高层结构设计的控制参数及调整方法

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PKPM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”

PKPM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”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。

高层结构设计需控制的重要指标及处理方法

高层结构设计需控制的重要指标及处理方法摘要本文结合笔者实际工作，从不同方面逐一对当前高层住宅楼的结构设计进行了优化，利用对高层计算结果及结构体系选择的分析，阐明了当前高层结构设计中应该控制的所有指标，从而对当前的高层住宅结构设计提供了一套可行的途径。

关键词高层结构；重要指标；优化设计国家出台的《高层建筑混凝土结构技术规程》在原有基础上总结了我国最近几十年，在高层建筑的结构设计领域的经验，逐步提高了规范的可操作性和结构安全度，同时还加强了不规则性控制和抗震概念设计，为建筑设计师的工程实践加以指导。

然而从最近几年工程师们所反映的具体问题来看，很多设计课件中对结构的刚度控制，在计算中还是难以满足他们的需求，笔者结合自己近几年在实际工程中所遇到的具体问题，提出一些自己的建议。

1 高层结构设计中刚度要求在《高层建筑混凝土结构技术规程》中有很多的刚度相关的或与刚度都是比较容易实现和满足的，不过最难啃的硬骨头还是集中于抗扭刚度。

1.1 扭转位移比控制对于A类的所有高层△Umax/△UC都是不能超过1.2-1.5的范围；对于B 类的所有高层△Umax/△UC也不能超过1.2-1.4的范围。

如果此条件不能满足，就应该是当地调整其平面布置，从而进一步地减少重心与刚心偏心距离。

1.2 整体稳定性控制对于所有的带剪力墙和框架的建筑设计要根据下式去运算：Ejd≥Di≥式中，Gi为第i层的重力荷载具体设计值；hi、H为建筑物的层度；Ejd为等效侧向刚度（结构主轴方向的弹性）。

满足上述条件就能实现刚度退化的15％,在风荷的作用下趋于稳定状态，如果不能满足，就要根据实际情况适当地提高其竖直方向的构件刚度。

通过分析，抗震的设防烈度一般情况下都要保持≥7度或基本风压也要保持在≥0.5kN/M2，在位移的控制数值满足此条件，结构的稳定性就能满足；其他就应该验算P-△效应影响。

1.3 层刚比的控制Ki/Ki+l≤0.7同时3Ki/（Ki+l+Ki+2+Ki+3）≤0.8。

高层结构设计中六个“比”的控制与调整

引言：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。

对于混凝土结构，一般需要控制一些参数，宏观控制的5大比值：周期比，位移比，刚度比，剪重比，刚重比。

微观控制的6大比值：轴压比，剪压比，剪跨比，跨高比，高厚比（剪力墙），长细比（柱），位移比。

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GB 50011-2010》（以下简称为抗规）;《混凝土结构设计规范GB 50010-2010》（以下简称为砼规）;《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》（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：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。

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。

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，位移比的大小是反映结构平面规则与否的重要依据，它侧重控制的是结构侧向刚度和扭转之间的一种相对关系，而非绝对大小，它的目的是使结构抗侧力构件布置更有效、更合理。

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。

高层建筑结构设计电算结果的合理性分析、控制及调整

关，只与楼层抗扭刚度有关；
《高规》第３．４．５条对周期比做了相关规定。
周期比是限制结构的抗扭刚度不能太弱。当扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期接近时，由于振动耦联的影响，结构的扭转效应明显增大。因此，当周期比不满足规定时，应调整抗侧力结构的布置，增大结构的抗扭刚度。调整原则是加强结构外围刚度，或者削弱内部刚度。
周期也同时反映了结构的刚度，同样的建筑条件
下，周期越短，说明结构整体刚度偏刚，会引起很大的
地震内力，不经济；周期过长，说明结构整体刚度偏柔，
ｂ．剪力墙全部按照同一主轴两向正交布置时，较
易满足；周边墙与核心筒墙成斜交布置时要注意检查是否满足；ｃ．当不满足周期限制时，若层位移角控制潜力较大，宜减小结构竖向构件刚度，增大平动周期；ｄ．当不满足周期限制时，且层位移角控制潜力不
电算时，周期比是对自振周期的直接反应，其验算应选
择刚性楼板假定，其计算结果详见ＷＺＱ．ＯＵＴ文件。
定。一般来说，当全楼作刚性楼板假定后，计算时宜选择“ 侧刚模型” 进行计算。而当结构定义有弹性楼板时
则应选择“ 总刚模型” 进行计算较为合理。至于振型数的确定，应按上述［高规］相关条文执行，振型数是否足够，应以计算振型数使振型参与质量不小于总质量的９０％作为唯一的条件进行判别。（４）扭转周期控制及调整难度较大，要查出问题关键所在，采取相应措施，才能有效解决问题。ａ．扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无

高层建筑结构设计中控制参数电算调整方法

承重构件原则布置。关键词：压比；重比；间刚度比；移比；轴剪层位周期比；刚重比；间受剪承栽力比层
中图分类号：Ｕ７．Ｔ９３２文献标识码：Ａ
ｌ引言、
伴随着我国经济的快速发展，高层建筑已成为现阶段我国主要的建筑形式，建筑类型与功能也愈来愈复杂，结构形式也更加多样化，高层建筑结构设计在电算中的主要重点和难点在于各控制参数的调整，要使其满足规范要求。竖向承重构件合理的布置是构建良好抗震性能的基础，其布置应遵循 “ 对称、匀、边、均周连续 ”的原则。２控制参数的试算调整、高层设计的难点在于竖向承重构件（、柱剪力墙等）理布置和界面试算选定，的合高层结构设计过程中控制的目标参数主要归纳为
规范对轴压比均有相应限值要求，《见建筑抗震设计规范（Ｂ０１１２１）（下简称Ｇ５０－００｝１￣）《抗规）６．）．６条和第６．，高层建筑混１３第．５条《４凝土结构技术规程（Ｊ－２０）（下简称Ｊ３０２ＩＧ｝）￣《高规》６．）．２条和第７．第４．１。２４条２１．３轴压比不满足时试算调整方法．可以增大该墙、截面；高该楼层墙、柱提柱混凝土强度；框剪结构可改变墙布置的位置或数量。２２剪重比．２２１剪重比概念的含义．．剪重比是指水平地震作用标准值的楼层剪力与重力荷载代表值的比值，剪重比是抗震设计中非常重要的参数。规范之所以规定剪重比，要是因为在长周期作用下，震影主地响系数下降快，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加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用，所以当剪重比不满足要求时，说明该结构有可能出现比较明显的薄弱部位，须慎重对待。２．规范对剪重比的要求：．２２规范对剪重比相应限值要求见《抗规》第５．，高规》３３３。．５条《２第．１条．２－．３剪重比不满足时试算调整方法：２剪重比不满足要求时．首先要检查有效

高层钢筋砼结构设计的主要控制指标及调整方法

“ 型数 ” 满足。振来
１轴压比
限制结构构件的轴压比，主要为保证结构的延性要求，为了保证构件的塑性变形能力和保证结构的抗倒塌能力。轴压比限值为抗震构造措施。范对墙肢和柱均有相应限值要规求．新抗规第６３６条和第６４２条。轴压比不满足规范要见．．．．求．构的延性要求无法保证．时应增大该墙、截面或提结此柱高该楼层墙、混凝土强度等级或采用型钢混凝土和钢管混柱凝土；压比过小，说明结构的经济技术指标较差，适当轴则宜减少相应墙、的截面面积。柱
ｃｅｅｔｃｒｓｎｔｄｒ￣ｔｓａｄｉｕｔｔｅａｐｉａｏｓｆｅｄｕｔｎｍｅｄｉｐａｔａｅｇｎｅｉｇｒｔｓｕｔｅｄｓｎａｄｃＬｅ，ｎｌｓａｓｈｐｌｔｎｊｓｒｕａａａｓｌｒｅｔｃｉｏｔａｈｍｅｔ￣ｏｒｉｌｎｉｅｒ，ｎｃｃｎＫｙｗｏｄ：ｉ－ｉｅｉ；ｅｄｃｔｒ；ｄｕｔｎｅｏｅｒｓｈｇｒｅｄｓｈｓｎｇｋｙｉｉｏｓａｊｓｎａｍｅｔｔｄｍｈ
的应用。
关键词
高层设计：制指标；整方法控调
Ｔｅｄｓｎｍｅｈｄａｄｊｇｎｆｒｉｏｃｄｃｎｒｔｔｃｕｅｔｓｈｅｉｔｏｎｄｍｅｔｅｎｒｅｏｃｅｅｓｒｔｒｓｉｇｏｆｕｅ

结构设计中高层建筑需控制的“九个比值”及调整方法

一
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。１．３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。
１新抗震规范附录Ｅ．规定，筒体结构转换层上下层的）２１侧向刚度比不宜大于２。
随着我国社会经济的迅猛发展，越来越多的高层建筑像雨后春笋一样在全国各地拔地而起。本文对高层结构设计中需控制的 “ 个比值 ”进行了较详细的说明和介绍。六１六个比值＿１轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均．１有相应限值要求。轴压比是指有地震作用组合的柱组合轴压力设计值与柱的全截面面积和砼轴心受压抗压强度设计值乘积的比值，是影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。轴压比限值的依据是理论分析和试验研究并参照国外的类似条件确定的，基准值是对称配筋柱大小偏心受压状态的轴压比分界值。其１＿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。规范上虽然没有明确要求６区剪重比的控制，但度般经验还是按００．８的楼层最小剪力系数值考虑。这个要求０
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高层住宅剪力墙结构设计控制及调整

高层住宅剪力墙结构设计控制及调整高层住宅设计中广泛采用剪力墙结构，本文给出了剪力墙结构的布置原则及设计时的注意事项；汇总了剪力墙结构计算的各个设计指标以及对应的调整方法。

随着社会进步，科技发展，人们对住宅的功能要求越来越丰富，建筑设计越来越符合功能和审美的要求；为实现建筑的要求，结构选型主要与其使用功能直接相关，同时拟建场地的地理位置，抗震烈度也是影响结构选型的重要因素。

为了进一步提高土地利用率，建设单位倡导建设高层住宅，以满足市场的需求及企业自身经济效益的要求；目前高层住宅成为人们的主要居住形式，高层住宅主要的结构形式多为剪力墙结构。

1剪力墙结构的特点剪力墙结构是由竖向剪力墙和水平楼面梁板组成的结构。

剪力墙既作为承受水平和竖向作用的构件，又有分隔房间的作用。

其布置原则除了应满足建筑使用要求，对结构受力是否合理至关重要，剪力墙布置是否合理进一步决定了该建筑的建设费用，所以更多的建设单位在前期建筑方案及与相应的结构选型上尽量优化，而达到节省造价的目的。

2建模时的注意事项（1）剪力墙：目前结构常用计算软件：中国建筑科学研究院开发的软件PKPM，北京盈建科软件XXXX有限公司编制的软件YJK，均可进行剪力墙结构的计算。

（2）剪力墙平面布置原则：依据建筑平面图：①外墙可布置为剪力墙，增加建筑平面的抗扭刚度。

②内墙布置时，平面均匀对称布置，竖向连续，避免楼层错洞保证剪力墙边缘构件上下连续贯通，同时避免墙肢开洞过大形成抗震性能较差的短肢墙（短肢剪力墙指截面厚度不大于300mm、各肢截面高度与厚度之比的最大值大于4但不大于8的剪力墙）。

③剪力墙的截面厚度及构造配筋应当依据实际工程剪力墙部位及抗震等级，参见《高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010）》7.2.1，10.4.6，《建筑抗震设计规范（GB52022-0510）》（以下简称抗规）6.4.1，6.4.3条。

④内墙长度除应满足建筑条件，还要考虑墙下桩最小桩间距的要求，例如：常规设计时，桩直径700mm，桩间距不小于3倍桩径，加上0.5倍的桩径，建议上部剪力墙的长度为2500mm，上部如有结构洞口，宜尽量使洞口避开桩位。

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。

浅析高层建筑结构概念设计及总体控制参数

解反应谱法只能反映出地震加速度对结构的影响，对长周期结构往往是不全面的，没有考虑地震动态作用中的地面运动速度和位移对长周期结构的破坏具有更大的影响。出于安全考虑，提出最小剪重比的要求。满足剪重比的要求是结构后续抗震计算的前提，即只有先进行了最小地震剪力的调整，然后才
本文从高层建筑结构设计的特点、概念设计、总体控制参数等角度，对高层建筑结构设计做一简单论述，供参考借鉴。关键词：高层建筑；概念设计；总体控制参数
１、高层建筑结构设计的特点
高层建筑结构设计中，建筑平面布置、立面造形、建筑高度、设备专业布置、施工技术的可行性等均影响到结构方案的选择。其主要特点有：
延性好、耗能能力强、具有多道防线的结构体系，注意对承载力和当度及延性
在高层建筑中，尽管竖向荷载仍埘结构设计产生重要影响，但水平荷载
注意对结构体系、结构构件等关键部位的把握，实现 “ 强剪弱弯、却起着不可忽视的作用。因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的合理把握。的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产强柱弱梁、强节点弱杆件 ” 的设计原则。生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次３、高层建筑结构设计的总体控制参数方成正比，随着建筑高度的增加，所产生的影响越发明显。另一方面，对一定高度建筑来说，作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化，水平荷载本身也具有很大的不确定性。

浅谈高层结构设计的控制参数及调整方法

《建筑抗震设计规范））（５００１１－２０１０）５．２．５条《高层建筑混类删６度７度８度９度扭转效应明显或凝土结构技术规基拳周期１、干３．５５的结构０．００８０．０ｌ６【０．Ｏ２４）Ｏ．０３２｛０．Ｏ４８）０．０６，１程》（ＪＧＪ３ — ２０１０）
（５００１０ — ２０１０）１１．４．１６条板柱一剪力墙、框架一剪力墙０框泉７５Ｏ．８５０．９００．９５核筒，筒中筒结构《建筑抗震设计规范》部分框支剪力墙蛄构０．６００．７０（５００１１ — ２０１０）６．３．６条
．一
三．刚度比
１．定义：相邻楼层侧向刚度的比值。２．作用：控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层。
３．规范限值：
《建筑抗震设计规范｝（５ｏｏｉ１－２ｏｌｏ）３．４．３条《高层建筑混凝土结构技术规程））（ｊｃｊ３ — ２０１０）３．５．２条（更详细）１）对框架结构，楼层与相邻上层的侧向刚度的比值不宜小于Ｏ．７，与相
邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于０．８。《高层建筑混凝土结构技术规程》（ＪＧＪ３ — ２０１０）６．４．２条２）对剪力墙结构，楼层与相邻上层的侧向刚度的比值不宜小于０．９；当２）剪力墙轴压比限值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；对结构底部的《混凝土结构设计规范》嵌固层，该比值不宜小于１．５。（５００１０ — ２０１０）ｌ１．７．１６条ＰＫＰＹｌ建筑结构的总信息（ＷＭＡＳＳ．ＯＵＴ）《建筑抗震设计规范》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（５００１１－２０１０）６．４．２条（宜≤１）《高层建筑混凝土结构技术规程））（ＪＣＪ３ — ２０１０）７．２．１３条Ｒａｔｘｌ，Ｒａｔｙｌ：Ｘ，Ｙ方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度７０％

高层结构设计所需的控制比值及协调方法

薄弱层，不论层间刚度比是多少，都应将该楼层设置为薄弱层。（）３对于Ｅ述三种计算层刚度的方法，我们应根据实际情况进行选择：对于底部大空间为１层时或多层建筑及砖混结构应选择 “ 剪切刚度”对；于底部大空间为多层时或有支撑的钢结构应选择 “ 剪弯刚度” ；而对于通常工程来说，则可选用第三超Ｑ（８）９Ｑ５。（）２在结构符合刚性楼板假定时，周期比计算种规范建议方法，此法也是ＳＴＡＷＥ程序的默认￣］５４条规定：３楼层竖向构件的最大水应在刚性楼板假定下进行；对于不适宜刚性楼板方法。不１层间受剪承载力比＿４平位移和层间位移，、ＡＢ级高度高层建筑均不宜假定的复杂高层建筑结构，宜考虑周期比控制。大于该楼层平均值的ｌ倍；Ａ级高度高层建筑２且（）３对于多塔大底盘结构，宜采用离散模型分１．相关规范条文的控制．１４溉】３条规定：平砥规则而竖向不规则３Ａ不应大于该楼层平均值的ｌ倍，级高度高层建析，即将整体建立的多塔大底盘模型人为地切分５Ｂ筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于成独立的单塔模型，使各单塔单独参与抗震计算。的建筑结构……楼层承载力突变时，薄弱层抗侧该搂层平均值的ｌ倍。－４（）４如果周期比不满足规范要求，说明该结构力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的
科
建筑工程！ｉＪ
刘灵达
高层结构设计所需的控制比值及协调方法
（广州瀚华建筑设计有限公司，东广州５０５）广１６５
摘要：高层建筑（Ｏ层及１以上或房屋高度超过２ｍ的建筑物）１０层８的应用Ｅ益广泛。满足使用功能的情况下，ｌ在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、刚度比等是保证结构规则、安全、经济的极其重要的参数，抗震规范》《《、高规》均在相关章节对以上问题进行了严格控制。关键词：高层建筑；结构设计；范务文；规控制；整调

高层结构设计需要控制的七个指标

高层结构设计需要控制的七个指标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3.3.13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。

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4.4.2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。

高层结构设计的控制参数及调整方法

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。

轴压比不满足规范要求，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：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3.3.13及相应的条文说明。

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；但剪重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。

剪重比不满足规范要求时的调整方法：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。

2、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。

刚重比的二阶效应是否可以忽略不计。

见高规5.4.1和5.4.2及相应的条文说明。

刚重比不满足规范上限要求，说明重力二阶效应的影响较大，应该予以考虑。

规范下限主要是控制重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应不致过大，避免结构的失稳倒塌。

见高规5.4.4及相应的条文说明。

剪力墙控制参数及调整方法

2、结构调整：如果还需人工干预，可适当提高本层构件强度（如增大配筋、提高混凝土强度或加大截面）以提高本层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力，或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力。
几个参数的调整涉及构件截面、刚度及平面位置的改变，在调整过程中可能相互关联，应注意不要顾此失彼。
应该注意，对于类似于框剪结构的组合体系，有个彼此刚度适宜的问题。分析框架的剪切型变形曲线和剪力墙的弯曲型变形曲线，可以发现，在下部楼层，剪力墙的位移较小，框架的位移较大，是剪力墙拉着框架来限制其层间位移角；上部几层则相反，剪力墙的层间位移角逐渐增大，框架的层间位移角逐渐减小，框架反过来拉着剪力墙以限制其层间位移角。而改变剪力墙的刚度与部置是控制框剪结构的位移和周期的主要手段，所以当框剪结构上部几层的层间位移角较大时，适当削弱这几层的剪力墙刚度应该更为有效。
1）SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。
2）结构的第一、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。见抗规3.5.3条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近”。
3）当第一振型为扭转时，说明结构的抗扭刚度相对于其两个主轴（第二振型转角方向和第三振型转角方向，一般都靠近X轴和Y轴）的抗侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，并适当削弱结构内部的刚度。
刚度比不满足规范要求时的调整方法：
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、结构调整：如果还需人工干预，可按以下方法调整：
1）适当降低本层层高，或适当提高上部相关楼层的层高。
2）适当加强本层墙、柱和梁的刚度，或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度。

高层结构设计中“六个比值”控制及调整方法

前言随着我国社会经济的迅猛发屁越来越多的高层建筑像雨后春笋一样在全国各地拔地而起。本文对高层建筑结构设计中需控制的 “ 个比值 ”进行六了较详细的说明和介绍。１六个比值１１轴压比．主要为控制结构的延性，范对墙肢和柱均有相应限值要求。轴压比是规指有地震作用组合的柱组合轴压力设计值与柱的全截面面积和砼轴心受压抗压强度设计值乘积的比值，影响柱子破坏形态和延性的主要因素之一。是１２剪重比．主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性。规范上虽然没有明确要求６区剪重比的控制，度但一般经验还是按００８．０的楼层最小剪力系数值考虑。这个要求如同最小配筋率的要求，出来的地震剪力如果达不到规范算的最低要求，要人为提高，就并按这个最低要求完成后续的计算。１３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。高层建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可能性很小。高层建筑结构的稳定设计主要是控制在风荷载或水平地震作用下，重力荷载产生的二阶效应（力Ｐ一 △效应）重不致过大，以致引起结构的失稳倒塌。结构的剐度和重力荷载之比（比）刚重是影响重力Ｐ △效应的主要参数。如结构的剐重比满足一本高规５４４．．条公式（．．－）（．．— ）５４４１或５４４２的规定，重力ｐ △效应可控制则一在２％之内，０结构的稳定具有适宜的安全储备。若结构的刚重比进一步减小，则重力Ｐ一 △ 效应将会呈非线性关系急剧增长，引起结构的整体失稳。１４刚度比．主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，成薄弱层。①新抗震形规范附录Ｅ．规定，２１简体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于２。② 高规的４４２规定，震设计的高层建筑结构，．．条抗其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的７％或其上相临三层侧向刚度平均值的８％：高规的Ｏ０ ③ ５３７．．条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的２：高倍 ④ 规的１．．条规定，部大空间剪力墙结构，Ｏ２３底转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录Ｅ的规定：底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比Ｙ表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时Ｙ应大于３抗震设计时不应大于２不，。底部大空间层数大于一层时，转换层上部框架一剪力墙结构的与底部大空间层相同或相其近高度的部分的等效侧向刚度与转换层下部的框架一剪力墙结构的等效侧向刚度比ｙｅ宜接近１非抗震设计时不应大于２抗震设计时不应大于１３，，．。抗震规范（三种）第方法为通用方法，也是程序的缺省方式，通常工程均可采用此种办法：大空间为一层时，底部刚度比计算可采用剪切刚度：部大空间底为多层时，刚度比计算可采用剪弯刚度：三种方法算出的楼层剐度可能差别很大，属正常，以不必奇怪。可１５位移比．竖向构件最大水平位移比和层间位移比，主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，结构产生不利影响。规范条文：对新高规的４３５条规定，．．楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，、Ｂ高度高层建筑均不宜大于该Ａ级楼层平均值的１２倍：Ａ级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的１５，．且．倍Ｂ级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，应大于该楼层平不均值的１４倍。针对此条，．程序中对每一层都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，户可以～用目了然地判断是否满足规范此时应注意：验算位移比可以选择强制刚性楼

高层结构设计需要控制的六个比值

高层结构设计需要控制的六个比值
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.
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。
7、层间受剪承载力比：控制竖向不规则性；要求见高规。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法（自Tiger）
高层建筑抗震设计短柱问题的处理
2）人工调整：只能通过人工调整改变结构布置，加强墙、柱等竖向构件的刚度。
7、层间受剪承载力比：控制竖向不规则性，以免竖向楼层受剪承载力突变，形成薄弱层，见抗规3.4.2，高规4.4.3；对于形成的薄弱层应按高规5.1.14予以加强。
层间受剪承载力比不满足时的调整方法：
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。
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：
4.3.5 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Tt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0.85

结构设计主要控制参数

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16
2.结构平面及竖向布置控制参数
扭转位移比
《高规》3.4.5规定：在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的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得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、超过A级高度的混合结构及本规程第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。
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2.结构平面及竖向布置控制参数
《高规》3.5.2规定：
1. 对框架结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ1 可按式（3.5.2-1）计算，且本层与相邻上层的比值不
宜小于0.7，与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小
于0.8。
1
Vi i 1 Vi1i
（3.5.2-1）
式中 1 ——楼层侧向刚度比；
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6
1.房屋适用高度及高宽比
《高规》3.3.2规定：钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不宜超过表3.3.2的规定。
表3.3.2 钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比
抗震设防烈度
结构体系
非抗震设计
6度、7度
8度
9度
框架
5
4
3
—
板柱-剪力墙
6
5
4
—
框架-剪力墙、剪力墙
7
6
5
4
框架-核心筒
8
7
6
4
筒中筒
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15பைடு நூலகம்
2.结构平面及竖向布置控制参数
楼层抗剪承载力比
《高规》3.5.3条规定：A级高度高层建筑的楼层抗剪力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%，不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%； B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。