移角:楼层竖向构件层间位移与层高只比。
(《高规》4.6.3对最大层间位移角也有明确的规定,从1/550、1/800、1/1000不同结构体系限制不同。
)《高规》4.3.5条对此有明确的规定,最大水平位移和最大层间位移角A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍,且A级高度不应大于1.5倍,B级高度、混合结构、以及复杂高层,不应大于1.4倍。
从WDISP.OUT 中即是要求Ratio-(X),Ratio-(Y)=Max-(X),Max-(Y)/Ave-(X),Ave-(Y),最好小于1.2,对于A级高度不能超过1.5,B级高度、混合结构、以及复杂高层,不超过1.4倍。
(位移比)Ratio-Dx,Ratio-Dy=Max-Dx ,Max-Dy/Ave-Dx ,Ave-Dy 最好小于1.2,对于A 级高度不能超过1.5,B级高度、混合结构、以及复杂高层,不超过1.4倍。
(层间位移比)还需控制层间最大位移角的限制,即《高规》4.6.3条规定。
以上这些数值WDISP.OUT 都有输出,所以操作起来还是比较方便的,在设计时只要注意就行假如位移(层间位移比)超过限制需要考虑双向地地震作用。
必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”,以便计算出正确的位移比。
在位移比满足要求后,再去掉“对所有楼层强制采用刚性”楼板假定的选择,以弹性楼板设定进行后续配筋计算。
验算位移比还需要考虑偶然偏心,验算层间位移角则不需要考虑。
轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比详解轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比详解高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”,1、轴压比:主要为控制结构的延性,规范对墙肢和柱均有相应限值要求,见抗规6.3.7和6.4.6。
2、剪重比:主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,见抗规5.2.5。
3、刚度比:主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层,见抗规3.4.2。
4、位移比:主要为控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
见抗规3.4.2。
5、周期比:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,要求见高规 4.3.5。
6、刚重比:主要为控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆,要求见高规5.4.1。
1.一个建筑物结构设计部分,一般来说,包含两个过程:1)结构分析;2)结构设计方案选定后要结构分析,结构分析就是看方案的布置是否合理,包括水平布置和竖向布置;具体的说就是八个比值:轴压比,周期比,位移比,剪重比,刚重比,层间受剪承载力比,侧向刚度比,层间位移角。
2.下面来说说这个比值是用来控制结构哪个方面的。
轴压比: 保证结构的延性;周期比和位移比:判断和控制结构的扭转效应;剪重比:是用来确保长周期结构的安全。
刚重比:控制P-Δ效应作用下的稳定性。
当刚重比比较大时,是可以不用考虑其P-Δ效应的,当刚重比比较小时,就要考虑其P-Δ效应。
规范采用的是对未考虑重力二阶效应的计算结果乘以增大系数的方法近似考虑。
但是刚重比不能过小,是有一个限值的。
层间受剪承载力比:限制结构的竖向布置规则性,可以用来判断薄弱层。
注:层间受剪承载力是指是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。
也就是说,当混凝土的等级,构件截面以及配筋定下之后,由《高规》6.2.8以及7.2.11的公式就确定了层间受剪承载力。
PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解该帖被浏览了12462次| 回复了161次周期比规范条文:新高规的4.3.5条规定,结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比,A级高度高层建筑不应大于0.9;B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:1)根据各振型的平动系数大于0.5,还是扭转系数大于0.5,区分出各振型是扭转振型还是平动振型2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T1 3)对照“结构整体空间振动简图”,考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么?如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
一句话,周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性周期比不满足要求,如何调整?一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是加强结构外圈刚度,削弱结构内筒刚度。
F验算周期比的目的,主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。
F多塔结构周期比:对于多塔楼结构,不能直接按上面的方法验算。
如果上部没有连接,应该各个塔楼分别计算并分别验算,如果上部有连接,验算方法尚不清楚。
F体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑,没有特殊要求的,一般不需要控制周期比。
F当高层建筑楼层开洞口较复杂,或为错层结构时,结构往往会产生局部振动,此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。
结构位移比、轴压比、刚度比、刚重比基本概念及不满足时,解决办法一、位移比:在理解位移比之前首先要理解规范规定的水平地震作用计算、偶然偏心、双向地震三个基本概念。
规范规定的水平地震作用计算:不考虑偶然偏心单向水平地震作用计算;考虑偶然偏心的单向水平地震作用计算;不考虑偶然偏心的双向水平地震作用计算。
要分清楚以上三种计算方式何时选取。
偶然偏心:偶然因素引起的结构质量分布的变化,会导致结构固有振动特性的变化,因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。
考虑偶然偏心,也就是考虑由偶然偏心引起的可能的最不利的地震作用。
高规4.3.3.对于高层建筑,计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。
双向地震:高规4.3.10. 计算公式改变,即在进行双向水平地震作用计算时将不考虑偶然偏心的单向水平地震作用效应平方和再开方,其计算过程与质量偏心无关。
根据高规4.3.2-2,实际操作上,工程界首先考察考虑偶然偏心的情况下位移比大于1.2的时候,则选择双向地震,如果小于1.2,不考虑双向地震(注意:1.2这个数值,有些地区放宽,按照地方规定执行)。
实际操作说明:位移比:限制结构平面的不规则性,限制偏心(刚心与质心的距离),位移比全称扭转位移比,即限制结构的扭转效应。
扭转位移比为1.6时,最大位移是最小位移的4倍,1.2时候是1.5,1.5时候是3.从而理解限制位移比的意义。
高规3.4.5.抗规3.4.3 3.4.4计算时要求刚性楼板假定。
实际操作的时候首先考虑偶然偏心的情况下看位移比为多少,若大于1.2则需要考虑双向地震,如果小于等于1.2则不考虑双向地震(工程界普遍做法,如果设计院另有规定,按照自己单位的执行)。
见抗规5.1.1.高层结构当需要选择考虑双向地震作用时,也要选择考虑偶然偏心的影响,两者取不利,结果不叠加。
不满足时调整方法:找到位移大的位置,加大梁或墙体截面,缩小位移小的位置的截面,看质心与刚心的距离,整体振动空间图,找到调整的大方向。
“楼层位移比”的定义:楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)与楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的比值。
对其进行目的是限制结构的扭转量值,它与结构的扭转平动周期比同属于控制结构扭转方面的概念,而扭转平动周期比主要是考察结构的抗扭转能力,扭转周期过大,说明该结构抗扭能力弱。
“楼层位移比”的计算要求:《抗规》的条文说明3.4.2,3.4.3指出:对于扭转不规则,按刚性楼板计算,当最大层间位移与其平均值的比值为 1.2时,相当于一端为 1.0,另一端为1.45;当比值为1.5时,相当于一端为1.0,另一端为3。
由此可见楼层的位移比应在刚性楼板假定的条件下进行计算,即考虑楼层楼板在平面内刚度无穷大,楼板的点与点之间没有相对位移,楼板作为一个刚体在楼层平面内有水平位移和转角。
另《高规》规定了计算楼层的位移比还须考虑质量偶然偏心的影响。
3质量偶然偏心的概念结构计算时应考虑由于施工、使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的质量偶然偏心的不利影响,因此《抗规》3.3.3条规定:计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。
根据规范公式3.3.3,直接取各层质量偶然偏心为0.05Li(Li为垂直于地震作用方向的建筑物总长度) 为附加偏心距来计算单向水平地震作用。
据此画出偶然偏心的作用放心图如图1所示:4 简单模型的试验为弄清偶然偏心和结构刚度布置的关系,笔者利用PKPM软件对一个简单模型进行了如下的试验。
模型为一单层剪力墙结构,结构布置如图2所示:从表1的位移输出数据变化我们可以看出,偏心位置的相应方向的结构刚度增大,则结构在该偏心位置的位移比较其相反的偏心位置的位移比增大较多。
因此,在实际工程中,如某一偏心位置的位移比超出规范的限值,我们就可以调整结构布置,通过降低该偏心位置所在一侧的结构刚度或者提高该偏心位置的相反位置侧的结构刚度来使结构的总体刚度达到平衡,从而达到降低位移比的目的。
调整刚度的方法可以采用增加或较少剪力墙数量、拉伸剪力墙的长度、改变框架柱的截面、或者改变连梁的高度等等,理论上说,通过调整任何结构平面均能使位移比符合限制要求。
周期比规范条文:新高规的4.3.5条规定,结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1 之比,A级高度高层建筑不应大于0.9;B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:1)根据各振型的平动系数大于0.5,还是扭转系数大于0.5,区分出各振型是扭转振型还是平动振型2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13)对照“结构整体空间振动简图”,考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么?如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
一句话,周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性周期比不满足要求,如何调整?一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是加强结构外圈刚度,削弱结构内筒刚度。
F验算周期比的目的,主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。
F多塔结构周期比:对于多塔楼结构,不能直接按上面的方法验算。
如果上部没有连接,应该各个塔楼分别计算并分别验算,如果上部有连接,验算方法尚不清楚。
F体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑,没有特殊要求的,一般不需要控制周期比。
F当高层建筑楼层开洞口较复杂,或为错层结构时,结构往往会产生局部振动,此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。
以过滤局部振动产生的周期。
位移比规范条文:新高规的4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
位移比的名词解释位移比是指物体的变形(或位移)和作用在其上的力(或位移)之间的比值。
它常用于力学和工程学领域,用来描述材料、结构或系统的变形特性和性能。
在这篇文章中,我们将对位移比进行详细的解释和探讨。
1. 引言位移比对于力学和工程学的研究至关重要。
它提供了一种衡量物体响应外力变形的度量方式。
位移比的概念首次被引入到工程学中是为了描述材料的刚性和弹性特性。
而随着研究的深入,位移比的应用范围不断扩大,成为研究结构和系统变形特性的重要工具。
2. 位移比的定义位移比是指物体的位移与作用力之间的比值,通常用一个数值来表示。
它可以用于描述线性和非线性系统的变形特性。
在线性系统中,位移比是一个固定的常数,而在非线性系统中,位移比可能会随着作用力的变化而变化。
3. 位移比的计算方法在实际应用中,我们可以通过实验或计算来确定位移比。
实验方法包括加载和测量物体的力和位移,然后计算其比值。
计算方法则需要依赖物体的几何形状和材料性质等参数,通过数值模拟或解析方法得出位移比的数值。
4. 位移比的作用位移比在力学和工程学中有着重要的应用。
首先,它用于衡量材料的弹性模量和刚性特性。
在弹性体中,位移比越小,材料的刚性越高。
其次,位移比可以用来评估材料的变形能力和抗变形能力。
通过研究位移比,我们可以了解材料在受力后的形变程度,从而判断其是否适用于特定工程和设计要求。
此外,位移比还可以用来分析结构和系统的稳定性和安全性。
通过计算位移比,我们可以确定结构是否承受得住外力的作用,从而评估其结构强度和稳定性。
5. 位移比的优化位移比的优化是工程设计中的重要任务之一。
通过优化位移比,我们可以提高结构和系统的性能和安全性。
在设计过程中,可以有多种方法来优化位移比,例如改变材料的选用、优化结构形状、增加支撑结构等。
通过合理的优化位移比,我们能够提高工程设计的效果和可靠性。
6. 位移比的应用案例位移比的概念广泛应用于工程学和设计领域。
例如,在建筑设计中,位移比可以用来评估结构的稳定性和抗震能力。
SATWE 软件计算结果分析一、位移比规范条文:新高规3.4.5规定:结构平面布置应减少扭转的影响。
在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移,A 级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;B 级高度高层建筑、超过A 级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
基本概念:位移比包含两项内容(1)楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值;(2)楼层竖向构件的最大层间位移与平均层间位移的比值;计算位移比仅考虑墙顶,柱顶等竖向构件上节点的最大位移,不考虑其他节点的位移。
位移比可以用结构刚心与质心的相对位置(偏心率)表示,二者相距较远的结构在地震作用下扭转效应较大,位移比是控制结构整体抗扭特性和平面不规则性的重要指标。
钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度应区分为A 级和B 级:A 级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑最大适用高度B 级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑最大适用高度操作要点:位移比在<结构位移>(WDISP.OUT )中输出,各楼层位移比为Ratio(X)和Radio(Y)。
其中,Ratio(X)=Max(X)/Ave(X)位移比不满足,简便的调整方法:1)程序调整:satwe 程序不能实现2)人工调整:只能人工调整改变结构平面布置,使结构规则,刚度均匀,减小结构刚心与 结构体系 非抗震设计 抗震设防烈度6度 7度 8度 9度0.20g 0.30g框架70 60 50 40 35 ------- 框架-剪力墙 150 130 120 100 80 50 剪力墙 全部落地剪力墙 150 140 120 100 80 60 部分框支剪力墙 130 120 100 80 50 不应采用 筒体 框架-核心筒 160 150 130 100 90 70 筒中筒 200 180 150 120 100 80 板柱-剪力墙 110 80 70 55 40 不应采用 结构体系 非抗震设计 抗震设防烈度6度 7度 8度0.20g 0.30g框架-剪力墙170 160 140 120 100 剪力墙 全部落地剪力墙 180170 150 130 110 部分框支剪力墙 150140 120 100 80 筒体 框架-核心筒220 210 180 140 120 筒中筒300 280 230 170 150形心的偏心距:可利用程序的节点搜索功能在satwe的“分析结构图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到位移最大的节点,加强该节点对应的墙、柱等构件刚度;也可以找出位移最小的节点削弱其刚度;直到位移比满足要求。
自由落体位移比
自由落体位移比:从初速度为零的点开始,自由落体运动中的位移与时间的关系可以用公式s=1/2gt²来表示。
其中,s表示位移,g表示重力加速度,t表示时间。
这个公式描述了自由落体运动的基本规律,是物理学中的一个重要概念。
然而,在实际应用中,我们常常会遇到一些复杂的情况,比如多物体同时自由落体,或者不同质量的物体在相同高度下落。
在这些情况下,位移比的概念就变得尤为重要。
位移比是指两个或多个物体在同一高度自由下落时,它们的位移与质量或形状等因素的比值。
在自由落体运动中,物体的质量并不会影响其下落的加速度,因此位移比主要受到物体的形状、初始状态和空气阻力的影响。
在忽略空气阻力的情况下,所有物体在同一高度自由下落时,它们的位移比都等于时间比的平方,即s1/s2=(t1/t2)²。
这是因为所有物体都以相同的加速度下落,加速度与时间的关系为a=g*t,而位移与加速度和时间的关系为s=1/2*a*t²。
在实际应用中,位移比的概念可以用于解决许多实际问题。
例如,在建筑领域中,工程师可以使用位移比的概念来设计更加稳定和安全的建筑物;在航空领域中,飞行员可以使用位移比的概念来计算飞行器的zui佳投弹角度和高度;在体育领域中,教练可以使用位移比的概念来优化运动员的训练计划和比赛策略。
总之,自由落体位移比是一个重要的物理概念,它可以用于解决许多实际问题。
在实际应用中,我们需要综合考虑物体的质量、形状、初始状态和空气阻力等因素,以获得更加准确的位移比值。
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自由落体位移比
在自由落体运动中,物体落下相同竖直距离所用时间之比为1:(√2 - 1):(√3 - √2):...: [√(n+1) - √n]。
自由落体运动是物理学中的一个基本概念,指的是物体仅在重力作用下,没有其他外力干扰,从静止状态开始的运动。
以下是一些关于自由落体运动的重要信息:
1. 位移与时间的关系:自由落体运动的位移与时间的平方成正比,即\( h = \frac{1}{2}gt^2 \),其中( h \) 是位移,( g \) 是重力加速度,( t \) 是时间。
2. 速度与时间的关系:自由落体运动的速度与时间成正比,即\( v = gt \),其中\( v \) 是速度。
3. 连续相等时间内的位移比:在自由落体运动中,连续相等时间内的位移之比为1:3:5:...:(2n-1),这是因为在匀加速直线运动中,连续等长时间段内的平均速度之比为这个数列的一半,即0.5:1.5:2.5:...:n-0.5。
4. 末速度之比:物体在自由落体运动中,在第1T、2T、3T...nT 末尾的速度之比为1:2:3:...:n,其中T是任意相等的时间间隔。
5. 位移之比:物体在自由落体运动中,在第1T、2T、3T...nT 内的位移之比为1:4:9:...:\( n^2 )。
综上所述,这些比例关系有助于我们更好地理解自由落体运动的特点,以及如何计算在不同时间段内物体的位移和速度。
在实际应用中,这些知识对于解决物理问题非常有用。
匀加速运动相等时间内位移之比推论在匀加速运动中,我们常常会接触到一个有趣的现象,那就是位移之比。
你有没有想过,为什么在同样的时间内,两个运动物体的位移会有如此大的差别?这可真是个引人入胜的话题,今天我们就来深入聊聊这个“位移之比”的推论。
1. 匀加速运动的基础首先,咱们得明白什么是匀加速运动。
想象一下,你骑着自行车从静止开始,越骑越快,感觉像是飞起来一样。
这种逐渐加速的状态,就是匀加速运动。
其实,它的背后有个简单的公式,公式里有加速度、时间和位移这些关键要素。
要是把这些放在一起,你就会发现,位移不仅仅和时间有关,还和加速度息息相关。
1.1 公式解析匀加速运动的位移公式是这样的:( S = vt + frac{1{2at^2 )。
听起来有点复杂?别担心,咱们拆开来聊。
这里的 ( S ) 是位移,( v ) 是初速度,( a ) 是加速度,而 ( t ) 是时间。
哎呀,听起来像是数学课,但其实它描述的就是你骑车时的感觉:一开始可能慢得像蜗牛,但随着时间推移,速度越来越快,位移也就越来越大。
1.2 位移之比的魅力那么,如何算出不同物体之间的位移之比呢?假设有两个物体 A 和 B,它们在同样的时间内运动,但加速度不同。
我们可以通过公式得出它们的位移,进而计算出它们的比值。
比如说,物体 A 的加速度是2 m/s²,而物体 B 是4 m/s²,经过同样的时间,物体 B 的位移就会是物体 A 的两倍。
这就好比你和朋友比赛跑步,你使劲儿往前冲,而朋友却慢吞吞地在后面拖沓,结果自然是你胜出。
2. 日常生活中的例子再来个实际点的例子吧。
想象一下,你和小伙伴们在公园里玩滑板。
你们从同一个地方出发,结果你的小伙伴用力一推,滑得飞快,而你呢,起步慢得像在溜冰。
几秒钟后,看看你们的位移,肯定是你的小伙伴远远超过了你。
这种情况正好反映了匀加速运动的位移之比,简单又有趣,不是吗?2.1 比赛中的启示说到比赛,匀加速运动的位移之比也可以给我们很多启示。
相同时间位移比例-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:相同时间位移比例是指在同一时间段内,物体或现象在空间中所发生的位移比例相同的现象。
例如,当两个物体在同一时间内分别向前移动10米和5米时,它们的位移比例为2:1,即相同时间位移比例为2:1。
本文将从相同时间位移比例的概念、影响因素和意义等方面进行探讨,通过深入分析和实例说明,探讨相同时间位移比例在物理学和工程学等领域的重要性和应用价值。
同时,也对未来研究的方向和可能的发展进行展望,以期为相关研究提供参考和借鉴。
文章结构部分应该包括对整篇文章的组织和框架的介绍,如下所示:"1.2 文章结构"本文将分为三个主要部分,分别为引言、正文和结论。
引言部分将概括性地介绍本文要探讨的主题,包括对相同时间位移比例的概念、意义和影响因素进行简要的阐述。
正文部分将深入探讨相同时间位移比例的概念、影响因素以及其在实际应用中的意义,从理论和实践角度进行详细的分析和阐述。
结论部分将对本文所述内容进行总结,展望未来可能的研究方向,并得出本文的结论。
1.3 目的本文的目的是探讨相同时间位移比例在物理学和工程学中的重要性和意义。
通过分析相同时间位移比例的概念、影响因素以及其意义,旨在帮助读者更深入地理解这一概念在实际应用中的作用,并为相关领域的研究和实践提供理论支持和指导。
同时,通过本文的讨论和总结,也能为相关领域的未来发展提出一些新的思路和展望。
最终目的是为读者提供关于相同时间位移比例的全面而深入的认识,促进该领域的进一步研究和应用。
2.正文2.1 相同时间位移比例的概念相同时间位移比例是指在同一时间段内,两个不同物体或系统的位移存在一定的比例关系。
这一概念是在物理学和工程学领域中被广泛运用的重要概念之一。
在运动学中,相同时间位移比例可以用来描述两个物体在同一时间内的位移关系。
这可以帮助我们更好地理解物体的运动规律,并提供了一种分析和比较运动的有效方法。
第六章位移比2014.7.17一、定义:(1)位移比:即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
(2) 层间位移比:即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
其中:最大水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。
层间位移角:墙、柱层间位移与层高的比值。
最大层间位移:墙、柱层间位移的最大值。
平均层间位移:墙、柱层间位移的最大值与最小值之和除2。
二、计算公式:△μ/h三、控制目的:主要为限制构平面布置的不规则性,以避免产生过大的偏心而导致构产生较大的扭转效应。
高层建筑层数多,高度大,为了保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其最大位移和层间位移加以控制,主要目的有以下几点:1.保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。
2.保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。
3.控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
四、规范要求:①《抗规》3.4.3条规定:②《抗规》3.4.4条规定:间位移远小于规范限值时,可适当放宽;③《高规》3.4.5条规定:④《高规》3.7.3条规定:五、SATWE中怎么看:WDISP.OUT文件六、超了怎么办:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值,详位移输出文件WDISP.OUT。
但对于计算结果的判读,应注意以下几点:(1)若位移比(层间位移比)超过1.2,则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用;(2)验算位移比需要考虑偶然偏心作用,验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心(3)验算位移比应选择强制刚性楼板假定,但当凸凹不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响(4)最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。
位移比例式是物理学中的一个重要概念,它描述了物体在某一方向上的位移与时间、速度和加速度之间的关系。
位移比例式通常表示为:
Δx = vt + 0.5at^2
其中:
Δx 是物体在某一方向上的位移;
v 是物体的初速度;
t 是物体运动的时间;
a 是物体的加速度。
这个公式告诉我们,物体的位移等于其初速度乘以时间,再加上一半的加速度乘以时间的平方。
这就是著名的“位移比例式”。
例如,如果一个物体以10米/秒的速度向东移动了5秒,那么它的位移就是50米。
如果我们知道它的加速度是2米/秒^2,那么我们可以计算出它在这段时间内走过的总距离。
首先,我们使用位移比例式来计算物体在这段时间内的总位移:
Δx = vt + 0.5at^2 = 10m/s * 5s + 0.5 * 2m/s^2 * (5s)^2 = 50m + 25m = 75m
所以,这个物体在这段时间内走过的总距离是75米。
构整体分析计算结果的位移比、周期比、轴压比、剪重比、侧向刚度比、刚重比等关键技术指标。
1. 位移比:主要控制结构的平面规则性,以免形成扭转.1、“楼层位移比”1)定义——“楼层位移比”指:楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)与楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的比值;2)目的——限制结构的扭转;3)计算要求——考虑偶然偏心(注意:不考虑双向地震).2、综合说明:1)现行规范通过两个途径实现对结构扭转和侧向刚度的控制,即通过对“扭转位移比”的控制,达到限制结构扭转的目的;通过对“层间位移角”的控制,达到限制结构最小侧向刚度的目的.2)对“层间位移角”的限制是宏观的.“层间位移角”计算时只需考虑结构自身的扭转藕联,无需考虑偶然偏心及双向地震.3)双向地震作用计算,本质是对抗侧力构件承载力的一种放大,属于承载能力计算范畴,不涉及对结构扭转控制的判别和对结构抗侧刚度大小的判断. 4)常有单位要求按双向地震作用计算控制“扭转位移比”和“层间位移角”,这是没有依据的.但对特别重要或特别复杂的结构,作为一种高于规范标准的性能设计要求也有它一定的合理性.高规的4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍.位移比的限值:是根据刚性楼板假定的条件下确定的,其平均位移的计算方法,也基于“刚性楼板假定”.控制位移比的计算模型:按照规范要求的定义,位移比表示为“最大位移/平均位移”,而平均位移表示为“(最大位移+最小位移)/2”,其中的关键是“最小位移”,当楼层中产生0位移节点,则最小位移一定为0,从而造成平均位移为最大位移的一半,位移比为 2.则失去了位移比这个结构特征参数的参考意义,所以计算位移比时,如果楼层中产生“弹性节点”,应选择“强制刚性楼板假定”.高规4.3.5条,应在质量偶然偏心的条件下,考察结构楼层位移比的情况.层间位移角:程序采用“最大柱(墙)间位移角”作为楼层的层间位移角,此时可以“不考虑偶然偏心”的计算条件.复杂结构,如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等,这些结构或者柱、墙不在同一标高,或者本层根本没有楼板,这类结构可以通过位移的“详细输出”或观察结构的变形示意图,来考察结构的扭转效应.复杂高层建筑结构设计(徐培福主编)第195页,图7.1.7,先按不考虑偶然偏心计算扭转位移比,根据计算结果分两种情况分别计算,一是,当扭转位移比小于1.2时,按偶然偏心计算;二是,当扭转位移比大于等于1.2时,按双向地震计算.再根据两次计算结果取不利情况对结构的扭转不规则进行判别.(博主提示:请注意,这里对采用双向地震的判别是比1)放松许多,注意,这里的规定都是对复杂高层建筑而言的,对一般工程,原则上不需要进行这样严格的判别).对于错层结构或带有夹层的结构,这类结构总是伴有大量的越层柱,当选择“强制刚性楼板假定”后,越层柱将受到楼层的约束,如果越层柱很多,计算失真.总之,结构位移特征的计算模型之合理性,应根据结构的实际出发,对复杂结构应采用多种手段.2. 周期比周期比控制什么?如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
一般结构位移比
一般结构位移比(Generalized Strain Ratio,简称GSR)是用来描述构筑物在受到外力作用时发生的位移变形的一个参数。
它是位移变形的垂直方向位移与水平方向位移之比。
一般结构位移比的计算公式为:
GSR = Δv / Δh
其中,Δv表示位移变形的垂直方向位移,Δh表示位移变形的水平方向位移。
一般结构位移比可以用来衡量结构在受到外力作用时的变形程度。
较大的位移比表示结构在受力下发生较大的形变,可能会导致结构的变形过大或者破坏。
因此,在工程设计中,一般需要通过合理的结构设计和加固措施来控制结构的位移比,保证结构的稳定性和安全性。
需要注意的是,一般结构位移比是根据结构的几何形状和材料特性来计算的,不考虑结构的荷载和支座条件。
在具体的工程设计中,还需要综合考虑结构的荷载和支座等因素来评估结构的稳定性和安全性。
平抛运动速度比和位移比的关系1. 平抛运动简介平抛运动,这个听起来就像是在讲笑话的名字,其实是物理学里一个很有意思的概念。
简单来说,它指的是物体从某个高度以某个速度水平抛出,然后就开始在地球的引力下“飞翔”。
你可以想象一下,像是在放风筝,风筝一开始被放出时的状态,既有水平速度又有垂直方向的加速度,这就是平抛运动的魅力所在。
1.1 速度与位移提到速度和位移,很多人可能会想到赛车,嗖嗖的速度让人心跳加速。
但在平抛运动中,速度和位移的关系可不简单哦!速度是物体每单位时间内走的距离,而位移则是物体起始点和结束点之间的直线距离。
就好比你走路时,如果走了一圈又回到原地,你的位移是零,但速度却可能是很快的!这就像是你在家里转圈圈,最后却没去任何地方,真是个大笑话。
1.2 速度比的计算当我们谈论速度比的时候,其实就是在比较两个物体的速度。
比如说,如果你和你的朋友比赛跑步,你们的速度比可以用你们跑的距离除以时间来计算。
平抛运动中,水平速度和垂直速度的比率也是如此。
我们可以通过公式来计算,公式的使用就像是打游戏时用到的秘籍,让我们更轻松地掌握运动的奥妙。
2. 位移比的关系再来说说位移比。
在平抛运动中,物体的水平位移和垂直位移是两个不同的概念。
水平位移是物体在水平方向上移动的距离,而垂直位移则是它在上下方向上移动的距离。
想象一下,一个人在游乐园玩滑梯,滑下去的距离就是垂直位移,而他在地面上横向移动的距离就是水平位移。
是不是很形象?2.1 位移比的公式为了搞清楚这两者的关系,我们需要引入一个小公式。
水平位移和垂直位移的比率可以通过时间来决定,毕竟时间是运动的基石!你可以这样理解:水平位移是与时间成正比的,而垂直位移则是与时间的平方成正比。
这就像你追公交车,如果你慢慢跑,能赶上,但如果你用尽全力狂奔,可能会因为加速而摔倒,导致你反而没能按时到达。
2.2 应用实例来点实例,让这些公式活起来!比如,你在公园里玩飞盘,把飞盘平抛出去。
新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。
以SATWE软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。
1.完成整体参数的正确设定计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。
但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。
这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。
(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。
振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。
具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。
例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3倍。
浅谈结构模型调位移比的方法摘要:框架结构形式建筑已在各地广泛应用,但在调试模型阶段,特别是在高烈度地区由于规范对位移比的限制往往调试模型比较困难,或是花费不少精力与时间,本文参照一个8度地区三级抗震的框架案例来进行分析,探讨一些调试方法,为结构设计者在进行结构布置时提供帮助。
关键词:框架结构,位移比,SATWE ,刚性楼板假定一.位移比的概念建筑抗震设计规范GB50011-2010.3.4.3条中平面不规则中的扭转不规则(在规定的水平力作用下,楼层的最大弹性水平位移或是层间位移,大于该楼层两端弹性水平位移平均值的1.2倍)所以当位移比大于1.2时就是即为扭转不规则,需要把位移比调试到1.2范围内。
按照规范要求的定义,位移比表示为“最大位移/平均位移”,而平均位移表示为“(最大位移+最小位移)/2”,μ1—“最大位移”μ2—“最小位移”μ3—“平均位移”则位移比公式:μ=μ1/μ3楼层位移比计算式中分母应采用楼层两端弹性水平位移,按公式计算时注意:不是质心位移,也不应采用楼层内各抗侧构件的水平位移平均值。
在SATWE运行前勾选时注意,在计算高层建筑结构的楼层位移比时应考虑结构的偶然偏心的影响,多层建筑宜考虑结构的偶然偏心影响,复杂的高层建筑结构还应考虑双向地震并按偶然偏心及双向地震作用;并应按偶然偏心及双向地震作用的最不利值。
二.几种常见解决位移比超限方法1、加大外框构件的刚度,减小内部构件的刚度。
例如把外侧角柱或是边柱的柱截面放大一些以及外框梁截面高度变大一些,然后运行SATWE,在SATWE的图形文件输出的结构整体空间震动里观察地震模拟三维图判别X,Y方向哪一个方向颜色不协调然后对应相应的方向调整框架该方向的边柱及边梁的截面,直到两个方向震动颜色整体一致。
(如下图所示)(X向震型图示)(Y向震型图示)2、调整结构断面,使楼层的质心和形心尽可能重合。
改变平面内的布置或是通过降低该偏心位置所在一侧的结构刚度或是调整该偏心位置相反一侧的刚度来使结构的总体刚度达到平衡,从而使质心与标准层形心接近或是重合。
位移(层间位移比):此数比值是控制结构平面规则兼有控制扭转的作用。
此数值可以在SATWE 位移输出文件 WDISP.OUT 中查看。
解释下位移比和层间位移比以及位移角的意思(这2个比值应该有很多人搞不清,也包括我)。
1.位移比:楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
2.层间位移比:楼层竖向构件的最大层间位移角与平均位移角的比值。
3.位移角:楼层竖向构件层间位移与层高只比。
(《高规》
4.6.3对最大层间位移角也有明确的规定,从1/550、1/800、1/1000不同结构体系限制不同。
)
《高规》4.3.5条对此有明确的规定,最大水平位移和最大层间位移角A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍,且A级高度不应大于1.5倍,B级高度、混合结构、以及复杂高层,不应大于1.4倍。
从WDISP.OUT 中即是要求
Ratio-(X),Ratio-(Y)=Max-(X),Max-(Y)/Ave-(X),Ave-(Y),最好小于1.2,对于A级高度不能超过1.5,B级高度、混合结构、以及复杂高层,不超过1.4倍。
(位移比)
Ratio-Dx,Ratio-Dy=Max-Dx ,Max-Dy/Ave-Dx ,Ave-Dy 最好小于1.2,对于A 级高度不能超过1.5,B级高度、混合结构、以及复杂高层,不超过1.4倍。
(层间位移比)
还需控制层间最大位移角的限制,即《高规》4.6.3条规定。
以上这些数值WDISP.OUT 都有输出,所以操作起来还是比较方便的,在设计时只要注意就行
假如位移(层间位移比)超过限制需要考虑双向地地震作用。
必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”,以便计算出正确的位移比。
在位移比满足要求后,再去掉“对所有楼层强制采用刚性”楼板假定的选择,以弹性楼板设定进行后续配筋计算。
验算位移比还需要考虑偶然偏心,验算层间位移角则不需要考虑。