楼层位移比”和“层间位移角”

关于“楼层位移比”和“层间位移角”问题结构 2009-08-02 23:30:53 阅读1481 评论0 字号：大中小订阅
常有人问起“楼层位移比”和“层间位移角”的相关问题，此处一并答复：
1、“楼层位移比”
1）定义——“楼层位移比”指：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值；
2）目的——限制结构的扭转；
3）计算要求——考虑偶然偏心（注意：不考虑双向地震）。

2、“层间位移角”
1）定义——按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比；
2）目的——控制结构的侧向刚度；
3）计算要求——不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。

3、综合说明：
1）现行规范通过两个途径实现对结构扭转和侧向刚度的控制，即通过对“扭转位移比”的控制，达到限制结构扭转的目的；通过对“层间位移角”的控制，达到限制结构最小侧向刚度的目的。

2）对“层间位移角”的限制是宏观的。

“层间位移角”计算时只需考虑结构自身的扭转藕联，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的一种放大，属于承载能力计算范畴，不涉及对结构扭转控制的判别和对结构抗侧刚度大小的判断。

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”，这是没有依据的。

但对特别重要或特别复杂的结构，作为一种高于规范标准的性能设计要求也有它一定的合理性。

4、相关索引
1）江苏省房屋建筑工程抗震设防审查细则第5.1.3条规定：先计算在刚性楼板、偶然偏心情况下的扭转位移比，当扭转位移比大于等于1.2时，分别按偶然偏心和双向地震计算，再取最不利的扭转位移比进行扭转不规则判别。

（博主提示：请注意，这是很严格的要求）。

2）复杂高层建筑结构设计（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1.2时，按偶然偏心计算；二是，当扭转位移比大于等于1.2时，按双向地震计算。

再根据两次计算结果取不利情况对结构的扭转不规则进行判别。

（博主提示：请注意，这里对采用双向地震的判别是比1）放松许多，注意，这里的规定都是对复杂高层建筑而言的，对一般工程，原则上不需要进行这样严格的判别）。

转载与朱炳寅老师，以下网友的问题回答
朱总：谈到楼层位移比是限制结构的扭转，扭平周期比也是控制结构扭转，一直没有搞清楚二者对于扭转的控制实质上是一致的？还是从不同的角度加以控制？
回答“豆豆居”
限制楼层位移比是限制结构实际扭转的量值；限制扭转平动周期比，限制的是结构的抗扭能力，扭转周期过大，说明该结构抗扭能力弱（注意，结构不一定有扭转，可能是完全对称的结构），这类结构一旦遭遇意外扭转情况将会导致较大的扭转破坏。

朱总：请教一个和本文内容无关的问题。

多塔结构转换层设置在塔楼内时，该采取何种加强措施？规范条文说明不够详细。

回答“吴客”
你说的这种情况，属于“多重复杂结构”，不是采取简单加强措施所能解决的，按建设部【建质2006第220号】文件要求，一般应进行超限审查，建议慎重考虑。

当高层住宅平面很多存在平面两项不规则时，偶然偏心时位移比1.2限值就变成是否要按建设部【建质2006第220号】文件要求进行超限审查的唯一指标。

请问朱总是否在最大层间位移或顶点位移或位移比超1.2的楼层的层间位移有个具体较小值时可放宽 1.2要求，如七度区100米剪力墙结构规范要求位移小于1/1000,当电算为1/2000时，1.2指标可放宽到1.2x(1+10%)=1.32等通用处理办法。

请指教，谢谢！
关于位移比的计算问题，我在图解手册和应用手册中说得很清楚，对位移比的判别要结合层间弹性位移角的数值进行综合判断，一般情况下，当楼层弹性位移角小于规范限值的一半时，位移比限值可适当放宽（一般可放宽20%）。

相关内容可参见我的图解手册级我BK的相关文章。

1、我们在这里讨论的位移比或层间位移角，都是指用来作为判别指标的位移比或层间位移角，按性能设计要求并采用严于规范要求的计算，不在我们所讨论的范围内。

规范的基本要求是一回事，而实际工程中尤其是重要工程或复杂工程中采用的所谓“包络设计”或严于规范要求的做法是另一回事，不要把两者混为一谈。

2、一定要分清楚，对结构规则性的判别，是以考虑偶然偏心计算的位移比为基准的；
3、双向地震实际上是对单向地震作用效应（两个主轴方向同时考虑）的简单再组合，是一种近似的效应放大的方法，前提是在按上述2条判别为“质量和刚度明显不对称、不均匀的结构”时才采用，其计算的位移和位移比不作为结构设计的判别依据（按性能设计或超限工程有特殊要求者除外）。

新浪网友：
2008-03-23 11:07:37
朱老师，请教梁上起柱时，是否需要加附加箍筋呢？
附加箍筋的值，是根据集中力Q计算来的吗？
在计算梁的基本箍筋的时候已经考虑这个Q的了啊。

为什么还要加附加箍筋呢？考虑其他什么因素吗？
谢谢您了~~
梁上是否需要加附加箍筋，主要要看集中荷载作用面的位置，如果作用在梁顶面，则可考虑梁原有箍筋的抗剪作用，而当作用在梁顶面以下时，则，需由附加箍筋等来承担集中荷载。

诸多文献都把梁上柱的竖向荷重定义为作用在梁顶面的集中荷载，而不设置附加箍筋，从工程设计角度看，不妥，道理如下：1）由于梁柱现浇，柱的集中荷载是否一定作用在梁顶很难说清楚；2）托柱梁属于比较重要的梁，应适当加强。

朱总，请教一个问题，7度，32层高层住宅，地下二层，剪力墙结构，抗震等级二级。

地下二层按构造边缘构件设计，地下一层按约束边缘设置。

外墙地下部分无洞口，其约束边缘构件尺寸是否可以仅按此层要求设，而不按地上部分的约束边缘构件尺寸延伸下来。

谢谢！
地下一层的约束边缘构件主要是对首层的延伸，因此必须满足一层要求。

朱老师我想请教一下，您前面讲到楼层位移比的计算要求要考虑偶然偏心。

对于多层结构来说，抗规上并没有要求必须考虑偶然偏心。

“质量和刚度明显不对称的结构”您提到要用位移比来看，这时计算位移比仅考虑水平地震可以吗？还是必须也要考虑偶然偏心呢？
对多层结构，楼层位移比的计算中也应考虑偶然偏心。

“对质量和刚度明显不对称结构”的判别，考虑偶然偏心和不考虑偶然偏心都可以，关键在控制标准的把握上。

更多问题请查阅建筑结构技术通讯 2009.1上我的文章。