结构设计中七个最重要的比值详解
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tu高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法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,高规 6.4.2和7.2.14。
轴压比不满足时的调整方法: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、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,高规3.3.13。
这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求完成后续的计算。
剪重比不满足时的调整方法:1)程序调整:在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”后,SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求。
2)人工调整:如果还需人工干预,可按下列三种情况进行调整:a)当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时,说明结构过柔,宜适当加大墙、柱截面,提高刚度;b)当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时,说明结构过刚,宜适当减小墙、柱截面,降低刚度以取得合适的经济技术指标;c)当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用,以满足剪重比要求。
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,高规4.4.2;对于形成的薄弱层则按高规5.1.14予以加强。
刚度比不满足时的调整方法:1)程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动将该楼层定义为薄弱层,并按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。
2)人工调整:如果还需人工干预,可适当降低本层层高和加强本层墙、柱或梁的刚度,适当提高上部相关楼层的层高和削弱上部相关楼层墙、柱或梁的刚度。
4、位移比:主要为控制结构平面规则性,以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控制的目标参数主要有如下七个:一、轴压比主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,规范对墙肢和柱均有相应限值要求,见抗规6.3.6和6.4.5,高规 6.4.2和7.2.13及相应的条文说明。
轴压比不满足时的调整方法: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。
二、剪重比主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全,见抗规5.2.5,高规4.3.12及相应的条文说明。
剪重比不满足时的调整方法:1、程序调整:在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”后,SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求。
2、人工调整:如果还需人工干预,可按下列三种情况进行调整:1)当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时,说明结构过柔,宜适当加大墙、柱截面,提高刚度。
2)当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时,说明结构过刚,宜适当减小墙、柱截面,降低刚度以取得合适的经济技术指标。
3)当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用,以满足剪重比要求。
三、侧向刚度比主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免结构刚度沿竖向突变,形成薄弱层,见抗规3.4.3,高规3.5.2及相应的条文说明;对于形成的薄弱层则按高规3.5.8予以加强。
刚度比不满足时的调整方法:1、程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动将该楼层定义为薄弱层,并按高规3.5.8将该楼层地震剪力放大1.25倍。
2、人工调整:如果还需人工干预,可按以下方法调整:1)适当降低本层层高,或适当提高上部相关楼层的层高。
PKPM计算结果合理性判定1.检查原始数据是否有误,特别是是否遗漏荷载;2.计算简图是否与实际相符,计算程序是否选则正确3。
7大指标判定:(1).柱及剪力墙轴压比是否满足要求,主要为控制结构延性;见抗规6.3.6和6.4.5(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剪重比也就是地震剪力系数,由《抗规》(GB50011-2010)对5.2.5条的条文说明知,“对于扭转效应明显或基本周期小于3.5S的结构,剪力系数取0.2amax(amax水平地震影响系数最大值)”,由此可据《抗规》表5.1.4-1推算出各地震烈度下的剪力系数:9度为0.2*0.32=0.064,8度为0.2*0.16(0.24)=0.032(0.048),7度为0.2*0.08(0.12)=0.016(0.024),6度为0.2*0.04=0.008。
在计算时应注意《抗规》5.2.5条,对于6度区可不要求该剪力系数,可详读该条的条文说明。
即6度区按0.8%较好,这样对结构来说是更安全的(类似于最小配筋率的概念)。
剪重比主要是考虑基本周期大于3s的长周期结构。
地震对于此类结构的破坏相比短周期的结构有更大影响,但规范用的振型分解反应谱法无法作出估计;而且对于此类长周期结构计算所得的水平地震作用下的结构效应可能偏小,这可能就是规范设定最小剪重比的原因。
另外不要忘了对竖向不规则结构的薄弱层的水平剪力应增大1.15倍,即楼层最小剪力系数不小于《高规》表3.3.13(即上表)中相应数值的 1.15倍。
在抗震规范的抗震截面验算的条文说明中,明确指出,剪重比是一个调整系数,即这不是一个指标,计算结果出来后,若剪重比大于规定的最小值,计算结果不作调整,若小于,将地震剪力调大,使剪重比达到规定的最小值.类似框剪结构的0.2Qo,在satwe的结果文件Wmass.out,给出这一调整的信息,多看看这一信息,对剪重比的理解会更深刻.注意剪重比和剪压比是两个截然不同的概念,不可混淆。
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。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控制的目标参数主要有如下七个:一、轴压比:主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,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,高规6.4.2和7.2.14及相应的条文说明。
轴压比不满足要求,结构的延性要求无法保证;轴压比过小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少相应墙、柱的截面面积。
轴压比不满足时的调整方法: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。
抗规6.3.7 柱轴压比不宜超过表6.3.7的规定;建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,柱轴压比限值应适当减小。
注:1 轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;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;2 表内限值适用于剪跨比大于2、混凝土强度等级不高于C60的柱;剪跨比不大于2的柱轴压比限值应降低0.05;剪跨比小于1.5的柱,轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;3 沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于200mm、间距不大于100mm、直径不小于12mm,或沿柱全高采用复合螺旋箍、螺旋间距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍、螺旋净距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于10mm、轴压比限值均可增加0.10;上述三种箍筋的配箍特征值均应按增大的轴压比由本节表6.3.12确定;4 在柱的截面中部附加芯柱,其中另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%,轴压比限值可增加0.05;此项措施与注3的措施共同采用时,轴压比限值可增加0.15,但箍筋的配箍特征值仍可按抽压比增加0.10 的要求确定;5 柱轴压比不应大于1.05。
抗规 6.3.7:抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件,并应符合下列要求:1 抗震墙结构,一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应按本章第6.4.7条设置约束边缘构件,但墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于表6.4.6的规定值时可按本章第6.4.8条设置构造边缘构件。
位移比高规 3.4.5:为减少扭转对结构布置的影响,在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,竖向构件的水平位移和层间位移,A级高度不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层的1.5倍;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级高度建筑不应大于0.9。
说明:过大的扭转效应会导致结构的严重破坏,对结构的扭转效应主要从以下两个方面加以限制:1、限制结构平面布置的不规则,避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
扭转位移比计算时,楼层位移可取“规定水平地震力”计算,“规定水平地震力”一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心。
水平作用力的换算原则为每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值。
2、限制结构的抗扭刚度不能太弱。
当扭转方向因子大于0.5时,则该振型可认为是扭转为主的振型。
(周期比计算时,可直接计算结构的固有自振特性,不必附加偶然偏心)周期比位移比调整方法:1、程序调整:SATWE程序不能实现。
2、结构调整:只能通过调整改变结构平面布置,减小结构刚心与质心的偏心距;调整方法如下:1)由于位移比是在刚性楼板假定下计算的,结构最大水平位移与层间位移往往出现在结构的边角部位;因此应注意调整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,减小结构刚心与质心的偏心距。
同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。
2)对于位移比不满足规范要求的楼层,也可利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”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、柱等构件的刚度。
节点号在“SA TWE位移输出文件”中查找。
也可找出位移最小的节点削弱其刚度,直到位移比满足要求。
周期比比调整方法: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。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控制的目标参数主要有如下七个:一、轴压比:主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,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,高规 6.4.2和7.2.14及相应的条文说明。
轴压比不满足要求,结构的延性要求无法保证;轴压比过小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少相应墙、柱的截面面积。
轴压比不满足时的调整方法: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。
二、剪重比:主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全,见抗规5.2.5,高规3.3.13及相应的条文说明。
这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的水平地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求完成后续的计算。
剪重比不满足时的调整方法:1、程序调整:在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”后,SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求。
2、人工调整:如果还需人工干预,可按下列三种情况进行调整:1)当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时,说明结构过柔,宜适当加大墙、柱截面,提高刚度。
2)当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时,说明结构过刚,宜适当减小墙、柱截面,降低刚度以取得合适的经济技术指标。
3)当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用,以满足剪重比要求。
三、刚度比:主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免结构刚度沿竖向突变,形成薄弱层,见抗规3.4.2,高规4.4.2及相应的条文说明;对于形成的薄弱层则按高规5.1.14予以加强。
刚度比不满足时的调整方法:1、程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动将该楼层定义为薄弱层,并按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。
(完整版)结构设计中的七个比值位移比高规3.4.5:为减少扭转对结构布置的影响,在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,竖向构件的水平位移和层间位移,A级高度不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层的1.5倍;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级高度建筑不应大于0.9。
说明:过大的扭转效应会导致结构的严重破坏,对结构的扭转效应主要从以下两个方面加以限制:1、限制结构平面布置的不规则,避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
扭转位移比计算时,楼层位移可取“规定水平地震力”计算,“规定水平地震力”一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心。
水平作用力的换算原则为每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值。
2、限制结构的抗扭刚度不能太弱。
当扭转方向因子大于0.5时,则该振型可认为是扭转为主的振型。
(周期比计算时,可直接计算结构的固有自振特性,不必附加偶然偏心)周期比位移比调整方法:1、程序调整:SATWE程序不能实现。
2、结构调整:只能通过调整改变结构平面布置,减小结构刚心与质心的偏心距;调整方法如下:1)由于位移比是在刚性楼板假定下计算的,结构最大水平位移与层间位移往往出现在结构的边角部位;因此应注意调整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,减小结构刚心与质心的偏心距。
同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。
2)对于位移比不满足规范要求的楼层,也可利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”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、柱等构件的刚度。
节点号在“SA TWE位移输出文件”中查找。
也可找出位移最小的节点削弱其刚度,直到位移比满足要求。
周期比比调整方法: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。
结构设计控制的七个重要比值及主要调整方法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,高规 6.4.2和7.2.14。
轴压比不满足时的调整方法: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、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,高规3.3.13。
这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求完成后续的计算。
剪重比不满足时的调整方法:1)程序调整:在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”后,SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求。
2)人工调整:如果还需人工干预,可按下列三种情况进行调整:a)当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时,说明结构过柔,宜适当加大墙、柱截面,提高刚度;b)当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时,说明结构过刚,宜适当减小墙、柱截面,降低刚度以取得合适的经济技术指标;c)当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用,以满足剪重比要求。
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,高规4.4.2;对于形成的薄弱层则按高规5.1.14予以加强。
刚度比不满足时的调整方法:1)程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动将该楼层定义为薄弱层,并按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。
2)人工调整:如果还需人工干预,可适当降低本层层高和加强本层墙、柱或梁的刚度,适当提高上部相关楼层的层高和削弱上部相关楼层墙、柱或梁的刚度。
4、位移比:主要为控制结构平面规则性,以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控制的目标参数主要有如下七个:一、轴压比:主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,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,高规6.4.2和7.2.14及相应的条文说明。
轴压比不满足要求,结构的延性要求无法保证;轴压比过小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少相应墙、柱的截面面积。
轴压比不满足时的调整方法: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。
二、剪重比:主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全,见抗规5.2.5,高规3.3.13及相应的条文说明。
这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的水平地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求完成后续的计算。
剪重比不满足时的调整方法:1、程序调整:在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”后,SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求。
2、人工调整:如果还需人工干预,可按下列三种情况进行调整:1)当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时,说明结构过柔,宜适当加大墙、柱截面,提高刚度。
2)当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时,说明结构过刚,宜适当减小墙、柱截面,降低刚度以取得合适的经济技术指标。
3)当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用,以满足剪重比要求。
三、刚度比:主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免结构刚度沿竖向突变,形成薄弱层,见抗规3.4.2,高规4.4.2及相应的条文说明;对于形成的薄弱层则按高规5.1.14予以加强。
刚度比不满足时的调整方法:1、程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动将该楼层定义为薄弱层,并按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。
七个比值问题1.有那七个比值2.控制的是什么东西3.所对应的要求有那些4.当不满足时如何调整5.计算时要满足那些东西6.PKPM的结果在那查询7.专业名词的理解一.刚重比《GG》 5.41.控制原因:重力荷载的水平用位移效应上引起的二阶效应比较严重,对砼结构随刚度的降低效应不利影响成非线性关系2.控制方法:框架>20不满足稳定性要求>10考虑P—Δ效应剪力墙>2.7不满足稳定性要求>1.4考虑P—Δ效应3.调整方法:不满足稳定性要求加刚或减重大于10或1.4要考虑P—Δ效应4.PKPM结构查看:总信息最下面5.结构在地震作用下的重力附加弯矩大于初始弯矩的10%要考虑P—Δ效应。
大20%时认为稳定性不满足要求二.剪重比《KG》5.2.5《GG》 4.3.121.控制原因:长周期结构地震加速度小,但此时地面运动的速度,位移对结构的破坏更大,通过放大地震地的方式提高结构的承载能力,增大安全储备2.控制方法:扭转效应明显周期小于3.5秒6度7度8度9度0.8% 1.6% 3.2% 6.4%基本周期大于5.0秒的结构0.6% 1.2% 2.4% 4.8%1.8% 3.6%3.调整方法:在6度区经常会发生A:根据建筑抗震设计规范统一培训教材54页当不满足以下结果时不可以用系数调整在方式1)有15%以上的楼层不满足最小剪力系数椒2)底部楼层剪力不满足最小剪力系数要求85%以上时3)调整系数大于1.15时即不满足87%时B:不能用系数调整时的方法1)T折减多折一些2)提高振型个数3)通过加墙和梁来提高结构风度减小T增加地震作用4)跨高比小于5的梁按洞口输入来提高结构刚度5)也可通过减少质量的方法梁改折板板不要过厚墙去掉对结构贡献较少的为的是结构变得刚一些注;周期不纯也会造成减重比不足的问题4.系数有效满足的要求;有效质量系数要在90%以上5.PKPM结果查看:文本结果振型周期地震力最下面三。
抗剪承载力的比1.控制原因:对楼层的竖向规则性加以控制,楼层抗侧能力突变将导致结构在地震作用下破坏2.控制方法:A极高度不宜<相邻上一层的80%不应<相邻上一层的65%B级高度不应<相邻上一层的75%3.调整方法:调整信息中指定薄弱层个数,薄弱层层号,地震力放大系数,也可增大该楼层的抗侧力构件的截面4.PKPM结构查看:文本文件总信息中5.层间受剪乘载力指在所考虑的水平地震作用方向上,该楼层全部住剪力墙斜撑的受剪乘载力之和四.层刚度比内容较多,被分为侧移刚度和剪切刚度,应用的范围也不同一.侧移刚度1.控制原因:出于竖向规则性的考虑高层建筑上部楼层的侧向刚度宜大于下部楼层的侧向刚度,否则变形会集中在刚度小的下部楼层形成结构软弱层,所以应对下层与相邻上层的侧向刚度比值进行限制2.控制方法:框架结构本层与相邻上一层的比值不小于0.7与相邻上三层平均值的比值不小于0.8剪力墙等复杂结构(考虑层高的修正)本层与相邻上一层比值不小于0.9,当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时该比值不宜小于1.1对于结构底部的嵌固层该比值部小于1.53.调整方法:高贵3.5.8乘以1.25的放大系数是人工指定还是PK自动乘?4.PKPM结果查看:文本文件总信息中二.剪切刚度(按照高贵附录E所计算的刚度)情况1地下室顶板作为嵌固端时地下一层与首层的侧向刚度比不小于2调整方法:只与G和A有关只能调整面积来提高地下一层的刚度结果查看:同上情况2结构为转换结构转换层数小于两层非抗震时下层与上层的比不应小于0.4抗震设计下层与上层的比不应小于0.5转换层在两层以上是等效剪切刚度不小于0.6并且侧移刚度非抗震不小于0.5抗震不小于0.8调整方法,结构查看同上五.周期比控制原因:结构要具备一定的抗扭刚度控制方法:以扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期的比不大于0。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控制的目标参数主要有如下七个:一、轴压比:主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,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,高规6.4.2和7.2.14及相应的条文说明。
轴压比不满足要求,结构的延性要求无法保证;轴压比过小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少相应墙、柱的截面面积。
轴压比不满足时的调整方法: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。
二、剪重比:主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全,见抗规5.2.5,高规4.3.12及相应的条文说明。
这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的水平地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求完成后续的计算。
剪重比不满足时的调整方法:1、程序调整:在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”后,SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求。
2、人工调整:如果还需人工干预,可按下列三种情况进行调整:1)当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时,说明结构过柔,宜适当加大墙、柱截面,提高刚度。
2)当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时,说明结构过刚,宜适当减小墙、柱截面,降低刚度以取得合适的经济技术指标。
3)当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可在SA TWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用,以满足剪重比要求。
三、刚度比:主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免结构刚度沿竖向突变,形成薄弱层,见抗规3.4.2,高规3.5.2及相应的条文说明;对于形成的薄弱层则按高规5.1.14予以加强。
刚度比不满足时的调整方法:1、程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动将该楼层定义为薄弱层,并按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。
史上最精华的结构设计中的七个比值(根据2010新高规,抗规)高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控制的目标参数主要有如下七个:1、轴压比:柱( 墙)轴压比N/(fcA) 指柱( 墙) 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。
它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一,为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力,规范采取的措施之一就是限制轴压比。
规范对墙肢和柱均有相应限值要求,见 10 版高规 6.4.2 和 7.2.13 。
6.4.2抗震设计时,钢筋混凝土柱轴压比不宜超过表6.4.2的规定;对于Ⅳ类场地上较高的高层建筑,其轴压比限值应适当减小。
轴心抗压强度设计值乘积的比值;2.表内数值适用于混凝土强度等级不高于C60的柱。
当混凝土强度等级为C65~C70时,轴压比限值应比表值降低0.05;当混凝土强度等级为C75~C80时,轴压比限值应比表中数值降低0.10;3.表内数值适用于剪跨比大于2的柱;剪跨比不大于2但不小于1.5的柱,其周亚比限值应比表中的数值减少0.05;剪跨比小于1.5的柱,其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;4.当沿柱全高采用并字复合箍,箍筋间距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm,或当沿柱全高采用连续复合螺旋箍,且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直径不小于10mm时,轴压比限值可增加0.10;5.当柱截面中部设置由附加纵向钢筋形成的芯柱,且附加纵向钢筋的截面面积不小于柱截面面积的0.8%时,柱截压比限值可增加0.05。
当本项措施与柱4的措施共同采用时,柱轴压比限值可比表中数值增加0.15,但箍筋的配箍特征值仍可按轴压比增加0.10的要求确定;6.调整后的柱轴压比限值不应大于1.05。
7.2.13 重力荷载代表值作用下,一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过表7.2.13的限值。
全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。
轴压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:增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。
电算结果的判别与调整具体要点:(1).抗震等级越高的建筑结构,其延性要求也越高,因此对轴压比的限制也越严格。
对于框支柱、一字形剪力墙等情况而言,则要求更严格。
抗震等级低或非抗震时可适当放松,但任何情况下不得小于1.05。
(2).限制墙柱的轴压比,通常取底截面(最大轴力处)进行验算,若截面尺寸或混凝土强度等级变化时,还验算该位置的轴压比。
SATWE验算结果详,当计算结果与规范不符时,轴压比数值会自动以红色字符显示。
(3).需要说明的是,对于墙肢轴压比的计算时,规范取用重力荷载代表值作用下产生的轴压力设计值(即恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4)来计算其名义轴压比,是为了保证地震作用下的墙肢具有足够的延性,避免受压区过大而出现小偏压的情况,而对于截面复杂的墙肢来说,计算受压区高度非常困难,故作以上简化计算。
(4).试验证明,混凝土强度等级,箍筋配置的形式与数量,均与柱的轴压比密切的关系,因此,规范针对情况的不同,对柱的轴压比限值作了适当的调整。
(5).当墙肢的轴压比虽未超过上表中限值,但又数值较大时,可在墙肢边缘应力较大的部位设置边缘构件,以提高墙肢端部混凝土极限压应变,改善剪力墙的延性。
当为一级抗震(9度)时的墙肢轴压比大于0.3,一级(8度)大于0.2,二级大于0.1时,应设置约束边缘构件,否则可设置构造边缘构件,程序对底部加强部位及其上一层所有墙肢端部均按约束边缘构件考虑。
2、剪重比:剪重比即最小地震剪力系数λ,主要是控制各楼层最小地震剪力,尤其是对于基本周期大于 3.5S 的结构,以及存在薄弱层的结构, 出于对结构安全的考虑, 规范增加了对剪重比的要求主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性,见高规 10版高规4.3.12。
这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求完成后续的计算。
4.3.12 多遇地震水平地震作用计算时,结构各楼层对应于地震作用标准值的剪刀应符合下式要求:∑=≥ni j j Eki G V λ (4.3.12)式中: V Eki —第ⅰ层对应于水平地震作用标准值的剪刀;λ—水平地震剪刀系数,不应小于表4.3.12规定的值;对于竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增加系数;G j —第j 层的重力荷载代表值;n —结构计算总层数。
2 7、8度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g 和0.30g的地区。
剪重比不满足时的调整方法:1)程序调整:在SATWE 的“调整信息”中勾选“ 按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”后,SATWE 按 10抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求。
2)人工调整:如果还需人工干预,可按下列三种情况进行调整:a )当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时,说明结构过柔,宜适当加大墙、 柱截面,提高刚度;b )当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时,说明结构过刚,宜适当减小墙、 柱截面,降低刚度以取得合适的经济技术指标;c )当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可在SATWE 的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用,以满足剪重比要求。
电算结果的判别与调整要点:(1). 对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大 1.15 倍,即上表中楼层最小剪力系数λ应乘以1.15 倍。
当周期介于 3.5S 和5.0S 之间时,可对于上表采用插入法求值。
(2). 对于一般高层建筑而言, 结构剪重比底层为最小, 顶层最大, 故实际工程中, 结构剪重比由底层控制, 由下到上, 哪层的地震剪力不够,就放大哪层的设计地震内力.(3). 结构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值, 结果详SATWE 周期、地震力与振型输出文件WZQ.OUT)(4). 各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关;如果用户考虑自动放大,SATWE 将在WZQ.OUT 中输出程序内部采用的放大系数.(5). 六度区剪重比可在0.7%~1%取。
若剪重比过小,均为构造配筋, 说明底部剪力过小,要对构件截面大小、周期折减等进行检查; 若剪重比过大,说明底部剪力很大,也应检查结构模型,参数设置是否正确或结构布置是否太刚。
3、刚度比 :刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值(也称层刚度比),该值主要为了控制高层结构的竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层。
对于地下室结构顶板能否作为嵌固端,转换层上、下结构刚度能否满足要求,及薄弱层的判断,均以层刚度比作为依据。
[ 抗规] 与[ 高规] 提供有三种方法计算层刚度,即剪切刚度(Ki=GiAi/hi )、剪弯刚度(Ki=Vi/ Δi )、地震剪力与地震层间位移的比值(Ki=Qi/ Δui )。
见10抗规3.4.2,10版高规3.5.2与5.3.7与10.2.3;对于形成的薄弱层则按10版高规3.5.8予以加强。
3.5.2 抗震设计时,高层建筑相邻楼层的侧向刚度变化应符合下列规定:1 对框架结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ1可按式(3.5.2-1)计算,且本层与相邻上层的比值不宜小于0.7,与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。
ii i i V V ∆∆≥++111γ (3.5.2-1) 式中:γ1—楼层侧向刚度比;V i 、V i+1—第i 层和第i+1层的地震剪刀标准值(KN );Δi 、Δi+1—第i 层和第i+1层在地震作用标准值作用下的层间位移(m )。
2 对框架-剪刀墙、板柱-剪刀墙结构、剪刀墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ2可按式(3.5.2-2)计算,且本层与相邻上层的比值不宜小于0.9;当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时,该比值不宜小于1.1;对结构底部嵌固层,该比值不宜小于1.5。
111112+++∆∆≥h h V V i i i i γ (3.5.2-2) 式中:γ2—考虑层高修正的楼层侧向刚度比。
5.3.7 高层建筑结构整体计算中,当地下顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度不宜小于2。
10.2.3 转换层上部结构与下部结构的侧向刚度变化应符合本规程附录E 的规定。
附录E 转换层上、下结构侧向刚度规定E0.1 当转换层设置在1、2层时,可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比γe1表示转换层上、下层结构刚度的变化,γe1易接近1,非抗震设计时,γe1不应小于0.5。
γe1可按下列公式计算:1222111hhAGAGe⨯=γ(E.0.1-1)jcijjiIWACAA+++∑+=1)2,1(=i(E.0.1-2)2)(5.2ijeiji hhC++=)2,1(=i(E.0.1-3)式中: G1、G2—分别为转换层和转换层上层的混凝土剪变模量;A1、A2—分别为转换层和转换层上层的折算抗剪截面面积,可按式(E.0.1-2)计算;Aw+i—第i层全部剪力墙在计算方向的有效截面面积(不包括翼缘面积);Aei+j—第i层第j根柱的截面面积;hi—第i层的层高;hei+j—第i层第j根柱沿计算方向的截面高度;Ci+j—第i层第j根柱截面面积折算系数,当计算值大于1时取1。
E.0.2 当转换层设置在第二层以上时,按本规程式(3.5.2-1)计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6。
E.0.3 当转换的层设置在第二层以上时,尚宜采用图E所示的计算模型按公式(E.0.3)计算转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比γe2。
γe1宜接近1,非抗震设计时γe1不应小于0.5。
3.5.8 侧向刚度变化、承载力变化、竖向抗侧力构件连续性不符合本规程第3.5.2、3.5.3、3.5.4条要求的楼层,其对应于地震作用标准值的剪刀应乘以1.25的增大系数。
刚度比不满足时的调整方法:1)程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动将该楼层定义为薄弱层,并按10版高规3.5.8将该楼层地震剪力放大1.25倍。
2)人工调整:如果还需人工干预,可适当降低本层层高和加强本层墙、柱或梁的刚度,适当提高上部相关楼层的层高和削弱上部相关楼层墙、柱或梁的刚度。
电算结果的判别与调整要点:(1)规范对结构层刚度比和位移比的控制一样,也要求在刚性楼板假定条件下计算。
对于有弹性板或板厚为零的工程,应计算两次,在刚性楼板假定条件下计算层刚度比并找出薄弱层,然后在真实条件下完成其它结构计算。