6.剪重比
PKPM里6种比值详解

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-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-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-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。
-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-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-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。
高层建筑结构六个比
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高层结构设计中的六个比如和控制?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。
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。
轴压比,剪重比的定义和介绍(精)
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1.什么是轴压比轴压比: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。
u=N/A*fc,u—轴压比,对非抗震地区,u=0.9N—柱轴力设计值A—柱截面面积fc—砼抗压强度设计值2.什么是周期比?剪重比?位移比?楼层最小剪力系数?新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。
以SATWE软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。
1.完成整体参数的正确设定计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。
但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。
这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。
(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔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%。
一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。
振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。
具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
75山理工成人高等教育期末考试 高层建筑结构设计复习题
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山东理工大学成人高等教育高层建筑结构设计复习题一、名词解释1、框架结构2、剪力墙结构3、框架--剪力墙结构4、转换结构构件5、结构转换层6、剪重比7、刚重比8、框架—支撑结构9、剪力滞后现象二、判断题1、高层结构英根据房屋的高度、高宽比、抗震设防类别、场地类别、结构材料、施工技术等因素,选用适当的结构体系。
()2、根据我国《高层建筑混凝土结构技术规程》规定,高层建筑不应采用严重不规则的各种结构体系。
()3、异型柱框架结构和普通框架结构的受力性能和破坏形态是相同的。
()4、高层建筑宜选用对抗风荷载有利的平面形状,如圆形、椭圆形、方形、正多边形等。
()5、高层结构只在适用功能上有要求时才设置地下室。
()6、高层结构的概念版设计很重要,它直接影响到结构的安全性和经济性。
()7、“小震不坏,中震可修,大震不倒”是建筑设计三水准的设防要求。
所谓小震是指50年设计基准期()8、建筑设防烈度为8度时,相应的地震波加速度峰值当量取0.125g。
()9、建筑根据其抗震重要性分四类,当为乙类建筑时,可按本地区的设防烈度计算地震作用,按提高1度采取抗震措施。
()10、房屋的底层、结构转换层、平面复杂或开动多大的楼层楼面结构,应采用装配整体式楼面结构符合《高层建筑混凝土结构技术规程》的规定。
()三、选择题1、高层建筑抗震设计时,应具有()抗震防线。
A 多道B 两道C 一道D 不需要2、下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是()。
A结构有较多错层 B 质量分布不均匀 C 抗扭刚度低D 刚度、承载力、质量分布均匀、无突变3、高层建筑结构的受力特点是()A 竖向荷载为主要荷载,水平荷载为次要荷载 B水平荷载为主要荷载,竖向荷载为次要荷载 C 竖向荷载和水平荷载均为主要荷载 D 不一定4、8度抗震设防时,框架--剪力墙结构的最大高宽比限值是()A 2B 3C 4D 55、钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时,除考虑地震烈度、结构类型外,还应该考虑()。
超限报告中的几点问题(八)——剪重比
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超限报告中的几点问题(八)——剪重比在超限报告中,剪重比是一个逐渐被淡化的概念.剪重比给我的印象,无非是“满足最小剪重比最好,满足不了,按比例调整”罢了.如果是这样的话,剪重比这个概念,是否成了“鸡肋”?它究竟在限制什么呢?又能限制什么呢?我们从头说起.为何需要定义剪重比这个参数?规范给出的解释是这样的.“由于地震影响系数在长周期下降段较快,对于基本周期大于3s的结构,由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能过小.而对于长周期结构,地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响,但是规范所采用的振型分解反映谱法尚无法对此作出合理估计.出于结构安全的考虑,增加了对各楼层水平地震剪力最小值(剪重比)的要求.”关于振型分解反应谱法对长周期地震估计不足的原因,尚有以下说法:1)强震记录仪自身的缺点,记录强震数据可能出现问题;2)大震级地震发生的几率较小,记录到的长周期地震动时程不多,对反应谱长周期段的可靠性没有把握.如果不满足剪重比,规范给出的解决办法是“调整地震剪力,或改变结构刚度”.在实际工程中,常见的情况是,结构底部若干层剪重比不满足要求,但中上部楼层可满足要求,通常的做法是,全部楼层按比例放大.我们来看看规范是如何规定的.《抗规》,“只要底部总剪力不满足要求,则结构各楼层的剪力均需要调整,不能仅调整不满足的楼层”.这个观点的逆否命题是,“可以仅调整局部不满足的楼层,如果底部总剪力满足要求.”相对而言,广东省《高规》要讲得更直白一点,“仅部分楼层不满足要求时,可直接放大这些楼层的地震剪力使之满足要求,当基底剪力不满足时,则全部楼层放大,放大系数为由基底剪力确定的系数.”不同的是,《抗规》还有规定,“当底部总剪力相差较多时,结构的选型和总体布置需重新调整,不能仅采用乘以增大系数的方法处理”.看到没有?前面啰里啰嗦讲剪力调整的内容,都只是“小孩子过家家”,而真正“真枪实弹”的内容是调整结构选型和布置.回到开头的问题,“剪重比究竟在限制什么?”按照规范,它可以限制结构布置.用剪重比限制结构布置??这种逻辑听起来有些诡异.想想看,剪重比的诞生是因为反应谱法(长周期)及强震记录仪自身的缺陷所做的弥补,如果计算剪力不足,人为补足,这是可以理解的.但以剪重比来评判结构布置,却是截然不同的一个概念,规范并未为此概念提供依据.规范也未说明“底部剪力相差多少,才算得上相差较多.”在全国《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》中,有这样一句话,“基本周期大于6s的结构,计算的底部剪力系数比规定值低20%以内,基本周期3.5s~5s的结构比规定值低15%以内,即可采用规范关于剪力系数最小值的规定进行设计.(个人理解,即可采用剪力调整的方法)”.也许,这句话,即为《抗规》“底部剪力相差较多”做了一个注解.插句题外话.很早以前,有小姐姐问我一个貌似很深奥的问题,对X型(或其他异型)平面住宅,剪重比计算时,取哪个方向的剪力呢?根据剪重比的含义,自然应该取各个方向中最小的基底剪力呀,这个方向可能既不是平面坐标中的X向,也不是Y向.要知道,地震方向是随机的,而X、Y仅是人为设定的.最后再来谈谈剪重比限值的合理性.在我印象中,很多大牛都谈论过这个问题.在此,仅摘取黄吉峰博士和刘畅博士的部分观点.黄吉峰在《建筑结构剪重比规律及控制方法研究》中提到:“1)剪重比主要取决于结构的周期和阻尼比,缩短周期、降低阻尼是提高剪重比的直接、有效手段;如果认为长周期不是问题的话,剪重比是否满足规范限值与结构形式、结构布置的合理性没有明显关系;2)规范规定的剪重比限值,对于某些特征周期较长的结构不控制,不能起到弥补长周期分量缺失的作用;而对于某些特征周期较短的结构,剪重比限值甚至超过了理论最大估计值,又过于严格.”刘畅博士曾提到:“1)剪重比不满足的本质问题在于第一振型对于基底剪力的贡献与其对质量的贡献不一致;2)单自由度体系,天然满足剪重比,无论周期长短,长周期结构,刚度正常的情况下不可能满足剪重比要求.”OK,关于剪重比,情况就是这么个情况.大家也不用太较真.广东省超限专家对剪重比已经看得比较淡了,不用担心因为这个指标不好看,而导致超限不通过.如果能保证基底剪力不小于按剪重比系数计算剪力的85%,那就更没问题了.如果计算剪力偏小一点点,不妨通过微调连梁刚度折减系数和周期折减系数来解决.以上仅为个人观点,欢迎讨论.。
高层混凝土结构设计六个比值及例题
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•简介:对于一个合格的结构工程师来说,最基本的素质之一就是自信和自学的能力,具体地说,就是要不断地完善“真、善、美”的自身修养。
真,就是从实际出发,诚恳、实用、合理,不夸大,不缩小。
善,就是以人为本,助人为乐,积极主动地与建筑、水电、暖通等专业配合,积极主动地和甲方、施工、监理单位合作完成工程建设。
美,就是形式美观大方、自然简洁,语言优美动人,内容表达准确到位,做到一针见血、入木三分。
•关键字:高层,结构设计,比值求,见抗规6.3.6 6.3.7和6.4.6。
柱轴压比不宜超过表6.3.6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。
定不进行地震作用计算的结构,可取无地震作用组合的轴力设计值计算;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;剪跨比不大干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lOOmm、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lOOmm、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lOmm,轴压比限值均可增加0.10;上述三种箍筋的最小酡箍特征值均应按增大的轴压比由本规范表6.3.9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,但箍筋的体积配箍率仍可按轴压比增加0.10的要求确定;5 柱轴压比不应大于1.05。
6.3.7 柱的钢筋配置,应符合下列各项要求:1 柱纵向受力钢筋的最小总配筋率应按表6.3.7-1采用,同时每侧配筋率不应,小于0.2%;对建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑,最小总配筋率应增加0.1%。
结构设计八大指标控制
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高层建筑指标控制(多层:抗剪承载力之比、剪重比、有效质量系数、层间位移角、轴压比)总信息1.刚度比(高规条)2.刚重比(高规条)3.抗剪承载力之比(高规条、抗规条)周期、振型4.周期比(高规条)5.剪重比(抗规条、高规条)有效质量系数位移6.位移比(高规条,)7.位移角(高规条、抗规)8.轴压比(抗规条)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,见抗规和,高规和及相应的条文说明。
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,高规及相应的条文说明。
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“按抗震规范调整各楼层地震内力”后,SATWE 按抗规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。
6度抗震设防剪重比问题解析
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城市周刊CHENGSHIZHOUKAN2018/26如果抗震设防烈度为6度时,设计基本地震加速度数值要保持为0.05g。
一般此类建筑多存在着无法满足最小剪重比的情况,如何做好剪重比问题处理,成为了此类建筑设计与建设关键要素之一。
一、工程实例分析以某住宅小区中的一栋建筑物为例。
此建筑为6度抗震设防烈度项目,整体建筑为33层,建筑高度为99米,未设置地下室。
建筑结构布置对称性较为理想,刚度、质量分布极为均匀,属于规则型结构建筑。
建筑计算除楼层剪重比之外,均达到了相应规范要求,剪重比问题较为突出。
虽然本次工程立面以及平面都属于规则类型范畴,但在地震影响下,最大层间位移角要比规范限值小,结构剪重比很难达到规范要求,需要进一步展开结构布局调整,以做好剪重比问题处理。
二、度抗震设防减重比问题1.规范内部要求存在差异。
为保证建筑建设质量,做好防震抗灾任务,国家前后出台多项规章制度,其中《高层建筑混凝土结构技术规程》(简称“高规”)以及《建筑抗震设计规范》(简称“抗规”),均对楼层最小剪重比进行了规定,属于强制性条例【1】。
其中“抗规”3.1.2条规定,抗震设防烈度为6度,除规定要求外,不可对乙丙丁类建筑实施地震作用计算。
提出进行地震作用计算很难达到良好控制作用,所以为减轻工作量,如无特殊要求,只进行抗震措施设计即可。
但6度抗震设防烈度区,如果多为丙类设防类别高层建筑,很容易就会出现其他条件都满足,却无法满足最小剪重比的情况,满足超过λmin (λ表示楼层地震剪力系数)数值,成为了对结构抗侧刚度实施控制的关键要素。
2.规范内容考虑要素有限。
按照“抗规”5.2.5条例,在进行楼层最小剪力系数λmin 取值时,会按照具体场地周期情况,完成取值任务。
在场地特征周期T<3.5s,取值为λmin=0.20αmax;T>5.0s,λmin=0.15αmax;T 在3.5-5.0范围内时,会利用线性插值法完成取值。
通过分析可以发现,λmin 与地震影响系数最大值有直接关联,与场地特征周期关联并不密切,并不会因此发生变化而出现改变。
什么是周期比,剪重比,位移比,楼层最小剪力系数
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新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。
以SATWE软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。
1.完成整体参数的正确设定计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。
但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。
这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。
(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔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%。
一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。
振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。
具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x, y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。
例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3倍。
剪重比是结构设计中控制建筑安全的重要指标
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剪重比是结构设计中控制建筑安全的重要指标。
结构设计中剪重比达不到设计要求时可采用如下方法进行调整:1)增加参与计算振型数,可将振型数定在15 ~18 附近;2 )在规范规定的范围内减小周期折减系数;3 )加大结构受力构件截面,加大结构整体刚度;4)适当的减小单位面积重度精细化荷载剪重比更容易满足规范要求:5 )加大全楼地震力放大系数。
(此方法在剪重比达到规范限值80%以上方可使用) 剪重比的调整仅反映在相应楼层,不会向下层传递,若此处同时是薄弱层还应乘以1.15 的放大系数。
但对长周期超高层建筑,考虑到反应谱长周期段本身的一些缺陷,第一阶振型参与质量系数对计算剪重比的影响有可能大于刚度和质量对计算剪重比的影响,导致计算剪重比偏小,并不一定是结构刚度偏小或质量偏大不能简单用上述方法对剪重比进行调整。
结构设计应从建筑布局整体性和规则性上进行控制,并对周期比、位移比、刚度比、刚重比、位移角等计算指标进行分析和判断。
在各项指标均合理且质量参与系数大于90%的条件下调整剪重比使之满足规范要求。
楼板配筋边界条件选取原则:Ø1:当板边支座与边梁相连、支座两侧板面标高相差较大时,可按铰接计算配筋Ø2:当连续支座、支座两侧板面标高相差较小(板厚之内)及确认边梁可作为嵌固时可按嵌固计算配筋Ø3:当与砼墙相连而不连续时,可根据墙厚适当考虑嵌固作用。
一般当墙厚不小于2倍板厚时,按嵌固,与板同厚时按半铰接4:Ø两边有高差按嵌固计算时,支座两边的钢筋规格应一致。
当两侧板厚差异较大(>30mm),只考虑部分嵌固。
两侧按薄侧的嵌固配,厚侧多余的弯矩应调至跨中5:Ø对于按简支计算的板支座,可不按受力钢筋的最小配筋率控制,统一取0.15%。
2016新编轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比

轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比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。
高规4.3.54.3.5 结构平面布置应减少扭转的影响。
在考虑偶然偏心影响的地震作用下,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本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
结构扭转为主的第一自振周期T,与平动为主的第一自振周期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本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.855、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。
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。
剪重比名词解释
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剪重比名词解释剪重比是一个在结构力学中常用的概念,用于描述材料在受到剪切力作用下的变形特性。
在弹性材料力学中,剪重比是指材料受到剪切力作用时,剪切应力与剪切应变之比。
剪重比是一个无量纲的比值,通常用希腊字母“G”表示。
剪重比的计算公式如下:G = τ / γ其中,G代表剪重比,τ代表剪切应力,γ代表剪切应变。
剪重比是材料力学性质的重要指标之一,它描述了材料在剪切变形下的刚度和变形能力。
剪重比越大,材料的刚度越高,剪切变形能力越小;剪重比越小,材料的刚度越小,剪切变形能力越大。
剪重比的大小与材料的内部结构和化学组成密切相关。
在金属材料中,晶格结构的排列方式和晶体间的键合力影响着剪切变形的能力,从而影响剪重比的大小。
在塑料和弹性体等非金属材料中,聚合物链的排列方式和分子间力的作用也会对剪重比产生影响。
剪重比在工程设计和材料选择中具有重要的应用价值。
例如,在建筑工程中,剪重比的大小会影响结构的稳定性和承载能力,设计师需要根据材料的剪重比来选择合适的结构材料。
在机械设计中,剪重比的大小会影响零件的强度和耐用性,工程师需要根据剪重比来设计和选择合适的零件材料。
此外,剪重比还与材料的破坏行为和失效模式密切相关。
在材料的极限强度范围内,剪重比的大小会影响材料的破坏方式,如剪切破坏、拉伸破坏或剪拉破坏。
通过研究剪重比的大小和破坏行为之间的关系,可以为材料的设计和工程应用提供重要的参考和指导。
综上所述,剪重比是描述材料在剪切变形下的变形特性的重要指标。
它的大小反映了材料的刚度和变形能力,与材料的内部结构和化学组成密切相关。
在工程设计和材料选择中,剪重比的大小对结构的稳定性、承载能力和零件的强度和耐用性具有重要影响。
通过研究剪重比和破坏行为之间的关系,可以为材料的设计和工程应用提供重要的参考和指导。
建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨
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建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨抗震设计是建筑工程中非常重要的一个方面。
剪重比是衡量建筑结构抗震能力的一个重要指标。
合理的剪重比能够提高建筑的抗震能力,降低地震对建筑结构的破坏程度。
剪重比是指建筑结构中剪力与重力的比值。
剪力是指建筑结构中横向力的作用,包括水平地震力和风力等。
重力是指建筑结构中的垂直载荷,包括自重和使用荷载等。
剪重比越小,说明结构对剪力的承受能力越强,抗震性能越好。
根据现行的建筑抗震设计规范,不同的建筑结构类型和地震烈度区有不同的剪重比要求。
一般来说,高度大、刚度大的建筑结构可以采用较小的剪重比;低度、柔度较大的建筑结构则可以采用较大的剪重比。
在实际工程中,剪重比的选择并不是一成不变的。
如果剪重比过小,可能会导致结构过于刚硬,使得结构对地震的反应过于剧烈,造成较大的震害。
如果剪重比过大,可能会导致结构过于柔软,使得结构无法有效地抵抗地震力,降低抗震能力。
确定合理的剪重比需要综合考虑多方面的因素。
首先要结合建筑的具体情况,包括建筑类型、高度、刚度等。
要考虑设计地震烈度和地质条件,因为不同地震烈度和地质条件下的地震力大小不同。
要考虑结构的具体抗震设计措施,包括墙体配置、梁柱配筋等。
在具体的设计过程中,可以采用数值模拟分析和经验公式等方法来确定合理的剪重比。
数值模拟分析可以模拟建筑结构在地震作用下的动力响应,根据结构的变形和内力分布来评估结构的抗震性能。
经验公式则是通过针对不同类型和高度的建筑结构的地震试验数据总结得出的,可以作为初步设计的参考依据。
建筑抗震设计规范中的剪重比是一个合理性值得探讨的参数。
确定合理的剪重比需要综合考虑建筑的具体情况、地震烈度和地质条件以及设计措施等因素,并可以采用数值模拟分析和经验公式等方法进行评估。
只有确定了合理的剪重比,才能提高建筑结构的抗震能力,保障建筑物的安全。
对剪重比的理解
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对剪重比的理解对剪重比的要求,是不是要求剪力设计达到一定的值?如果计算出来剪力达不到这个值,能不能在设计时加大剪力设计值,使剪力设计总值达到或超过因剪重比所需的剪力要求,这种算不算符合规范?如六度区剪重比只有0.7左右,而在设计时人为按1.0来设计,这样行不行?这是新版规范中增加的内容。
以前大家只是按经验来控制剪重比。
正如您所说的,这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求进行后续的计算。
至于您说的取为1%,似乎没有必要。
一方面,规范没有规定6度区的最小值;另一方面,按比例推下去的话,也只是0.8%。
所以我想是不是取为0.8%也就可以了?或者干脆就直接用0.7%?二楼说的很有道理,没有必要取过大的值。
去年曾设计一高层,就剪重比的问题和给我审图的我省的一位结构大师讨论过。
当时我也是坚持说规范上没有要求6度区也要满足剪重比的要求,所以不用在设计中作为控制参数,但大师告诉我,规范虽然没有要求,但行业内部还是有这样的意见的,就是6度区按0.8%考虑比较好。
所以我接受。
剪重比也就是地震剪力系数,由《抗规》(GB50011-2001)对5.2.5条的条文说明知,“对于扭转效应时显或基本周期小于3.5S的结构,剪力系数取0.2amax”,由此可据《抗规》表5.1.4-1推算出各地震列度下的剪力系数: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。
当然规范对6度区的地震剪力系数没有要求,但我还是赞同yunfeiyu斑竹的观点,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)。
把表5.1.4-1也附上,方便大家看清它们之间的关系。
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普法无法作出估计;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。
位移比、周期比、轴压比、剪重比、侧向刚度比、刚重比等关键技术指标
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构整体分析计算结果位移比、周期比、轴压比、剪重比、侧向刚度比、刚重比等关键技术指标。
1. 位移比:主要控制构造平面规那么性,以免形成扭转.1、“楼层位移比〞1〕定义——“楼层位移比〞指:楼层最大弹性水平位移〔或层间位移〕与楼层两端弹性水平位移〔或层间位移〕平均值比值;2〕目——限制构造扭转;3〕计算要求——考虑偶然偏心〔注意:不考虑双向地震〕.2、综合说明:1〕现行标准通过两个途径实现对构造扭转和侧向刚度控制,即通过对“扭转位移比〞控制,到达限制构造扭转目;通过对“层间位移角〞控制,到达限制构造最小侧向刚度目.2〕对“层间位移角〞限制是宏观.“层间位移角〞计算时只需考虑构造自身扭转藕联,无需考虑偶然偏心及双向地震.3〕双向地震作用计算,本质是对抗侧力构件承载力一种放大,属于承载能力计算范畴,不涉及对构造扭转控制判别和对构造抗侧刚度大小判断.4〕常有单位要求按双向地震作用计算控制“扭转位移比〞和“层间位移角〞,这是没有依据.但对特别重要或特别复杂构造,作为一种高于标准标准性能设计要求也有它一定合理性.高规条规定,楼层竖向构件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倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值倍,B级高度高层建筑、混合构造高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值倍.位移比限值:是根据刚性楼板假定条件下确定,其平均位移计算方法,也基于“刚性楼板假定〞.控制位移比计算模型:按照标准要求定义,位移比表示为“最大位移/平均位移〞,而平均位移表示为“〔最大位移+最小位移〕/2〞,其中关键是“最小位移〞,当楼层中产生0位移节点,那么最小位移一定为0,从而造成平均位移为最大位移一半,位移比为 2.那么失去了位移比这个构造特征参数参考意义,所以计算位移比时,如果楼层中产生“弹性节点〞,应选择“强制刚性楼板假定〞.高规条,应在质量偶然偏心条件下,考察构造楼层位移比情况.层间位移角:程序采用“最大柱〔墙〕间位移角〞作为楼层层间位移角,此时可以“不考虑偶然偏心〞计算条件.复杂构造,如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等,这些构造或者柱、墙不在同一标高,或者本层根本没有楼板,这类构造可以通过位移“详细输出〞或观察构造变形示意图,来考察构造扭转效应.复杂高层建筑构造设计〔徐培福主编〕第195页,图7.1.7,先按不考虑偶然偏心计算扭转位移比,根据计算结果分两种情况分别计算,一是,当扭转位移比小于时,按偶然偏心计算;二是,当扭转位移比大于等于时,按双向地震计算.再根据两次计算结果取不利情况对构造扭转不规那么进展判别.〔博主提示:请注意,这里对采用双向地震判别是比1〕放松许多,注意,这里规定都是对复杂高层建筑而言,对一般工程,原那么上不需要进展这样严格判别〕.对于错层构造或带有夹层构造,这类构造总是伴有大量越层柱,中选择“强制刚性楼板假定〞后,越层柱将受到楼层约束,如果越层柱很多,计算失真.总之,构造位移特征计算模型之合理性,应根据构造实际出发,对复杂构造应采用多种手段.2. 周期比周期比控制什么?如同位移比控制一样,周期比侧重控制是侧向刚度与扭转刚度之间一种相对关系,而非其绝对大小,它目是使抗侧力构件平面布置更有效、更合理,使构造不致于出现过大〔相对于侧移〕扭转效应。
建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨
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建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨随着科学技术的不断发展和建筑结构工程理论的不断完善,人们对建筑抗震设计规范的要求也日益提高。
剪重比作为建筑物抗震能力的重要参数,一直备受关注。
剪重比是指在建筑结构中,由于剪力引起的水平位移与由于重力引起的水平位移之比,它对结构整体的抗震性能有着重要的影响。
本文将对建筑抗震设计规范中剪重比的合理性进行探讨,以期为完善建筑抗震设计规范提供一定的参考。
剪重比的大小与结构的抗震性能密切相关。
建筑物在地震作用下,如果受到剪力作用,就会产生剪变形。
如果剪力较大,就会产生较大的剪变形,从而影响结构的整体稳定性。
良好的抗震设计应该尽量减小剪重比,以提高结构的抗震性能。
而在建筑抗震设计规范中,通常规定了剪重比的取值范围,以保障建筑结构的安全性。
在现行设计规范中,剪重比的取值范围通常是0.1到0.2之间。
当前对于剪重比的合理取值仍存在一定的争议。
一些学者认为,在实际工程中,规范规定的剪重比范围可能存在一定的局限性,不能完全满足工程实践的需求。
他们认为,对于某些特殊结构形式和地震烈度区域,规范中的剪重比范围可能并不合理,因此需要对其进行进一步的探讨和修改。
由于建筑结构在设计之初就被规定了剪重比的取值范围,这导致了一些结构在地震作用下存在一定的弱点,无法完全发挥其抗震性能。
针对上述问题,有必要对建筑抗震设计规范中的剪重比进行合理性探讨。
需要对剪重比的物理意义进行深入理解。
剪重比代表了结构在地震作用下产生的水平位移由于剪力引起的分量和由于重力引起的分量之比,可以看作是结构内部水平位移的贡献分量。
在这个意义下,剪重比的大小直接影响结构在地震作用下的变形和位移,从而影响结构的整体抗震性能。
剪重比的合理性应该与结构的抗震性能直接关联。
需要对剪重比在不同结构形式和地震烈度区域中的适用范围进行研究。
目前,对于剪重比的合理取值,一般是在不同地震烈度区域和结构形式下进行研究和总结。
在低烈度地震区,由于地震作用相对较弱,因此剪重比的取值范围可以更灵活一些;而在高烈度地震区,建筑结构更容易受到严重的地震作用,因此需要更加严格地控制剪重比的大小。
六个比值
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剪重比剪重比为地震作用与重力荷载代表值的比值。
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。
剪重比是抗震设计中非常重要的参数。
规范规定剪重比计算,主要是因为在长周期作用下,地震影响系数下降较快,对于基本周期大于3.5s的结构,由此计算出来的水平地震作用下的结构效应有可能太小。
而对于长周期结构,地震动态作用下的地面运动速度可能对结构有更大的破坏作用,而振型分解反应谱法尚无法对此作出较准确的计算。
出于安全考虑,规范规定了各楼层水平地震剪力的最小值,该值如不满足要求,说明结构有可能出现比较明显的薄弱部位,需进行调整。
1名词解释剪重比是规范考虑长周期结构用振型分解反应谱法和底部剪力法计算时,因地震影响系数取值可能偏低,相应计算的地震作用也偏低,因此出于安全考虑,规范规定了楼层水平地震剪力的最小值.若楼层水平地震剪力小于规范对剪重比的要求,水平地震剪力的取值应进行调整, 抗震规范第5.2.5,高规4.3.12条明确要求了楼层剪重比。
剪重比不满足规范要求,说明结构的刚度相对于水平地震剪力过小,宜适当增大墙、柱等竖向构件的截面面积;但剪重比过分大,则说明结构的经济技术指标较差。
2调整方法1、程序调整:当剪重比偏小但与规范限值相差不大(如剪重比达到规范限值的80%以上)时,可按下列方法之一进行调整:1)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”,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)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)在SATWE的“地震信息”中的“周期折减系数”中适当减小系数,增大地震作用,以满足剪重比要求。
结构调整:当剪重比偏小且与规范限值相差较大时,宜调整增强竖向构件,加强墙、柱等竖向构件的刚度。
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地震作用下结构剪重比及其调整
Vx,Vy(kN): 地震作用下结构楼层的剪力
RSW: 剪重比
Coef1: 用户定义的剪重比调整系数
Coef2: 按抗规(5.2.5)条计算的剪重比调整系数
Coef_RSWx,Coef_RSWy: 程序综合考虑最终采用的剪重比调整系数(如果用户定义了则采用用户定义值)
表1 EX工况下指标
层号Vx(kN)RSW Coef1Coef2Coef_RSWx
9116.17.01% 1.00 1.00
8139.2 6.31% 1.00 1.00
7329.7 4.76% 1.00 1.00
6451.4 3.96% 1.00 1.00
5538.1 3.39% 1.00 1.00
4616.4 3.02% 1.00 1.00
3691.5 2.78% 1.00 1.00
2749.4 2.53% 1.00 1.00
1755.0 2.03% 1.00 1.00
EX工况下的剪重比限值为1.67%
Vx,Vy(kN): 地震作用下结构楼层的剪力
RSW: 剪重比
Coef1: 用户定义的剪重比调整系数
Coef2: 按抗规(5.2.5)条计算的剪重比调整系数
Coef_RSWx,Coef_RSWy: 程序综合考虑最终采用的剪重比调整系数(如果用户定义了则采用用户定义值)
表2 EY工况下指标
层号Vy(kN)RSW Coef1Coef2Coef_RSWy
9132.88.02% 1.00 1.00
8158.37.17% 1.00 1.00
7353.6 5.10% 1.00 1.00
6473.2 4.15% 1.00 1.00
5553.0 3.48% 1.00 1.00
4634.3 3.11% 1.00 1.00
3717.1 2.88% 1.00 1.00
2777.2 2.63% 1.00 1.00
层号Vy(kN)RSW Coef1Coef2Coef_RSWy
1781.4 2.10% 1.00 1.00 EY工况下的剪重比限值为1.67%
图1 地震各工况楼层剪力简图
图2 地震各工况剪重比简图
图3 地震各工况最终采用的剪重比调整系数简图。