高层结构如何调位移比和周期比
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高层设计7大指标调整方法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。
周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。
一、位移比、层间位移比控制规范条文: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。
名词释义:(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。
最大层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
控制目的: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。
结构位移输出文件(WDISP.OUT)Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。
(mm)Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。
(mm)Max-Dx ,Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ,Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。
Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值即要求:Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最好<1.2 不能超过1.5Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好<1.2 不能超过1.5Y方向相同电算结果的判别与调整要点: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。
规范用于控制结构整体性的主要指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。
一、位移比、层间位移比控制规范条文: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。
名词释义:(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。
最大层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
控制目的: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。
结构位移输出文件(WDISP.OUT)Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。
(mm)Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。
(mm)Max-Dx ,Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ,Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。
Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值即要求:Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最好<1.2 不能超过1.5Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好<1.2 不能超过1.5Y方向相同电算结果的判别与调整要点: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。
高规4.3.5要求楼层竖向构件的最大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倍,不应大于倍。
如果建筑方案较规则,那么该条很容易满足,但现今随着建筑理念的不断发展,平面较不规则的高层建筑层出不穷(想搞死做结构的)。
那么对于高规4.3.5条则较难满足,常常是超过倍的不宜限值。
我在做了几个18层,高度60m的不规则高层住宅后,有了一些心得。
要满足该条高规,在结构抗侧力构件布置时,应尽量对称,均匀。
这是第一步。
但往往因建筑条件的限值,完全对称是不可能的(看来做建筑的还是想搞死做结构的),那么只有在计算一次后进行调整。
切记切记,该条只与平面布置是否均匀有关,切不可认为是抗侧力不足而全面增加剪力墙或柱。
调整的方法是:模型建好后计算一次,如果超出限值,PKPM上会告诉你是第几号节点的构件侧移最大,你可以丛SATWE的第一步中“图形检查与修改”下的“各层平面简图”中找到那个节点对应的抗侧力构件,并针对其加强,(记得每个标准层都要)然后在计算,这次一定比第一次好些了,接近了(如果小于那么恭喜你),然后再重复刚才的步骤,一直到小于为止。
这样有目标的调整,比盲目的试算好得多。
对于更高的建筑该调整方法是否可行,因我没有做过,不敢乱说(哪位出事了进去,让我送饭就不好办了)希望大家试试,并把结果告诉我,谢谢了。
2、我来补充一下,第一次试算时按建筑标准层建一个结构标准层,目的是算主要控制指标,如周期比位移比剪重比等,等这些满足之后再按建筑图添加其它的标准层,这样快多了。
如一开始建了好多标准层,指标不满足时每个标准层都要调整,如果墙长调整后荷载还要调,很烦的。
3、楼主的方法我也经常的用,但是有时候往往只加强位移最大的节点号的构件也是不理想的,有时还受某些条件的限制(比如说建筑上的),其实还有一个方法,找出刚度最大的点即位移最小的点,然后减小其刚度,(如剪力墙上开洞等)。
也可以起到相同的作用。
4、我也补充一下:1.位移角和位移比的调整是结构分析的重点和难点,不管是剪力墙结构还是框架结构,基本上都可以采用楼主和10楼兄弟的做法。
位移比超限解决办法:高规4.3.5要求楼层竖向构件的最大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1.5倍。
如果建筑方案较规则,那么该条很容易满足,但现今随着建筑理念的不断发展,平面较不规则的高层建筑层出不穷(想搞死做结构的)。
那么对于高规4.3.5条则较难满足,常常是超过1.2倍的不宜限值。
我在做了几个18层,高度60m的不规则高层住宅后,有了一些心得。
要满足该条高规,在结构抗侧力构件布置时,应尽量对称,均匀。
这是第一步。
但往往因建筑条件的限值,完全对称是不可能的(看来做建筑的还是想搞死做结构的),那么只有在计算一次后进行调整。
切记切记,该条只与平面布置是否均匀有关,切不可认为是抗侧力不足而全面增加剪力墙或柱。
调整的方法是:模型建好后计算一次,如果超出1.2限值,PKPM上会告诉你是第几号节点的构件侧移最大,你可以丛SATWE的第一步中“图形检查与修改”下的“各层平面简图”中找到那个节点对应的抗侧力构件,并针对其加强,(记得每个标准层都要)然后在计算,这次一定比第一次好些了,接近1.2了(如果小于1.2那么恭喜你),然后再重复刚才的步骤,一直到小于1.2为止。
这样有目标的调整,比盲目的试算好得多。
对于更高的建筑该调整方法是否可行,因我没有做过,不敢乱说(哪位出事了进去,让我送饭就不好办了)希望大家试试,并把结果告诉我,谢谢了。
2、我来补充一下,第一次试算时按建筑标准层建一个结构标准层,目的是算主要控制指标,如周期比位移比剪重比等,等这些满足之后再按建筑图添加其它的标准层,这样快多了。
如一开始建了好多标准层,指标不满足时每个标准层都要调整,如果墙长调整后荷载还要调,很烦的。
3、楼主的方法我也经常的用,但是有时候往往只加强位移最大的节点号的构件也是不理想的,有时还受某些条件的限制(比如说建筑上的),其实还有一个方法,找出刚度最大的点即位移最小的点,然后减小其刚度,(如剪力墙上开洞等)。
高层结构设计中七个 比值的控制与调整龙广成摘 要 随着城市的发展和科学技术的进步,高层建筑(10层及10层以上或房屋高度超过28m的建筑物)的应用日益广泛。
在满足使用功能的情况下,高层建筑如何才能达到既安全又经济的设计要求,这是结构设计人员必须面对的问题。
对于高层结构设计来说,位移比、周期比、刚度比、层间受剪承载力比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的七个极其重要的参数,!抗震规范∀、!混凝土规范∀、!高规∀均在相关章节对以上"七个比值"进行了严格控制。
关键词 高层建筑;结构设计;七个"比值";规范条文;SATW E程序;电算结果;名词释义;控制与调整引言:随着城市的发展和科学技术的进步,高层建筑(10层及10层以上或房屋高度超过28m的建筑物)的应用日益广泛。
在满足使用功能的情况下,高层建筑如何才能达到既安全又经济的设计要求,这是结构设计人员必须面对的问题。
对于高层结构设计来说,位移比、周期比、刚度比、层间受剪承载力比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的七个极其重要的参数,!建筑抗震设计规范GB50011-2001∀(2008年版)(以下简称为抗规); !混凝土结构设计规范G B50010-2002∀(以下简称为砼规);!高层建筑混凝土结构技术规程J G J3-2002∀(以下简称为高规)均在相关章节对"七个比值"进行了严格控制。
在初步设计和施工图设计阶段,结构设计人员和审图人员对"七个比值"都非常重视,各类结构设计软件都有相应的详细电算结果输出,便于设计人员进行分析与调整。
本文仅以我国目前较为权威且应用最为广泛的PKPM软件中的SAT W E程序的电算结果,结合规范条文要求,谈谈如何对电算结果进行判读、控制与调整。
1 位移比1.1 名词释义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。
高层建筑结构设计时周期比的控制
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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、扭转系数区分出各振型分别是扭转振型还是平动振
型;
2)周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt,周期最长的侧振振型对应
的就是第一侧振周期T1;
3)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)。
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。
这时应该将多塔结构分成多个单塔,按多个结构分别计算、分别验算(注意不是在同一结构中
定义多塔,而是按塔分成多个结构)。
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,总的调整原则是要加强结构外圈,或
者削弱内筒。
考虑周期比限制以后,以前看来规整的结构平面,从新规范的角度来看,可能成
为“平面不规则结构”
1。
精品文档位移比超限解决办法:级高度高层建筑不要求楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,高规4.3.5A 1.2倍,不应大于1.5倍。
宜大于该楼层平均值的如果建筑方案较规则,那么该条很容易满足,但现今随着建筑理念的不断发展,条4.3.5平面较不规则的高层建筑层出不穷(想搞死做结构的)。
那么对于高规的60m层,高度1.2则较难满足,常常是超过倍的不宜限值。
我在做了几个18 不规则高层住宅后,有了一些心得。
要满足该条高规,在结构抗侧力构件布置时,应尽量对称,均匀。
这是第一步。
(看来做建筑的还是想搞死做结但往往因建筑条件的限值,完全对称是不可能的构的),那么只有在计算一次后进行调整。
切记切记,该条只与平面布置是否均模型切不可认为是抗侧力不足而全面增加剪力墙或柱。
匀有关,调整的方法是:上会告诉你是第几号节点的构件侧如果超出1.2限值,PKPM建好后计算一次,中“各层平面简图”移最大,你可以丛SATWE的第一步中“下的图形检查与修改”(记得每个标准层都要)然后找到那个节点对应的抗侧力构件,并针对其加强,那么恭喜你),了(如果小于1.21.2在计算,这次一定比第一次好些了,接近为止。
这样有目标的调整,比盲目的试然后再重复刚才的步骤,一直到小于1.2算好得多。
对于更高的建筑该调整方法是否可行,因我没有做过,不敢乱说(哪并把结果告诉我,位出事了进去,谢谢了。
让我送饭就不好办了)希望大家试试,、我来补充一下,第一次试算时按建筑标准层建一个结构标准层,目的是算主2等这些满足之后再按建筑图添加其它的要控制指标,如周期比位移比剪重比等,指标不满足时每个标准层都要这样快多了。
标准层,如一开始建了好多标准层,调整,如果墙长调整后荷载还要调,很烦的。
、楼主的方法我也经常的用,但是有时候往往只加强位移最大的节点号的构件3其实还有一个方法,,(有时还受某些条件的限制比如说建筑上的)也是不理想的,。
也)找出刚度最大的点即位移最小的点,然后减小其刚度,(如剪力墙上开洞等可以起到相同的作用。
高层建筑结构设计的几个指标的控制摘要:本文从周期比、位移比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力之比、轴压比以及剪重比等六个方面综述了高层建筑结构设计的指标控制,希望对以后的工作有一定的帮助。
关键词:高层建筑;周期比;位移比;刚重比;剪承载力;前言:高层建筑与多层结构相比有明显不同的受力和变形性能,水平荷载混合地震作用是主要的控制内容。
判断结构布置合理性和结构体系的经济性能是高层建筑结构设计的关键,设计结构规范用语控制高层建筑整体性的指标主要有:周期比、位移比、刚重比、刚度比、层间受剪承载力之比、轴压比以及剪重比等。
1.周期比周期比是控制结构扭转效应的重要指标,是结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期的比值。
周期比控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系。
它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不至于出现过大(相对于侧移)的扭转效应,而不是在要求结构具有足够大的刚度。
调整结构周期比的措施主要有两种:第一种是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。
提高抗扭刚度一般需要调整结钩布置,增加结构周边构件的刚度,江都结构中间构件的刚度;有时要改变结构类型,如增加剪力墙、异形柱等。
这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
调整原则是要加强结构外圈刚度,或者削弱内筒降低结构中间的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度;第二种是降低平动度,使平移周期加长。
此种方法仅适用于原来结构刚度较大,层间位移远小于规范限值的情况。
2.位移比及其调整措施2.1 位移比位移比是控制结构平面规则性的重要指标,是指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与本楼层平均值得比值。
结构是否规则、对称、平面内刚度分布是否均匀,是结构本身的性能,可以用结构刚心与质心的相对位置表示,二者相距较远的结构在地震作用下扭转可能较大。
由于刚心与质心位置都无法直接定量计算,规范采用了校核结构位移比的要求。
高层结构如何调位移比和周期比-本质分析
位移比本质是结构抗扭:
1 调整结构平面布置的不规则性。
减小结构相对偏心距;
结构扭转效应与结构相对偏心距成线性关系。
因此调整结构平面布置,使结构的质心与刚心接近或者比较接近将会明显减小楼层位移比值,从而改善结构的扭转效应。
调整结构平面布置的不规则性一般是在初步计算分析以后,从计算结果文件中找出结构的质心和刚心位置,从而判断结构的刚度分布情况。
然后再根据具体情况适当增加或者减少离质心较远处的剪力墙.从而达到减小质心和刚心偏心率,改善结构扭转效应的目的。
2 调整结构抗扭刚度与抗侧刚度之比.控制结构周期比:
结构扭转效应与结构周期比Tt/T1的平方成线性关系。
因此结构方案设计时,除了调整结构平面布置的不规则性减小相对偏心距外,还应该更加重视减小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Tt/T1。
因为当两者接近时,由于振动耦联的影响.结构的扭转效应明显增大。
调整结构抗扭刚度与抗侧刚度之比一般采取以下措施:
(1) 在建筑允许的情况下,尽量加长或加厚周边剪力墙尤其是离刚心最远处的剪力墙,提高抗扭刚度,减小结构扭转周期Tt:
(2) 减少核心筒的剪力墙厚度或采用弱连梁连接剪力墙,从而减
少核心筒刚度,削弱结构侧移刚度,加大第一平动周期T1;
(3) 在结构周边加设拉梁,加强周边连梁刚度,增强结构抗扭刚度,减小结构扭转周期Tt:
(4) 结构刚心附近的剪力墙对结构抗扭刚度贡献不大,但对侧移刚度贡献较大,因此削弱刚心附近的剪力墙,可以加大第一平动周期T1;
(5) 在既不能加强周边剪力墙也不能削弱中部剪力墙的情况下,可以适当加强周边框架梁的刚度,从而对结构整体形成套箍效应,增强结构抗扭刚度,减小结构扭转周期Tt。
显然这种方法是不经济的。
只有在以上办法都行不通的情况下才迫不得已的情况下才采用。
3、适当提高周边抗扭构件的抗剪能力,增强结构抗扭能力安全度;。