[精华]高层结构设计的控制参数及调整方法[精华]
高层建筑结构设计调整方法
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: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3.3.1 3。
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。
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七个比值及调整方法
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:
5)当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振型转角方向)的侧移刚度则过小,此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度,并适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
6)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足规范的要求。
刚重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。
3)结构的刚度(包括侧移刚度和扭转刚度)与对应周期成反比关系,即刚度越大周期越小,刚度越小周期越大;结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
高层建筑七大参数的控制与调整
高层建筑七大参数的控制与调整一、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条抗震等级结构类型一二三四框架结构0.65 0.75 0.85 0.90板柱-剪力墙、框架-剪力墙框架-核心筒、筒中筒结构0.75 0.85 0.90 0.95部分框支剪力墙结构0.60 0.70 —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条抗震等级一级(9度)一级(6、7、8度)二、三级轴压比限值0.4 0.5 0.64、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《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)4.3.12条类别6度7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构0.008 0.016(0.024)0.032(0.048)0.064基本周期大于5.0s的结构0.006 0.012(0.018)0.024(0.036)0.048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。
高层建筑需要控制的参数及调整方法
字复 合 箍 、 复合 螺 旋 箍 的肢 距 、 间距 、 直径 达 到 规 范 要 求 ,以及 在 柱 截面 中部 设 置 由附 加钢 筋 形 成 的芯柱 时 允许对 轴压 比的 限制 进行 适 当 的放 宽 ,
但调 整后 的轴压 比限值 不应 大于 1 . 0 5 。
o ve r t ur ni ng m om e nt of c ol um n. I n t hi s p a pe r we i nt r od uc e t he d e in f i t i on,c o nt r ol s i g ni ic f a n c e , c it r e ion r r e s t r i c t i on, r e s ul t e s t i ma t i on of
r a t i o, pe r i od r a t i o, d i s p l a c e me nt r a t i o, igi r di t y r a t i o, r i g i d i t y—g r a vi t y r a t i o, s he a r —g r a v i t y r a t i o, s he a r b e a r i n g c a p a c i t y r a t i o, e a r t hq ua ke
摘 要 :本 文介 绍 了轴 压 比 、 周期 比 、 位 移 比 、 刚度 比、 刚重 比 、 剪 重 比 、 层 间 受 剪 承 载 力 之 比 、框 架 柱 及 短 肢 墙 地
震倾 覆力矩及 o . 2 V 剪力调整这几个 高层设计 中常见的指标。分别从指标 的概念 ,控 制意义 ,规 范限值 ,S A T WE软件 的结
高层建筑需要控制的参数及调整方法(精)
综述 1)概念:剪重比为对应与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,即抗规 5.2.5 条的剪力系数λ。
2)控制意义:由于地震影响系数在长周期段下降较快,对于基本周期大于 3.5s 的结构,计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小;对于长周期结构,地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响,但振型分解反应谱法无法对此作出估计。
出于结构安全的考虑,提出了对水平剪力最小值的要求,规定了不同烈度下的剪力系数。
3)规范限值:抗规 5.2.5 条规定了楼层最小地震剪力系数值见表 4,对于竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以 1.15 的增大系数。
表 4 楼层最小地震剪力系数值类别扭转效应明显或基本周期小于 3.5s 的结构基本周期大于于 3.5s 的结构 6度 0.008 0.006 7度 0.016 (0.024 0.016 (0.018 8度 0.032 (0.048 0.024 (0.036 9度 0.064 0.048 注:1 基本周期介于 3.5s 和 5s 之间的结构,按插入法取值;2 括号内数值分别用于设计基本地震加速度为 0.15g 和 0.30g 的地区。
4)结果判断:在 SATWE 分析结果图形和文本显示中的周期振型地震力中分别列出 X 和 Y 方向各层的剪重比,以及按抗规 5.2.5 条(表 4)要求的楼层最小剪重比方便设计人员比较。
对于单塔的一般结构应参考“整层剪重比”,对于多塔结构应参考“分塔剪重比”。
这里还注意一个有效质量系数的概念,即计算振型的有效质量之和与总质量之比。
我们知道 SATWE 采用考虑扭转藕联的振型分解反应谱法来计算地震作用,有些结构需要较多振型才能准确计算地震作用,比如平面复杂、楼面的刚度不是无穷大、振型整体性差、局部振动明显等结构,这种情况往往需要很多振型才能使有效质量系数满足要求。
抗规 5.2.2 条附录规定,振型个数一般可以取振型参与质量达到总质量 90% 的所需的振型数。
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) ) ( 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 ) 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 . 5 5 的结构 0 . 0 0 8 0 . 0 l 6【 0 . O 2 4 ) O . 0 3 2{ 0 . O 4 8 ) 0 . 0 6 , 1 程 》( J G J 3 — 2 0 1 0 )
( 5 0 0 1 0 — 2 0 1 0 ) 1 1 . 4 . 1 6 条 板柱一 剪力墙、框架一 剪力 墙 0 框泉 7 5 O . 8 5 0 . 9 0 0 . 9 5 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 . 6 0 0 . 7 0 ( 5 0 0 1 1 — 2 0 1 0 ) 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} ( 5 o o i 1 - 2 o l o ) 3 . 4 . 3 条 《 高层 建筑 混凝 土结 构 技术 规程 ) ) ( j c j 3 — 2 0 1 0 ) 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 》 ( J G J 3 — 2 0 1 0 ) 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 。 ( 5 0 0 1 0 — 2 0 1 0 ) l 1 . 7 . 1 6 条 P K P Y l 建 筑结 构 的总信 息 ( WMA S S . O U T) 《 建筑 抗震 设计 规 范》 R a t x , R a t y : 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 ( 5 0 0 1 1 - 2 0 1 0 ) 6 . 4 . 2 条 ( 宜≤1 ) 《 高层建筑混凝土结构技术规程) ) ( J C J 3 — 2 0 1 0 ) 7 . 2 . 1 3 条 R a t x l , R a t y l : X, Y方向本层塔侧移刚度 与上一层相应塔侧移刚度 7 0 %
高层建筑结构设计调整方法(新规范)
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: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7.2.13。
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4.3.1 3。
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3.4.3,高规3.5.2;对于形成的薄弱层则按高规3.5.8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3.5.8将该楼层地震剪力放大1.25倍(1.25需在SATWE调整信息中定义)。
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。
高层建筑需要控制的参数及调整方法
设计值,A- 截面面积,fc- 混凝土抗压强度。 通过公式不难看出,把轴压比控制在规范范 围之内,可以采取以下措施: ①降低上部传下来的轴压力设计值,可以采 用考虑柱墙活荷载折减办法或优化精算梁板荷载
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综述
的办法,最大限度减小上部传下的荷载。②加大 柱墙截面尺寸,由于建筑的平面布置要求,有时 结构设计人员是不能随心所欲的加大柱墙截面。 ③提高混凝土的强度等级,由强度等级不同的混 凝土的应力应变变化关系曲线 [1] 可知,混凝土的 强度越高, 下降段的坡度越陡, 即变形性能越差。 ④提高轴压比限值,采用井字复合箍、复合螺旋 箍以及在柱截面中部设置附加钢筋形成芯柱,详 见高规表 6.4.2 条注。
高层建筑需要控制的参数及调整方法
本文对高层建筑结构设计过程和图纸审查中 通常需要控制的一些总体控制指标以及一些对新 规范的理解和工程经验加以归纳总结,结合国内 的 PKPM 软 件 2010 版 以 及 2010 版 新 规 范( 主 要 包 括《 建 筑 抗 震 设 计 规 范 GB50011-2010》 以下简称抗规,《高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010》以下简称高规),目的是为了方便 广大的设计同行们查询方便以及对高层建筑结构 的控制指标有初步的了解认识。
54本文对高层建筑结构设计过程和图纸审查中通常需要控制的一些总体控制指标以及一些对新规范的理解和工程经验加以归纳总结结合国内的pkpm软件2010版以及2010版新规范主要包括建筑抗震设计规范gb500112010以下简称抗规高层建筑混凝土结构技术规程jgj32010以下简称高规目的是为了方便广大的设计同行们查询方便以及对高层建筑结构的控制指标有初步的了解认识
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 1 1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 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, 度 但一 般经 验还 是按 0 08 . 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 。 1 3 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 (..- ) (. .— ) 5 4 4 1或 5 4 42 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 4 42 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 O 0 ③ 53 7 .. 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, O2 3 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 y e宜接 近 1 非抗震 设 计时 不应 大于 2 抗 震设 计 时不应 大于 1 3 , , .。 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 4 3 5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 1 5 , . 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 1 4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;柠梅瘦身怎么样但剪重比过分大,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。
三、刚重比:规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起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。
柠梅瘦身怎么样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。
高层详细参数及调整方法
一、轴压比: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。
三、刚重比:规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。
见高规5.4.1(P42)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。
刚重比不满足规范下限要求,说明结构的刚度相对于重力荷载过小。
但刚重比过分大,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。
见PKPM中WAMASS.out中“抗倾覆验算结果”和“结构整体稳定验算结果”。
规范:表3.4. 3-2竖向不规则的主要类型刚心与质心的偏心距。
同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。
2)对于位移比不满足规范要求的楼层,也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。
节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。
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。
六、周期比:主要为限制结构的抗扭刚度不能太弱,使结构具有必要的抗扭刚度,减小扭转对结构产生的不利影响。
见高规4.3.5及相应的条文说明。
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。
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。
高层设计需要控制的七个比值及调整方法-新规
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: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。
电算结果的判别:轴压比计算结果程序已经给出: 梁弹性挠度、轴压比、墙边缘构件简图。
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。
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。
上述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。
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。
电算结果的判别:( 1)对于一般高层建筑, 结构剪重比底层为最小,顶层最大, 故实际工程中, 结构剪重比由底层控制, 由下到上, 哪层的地震剪力不够, 就放大哪层的设计地震内力。
( 2)结构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值, 结果详SATWE周期、地震力与振型输出文件WZQ.OUT。
( 3)各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关; 如果用户考虑自动放大, SATWE将在WZQ. OUT 中输出程序内部采用的放大系数。
( 4) 六度区剪重比可在0. 7% ~ 1% 取。
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。
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高层结构设计的控制参数及调整方法本文在笔者《高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法》的基础上编写,编写中针对原文中的一些错误及不足之处做了必要的修改和补充,并在原文的基础上增加了部分内容。
高层结构设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中主要通过对一些目标参数的控制来达到这一目的。
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。
三、刚重比:规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起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。
刚重比不满足规范下限要求,说明结构的刚度相对于重力荷载过小。
但刚重比过分大,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。
刚重比不满足规范要求时的调整方法:1、程序调整:刚重比不满足规范上限要求,在SATWE的“设计信息”中勾选“考虑P-Δ效应”,程序自动计入重力二阶效应的影响。
2、结构调整:刚重比不满足规范下限要求,只能通过调整增强竖向构件,加强墙、柱等竖向构件的刚度。
四、层间位移角:主要为限制结构在正常使用条件下的水平位移,确保高层结构应具备的刚度,避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。
见高规 4.6.1、4.6.2和4.6.3及相应的条文说明。
层间位移角不满足规范要求,说明结构的上述要求无法得到满足。
但层间位移角过分小,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。
层间位移角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:只能通过调整增强竖向构件,加强墙、柱等竖向构件的刚度。
1)由于高层结构在水平力的作用下将不可避免地发生扭转,所以符合刚性楼板假定的高层结构的最大层间位移往往出现在结构的边角部位,因此应注意加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,减小结构的侧移变形。
同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。
2)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”中快速找到层间位移角超过规范限值的节点,加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度。
节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。
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。
同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。
2)对于位移比不满足规范要求的楼层,也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。
节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。
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。
六、周期比:主要为限制结构的抗扭刚度不能太弱,使结构具有必要的抗扭刚度,减小扭转对结构产生的不利影响。
见高规4.3.5及相应的条文说明。
周期比不满足规范要求,说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小,扭转效应过大,结构抗侧力构件布置不合理。
周期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布置,提高结构的抗扭刚度。
由于结构外围的抗侧力构件对结构的抗扭刚度贡献最大,所以总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,或适当削弱结构中间墙、柱的刚度。
利用结构刚度与周期的反比关系,合理布置抗侧力构件,加强需要减小周期方向(包括平动方向和扭转方向)的刚度,削弱需要增大周期方向的刚度。
当结构的第一或第二振型为扭转时,可按以下方法调整: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。
4)当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的抗侧移刚度相差较大,结构的抗扭刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的抗侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振型转角方向)的抗侧移刚度则过小,此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度,并适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
5)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足规范的要求。
6)当第一振型为扭转时,周期比肯定不满足规范的要求;当第二振型为扭转时,周期比较难满足规范的要求。
七、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。
八、层间受剪承载力比:主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免楼层抗侧力结构的受剪承载能力沿竖向突变,形成薄弱层。
见抗规3.4.2,高规4.4.3及相应的条文说明;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规范要求时的调整方法:1、程序调整:在SATWE的“调整信息”中的“指定薄弱层个数”中填入该楼层层号,将该楼层强制定义为薄弱层,SATWE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。
如果结构竖向较规则,第一次试算时可只建一个结构标准层,待结构的周期比、位移比、剪重比、刚重比等满足之后再添加其它标准层;这样可以减少建模过程中的重复修改,加快建模速度。