轴压比规定

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抗震设防烈度6、7度地区A级高度剪力墙结构设计要点

一、整体规定

◆A级高度乙类、丙类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度:

◇全部落地剪力墙—-6度、7度抗震时,分别为140、120m

◇部分框支剪力墙--6度、7度抗震时,分别为120、100m

◇A级高度甲类高层建筑的剪力墙结构最大适用高度：6度、7度抗震时,将本地区设防烈度提高一级后，应符合上述要求

（说明：房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度）

◆结构的最大高宽比；

◇6和7度抗震时，分别为6、5

◆质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；

◇其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响

◆考虑非承重墙的刚度影响，结构自振周期折减系数取值0.9~1。0

◆平面规则检查,需满足：

◇形状:

平面长度不宜过长（图1），L/B宜符合表3.4.3的要求；平面突出部分的长度l不宜过大、宽度b不宜过小(图1）,l/Bmax、l/b宜符合表1的要求;建筑平面不宜采用角部重叠或细腰形平面布置.（图2)

图1 建筑平面示意

表1 平面尺寸及突出部位尺寸的比值限值

设防烈度 L/B l/Bmax l/b

6、7度

8、9度 ≤6。O

≤5.O ≤0.35

≤0.30 ≤2.O

≤1.5 2

图2 角部重叠和细腰形平面示意

◇扭转:

1、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；《高规》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.

注：当楼层的最大层间位移角不大于0。4/1000时，该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松,但不应大于1。6。

2、结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0。9，《高规》第10章所指的复杂高层建筑不应大于0。85.

结构设计中的七个比值

一、周期与周期比(控制第一振型不扭转)：

规范中没有严格的规定，只在《建筑结构荷载规范》2012年版的附录E中给出经验公式。周期太长结构过于柔，周期太短，结构过于刚，所以，在一般情况下，高层结构结构周期T=（0.007-0.013）n式中n为建筑层数。

周期比即为结构扭转为主的第一自震（也称第一扭震周期）与平动为主的第一自振周期（也称第一侧震周期）的比值，周期比主要控制结构扭转效应，减小结构扭转对结构产生的不利影响，使结构抗扭刚度不会太弱，因为两者相近时，由于振动藕连现象，结构扭转效应会明显加大。

二、位移比（控制扭转）：

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，需要对其最大位移和层间位移加以控制，以保证主体结构始终处于弹性受力状态，避免混凝土墙柱出现裂缝，控制楼面梁板的裂缝数量，宽度，保证填充墙，幕墙等非结构构件的影响，避免产生明显的破坏。控制平面的规则性，以免扭转对结构产生不利影响。

计算结果的判别和调整特点：pkpm中的satwe程序对于每一层计算并输出最大位移，最大层间位移角，平均水平位移，平均层间位移角及相应比值，详见输出文件wdisp，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，则要在总信息参数设置中考虑双向地震作用。

(2)验证位移比要考虑偶然偏心作用，验证位移角不需要考虑偶然偏心。

(3)验算位移比应当选择强制刚性楼板假定，但当凹凸或者局部楼板不连续时，应当采用复合楼板，平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不连续时尚应考虑扭转影响。

(4)最大层间位移位移比是在刚性楼板假定下的控制参数。构件设计与设计信息不是在同一个条件下的结果（即构件可以采用弹性楼板计算，而位移计算必须在刚性楼板假定下获得）固可以在刚性楼板假定下算出位移，而采用弹性楼板进行构件分析。

(5)因为高层建筑在水平力作用下，几乎都会产生扭转，故楼层最大位移一般都发生在结构单元边角部位。

结构设计中的几个参数比

1.轴压比 目的：控制构件保持一定延性。保证柱（墙）的塑性变形能力和保证 结构的抗倒塌能力。

要求：详见规范（抗规柱636、墙645和混规柱11416、墙

11.7.16&17），限制各等级的剪力墙和框架（支）柱轴压比；

注意：剪力墙的轴压比对应的荷载为重力荷载代表值的设计值； 框架

（支）柱轴压比对应的荷载为含水平荷载的工况组合， 多为地震工况

组合。

调节方法：

1） 程序调整：SATWE程序不能实现。

2） 人工调整：增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。

2. 扭转周期比

目的：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

要求：规范规定（高规345）: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

振型判别方法：振型方向因子来判断，因子以 50%乍为分界。

注意：全国超限建筑抗震设防中，对周期比比值不足不是一项超限， 广东抗震审查技术要求中无该条规定。

调节方法：

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

3. 有效质量参与系数

目的：保证考虑充足的地震作用。

要求：详见规范（抗规522条文及高规5.1.13）计算振型数应使各

振型参与质量之和不小于总质量的 90% 调节方法:

增加计算参与的振型数量。

4.刚重比

目的：确定在水平荷载下，结构二阶效应不致过大，而引起稳定问题 要求：详见规范（高规5.4）重力二阶效应及结构稳定

剪跨比、轴压比和剪压比概念

剪跨比

ratio of shear span to depth

简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a（a称剪跨）与截面有效高度h0之比。以λ＝a/h0表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系，是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。

在其它因素相同时，剪跨比越大，抗剪能力越小。当剪跨比大于3时，抗剪能力基本不再变化。

狭义定义：a/h0

广义定义：M/Vh0

更深一层：主应力与切应力之比，延伸至延性与脆性

。

框架柱端一般同时存在着弯矩M和剪力V，根据柱的剪跨比λ=M/Vho来确定柱为长柱、短柱和极短柱，ho为与弯矩M平行方向柱截面有效高度。λ>2（当柱反弯点在柱高度Ho中部时即Ho/ho>4）称为长柱；

轴压比

轴压比指柱(墙)的轴压力设计值与柱(墙)的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值(进一步理解为：柱(墙)的轴心压力设计值与柱(墙)的轴心抗压力设计值之比值)。它反映了柱(墙)的受压情况，《建筑抗震设计规范》（50011-2001）中6.3.7和《混凝土结构设计规范》（50010-2002）中都对柱轴压比规定了限制，限制柱轴压比主要是为了控制柱的延性，因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破坏呈脆性。

u=N/A*fc，

u—轴压比，对非抗震地区，u=

N—轴力设计值

A—截面面积

fc—混凝土抗压强度设计值

《抗规》表6.3.7 中的注释第一条：可不进行地震作用计算的结构，取无地震作用组合的轴力设计值。

限制轴压比主要是为了控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见《抗规》6.3.7和，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的不一样。

《混凝土结构设计规范GB 2》

11.4.16 轴压比(N/fcA)指考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向压力设计值N与柱全截面面积A和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积之比值。对不进行地震作用计算的结构取无地震作用组合的轴力设计值。