最新版高层结构设计要控制的7个比值
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建筑结构:高层建筑设计七个比值的控制目标
1.轴压比:主要为了控制结构的延性;
2.剪重比:主要为了控制各楼层最小地震剪力,确保结构安全性;
3.刚度比:主要为了控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层;
4.位移比:主要为了控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响;
5.周期比:主要为了控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响;
6.刚重比:主要为了控制结构的稳定性,以免结构产生滑移和倾覆;
7.层间受剪承载力比:主要为了控制结构的竖向规则性。
结语:借用拿破仑的一句名言:播下一个行动,你将收获一种习惯;播下一种习惯,你将收获一种性格;播下一种性格,你将收获一种命运。
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希望大家坚持到底,现在需要沉淀下来,相信将来会有更多更大的发展前景。
高层结构设计,这七个比值必须要把控好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,就要人为了进一步提高,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,宜适当加强墙、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妥当时,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。
多高层结构设计计算的几个值
一.周期比
二、(弹性)层间位移角
(刚性)位移比
(弹塑性)层间位移角
三、剪重比
《高规》5.2.5条与《抗规》4.3.12条相同
四、刚重比
《高规》5.4.1-5.4.4条
总结:
刚重比>=1.4时,满足整体稳定要求;>=2.7时,不用考虑重力二阶效应。
五、刚度比
《高规》3.5.2、3.5.8、5.3.7、10.2.3条
《高规》177页
六、层间剪力比《高规》
《抗规》
七、其它系数的调整
1、X/Y向的有效质量系数
要求应不小于90%。
若不满足,可调整“计算振型数”,但振兴数达到上限时,仍不满足的话,就要需考虑结构布置的合理性。
2、计算振型个数
注意:振兴个数最大不宜超过结构的总自由度数,例如,刚性假定的单塔结构的振型数不得超过层数的3倍。
3、地震作用最大方向
当不小于15度时,需将数值回填到“水平力与整体坐标夹角”。
4、高宽比
《高规》3.3.1条
5.结构基本周期
是计算风荷载的重要指标
可先保留软件的缺省值,待计算后再从计算书中读取数值,回填入“结构基本周期”选项。
6.整体抗倾覆验算
看WMASS总信息里的倾覆力矩是否大于抗倾覆力矩。
PKPM结构设计需要控制的7个比值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以下七个:一、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6.3.6和6.4.5,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。
二、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。
三、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。
(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。
钢筋混凝土高层结构设计中需控制的几个比值导言高层结构设计中对竖向承重构件(柱、剪力墙等)采用合理截面及合理的布置是通过计算不断调整使其趋于完善的过程,在这个设计过程中控制的目标参数主要有如下七个: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6.3.6和6.4.5,高规6.4.2和7.2.13。
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。
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。
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3.4.3,高规3.5.2;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。
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。
高层结构设计需要控制的七个指标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。
最新版高层结构设计需要控制的七个比值
高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙)和水平构件(框架梁和连梁)组成的抗侧构件的合理布置,即方案设计。
方案设计控制的目标参数主要有如下七个(轴压比、剪重比、刚度比、位移比/层间位移角、周期比、层间受剪承载力比、刚重比):
1,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6.4.2,高规6.4.2和7.2.13 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:增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。
2,剪重比:
主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长结构的安全,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。
2)适当加强本层墙、柱和梁的刚度,或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度。
4,位移比:
主要为限制结构平面布置的不规则性,以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
见抗规3.4.3,高规3.4.5 及相应的条文说明。
位移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:只能通过人工调整改变结构平面布置,减小结构刚心与形心的偏心距;调整方法如下:
1)由于位移比是在刚性楼板假定下计算的,最大位移比往往出现在结构的四角部位;因此应注意调整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度;同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。
2)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;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。
5,周期比:
主要为限制结构的抗扭刚度不能太弱,使结构具有必要的抗扭刚度,减小扭转对结构产生的不利影响,见高规3.4.5 及相应的条文说明。
周期比不满足要求,说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小,扭转效应过大,结构抗侧力构件布置不合理。
周期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:只能通过人工调整改变结构布置,提高结构的抗扭刚度;总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,适当削弱结构中间墙、柱的刚度;利用结构刚度与周期的反比关系,合理布置抗侧力构件,加强需要减小周期方向(包括平动方向和扭转方向)的刚度,或削弱需要增大周期方向的刚度。
当结构的第一或第二振型为扭转时可按以下方法调整:
1)SATWE 程序中的振型是以其周期的长短排序的。
2)结构的第一、第二振型宜为平动,扭转周期宜出现在第三振型及以后。
结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近。
3)当第一振型为扭转时,说明结构的抗扭刚度相对于其两个主轴(第二振型转角方向和第三振型转角方向,一般都靠近X 轴和Y 轴)的抗侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,并适当削弱结构内部的刚度。
4)当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的抗侧移刚度相差较大,结构的抗扭刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的抗侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振型转角方向)的抗侧移刚度则过小,此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度,并适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
5)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足规范的要求。
6)当第一振型为扭转时,周期比肯定不满足规范的要求;当第二振型为扭转时,周期比较难满足规范的要求。
6,刚重比:
主要是控制在风荷载或水平地震作用下,重力荷载产生的二阶效应不致过大,避免结构的失稳倒塌,见高规5.4.1和5.4.4 及相应的条文说明。
刚重比不满足要求,说明结构的刚度相对于重力荷载过小;但刚重比过分大,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。
刚重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:只能通过人工调整增强竖向构件,加强墙、柱等竖向构件的刚度。
7,层间受剪承载力比:
主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免楼层抗侧力结构的受剪承载能力沿竖向突变,形成薄弱层,见抗规3.4.3,高规3.5.3 及相应的条文说明;对于形成的薄弱层应按高规3.5.8 将该楼层地震剪力放大1.25 倍。
层间受剪承载力比不满足时的调整方法:
1、程序调整:在SATWE 的“调整信息”中的“指定薄弱层个数”中填入该楼层层号,将该楼层强制定义为薄弱层,SATWE 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,可适当提高本层构件强度(如增大柱箍筋和墙水平分布筋、提高混凝土强度或加大截面)以提高本层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力,或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力。
如果结构竖向较规则,第一次试算时可只建一个结构标准层,待结构的周期比、位移比、剪重比、刚度比等满足之后再添加其它标准层;这样可以减少建模过程中的重复修改,加快建模速度。
上述几个参数的调整涉及构件截面、刚度及平面位置的改变,在调整过程中可能相互关联,应注意不要顾此失彼。
上述调整方法针对的是一般的高层结构,对于复杂的高层结构还需要更多的经验和专业知识才能解决问题。
8,层间位移角:
主要为限制结构在正常使用状态,水平荷载作用下水平位移过大,是人产生不舒适感。
见高规3.7 相关要求。
1、程序调整:SATWE 程序不能实现。
2、人工调整:只能通过人工调整改变结构平面布置,整体增大抗侧刚度,或者调整抗侧构件布置,方法如下:
当抗侧构件较少时,可整体增大抗侧刚度,增加墙柱或者增大框架梁和连梁高度。
当抗侧构件较多时,可调整抗侧构件布置,增加外围抗侧刚度,减少中部抗侧刚度。