楼层位移比”和“层间位移角”
高层结构设计需要控制的六个参数
高层结构设计需要控制的六个参数摘要：本文对高层设计中比较重要的六个参数比值，结合《高层建筑混凝土结构技术规程》(jgj3-2010)（以下简称高规）和《建筑抗震设计规范》（gb 50011-2010）（以下简称抗规）的理解和应用,浅谈高层结构设计。
仅供有关专业人员参考。
关键词：高层结构设计、轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比、刚重比中图分类号：tu97文献标识码： a 文章编号：前言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六个：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。
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3.4.3。
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，要求见高规周期比见高规3.4.5。
6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，控制重力二阶效应的不利影响，要求见高规5.4.1。
一、轴压比轴压比指考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向压力设计值n 与柱全截面面积a和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积之比值；对不进行地震作用计算的结构，取无地震作用组合的轴力设计值；轴压比主要为控制结构的延性。
抗震设计时，框架柱在竖向荷载与地震作用下的轴压比宜满足下表的规定，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。
注：1采用复合箍筋或螺旋箍筋，且令箍筋特征值λ达到表所规定的上限时，轴压比限值可增大0.10（包括框支柱）；剪跨比≤2的框架柱，其轴压比限值宜减小0.05（不包括框支柱）；剪跨比≤1.5的框架柱，其轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施。
3当柱子混凝土强度等级为c65~c70时，其轴压比限值宜减小0.05，当混凝土强度等级为c75~c80时，其轴压比限值宜减小0.10。
【结构设计】“楼层位移比”和“层间位移角”解析
“楼层位移比”和“层间位移角”解析关于“楼层位移比”和“层间位移角”,很多人会迷糊,这里做详细说明：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）.。
关于“楼层位移比”和“层间位移角”问题
关于“楼层位移比”和“层间位移角”问题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“楼层位移比”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“楼层位移比”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。
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。
转自钢结构论坛。
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。
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。
高规
高层结构设计注意问题高层结构设计中六个“比”的控制与调整 2008-09-03 15:40 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, 由于高层建筑相对较柔,水平荷载作用效应明显,在满足使用条件下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去追求与面对的。
笔者认为,对于高层结构设计来说，位移比、周期比、刚度比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的六个极其重要的参数，《建筑抗震设计规范 GB50011-2001》(以下简称为抗规);《混凝土结构设计规范 GB50010-2002》(以下简称为砼规);《高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002》(以下简称为高规)均在相关章节对以上“六个比”进行了严格控制。
在初步设计和施工图设计阶段，结构设计和审图人员对以上“六个比”都非常重视，各类结构设计软件也对这“六个比”有详细的电算结果输出，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 SATWE 程序的电算结果，结合规范条文的要求，谈谈如何对电算结果进行判读、控制与调整。
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。
1.2 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臵宜规则,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。
PKPM中七个比的控制和调整
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：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7.2.14。
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：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得最小值.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,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：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）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。
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，抗规3.4.4予以加强。
浅析位移比的概念
“楼层位移比”的定义: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。
对其进行目的是限制结构的扭转量值,它与结构的扭转平动周期比同属于控制结构扭转方面的概念,而扭转平动周期比主要是考察结构的抗扭转能力,扭转周期过大,说明该结构抗扭能力弱。
“楼层位移比”的计算要求:《抗规》的条文说明3.4.2,3.4.3指出:对于扭转不规则,按刚性楼板计算,当最大层间位移与其平均值的比值为 1.2时,相当于一端为 1.0,另一端为1.45;当比值为1.5时,相当于一端为1.0,另一端为3。
由此可见楼层的位移比应在刚性楼板假定的条件下进行计算,即考虑楼层楼板在平面内刚度无穷大,楼板的点与点之间没有相对位移,楼板作为一个刚体在楼层平面内有水平位移和转角。
另《高规》规定了计算楼层的位移比还须考虑质量偶然偏心的影响。
3质量偶然偏心的概念结构计算时应考虑由于施工、使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的质量偶然偏心的不利影响,因此《抗规》3.3.3条规定:计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。
根据规范公式3.3.3,直接取各层质量偶然偏心为0.05Li(Li为垂直于地震作用方向的建筑物总长度) 为附加偏心距来计算单向水平地震作用。
据此画出偶然偏心的作用放心图如图1所示:4 简单模型的试验为弄清偶然偏心和结构刚度布置的关系,笔者利用PKPM软件对一个简单模型进行了如下的试验。
模型为一单层剪力墙结构,结构布置如图2所示:从表1的位移输出数据变化我们可以看出,偏心位置的相应方向的结构刚度增大,则结构在该偏心位置的位移比较其相反的偏心位置的位移比增大较多。
因此,在实际工程中,如某一偏心位置的位移比超出规范的限值,我们就可以调整结构布置,通过降低该偏心位置所在一侧的结构刚度或者提高该偏心位置的相反位置侧的结构刚度来使结构的总体刚度达到平衡,从而达到降低位移比的目的。
调整刚度的方法可以采用增加或较少剪力墙数量、拉伸剪力墙的长度、改变框架柱的截面、或者改变连梁的高度等等,理论上说,通过调整任何结构平面均能使位移比符合限制要求。
关于楼层位移比和层间位移角
关于楼层位移比和层间位移角关于楼层位移比和层间位移角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。
朱炳寅老师回答问题1：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：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。
2：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。
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。
【干货】各结构计算概念解析(层间位移角、剪跨比、剪重比、位移比、周期比、轴压比)
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。
规范要求：高规3.4.5条，应在质量偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，考察结构楼层位移比的情况。
层间位移角：程序采用“最大柱（墙）间位移角”作为楼层的层间位移角，此时可以“不考虑偶然偏心”的计算条件。
复杂结构，如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等，这些结构或者柱、墙不在同一标高，或者本层根本没有楼板，此时如果采用“强制刚性楼板假定”，结构分析严重失真，位移比也没有意义。所以这类结构可以通过位移的“详细输出”或观察结构的变形示意图，来考察结构的扭转效应。
剪重比解析
名词解释
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,
剪跨比指的是构件截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值。
简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a（a称剪跨）与截面有效高度h0之比。以λ=a/h0表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系，是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。
在其它因素相同时，剪跨比越大，抗剪能力越小。当剪跨比大于3时，抗剪能力基本不再变化。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法(根据2010新高规,抗规).
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M史上最精华的结构设计中的七个比值（根据2010新高规，抗规）高层结构设计需要控制的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：1、轴压比：柱(墙)轴压比N/(fcA) 指柱(墙)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。
它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一，为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力，规范采取的措施之一就是限制轴压比。
规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见10版高规 6.4.2和7.2.13。
筑龙网 W W W .Z H U L O N G .C O M轴压比不满足简便的调整方法：1）程序调整：S A T W E 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。
电算结果的判别与调整具体要点:(1).抗震等级越高的建筑结构，其延性要求也越高，因此对轴压比的限制也越严格。
对于框支柱、一字形剪力墙等情况而言，则要求更严格。
抗震等级低或非抗震时可适当放松，但任何情况下不得小于1.05。
(2).限制墙柱的轴压比，通常取底截面(最大轴力处)进行验算，若截面尺寸或混凝土强度等级变化时,还验算该位置的轴压比。
S A T W E 验算结果详 ，当计算结果与规范不符时，轴压比数值会自动以红色字符显示。
(3).需要说明的是，对于墙肢轴压比的计算时，规范取用重力荷载代表值作用下产生的轴压力设计值（即恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4）来计算其名义轴压比,是为了保证地震作用下的墙肢具有足够的延性,避免受压区过大而出现小偏压的情况,而对于截面复杂的墙肢来说,计算受压区高度非常困难,故作以上简化计算。
(4).试验证明，混凝土强度等级，箍筋配置的形式与数量，均与柱的轴压比有密切的关系，因此，规范针对情况的不同，对柱的轴压比限值作了适当的调整。
周期比、位移比、层间位移角与刚性楼板假定
结构的位移比、周期比、楼层侧向刚度比都是要求在刚性楼板假定条件下进行的。
层间位移角，对于一般的结构，可以采用刚性楼板的假定；对于有转换层等复杂高层建筑，不宜采用刚性楼板的假定。
而且计算层间位移角时，不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。
首先：SATWE参数---对所有楼层强制采用刚性楼板假定：规范规定：高规（2010）5.1.5条：进行高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚性。
条文说明：可把楼板视作水平放置的深梁，可近似认为楼板在其自身平面内为无限刚性。
采用这一假设后，结构分析的自由度数目大大减少，使计算过程及计算结果大为简化。
且满足工程精度。
程序实现：选择该项后，程序可以将用户设定的弹性楼板强制为刚性楼板参与计算。
操作要点：1：如果设定了弹性楼板活楼板开大洞，在计算位移、周期等控制参数时，应选择该项，将弹性楼板强制为刚性楼板参与计算，以满足规范要求的计算条件；计算完成后应去掉此项选择，以弹性楼板方式进行配筋和其他计算分析。
2：如果没有定义弹性板或楼板开大洞，一般不选择此项，避免出现异常情况。
*********************************************************************** （1）判断结构的位移比与周期比必须考虑强制刚性楼板：《抗震规范》的条文说明3.4.2，3.4.3指出：对于扭转不规则，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其平均值的比值为1.2时，相当于一端为1.0，另一端为1.45；当比值为1.5时，相当于一端为1.0，另一端为3。
《抗震规范》的条文说明隐约透露出了判断结构的位移比应该是基于刚性楼板的假定。
而《抗震规范》的主编王亚勇在《建筑抗震设计规范疑问解答》一书 4.2中更是明确指出：在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）值与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法
高层结构设计需要控制的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SA TWE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3.5.2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。
楼层位移比”的定义
“楼层位移比”的定义: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。
对其进行目的是限制结构的扭转量值,它与结构的扭转平动周期比同属于控制结构扭转方面的概念,而扭转平动周期比主要是考察结构的抗扭转能力,扭转周期过大,说明该结构抗扭能力弱。
“楼层位移比”的计算要求:《抗规》的条文说明 3.4.2,3.4.3指出:对于扭转不规则,按刚性楼板计算,当最大层间位移与其平均值的比值为 1.2时,相当于一端为1.0,另一端为1.45;当比值为1.5时,相当于一端为1.0,另一端为3。
由此可见楼层的位移比应在刚性楼板假定的条件下进行计算,即考虑楼层楼板在平面内刚度无穷大,楼板的点与点之间没有相对位移,楼板作为一个刚体在楼层平面内有水平位移和转角。
另《高规》规定了计算楼层的位移比还须考虑质量偶然偏心的影响。
3质量偶然偏心的概念结构计算时应考虑由于施工、使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的质量偶然偏心的不利影响,因此《抗规》3.3.3条规定:计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。
根据规范公式3.3.3,直接取各层质量偶然偏心为 0.05Li(Li为垂直于地震作用方向的建筑物总长度) 为附加偏心距来计算单向水平地震作用。
据此画出偶然偏心的作用放心图如图1所示:4 简单模型的试验为弄清偶然偏心和结构刚度布置的关系,笔者利用PKPM软件对一个简单模型进行了如下的试验。
模型为一单层剪力墙结构,结构布置如图2所示:从表1的位移输出数据变化我们可以看出,偏心位置的相应方向的结构刚度增大,则结构在该偏心位置的位移比较其相反的偏心位置的位移比增大较多。
因此,在实际工程中,如某一偏心位置的位移比超出规范的限值,我们就可以调整结构布置,通过降低该偏心位置所在一侧的结构刚度或者提高该偏心位置的相反位置侧的结构刚度来使结构的总体刚度达到平衡,从而达到降低位移比的目的。
调整刚度的方法可以采用增加或较少剪力墙数量、拉伸剪力墙的长度、改变框架柱的截面、或者改变连梁的高度等等,理论上说,通过调整任何结构平面均能使位移比符合限制要求。
浅析位移比的概念
“楼层位移比”的定义: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。
对其进行目的是限制结构的扭转量值,它与结构的扭转平动周期比同属于控制结构扭转方面的概念,而扭转平动周期比主要是考察结构的抗扭转能力,扭转周期过大,说明该结构抗扭能力弱。
“楼层位移比”的计算要求:《抗规》的条文说明3.4.2,3.4.3指出:对于扭转不规则,按刚性楼板计算,当最大层间位移与其平均值的比值为 1.2时,相当于一端为 1.0,另一端为1.45;当比值为1.5时,相当于一端为1.0,另一端为3。
由此可见楼层的位移比应在刚性楼板假定的条件下进行计算,即考虑楼层楼板在平面内刚度无穷大,楼板的点与点之间没有相对位移,楼板作为一个刚体在楼层平面内有水平位移和转角。
另《高规》规定了计算楼层的位移比还须考虑质量偶然偏心的影响。
3质量偶然偏心的概念结构计算时应考虑由于施工、使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的质量偶然偏心的不利影响,因此《抗规》3.3.3条规定:计算单向地震作用时应考虑偶然偏心的影响。
根据规范公式3.3.3,直接取各层质量偶然偏心为0.05Li(Li为垂直于地震作用方向的建筑物总长度) 为附加偏心距来计算单向水平地震作用。
据此画出偶然偏心的作用放心图如图1所示:4 简单模型的试验为弄清偶然偏心和结构刚度布置的关系,笔者利用PKPM软件对一个简单模型进行了如下的试验。
模型为一单层剪力墙结构,结构布置如图2所示:从表1的位移输出数据变化我们可以看出,偏心位置的相应方向的结构刚度增大,则结构在该偏心位置的位移比较其相反的偏心位置的位移比增大较多。
因此,在实际工程中,如某一偏心位置的位移比超出规范的限值,我们就可以调整结构布置,通过降低该偏心位置所在一侧的结构刚度或者提高该偏心位置的相反位置侧的结构刚度来使结构的总体刚度达到平衡,从而达到降低位移比的目的。
调整刚度的方法可以采用增加或较少剪力墙数量、拉伸剪力墙的长度、改变框架柱的截面、或者改变连梁的高度等等,理论上说,通过调整任何结构平面均能使位移比符合限制要求。
关于位移角的问题
楼层位移比和层间位移角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“楼层位移比”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“楼层位移比”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。
位移比---位移比的大小反映了结构的扭转效应，同周期比的概念一样都是为了控制建筑的扭转效应提出的控制参数。
（在高归4.3.5条中位移比和周期比是同时提出的）B 规范条文抗规第3.4.3.1条规定：平面不规则而竖向规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，并应符合下列要求：1)扭转不规则时，应计及扭转影响，且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍；新高规的4.3.5条规定，在考虑质量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。
y方向最大层间位移与平均层间位移的比值规范在哪
竭诚为您提供优质文档/双击可除y方向最大层间位移与平均层间位移的比值规范在哪篇一：位移比satwe位移输出文件||文件名称:wdisp.out（2）位移比（层间位移比）是控制结构平面不规则性的重要指标。
其限值在《建筑抗震设计规范》和《高规》中均有明确的规定，不再赘述。
需要指出的是，新规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的，如果在结构模型中设定了弹性板，则必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”，以便计算出正确的位移比。
在位移比满足要求后，再去掉“对所有楼层强制采用刚性楼板假定的选择，以弹性楼板设定进行后续配筋计算。
此外，位移比的大小是判断结构是否规则的重要依据，对选择偶然偏心，单向地震，双向地震下的位移比，设计人员应正确选用。
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。
见抗规3.4.2，高规4.3.5。
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；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；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。
五、位移比（层间位移比）：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3.4.2，高规4.3.5及相应的条文说明。
位移比（包括层间位移比，下同）不满足规范要求，说明结构的刚心偏离质心的距离较大，扭转效应过大，结构抗侧力构件布置不合理。
位移比不满足规范要求时的调整方法：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。
高层设计7大指标调整方法
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。
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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。