对satwe总信息中的侧向刚度和刚度比的理解
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pkpm参数意义与调整高层结构设计中六个“比”的控制与调整-----SATWE电算结果与规范条文的对照理解1. 位移比(层间位移比):1.1 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。
1.3 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。
1.2 相关规范条文的控制:[抗规]3.4.2条规定,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍。
[高规]4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,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***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。
[高规]4.6.3条规定,高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层间之比(即最大层间位移角)Δu/h应满足以下要求:结构休系Δu/h限值框架 1/550框架-剪力墙,框架-核心筒 1/800筒中筒,剪力墙 1/1000框支层 1/10001.4 电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值,详位移输出文件WDISP.OUT。
1.风荷载作用下的结构基本周期X、Y2.刚心的X,Y 坐标值质心的X,Y 坐标值3.X,Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度) X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者4.结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度) 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比)5.舒适性验算结果:X/Y向顶点顺风/横风向最大加速度(按照高钢规、荷载规范)6.结构抗倾覆验算:抗倾覆力矩、倾覆力矩、比值7.结构整体稳定性验算:X/Y向刚度上部重量X/Y向刚重比(1.该结构刚重比Di*Hi/Gi 大于10,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算 2.该结构刚重比Di*Hi/Gi大于20,可以不考虑重力二阶效应)8.楼层抗剪承载力、及承载力比值:本层与上一层的承载力之比9.考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数10.各方向的基底剪力11.各向地震作用参与振型的有效质量系数12.分塔剪重比整层剪重比13. X,Y方向的节点最大位移X,Y方向的层平均位移X,Y方向的最大层间位移X,Y方向的平均层间位移最大位移与层平均位移的比值最大层间位移与平均层间位移的比值X,Y方向的最大层间位移角X,Y方向的有害位移角占总位移角的百分比例本层位移角与上层位移角的1.3倍及上三层平均位移角的1.2倍的比值的大者14.柱子内力输出:各方向的剪重比调整系数各方向的0.2V0调整系数各方向的薄弱层调整系数各方向的框支柱调整系数(仅对框支柱有效) 各方向的板柱体系调整系数(仅对板柱体系有效) 各方向的底框结构调整系数(仅对底框结构有效)15.墙-柱内力输出:各方向的底部剪力轴力各方向的底部弯矩各方向的顶部弯矩16.墙-梁内力输出:左,右两端的剪力轴力左,右两端的弯矩墙-梁跨度,高17.梁内力输出:梁主平面内各截面上的剪力最大值梁主平面内各截面上的轴力最大值梁主平面内各截面上的扭矩最大值梁主平面外I,J 两端的弯矩梁主平面外的最大剪力18.各方向上的计算长度系数19.圆柱或异型柱最大计算长度系数20.全截面配筋率,上下端取大值(As/Ac)21.体积配箍率(Vs/Vc)22.轴压比(N/Ac/fc) 控制轴压比的轴力23.矩形钢管混凝土柱、钢柱、钢支撑验算输出:强度验算,X、Y向的稳定验算,X、Y向梁、柱全塑性承载力之比,X、Y向的长细比,钢柱验算的验算控制内力24.圆钢管混凝土柱验算输出:钢管混凝土柱验算的验算控制内力,钢管混凝土单肢柱的承载力设计值(kN)和抗震调整系数25.剪力墙配筋输出:墙竖向分布筋配筋率,墙水平分布筋配筋率,墙轴压比的控制轴力,墙轴压比,墙剪跨比26.矩形(型钢)混凝土梁配筋输出:负、正弯矩配筋的配筋率,抗剪箍筋的配筋率27.钢梁验算输出:正应力强度验算,整体稳定验算,剪应力强度验算28.组合梁验算输出:梁左端、右端与跨中正应力强度比,梁控制剪力,剪应力强度比。
(一)地震力与地震层间位移比的理解与应用⑴规范要求:《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。
⑵计算公式:Ki=Vi/Δui⑶应用范围:①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。
②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。
(二)剪切刚度的理解与应用⑴规范要求:①《高规》第E.0.1条规定:底部大空间为一层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化,γ宜接近1,非抗震设计时γ不应大于3,抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页。
②《抗震规范》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。
计算公式见《抗震规范》253页。
⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。
⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。
(三)剪弯刚度的理解与应用⑴规范要求:①《高规》第E.0.2条规定:底部大空间大于一层时,其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式(E.0.2)计算。
γe宜接近1,非抗震设计时γe不应大于2,抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页。
②《高规》第E.0.2条还规定:当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。
⑵SATWE软件所采用的计算方法:高位侧移刚度的简化计算⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算。
(四)《上海规程》对刚度比的规定《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于:⑴《上海规程》第6.1.19条规定:地下室作为上部结构的嵌固端时,地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。
SATWE分析与计算参数补充定义一:总信息1、水平力与整体坐标夹角(度):一般为缺省。
若地震作用最大的方向大于15度则回填。
2、混凝土容重(KN/m3):砖混结构25 KN/m3,框架结构26KN/m3。
3、刚才容重(KN/m3):一般情况下为78.0 KN/m3(缺省值)。
4、裙房层数:程序不能自动识别裙房层数,需要人工指定。
应从结构最底层起算(包括地下室),例如:地下室3层,地上裙房4层时,裙房层数应填入7。
5、转换层所在层号:应按PMCAD楼层组装中的自然层号填写,例如:地下室3层,转换层位于地上2层时,转换层所在层号应填入5.程序不能自动识别转换层,需要人工指定。
对于高位转换的判断,转换层位置以嵌固端起算,即以(转换层所在层号-嵌固端所在层号+1)进行判断,是否为3层或3层以上转换。
6、嵌固端所在层号:无地下室时输入1,有地下室时输入(地下室层数+1)。
7、地下室层数:根据实际情况输入。
8、墙元细分最大控制长度(m):一般为缺省值1。
9、转换层指定为薄弱层:SATWE中转换层缺省不作为薄弱层,需要人工指定。
如需将转换层指定为薄弱层,可将此项打勾,则程序自动将转换层号添加到薄弱层号中,如不打勾,则需要用户手动添加。
此项打勾与在“调整信息”页“指定薄弱层号”中直接填写转换层层号的效果是完全一致的。
10、所有楼层强制采用刚性楼板假定:一般仅在计算位移比和周期比时建议选择。
在进行结构内力分析和配筋计算时不选择。
11、地下室强制采用刚性楼板假定:一般情况不选取,按强制刚性板假定时保留弹性板面外刚度考虑。
特别是对于板柱结构定义了弹性板3、6情况。
但已选择对所有楼层墙肢采用刚性楼板假定的话此条无意义。
12、墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点:一般为缺省勾选。
不勾选的话位移偏小。
13、计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘:应勾选,使得墙的无效翼缘部分内力计入框架部分,实现框架,短肢墙和普通强的倾覆力矩结果更合理。
三种刚度比理解与应用一、地震力与地震层间位移比的理解与应用1. 规范要求:《抗震规范》第343条及《高规》第3.5.2条均规定:①对框架结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比!可按(1)式计算,本层与其相邻上层比值不宜小于0.7,与相邻上部三层侧向刚度平均值的比值不宜小于0.&(1)V ,V i,-为第i层、i+1层的地震剪力标准值(KN );i, i!—为第i层、i+1层的地震剪力标准值作用下的层间位移(m );SATWE软件的结构总信息:相应塔侧移刚度的比值为:Ratx1, Raty1;相应侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比):RJX3, RJY3, RJZ3;②当转换层设置在第2层以上时,按(1)式计算的转换层与其相邻的侧向刚度比不应小于0.6。
③对于框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构,本层与其相邻上层的侧向刚度比2按⑵式计算,本层与其相邻上层比值不宜小于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 (《高规》第5.3.7 条、《抗震规范》第6.1.14条按照等效剪切刚度考虑嵌固层)。
SATWE软件的结构总信息:相应塔侧移刚度的比值为:Ratx2,Raty2;相应侧移刚度和扭转刚度:RJX3,RJY3,RJZ3;2. 计算公式:K i=V i/ Ai i3. SATWE软件所采用的计算方法:高位侧移刚度的简化计算4. 应用范围:①可用于执行《抗震规范》第343条及《高规》第3.5.2条规定的工程刚度比计算。
②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。
二、剪切刚度的理解与应用1. 规范要求:①《高规》P177页,第E.0.1条规定: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ei表示转换层上、下层结构刚度的变化,ei宜接近1,非抗震设计时ei不应小于0.4,抗震设计时ei不应小于0.5。
查看结果阶段,宏观需要控制的6大比值:1)周期比(第一扭转周期和第一平动周期的比值,a类建筑不应大于0.9;b类建筑不应大于0.85)反映结构的抗扭性质,satwe wzq.out 文件中察看2)位移比(保证结构具有足够的刚度,避免产生较大的位移影响结构的承载力、稳定性和使用要求,高规4.6.3),satwe wdisp.out 文件中察看最大层间位移与平均层间位移的比值(限制平面扭转不规则,考虑偶然偏心影响,抗震规范3.4.2)和最大层间位移角(抗震变形限制,不考虑偶然偏心影响)3)刚度比(侧向刚度规则要求抗震规范3.4.2要求),satwe wmass.out 文件中察看Ratx,Raty :X,Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值;Ratx1,Raty1 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者4)楼层抗剪承载力、及承载力比值(竖向规则要求之一抗震规范3.4.2 ,限制楼层承载力突变),satwewmass.out 文件中察看Ratio_Bu5)剪重比(抗震规范5.2.5 限制抗侧力构件必须承担的剪力),satwe wzq.out 文件中察看整层剪重比6)刚重比(结构的侧向刚度和重力荷载的比值)影响结构稳定和重力二阶效应,satwewmass.out 文件中察看结构整体稳定验算结果再补充两个比值!7) 参与振动质量比:即有效质量系数注:要密切关注有效质量系数是否达到了要求。
若不够,则地震作用计算也就失去了意义。
wmass.out中可察看8) 倾覆力距比短肢剪力墙结构《高规》7.1.2条:抗震设计时筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力距不宜小于结构总底部地震倾覆力距的50%;一、二、三级短肢剪力墙轴压比不宜大于0.5、0.6、0.7,对一字形短肢剪力墙轴压比限值相应降低0.1。
框架-剪力墙结构新抗震规范第6.1.3条、高规8.1.3条规定,框架-剪力墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的百分比50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,柱轴压比限值宜按框架结构采用。
Satwe参数的设置--绝对很详细-史上最全最全Satwe参数设定1、总信息:1.1⽔平⼒与整体坐标系夹⾓:0根据抗规(GB50011-2001)5.1.1条规定,“⼀般情况下,应允许在建筑结构的两个主轴⽅向分别计算⽔平地震作⽤并进⾏抗震验算,各⽅向的⽔平地震作⽤应由该⽅向的抗侧⼒构件承担;有斜交抗侧⼒构件的结构,当相交⾓度⼤于15度时,应分别计算各抗侧⼒构件⽅向的⽔平地震作⽤”。
当计算地震夹⾓⼤于15度时,给出⽔平⼒与整体坐标系的夹⾓(逆时针为正),程序改变整体坐标系,但不增加⼯况数。
同时,该参数不仅对地震作⽤起作⽤,对风荷载同样起作⽤。
通常情况下,当Satwe⽂本信息“周期、振型、地震⼒”中地震作⽤最⼤⽅向与设计假定⼤于15度(包括X、Y两个⽅向)时,应将此⽅向重新输⼊到该参数进⾏计算。
1.2混凝⼟容重:26本参数⽤于程序近似考虑其没有⾃动计算的结构⾯层重量。
同时由于程序未⾃动扣除梁板重叠区域的结构荷载,因⽽该参数主要近似计算竖向构件的⾯层重量。
通常对于框架结构取25-26;框架-剪⼒墙结构取26;剪⼒墙结构,取26-27。
1.3钢容重:78⼀般情况下取78,当考虑饰⾯设计时可以适当增加。
1.4裙房层数:按实际填⼊混凝⼟⾼规(JGJ3-2002)第4.8.6条规定:与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级,主楼结构在裙房顶部上下各⼀层应适当加强抗震措施。
同时抗规(GB50011-2001)6.1.10条条⽂说明要求:带有⼤底盘的⾼层抗震墙(筒体)结构,抗震墙的底部加强部位可取地下室顶板以上H/8,向下延伸⼀层,⼤底盘顶板以上⾄少包括⼀层。
裙房与主楼相连时,加强部位也宜⾼出裙房⼀层。
本参数必须按实际填⼊,使程序根据规范⾃动调整抗震等级,裙房层数包括地下室层数。
1.5转换层所在层号:按实际填⼊该参数为程序决定底部加强部位及转换层上下刚度⽐的计算和内⼒调整提供信息。
输⼊转换层号后,程序可以⾃动判读框⽀柱、框⽀梁及落地剪⼒墙的抗震等级和相应的内⼒调整。
关于SATWE主要计算参数的选用一、总信息:1、水平力与整体坐标夹角根据SATWE计算结构输出文件〈周期、地震力与振型输出文件〉中的“地震作用最大的方向”,若该值超过±15度,则应按该数据进行二次计算。
《新规范版PKPM软件四轮结构计算法》(《新天地》200501):地震沿着不同的方向作用,结构地震反应的大小一般也不同,那么必然存在某个角度使得结构地震反应值最大。
2、混凝土容重需要考虑梁柱墙体上的抹灰装修,框架结构因程序计算时按梁柱节点计算,未考虑节点重合的影响,可取26;而剪力墙结构因抹灰面较大,可取27~28。
3、墙元细分最大控制长度对于一般结构可取2.0,对于框支剪力墙结构可取1.5或1.0。
《手册》:对分析精度略有影响但不敏感。
4、对所有楼层强制采用刚性楼板假定当计算结构位移比时应选取此项,但结构其他分析时不应选取。
《手册》5、墙元侧向节点信息多层、剪力墙较少可选“出口”,高层、剪力墙较多可选“内部”。
《手册》6、恒活荷载计算信息层数较少的结构按一次性加载,一般情况按模拟施工加载1,计算基础荷载按模拟施工加载2。
《手册》:模拟施工加载2使得柱和墙上分得的轴力比较均匀,接近手算结果,传给基础的荷载更为合理。
建筑层数较少时施工过程比较快,荷载形成比较迅速,应按一次性加载计算。
7、地震作用计算信息《抗规》,应计算竖向地震作用。
(8度跨度大于24米,悬挑2米以上;9度及9度以上跨度大于18米,悬挑1.5米以上)二、地震作用1、结构规则性信息《抗规》,大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍;2、凹凸不规则:结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%;3、楼板局部不连续:楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层。
);竖向不规则(1、侧向刚度不规则:该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%;2、竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、珩架等)向下传递;3、楼层承载力突变:抗侧力结构的层间受剪承载力小于上一楼层的80%)。
正确判断SATWE计算结果的合理性论文导读: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。
高层建筑结构设计还应注重概念设计,重视结构的选型和平、立面布置的规则性,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系,加强构造措施。
在建筑结构计算中,SATWE软件的运用非常广泛,设计过程中对结构整体合理性和结构构件的合理性的判断非常重要。
关键词:SATWE,规范,结构设计1.判断整体结构的合理性建议大家对计算结果从以下方面检查:1.1检查原始数据是否有误,特别是是否遗漏荷载1.2检查计算简图是否与实际相符,计算程序是选得正确1.3对计算结果输出信息进行分析检查设计参数是否选择合适;检查“七种比值”即:轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比、刚重比、有效质量比,是否满足规范要求。
(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,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。
(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,参见[高规]的表3.3.13;[抗规]的表5.2.5同。
程序对算出的“楼层最小地震剪力系数”如果不满足规范的要求,将给出是否调整地震剪力的选择。
根据规范组的解释,如果不满足,就应调整结构方案,直到达到规范的值为止,而不能简单的调大地震力。
(A 级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%,不应小于其上一层受剪承载力的65%,B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的75%。
注:楼层层间抗侧力结构受剪承载力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。
)(3)刚度比:主要为控制结构竖向规则性,以免竖向刚度突形,形成薄弱层,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)。
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。
三小超重不规则不应采用。
-
息 A T W 3】.板柱-抗震墙结构和底部框架砌体房屋, 4】.不规则的地下建筑结构及地下空间综合体。
扭转影响;其它情况,应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影薄弱层验算
a s s -地震*1】.7~9 度时楼层屈服强度系数小于 0.5 的钢筋混凝土框架结构和框排架结构应进行罕遇地震作用下弹塑性变形验算;
宜进行弹塑性变形验算的结构;
2】.7 度III、IV 类场地和 8 度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和
-
地
震
信
息
S 3. 对重力荷载、风荷载作用效应计算不宜考虑连梁刚度折减。
* * * *
A T
* * * * *
s
A
T
W
E
-
m Array
7.2.16-4 条体)构造边缘构件需要特别指定。
-
剪力墙构造 剪力墙构造边缘构件的配筋构造要求详《高规》7.2.16。
W
E
-
m
a
计算信息
JGJ3-2010 Rat y 2侧
移
刚
度
比
之比值【带剪力墙】结构结构层刚度比
控制
【复杂结构】
载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%; B级高度楼层抗侧力结构受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。
承
载
力
比
值
抗剪承载力、承载力比值
楼层抗剪承载力比:。
考虑偶然偏心。
CQC的效应组合。
一、轴压比1、定义: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。
2、作用:反映了柱(墙)的受压情况;限制柱(墙)的轴压比主要是为了控制柱(墙)的延性,因为轴压比越大,柱(墙)的延性就越差,在地震作用下柱(墙)的破坏呈脆性。
3、规范限值:1)柱轴压比限值《混凝土结构设计规范》(50010-2010)11.4.16条《建筑抗震设计规范》(50011-2010)6.3.6条《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)6.4.2条2)剪力墙轴压比限值《混凝土结构设计规范》(50010-2010)11.7.16条《建筑抗震设计规范》(50011-2010)6.4.2条《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)7.2.13条4、不满足规范限值时调整方案:增大柱(墙)的截面尺寸或提高该楼层柱(墙)混凝土强度等级。
二、剪重比1、定义:水平地震力作用下楼层剪力标准值与重力荷载代表值的比值。
2、作用:为了控制结构总水平地震剪力及各楼层最小水平地震剪力,确保结构的安全。
3、规范限值:《建筑抗震设计规范》(50011-2010)5.2.5条《高层建筑混土结构技术规程》(JGJ3-2010)4.3.12条注:1、周期介于3.5s和5.0s之间的结构,应允许线性插入取值;2、7、8度时括号内的数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区;3、对于竖向不规则结构的薄弱层(不满足《高规》第3.5.2、3.5.3、3.5.4条),剪重比尚应乘以1.15的增大系数;4、“扭转效应明显”是指楼层最大水平位移(或层间位移)大楼层平均水平位移(或层间位移)的1.2倍。
4、不满足规范限值时的调整方案:1)程序调整:在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5条调整各层地震内力”后,程序按抗震规范5.2.5条自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上楼层重力荷载代表值,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比的要求。
前段时间做了一个剪力墙结构,17层,地下室1层,嵌固端取在顶板。
图审提出如下意见:地下室顶板作为嵌固层,一层考虑层高修正的楼层侧向刚度比小于1.5,不符合规范要求(JGJ3-2010,3.5.2-2)。
高规3.5.2-2:对框架-剪力墙、板柱-剪力墙、剪力墙结构、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。
高规5.3.7:高层建筑结构整体计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2.经查阅相关资料,包括朱丙寅老师的博客(本博已有转载,详见之前的博文),《PKPM新天地》2011年第2期《结构嵌固端的概念和软件运用》,以及《建筑结构》2011年11月文章《结构分析中倾覆力矩的计算与嵌固层的设置》,详细梳理后有如下心得,与网友分享如下:1.嵌固端的概念请网友查阅上述引用的文献;2.嵌固层的概念,即上部结构嵌固在此层的底部;同satwe中嵌固端所在层号;若嵌固端为顶板,则地上一层为嵌固层;3.结构底部嵌固层,此为高规提出的概念,亦为本工程与审查人员的争议由来。
依PKPM官方的解释,所谓底部嵌固层,重点在“底部”两字上,即嵌固层应位于结构的底部。
4.高规3.5.2-2的本意在于判断嵌固层是否为薄弱层,而非地下室顶板能否作为嵌固端的判据;高规5.3.7条的规定才是顶板是否满足作为计算嵌固端要求的判据,本条要求地下一层比地上一层的刚度比大于2。
两个规范条文针对的要求是不同的。
本工程上部结构嵌固在顶板处,不存在“结构底部嵌固层”,计算时不应执行高规3.5.2-2的要求,审查人员对规范理解不透。
当然,高规对本条概念未作清晰阐述,容易引起误解。
5.高规3.5.2-2的计算要求,是嵌固层与上一层的刚度比。
SATWE《周期振型地震力》 WZQ.OUT参考规范:《高》4.3.5控制参数:T3/T1<0.92.位移比SATWE《结构位移》 WDISP.OUT参考规范:《高》4.3.5 《高》4.6.3 《抗》5.5.1 控制参数:水平位移和层间位移的最大值和平均值之比<1.2 <1.5 位移<1/800(框架剪力墙)3.侧向刚度比SATWE《结构设计信息》 WMASS.OUT参考规范:《高》4.4.2控制参数:>上层刚度70% >上三层80%4.层间受剪承载力比SATWE《结构设计信息》 WMASS.OUT参考规范:《高》4.4.3控制参数:>上一层受剪承载力80% >65%5.刚重比(稳定问题)SATWE《结构设计信息》 WMASS.OUT参考规范:《高》5.4.1 5.4.2 5.4.4控制参数:≥1.4稳定≥2.7二阶SATWE《周期振型地震力》 WZQ.OUT参考规范:《高》3.3.13 《抗》5.2.5控制参数:剪重比>1.67.0.2Q0SATWE《框架柱倾覆弯矩及0.2Q0调整系数》 WV02Q.OUT参考规范:《高》8.1.4控制参数:框架剪力>0.2总剪力8.抗倾覆弯矩SATWE《框架柱倾覆弯矩及0.2Q0调整系数》 WV02Q.OUT参考规范:《高》8.1.3 《抗》6.1.3控制参数:抗倾覆验算结果(SATWE《结构设计信息》 WMASS.OUT):比值Mr/Mov>3(H/B>4)比值Mr/Mov>2.3(H/B<4)9.质量比10.楼层地震剪力调整SATWE《结构设计信息》 WMASS.OUT○1参考规范:《抗》3.4.2,刚度小的楼层地震剪力应乘以不小于1.15的增大系数。
○2参考规范:《高》5.1.14,薄弱层地震剪力应乘以1.15○3参考规范《抗》3.4.3,3.4.4,竖向抗侧力构件不连续,乘以1.25~211.振型参与系数SATWE《周期振型地震力》 WZQ.OUT参考规范《抗》条文说明5.2.2振型个数满足振型参与质量达到总质量90%。
对satwe总信息中的侧向刚度和刚度比的理解
(2013-02-21 09:40:51)
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分类:建筑结构
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杂谈
对satwe总信息中的侧向刚度和刚度比的理解:
1. Ratx,Raty: X,Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度)
理解:根据《抗规》6.1.14的规定,以及《高规》5.3.7的规定,当首层的Ratx和Raty 小于0.5时,地下室可作为上部结构的嵌固端。
Ratx=Ki/Ki-1 (剪切刚度之比)
2. Ratx1,Raty1 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者。
理解:根据《高规》3.5.2的规定,Ratx1,Raty1的值只对框架结构有意义,对其他结构没有意义。
只有当Ratx1,Raty1都大于1时,才说明框架结构在两个方向的侧向刚度变化连续。
Ratx1= Ki/Ki+1 (抗侧刚度)
3. Ratx2,Raty2 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%、110%或者150%比值(110%指当本层层高大于相邻上层层高1.5倍时,150%指嵌固层)理解:根据《高规》3.5.2的规定,Ratx2,Raty2的值只对框-剪、板柱-剪、剪力墙结构、框筒、筒中筒结构有意义。
只有当Ratx2,Raty2都大于1时,说明结构侧向刚度变化连续. Ratx2= Ki*hi/(Ki+1*hi+1) (抗侧刚度)
对150%的理解,规范指的意思是,嵌固楼层与上一楼层之比应大于1.5的要求。
比如,当地下室顶板作为嵌固端时,则首层(嵌固楼层)与二层的抗推刚度大于1.5。
注:RJX1,RJY1,RJZ1: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度) 剪切刚度:高规附录E0.1建议的方法:Ki=Gi*Ai/hi。
RJX3,RJY3,RJZ3: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比)
即为《高规》建议的方法:Ki=Vi/Δui
所以,总信息中RJX3,RJY3,RJZ3的值是没有考虑层高的修正的值总结:在pkpm计算结果中,Ratx1和Ratx2都是采用RJX3来进行计算的,(一般结构我们都采用RJX3侧向刚度来衡量)且Ratx1是根据《高规》3.5.2条1款进行计算,不考虑层高修正,只对框架结构有意义;Ratx2是根据《高规》3.5.2条2款进行计算,需要考虑层高修正Ratx2= Ki*hi/(Ki+1*hi+1) (注意层高修正的顺序)。