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高层建筑计算结果的分析及处理

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摘
要 高层建筑应对计算的结果进行合理性 、正确性的分析和判 断，通过调整 才能最终做为结
构设 计 的依 据 。 关键 词 稳 定 变形 周期 刚度 扭转 位 移
高层 建筑 由于 结构 复杂 、 件 多，计算量 较 构 大， 因此 设计人 员在 设计过 程 中必须根 据 程 设 计 的经验对 计算 结 果进行 合理性 、 正确 性 的分 析 和 判 断 ，根 据其可 靠 性决 定能否 做为 设计依 据 ，
度 有 关的方面 提 出明确 的定量 要求 ， 实质 是刚 其
强该 层的抗扭 刚度 ； 层 问位 移角控 制潜 力不 大 若 且各层 抗扭刚 度无突 变 时，应修改 结构布 置 ，强
化 外 围墙 体 ，削弱 中间墒体 ， 剪 力墙布 局更趋 使
合理。
度和刚度比的控制 。 在实际设计中很难一次就全
２０ ０ ８年 ９月
电人 理 Ｔ Ｓｕｙｏ Ｓ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉ ｅｉｇａ Ｒ ＶＵ． ｔｄ ｆ ｃ ｎｅａｄＥ ｇｎ ｒ ｔ Ｔ ｅ ｅ ｎ
第 ３期 总 第 ２ ６ｊ ３ Ｊ ｌ Ｊ
高层建筑计算结果 的分析及处理
樊青云
深 圳市 保安 区建 设工程 监理公 司 （ 深圳 ５ ８０ ） １ １１
般从 下述几 个方 面进 行分 析判 断：
１ 根 据结构类 型分 析其位 移特性和 动力特
性 ，判别 其合 理性 １ １ 振 型 、周期和 基底 剪重 比应在 适 当的范 同 ． （） １ 以平 移振 动振 型分 解方法 为主 时 ，计算 白振 周期应 人 概在 ’Ｙ 范同 ： Ｉ０ ＂ 框架 结构 ＴＩ（． ＂ ． ） ＝０１０ １ ｎ ０ ５
（） ５梁抗 剪抗扭超 限截 面不 多。
（） ３ 当不 满足 周期 比 限制 时 ，若 层 间位移 角 控 制 潜力较大 时 ，宜减小 结构竖 向构ｆ：ｔ ，增 ｌ］ ｌ度 ￣ 火平动 周期 ； 层 间位移角 控制潜 力不 人时 ， 若 应
检查是否存在扭转刚度特别小的层 ， 若存在应加
２ 高层 结构 刚度 的控制 与调整 《 高规 》在抗 震概念 设计 中，对刚度 或与 刚
筒 中筒 结构
ＴＩ（．６０１） ＝０ — ． ｎ ０ ０
结 构为弯 曲变 形 ： 架结 构为剪 切变 形 ；框剪 结 框
构为弯 曲剪 切相 结合 的变形 。 Ｉ 高层 结构 刚度应 适 中 ，可 通过 适宜 周期 Ｔ ． ２ ａ
式 中 ：ｎ 建筑 物层 数 一
并且 Ｔ ￣ Ｉ － ／） ： Ｔ ＝ １ ￣ ／） ２ （／ １５Ｔ１ ３ （／ Ｉ ＴＩ ３ ５ ７
足 《 高规》（ Ｊ．０ ２ Ｊ ３２０ ）第 ３３ ３条规定。如 ７ Ｇ ．１ ．
度 （ ．ｇ ０１ ）抗震 时 ，扭转 效应 明显 或基 本周 期小 于 ３５ ． Ｓ时 ，剪 重 比应火 于 ０ ｌ 。若剪 重 比不满 ．６ ０
足 规 定 ， 层 问位 移 角义偏 火 时 ， 且 说明结 构过 柔 ， 宜适 当加大 竖 向构 什截 面 以提 高刚度 ， 反之 若剪 重 比 火且层 间位 移角 偏小 时 ， 降低 竖 向构仆 宜
刚 度 以求 得合 适 的经济技 术 指标 。
框剪、框筒结构
剪 力墒 结构
Ｔ ＝０ ８ ０ ２ Ｉ（． ～ ． ） ０ １ｎ
ＴＩ （． ～ ．８ｎ ０ ４ ００ ） ＝ ０
（） ４ 刚度 均匀 的结构 ， 位移 曲线 应连 续光滑 ，
且虑 合乎 相应 的结 构体系 的位 移特 征 。 剪力墙 如
１ ｍｍ 。 ５
１５ 大部 分构 件配 筋 率应在 适 宜 的范 围 内，计 ． 算正 常 的结构 ， 应有 太多 的超限截面 ， 不 且基 本
符 合 以一 规律 ： Ｆ
（） 、墙 轴 力绝火部 分 为压 力 。 １梓 （） 、柱大 部分为构 造配筋 。 ２墙
（） ３梁基本无超筋。 （） ４剪力墙基本都符合截面抗剪要求。
米评估 。若 Ｔ Ｔ 结构偏柔 ，反 之则 结构 刚度 ＞ ａ则
如果 计算 结果 偏离太 远 ， 应考 虑 刚度 是否过 大或 过小 ，适 当予 以调整 。当考虑 弯丰 耦连振 动 Ｈ 时 ，扭转 振动 方 向因子 大雨 ０５时所对 应 的最长 ．
偏大 ，Ｔ ａ取值 与结 构类 型、建 筑层 数 、场地 类 别等 冈素有 关 。
（） １ 扭转 周期 与刚 心和形心 的偏 心距 大小 无 关 ，只与楼层 ＿ 转 刚度有 关 扭 （） 力墙按 同一 主轴两 方 向正交布 置 时， ２剪 较易 满足 ： 周边 墙与 核心筒成斜 交 布置 时要注 意 检 奈 是否 满足 。
位 最 大 值 应 在 楼 高 的 中部 ，且 竖 向变 位 应 ・
一
层 ）利 Ｔ＜ ．５ １（ ｔ０８Ｔ Ｂ类及 复杂 高层 ） （） 于 比较 均 匀 的结 构 ，振 型 曲线应 是 比 ２对
较 连续光 滑 的 曲线 ， 一振 型无 零 点 ； 二振 型 第 第
在 （． ０８Ｈ 处有一 零 点； 三振 型在 （． ．） ０７ ．） － 第 ０４ ５ ０ － Ｈ 及（． ０９Ｈ处有 两个 零 点。 Ｏ８ ． ～ ） （） ３水平 地 震 作用 时 ， 各楼 层 的剪 重 比应 满
部 满足 ， 因此 需要 不断 的调整 以达到满足 规范 的 要 求 。 表列 出 了这 些控制 的 内容及不满 足时 结 下 构 调 整的方 法 ：
１ 层间位移角、竖向构件的轴压 比、剪重比、 ． ３
刚重 比应 满足 《 规 》的相应 规 定 。 高
周期即为扭转周期 Ｔ， ｔ 应满足 Ｔ＜ ． １（ 类高 ｔ０ Ｔ Ａ ９
电大理工
总第 ２ ６期 ３
１ 高度在 １０米左 右 的建筑 ，其 接点竖 向变 ． ４ ０
其 中周 期 比的控制 及调整难 度较 大 ， 不满 足 时不 要随 意加大 剪力墙 截面 ， 查处 问题 的关键 应 所在 ，采取 相应措 施 ，才能有 效解决 问题 。

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高层建筑结构计算机分析方法

高层建筑结构计算机分析方法

第11章高层建筑结构计算机分析方法和设计程序小结（1）高层建筑结构是复杂的空间结构，比较合理的分析方法是采用三维空间结构计算模型，楼板按弹性考虑。

但这样会增加计算工作量和设计费用，所以一般情况下可采用楼板在自身平面内为无限刚性的假定；如结构平面和立面简单、规则，可采用协同工作方法计算。

（2）目前，高层建筑结构按三维空间结构计算，主要有两种计算模型：空间杆-薄壁杆件模型、空间杆-墙元模型。

相对而言，空间杆-墙元模型比空间杆-薄壁杆件模型更符合实际结构，计算结果也更精确一些，建模时对各种剪力墙更容易处理一些，但计算速度较慢、计算机硬盘和内存空间要求较大。

（3）对于复杂高层建筑结构，应至少采用两个不同力学模型的三维空间结构分析软件进行整体内力和位移计算，以保证分析结果符合实际情况。

（4）对程序计算结果应进行分析和判别，不能盲目地使用程序计算结果。

思考题（1）什么是结构静力分析和动力分析？通常在恒荷载、楼面活荷载、风荷载、地震作用下的内力和位移分析是静力还是动力分析？（2）高层建筑结构可采用下列计算模型：平面协同计算；空间协同计算；空间计算，楼板为刚性；空间计算，楼板为弹性。

试分析这几种计算模型的差异及各自的适用范围。

（3）在将空间结构简化为平面结构时，各榀平面结构“竖向位移不协调”是什么意思？为什么空间结构计算模型不存在这个问题？在什么情况下可将空间结构简化为平面结构计算？（4）构件的轴向、弯曲和剪切变形对结构的内力分布、侧向位移有何影响？如果忽略柱或剪力墙的轴向变形和剪切变形，结构侧向位移计算值比实际值偏大还是偏小？（5）假定楼板在自身平面内的刚度为无限刚性，对楼板平面内杆件的内力和变形有哪些影响？（6）在用有限元法对高层建筑结构进行分析时，剪力墙可处理为带刚域杆件、空间薄壁杆件、墙板单元、墙元等模型。

试分析这几种计算模型各自的适用范围。

（7）试分析空间杆-薄壁杆件模型与空间杆-墙元模型各自的特点及适用范围。

分析高层建筑结构计算结果的合理性与可靠性判断方法

分析高层建筑结构计算结果的合理性与可靠性判断方法

分析高层建筑结构计算结果的合理性与可靠性判断方法作者：牛敏来源：《城市建设理论研究》2013年第31期摘要：本文从“结构振型与结构周期的合理性、内力与位移曲线、结构周期比与位移比的合理性、整体稳定性问题、竖向刚度及竖向规则性、结构剪重比的计算、轴压比的控制及构件配筋的分析与比较”，浅谈高层建筑结构设计结果的合理性与否的判断方法。

关键词：高层建筑结构；设计结果；合理性、可靠性判断中图分类号： TU97 文献标识码： A1 引言计算机软件进行高层建筑结构分析和设计比较普遍，而计算结果的合理性、可靠性进行判断却很必要。

根据工程实际情况，应以力学概念和丰富的工程经验为基础，从结构整体和局部对计算结果的合理性进行判断，确认其是否可靠，来保证结构安全。

2 结构振型与结构周期的合理性1）结构振型。

在JGJ3-2002高层建筑混凝土结构技术规程(下简称《高规》)中规定：抗震计算应考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔楼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％。

如果各个地震方向的有效质量系数均大于0.9，这就意味着计算振型数满足要求，反之则不然。

后续振型产生的地震作用效应不能忽略，虽然不存在安全性，但必须增加振型数重算。

刚度和质量比较均匀的结构，正常计算应简化成单线的振型曲线，且比较连续光滑，不应有大进大出，或凹凸曲折。

2）结构周期。

其大小与结构的刚度和质量有关。

结构周期的大小与刚度的平方根成反比，与结构质量的平方根成正比。

正常比较规则的高层建筑结构周期大致在以下范围内：框架结构：T1=(0.08～0.1)n；框架一剪力墙结构：T1=(O.06-0.08)n；剪力墙结构：T1=(0.04～0.06)n。

式中n为建筑结构层数。

偏离数值太大，应考虑工程刚度，检查结构布置和结构截面尺寸大小是否合适。

3 内力与位移曲线竖向刚度、质量变化较均匀的结构，在较均匀变化的外力作用下，其内力、位移等计算结果自上而下也均匀变化，不应有大突变。

高层建筑结构电算结果分析与调整

高层建筑结构电算结果分析与调整

为 薄弱 层 、 下室 是 否 能 作为 嵌 固 地
凝土抗压碎的能力或提高核心区混 凝土的极 限压应变。④提高纵 向钢
端、 转换层刚度是否满足要求时， 都
是用 层 刚度 比作为依 据 。 由于 层刚 度 突变 产 生 的薄 弱 层 ， 以通 过 调 可
震剪力的数值 。
筋的配筋率与强度 。这样可以提高 柱周边纵 向钢筋承担截面轴压的能
确使用计算机分析软件， 检验和判 断电算结果的可靠性对高层建筑结 构设计至关重要。鉴于结构分析软
件的普及， 因此 本 文 主 要 阐述 结 构
位移 比不满足规 范的要求时， 调整的措施 主要有 ： ①提高结 构的 抗扭刚度 。主要通过调整结构布置 来 实现 ， 与周 期 比的控 制 措施 相 同。②提高结构的抗扭承载力。当 结构布置 的调整较 困难 时， 以在 可 设计 中考虑“ 向地震组合” 双 以提高
对 剪 重 比和 内力 有 影 响 ， 对 周期 而
１４ 层 刚度 比 ． 楼 层 层 刚度 比 是 控 制 结 构 竖 向规 则 的 重要 指 标 ， 现 了结 构 整 体
和位移没有影响。②如剪重 比相差 太多或剪重比不满足要求的楼层太
多， 应修 改设计 ， 而不 是单纯 调整地
体的竖向匀称度。在判断楼层是否
结 构 整 体 刚 度 是 不 可 取 的 ， 样 不 这 仅 会 造 成 很 大 的 浪 费 ， 且 还 会 使 而
构 设 计 几 个 重要 的控 制 指 标 ， 并介
绍 了各 参 数指 标 的含 义 、 范要 求 规
及调 整措 施 。
不满足规范 的要求 时， 整的措施 调 主要有 ： ①提高结 构的抗 扭刚度 。 这样可 以改善结构 的抗扭性能 ， 是 解决结构抗扭薄弱的根本方法。提
(完整版)高层建筑结构设计电算结果判断的五个主要指标和需要控制的七个比值及调整方法

(完整版)高层建筑结构设计电算结果判断的五个主要指标和需要控制的七个比值及调整方法

高层结构电算结果判断的五个主要指标电算有比较详细的结果，规范也有明确的判断依据。

具体是第一周期的大小，第一扭转周期和平动周期的比值小于0.9（0.85），判断什么是扭转周期平动周期在周期后的比例中可以看到。

以上有问题就说明结构的刚度有值得查看的地方。

这个要达到90%以上，至于为什么，几乎所有将震型的文字都有说明层间位移（小于1.2，考虑偶然偏心时小于1.4），楼层最大位移，位移角。

规范设计该文字的地方就有说明规范没有说剪重比，用的是剪力系数。

作用是判断结构刚度及地震力判断薄弱层，指标应该很好查吧如何判断电算结果是否合理？——高层建筑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：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。

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。