层间位移角比在高层转换结构抗震设计中的应用_荣维生
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。
高层结构设计中位移比、周期比、刚度比的控制与调整
高层结构设计中位移比、周期比、刚度比的控制与调整作者：李柏涛许东来源：《科学与财富》2012年第07期摘要：随着城市的发展和科学技术的进步,高层建筑的应用日益广泛, 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。
笔者认为,对于高层结构设计来说，位移比、周期比、刚度比是保证结构规则、安全、经济的极其重要的参数。
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。
关键词：高层建筑，位移比，周期比，刚度比，名词释义，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。
[高规]4.6.3条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）Δu/h应满足以下要求：结构休系Δu/h限值框架 1/550框架-剪力墙，框架-核心筒 1/800筒中筒，剪力墙 1/1000框支层 1/10001.3 电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层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，详位移输出文件WDISP.OUT。
关于层间位移角的两个问题分析
关于层间位移角的两个问题分析一、层间位移角是否考虑双向地震？关于层间位移角的问题,《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.7.3条是这样规定的：注：楼层层间最大位移△u以楼层竖向构件最大的水平位移差计算,不扣除整体弯曲变形.抗震设计时,本条规定的楼层位移计算可不考虑偶然偏心的影响.但规范并没有规定位移角计算时是否需要考虑双向地震的影响,以至于各审图机构和专家们争论不已,实操过程中也是混乱不堪.其实层间位移角是按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比,现行规范通过对“层间位移角”的控制,达到限制结构最小侧向刚度的目的.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.规范规定的双向地震作用本质是对抗侧力构件承载力的一种放大,属于承载能力计算的范畴,不涉及对结构结构抗侧刚度大小的判断.规范专家们规定位移角的具体数值时,也是按照未考虑双向地震去拍的脑袋,所以按照双向地震计算结果去对比规范的位移角限值,似乎不太妥当！其实,在《全国民用建筑工程设计技术措施》结构（混凝土结构）第2.3.2条就有这样一条说明：对于质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构,及不考虑偶然偏心影响时位移比大于等于1.3时,应补充计算双向水平地震作用下的扭转影响,但双向水平地震和偶然偏心不需要同时组合.但验算最大弹性位移角限值时可不考虑双向水平地震作用下的扭转影响.当然对于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,用考虑双向地震作用下的位移角与规范限值做对比,也无可厚非,就像框架结构,规范规定限值为1/550,设计时就任性的按1/1000控制也不会吃牢饭的.二、为何说我国规范对结构层间位移角限制偏严？1、我国规范认为小震作用属正常使用极限状态,结构应保持“弹性”,故以钢筋混凝土构件（包括柱、剪力墙）开裂时的层间位移角作为多遇地震作用下结构的弹性位移角限值,这本身就限制较严.2、规范要求对计算周期乘以小于1的系数来加以修正,框架结构的周期折减系数为0.6-0.7,框-剪结构为0.7-0.8,剪力墙结构为0.9-1.然而,结构分析得到的位移却没有相应修正.由单自由度体系的周期计算公式可知,结构刚度K与周期T 的平方成反比例,因此,大致上框架结构的位移计算值约偏小估计1/0.6/0.6~1/0.7/0.7,即约2.04~2.77倍；框-剪结构约偏小1/0.7/0.7~1/0.8/0.8,即约1.56-2.04倍；剪力墙结构约偏小1/0.9/0.9~1/1.0/1.0,即约1.0~1.23倍.3、上部楼层的侧向位移中有相当部分是由于下部楼层的转角所引起的,此部分位移为刚体位移,而刚体位移并不产生结构内力.也就是我们常说的无害位移角.而规范（包括国标《高规》和《抗规》）中给出的层间位移角限值,是“不扣除整体弯曲转角产生的侧移,即直接采用内力位移计算的位移输出值”的.。
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。
高层建筑结构转换层上下层间侧移角比取值探讨
高层建筑结构转换层上下层间侧移角比取值探讨作者：李中宇贺涛来源：《中小企业管理与科技·学术版》2008年第01期摘要：由于受转换层上下刚度变化的影响，高层建筑结构在抗震设计时，采用侧移角比综合考虑抗剪刚度和抗弯刚度对层间侧移的影响更为合理。
通过实例计算分析，给出了带托柱式转换梁的框架-核心筒结构的转换层上、下层间侧移角比的取值范围建议。
关键词：转换层侧移角比抗震设计1 引言高层建筑中，由于设置了转换层，沿建筑物高度方向刚度的均匀性会受到很大的破坏，转换层结构竖向承力构件不连续和墙、柱截面的突变，导致传力路线曲折，变形集中和应力集中。
因此，转换结构的抗震性能较差。
目前在高层建筑转换层结构设计中通常采用控制转换层上、下层主体结构的剪切刚度比来避免带转换层高层建筑结构沿竖向刚度过于悬殊。
但是存在不足：没有考虑竖向构件的布置问题；不适用于梁式托柱转换层和桁架式转换层上、下层刚度比的计算。
而采用转换层上、下层间侧移角比来描述转换层上、下刚度的变化更为合理[1]。
2 转换层上、下层剪切刚度比转换层上、下层剪切刚度比为：3 转换层上、下层间侧移角比层间侧移角为：转换层上、下层间侧移角比为：式中：分别为第i层及第i+1层的层间侧移角。
式(3)又可表示为：式中：—第i层及第i+1层的层间侧移；—第i层及第i+1层的层高。
由式（3）、式(4)可见：a、公式考虑了竖向构件的布置问题，综合考虑了抗剪刚度和抗弯刚度对层间侧移量的影响，克服了式（1）中只考虑抗剪刚度而忽略抗弯刚度影响的缺陷；b、公式不仅适用于底部(大底盘)大空间框支剪力墙结构体系，而且适用于梁式托柱转换层和桁架式转换层结构[1]。
4 梁托柱式转换层框架－核心筒结构取值范围分析对于梁托柱式转换层框架结构和梁托柱式转换层框架－核心筒结构，若小于1，则表示转换层的刚度小于转换层上一层的刚度，对抗震不利；若大于1，则表示转换层的刚度大于转换层上一层的刚度，此结构的竖向刚度下大上小，符合抗震要求。
钢筋混凝土剪力墙结构层间位移角与构件变形的关系研究
钢筋混凝土剪力墙结构层间位移角与构件变形的关系研究蒋欢军;胡玲玲;应勇【摘要】为实现变形指标——层间位移角在剪力墙结构基于性能的抗震设计中的应用,研究了层间位移角与构件变形之间的关系.首先,通过弹性分析得到了层间位移角与构件变形关系的计算公式.然后对不同楼层数的3个剪力墙结构进行了弹塑性时程分析,研究了结构在各性能状态下层间位移角与构件变形之间的关系.通过对计算结果的统计分析建立了弹塑性层间位移角与构件变形关系的计算公式.利用提出的方法可以直接、较为简便地将结构的整体变形转换为构件变形.%The relationship between the element deformation and the story drift was studied to realize the application of story drift in performance - based seismic design of shear walls. Firstly, the equations to determine the relationship between the element deformation and the story drift was derived by elastic analysis. Secondly,the relationship between element deformation and the story drift at different performance level was studied on the basis of the elasto - plastic time history analysis of three shear wall structures with different stories. The equations for the relationship at inelastic stage were developed based on the statistical analysis of calculation results. The demands on the story drift can be converted into the deformation requirements for elements by using the proposed method conveniently.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2011(027)006【总页数】8页(P26-33)【关键词】剪力墙结构;层间位移角;墙肢转角;连梁转角【作者】蒋欢军;胡玲玲;应勇【作者单位】同济大学土木工程学院结构工程与防灾研究所,上海200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海200092;同济大学土木工程学院结构工程与防灾研究所,上海200092;中南建筑设计院股份有限公司,武汉430071【正文语种】中文1 引言近十多年来，自从基于性能的抗震设计理论提出后，各国都投入了大量人力物力致力于这方面的研究。
扭转位移比和层间位移比
扭转位移比和层间位移比
扭转位移比和层间位移比是地震工程中常用的概念，它们可以反映结构的扭转和层间变形程度，在结构抗震设计和地震灾害评估中具有重要意义。
扭转位移比是指结构在地震作用下的旋转位移与其水平位移的
比值，其值越大表示结构扭转程度越大，对结构的破坏风险也越高。
在地震设计中，通常要求扭转位移比不超过一定的限制值，以确保结构的抗震性能。
层间位移比则是指相邻两层之间的相对位移与层高的比值，其值越大表示相邻两层之间的变形程度越大。
在地震灾害评估中，通过观察建筑物的层间位移比，可以初步判断建筑物的受损情况和安全性能。
因此，在地震工程中，准确评估扭转位移比和层间位移比的大小，对于保障结构的抗震安全至关重要。
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浅谈高层建筑结构转换层的设计应用
浅谈高层建筑结构转换层的设计应用高层建筑是现代都市的标志，也是城市发展的重要组成部分。
在高层建筑的设计中，转换层是其中一个非常重要的结构，它既能够起到连接不同功能部分的作用，又能够提供更好的空间利用效率和结构稳定性。
本文将对高层建筑转换层的设计应用进行浅谈，探讨其在建筑设计中的重要性以及一些设计应用的具体案例。
一、高层建筑转换层的设计概述转换层是指建筑物内部结构在高度上的变化。
一般来说，高层建筑多层高于一定的高度会采用转换层结构来满足建筑物功能和结构的需要。
转换层通常在高度变化、功能变化和结构变化处设置。
在高层建筑中，转换层的设置对整体结构的稳定性、空间利用和功能分区有着非常重要的作用。
在高层建筑的设计中，转换层一般分为技术转换层、功能转换层和结构转换层。
技术转换层是建筑物内部设备和管线的集散和转移区域。
功能转换层是建筑物内部功能分区的划分和过渡区域。
结构转换层则是建筑物结构体系的过渡和变化区域。
这些转换层的设置可以帮助高层建筑更合理地配置内部功能和结构，提高建筑物的使用效率和稳定性。
1. 结构转换层的设计应用在高层建筑中，结构转换层的设计是非常关键的一部分。
结构转换层的设置能够有效地转移上部结构的荷载到下部结构，减小整体结构体系的变形和挠度，提高建筑的抗震性和稳定性。
结构转换层的设置也可以为上部建筑提供更多的使用空间，减少结构柱和墙体对使用空间的影响。
在实际的设计中，结构转换层的形式多样，可以是楼板、横梁、墙体等结构形式的变化或过渡。
一些高层建筑在设置结构转换层时会采用斜面墙或悬挑结构来实现结构形式的转换，从而提高结构的稳定性。
一些高层建筑在设置结构转换层时还会采用空心柱、钢筋混凝土墙和核心筒等新型的结构形式，更好地满足了高层建筑的结构需求。
一些高层建筑在设计时会将技术转换层设置在建筑物的顶部或底部，减少设备和管线的穿越跨层，从而提高建筑物内部空间的利用效率。
一些高层建筑还会在技术转换层的设计中加入楼梯和通道，方便维护人员和设备的进出。
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。
周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定
周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定Revised by BLUE on the afternoon of December 12,2020.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。
周期比、层间位移比、层间位移角与刚性楼板假定
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。
判断弹性层间位移角是否必须考虑强制刚性楼板：李国胜在《多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例》3.13条明确指出：高层建筑结构水平地震作用下的最大位移，应在单向水平地震作用下，不考虑偶然偏心的影响，采用考虑扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法进行计算，并应采用刚性楼板假定。
李国胜是《高规》的编委之一。
张维斌在《多层及高层钢筋混凝土结构设计释疑及工程实例》[7]也指出：结构的弹性层间位移角需满足《建筑抗震设计规范》第5.5.1条的要求。
需要说明的是，此时位移的计算是在“楼板平面内刚度无限大”这一假定下的。
而荣维生、王亚勇在《楼板刚、弹性计算假定对梁式转换高层建筑地震作用效应的影响》一文中指出：若楼板采用刚性膜假定能够满足多遇地震下的抗震变形验算，而采用弹性板假定未必能满足。
因而，在侧向刚度较小的结构中，需按弹性板假定来进行结构抗震变形验算。
文章同时指出：建议在复杂的高层建筑中，进行结构内力与位移计算时，楼板宜按弹性板考虑。
故：计算层间位移角时，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。
最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。
层间位移角比在高层转换结构抗震设计中的应用
刚度比的计算还涉及到不同模型的建立以及加载 ;全面
准确反映转换层上 、下结构的动力特征 ,从单一的侧向
刚度控制到侧向刚度、质量分布、各振型的综合控制。
虽然层间位移角比和层侧向刚度比都涉及到地震
工况下的层间位移 ,但计算结果的差距还是明显的 ,其 结果对比见表 2 ,表中 γe3 为转换层上 、下层层侧向刚 度比 ,ηθ3 为转换层下 、上层层间位移角比 。
另外 ,随着转换层设置位置的提高 ,转换层上 、下 结构等效侧向刚度比的作用更加有限[3] 。因而 ,在高 位转换时 ,此概念的提出显得更加必要 。 2 层间位移角比的定义
在《抗规》[1] 的条文说明中 ,给出了层侧向刚度的 近似计算公式 :
2
Ki = ViΠΔui
(1)
式中 , Vi 为层 i 地震剪力 ,Δui 为层 i 层间位移 。
由以上分析可知 ,随着转换梁质量 、刚度的增加 , 转换层上 、下部结构层间位移角的差距在明显增大 ,特 别是在模拟板式转换结构的模型 KL3 ,转换层下部结 构第 2 层层间位移角是上部结构第 1 层的 213 倍 。这 样 ,在水平地震作用下 ,结构层间位移角形成了较明显 的突变 。由此可见 ,转换层上 、下结构等效侧向刚度比 对结构地震作用下变形效应的约束是非常有限的 。
其中
,θei 为楼层
i
的层间位移角
,ηθ i
为转换层下层 (
n
- i + 1) 与其上层 ( n + i) 的层间位移角之比 ,ηθ 为位移角比要比控制
等效侧向刚度比更具有可操作性 ,一般商用结构分析
软件均能给出结构模型的层间位移角数值 ,而等效侧向
1 200 ×1 600 ,梁的附加恒载为 60kNΠm。 三个框架计算模型按《抗规》[1] 提供的地震参数进
浅析结构设计中的位移抗震设计
浅析结构设计中的位移抗震设计摘要：文章主要就现代高层建筑结构设计中的位移的抗震设计要点进行分析。
并且结合在自身的工作实践中介绍设计的基本方法和设计过程。
Abstract: The article is mainly analysis of modern high-rise building structure design of displacement-based seismic design points together with the combination of their own work practice and introduction on the basic design method and design process关键词：设计思想；实践设计；抗震设计Key Words: design concept, practice design, anti-seismic design1、基于位移的抗震设计思想现代的建筑结构设计时，对建筑的抗震要求是具有足够的刚度和承载力以抵御小震，具有足够的变形和耗能能力以抵御大震。
震害、实验和理论分析都表明，变形能力不足和耗能能力不足是结构在大震作用下倒塌的主要原因。
结构构件在地震作用下的破坏程度与结构的位移响应和构件的变形能力有关，用位移控制结构在大震作用下行为更为合理。
在基于力的抗震设计基础上，这种新的设计方法以预期的结构位移反应为设计目标，实现了结构在设计地震作用下预期的性能要求，以结构、构件的变形能力设计为依据，设计者可更好地控制结构在地震作用下的行为，防止结构由于变形能力不足而破坏。
基于位移的抗震设计的基本思想是基于“投资—效益”准则和强调结构“个性”，即在未来抗震设计中，在不同强度水平地震作用下，能够有效地控制建筑的破坏状态，使建筑物实现明确的不同性能水平，从而使建筑物在整个生命周期内，在遭遇可能发生的地震作用下，总体费用达到最小。
高层剪力墙结构楼层位移角的控制策略
高层剪力墙结构楼层位移角的控制策略高层建筑的结构设计是非常重要的，其中剪力墙结构是一种常见且广泛应用的结构形式。
在高层建筑中，剪力墙结构起到了承担主要荷载和抵抗水平力的作用，并且能够有效地控制楼层的位移角。
本文将从剪力墙结构的一般原理和特点出发，探讨控制楼层位移角的策略。
剪力墙结构是由竖向的剪力墙和水平的楼板、墙体组成的。
在地震作用下，剪力墙可以通过承担水平力来平衡整个建筑的不对称荷载和地震荷载。
而楼层的位移角是指地震作用下建筑物扭转时，楼层与地面之间产生的相对位移角，它是评估建筑物性能的重要指标。
控制楼层位移角的策略主要有以下几个方面：1.合理布置剪力墙：在剪力墙结构中，剪力墙的位置和布置对于控制楼层位移角有着重要影响。
一般来说，剪力墙应尽可能地集中布置在建筑物的核心区域，以提高整体的承载能力和抗震性能。
剪力墙的间距和墙体厚度的选择也要考虑到剪力墙的抗震性能和变形能力，以保证整个结构的稳定性。
3.合理选择剪力墙结构的材料和构造形式：剪力墙结构的材料和构造形式也会对控制楼层位移角产生影响。
在设计中，应根据实际情况和要求，选择合适的材料和构造形式，以提高整个结构的刚度和稳定性。
可以采用高强度混凝土和钢材等材料，以及适当增加剪力墙的墙体厚度和密度，来提高结构的抗震性能和控制位移角的能力。
4.合理设计剪力墙结构的连接方式：剪力墙结构的连接方式也是控制楼层位移角的重要因素。
合理的连接方式可以提高整个结构的刚度和稳定性，从而减小楼层的位移角。
在设计中，可以采用悬挂柱、剪力墙梁、剪力墙平面约束等方式，来增加剪力墙结构的连接刚度和抗震性能。
控制楼层位移角的策略主要包括合理布置剪力墙、合理设置剪力墙的刚度、合理选择剪力墙结构的材料和构造形式、合理设计剪力墙结构的连接方式和抗剪能力。
在实际应用中，应根据具体情况和要求，综合考虑各个因素，以达到控制楼层位移角的目的，提高高层剪力墙结构的抗震性能和安全性。
在设计过程中，也可以利用结构分析软件进行数值模拟和优化设计，以验证和改进设计方案。
高层建筑工程中厚板转换层及抗震结构设计的探讨
高层建筑工程中厚板转换层及抗震结构设计的探讨【摘要】随着社会的开展，近年来许多高层建筑不断涌现。
然而，在高层建筑工程建设中出现了搭接柱转换结构、宽扁粱转换结构、斜撑转换结构等许多新型的转换结构形式创新技术。
因此，笔者结合相关工程实例对高层建筑工程中厚板转换层的结构设计进行探讨分析，且根据笔者多年来的工作经验和相关知识提做出以下探讨，希望能给予相关专业读者借鉴。
【关键词】高层建筑厚板转换层抗震、结构设计1、工程概况某高层建筑工程工程总建筑面积约为9万平方米。
一栋29层和一栋30层的商住楼，总高度156.0m，地面以上一栋32层写字楼，为带转换层的底部大空间框支剪力墙结构。
裙房三层，为框架结构。
本工程建筑结构平安等级为二级，地处场地土类别为Ⅱ类，场地土类型为中软场地土，抗震设防烈度为6度，设计根本地震加速度0.05g，设计地震分组为第一组；主楼根本风压值0.4kN/m。
抗震没防类别为丙类建筑。
商住楼抗震等级：地下一层至四层框支柱为一级，框架梁为二级；底部加强部位剪力墙为一级，其余剪力墙为三级。
2、结构设计要点与构造为了保证主体结构沿竖向刚度尽量均匀，使转换层上、下层刚度比拟接近，防止刚度突变形成薄弱层，?高规?〔JGJ3―91〕规定了抗震设计时，转换层上、下抗侧移刚度比不大于2，并采取了以下措施：〔1〕在保证上部住宅剪力墙强度及层间位移满足标准要求的前提下，尽量将上部住宅剪力墙数量威少，厚度减薄〔240mm、200mm〕，而且开有较大的施工洞口，转换层以上剪力墙连梁尽量减小高度，转换层以下剪力墙厚度加厚〔400ram〕；从而到达减小上部刚度，增大下部刚度的目的。
〔2〕中筒剪力墙厚度，转换层以下400ram厚，转换层以上设备层300mm厚，五层以上240mm厚，逐渐减薄，防止刚度突变。
〔3〕转换层以上设备层层高加高至3.4m.转换层以下〔第四层〕层高减少为3.6m〔不包括转换层板厚〕。
〔4〕转换层以上采用C40混凝土，转换层以下采用C50混凝土通过采用这些措施后，转换层上、下层刚度比：x方向为1.05，Y方向为1.17，结果较理想。
某高层住宅层间位移角计算分析
强房屋承载自然灾害的能力。所以在建筑房屋时，应将柱基的 深度和底层层高同时考量，以求达到最好的效果。
2.3 梁板柱的刚度 为了提升房屋的稳定性，房屋建筑时一般会通过现浇板 的方式，提升梁板柱的刚度。在房屋建设的过程中，现浇板的 建筑方法不仅能够提升梁板柱的刚度，还能够大大减少建筑时 间，从而保证工期的顺利完成。 2.4 填充墙的数量 填充墙是房屋建设中必不可少的部分，主要起着分隔的作 用。而填充墙的多少，和楼层的水平位移角有着密切的关系。 填充墙数量越多，楼层的水平位移角就越少。所以在满足工程 要求的前提下，适当的增加填充墙的数量，是不少建筑行业都 会采取的措施。
引言
随着人们对房屋安全意识的不断提升，房地产行业在建设 过程中对房屋质量也更加重视。在现代化的房屋建设中，不光 有先进的技术和工具，还有各种计算公式，以保障房屋建设能 够更快更好的完工。而针对沿海地区高层建筑的风荷载问题，层 间位移角的计算就显得格外重要。想要从根本上提升房屋的稳定 性，就要了解层间位移角的内容，也要了解影响层间位移角的因 素。在了解层间位移角的影响因素后，就可以通过相对应的方 法对建筑物进行改进，以达到提高房屋稳定性的目标。计算层 间位移角时，应先对相应的数据进行整理和分析，然后通过专 业的软件进行计算。而层间位移角的未来发展，对工作人员有 着更高的要求，也会对房地产行业起到更大的推动作用。
4 层间位移角的发展趋势 随着人们对于安全意识的加重，在未来对于房屋安全的要
求会越来越高。虽然层间位移角的计算方法已经相当成熟，但 是提升的空间仍旧很大。科技的不断发展，会为建筑行业带来 更多的先进技术和设备，也会出现更多方面的计算方法。而对 于层间位移角来说，数据计算的更加精确，也成为未来发展趋 势，为将来建筑行业的发展起到了极大的推进作用。
高层建筑转换结构抗震设计探讨
高层建筑转换结构抗震设计探讨发表时间：2017-07-13T14:58:49.130Z 来源：《基层建设》2017年第7期作者：植建勋[导读] 摘要：高层建筑的性能设计是建筑行业重点关注的内容，转换层高层建筑设计中以性能设计为基础对工程抗震设计提供了强有力的技术支撑。
华蓝设计（集团）有限公司广西南宁 530011 摘要：高层建筑的性能设计是建筑行业重点关注的内容，转换层高层建筑设计中以性能设计为基础对工程抗震设计提供了强有力的技术支撑。
本文就高层建筑中转换结构的抗震设计和材料处理工作进行相关的探讨和分析。
关键词：高层建筑；转换结构；抗震；材料我国高层建筑的早期发展阶段中已经出现了多样性的使用功能要求，但大多数高层建筑的使用功能都比较单一，比如：高层住宅就是针对居住功能而设计的，高层写字楼则是针对办公设计。
近几年来建筑行业的高速发展为建筑功能综合多样化发展带来了机遇，我国的建筑迈向功能多样、复杂的综合发展道路，集中体现为集餐饮、居住、购物、娱乐、办公、停车为一体化的综合型高层建筑，由此为了满足大型商住综合体的功能需求，对结构方案的选型和结构抗震设计，带来了巨大的挑战，而转换结构则为大型商住综合体提供了有效的结构解决方案，其抗震设计和相关的节点设计在高层大型商住综合体的建设中至关重要。
一、高层建筑转换结构概述高层大型商住综合体的上部功能一般为住宅或者写字楼，结构的柱网跨度不宜过大；而下部功能大多数为大型地下停车场和大型商业群，这种功能要求结构的跨度较大，以满足大空间的使用要求。
为了实现这种结构形式的变化过渡，应在满足建筑使用功能的基础上，对结构布置进行相应的调整及优化，转换结构构件的布置就是较好的选择方案，转换水平构件在上下不同结构形式中，起到了承上启下过渡的关键作用，转换柱承担了上部结构的荷载，并满足了下部大空间的使用要求。
这种转换结构构件在高层大型商住综合体中所应用的楼层就被称为转换层。
转换层按照实现形式分为三类：上下层结构转换、上下层柱网轴线转换、结构形式和轴线的位置的转换。
位移比、层间位移角与刚性楼板假定
位移比、层间位移角与刚性楼板假定其含义是假定楼板平面内刚度无限大，平面外刚度为零。
这是一个特有概念能使结构计算概念明了，计算简便;使结构在每层板内只有3个公共自由度，即两个平移自由度dx、dy和一个绕竖轴扭转自由度θz，在板内的每个节点的独立自由度也只有3个;使电算的效率大大提高，程序的运用范围越来越广泛。
刚性楼板假定认定平面外刚度为零，忽略了楼面梁的有效翼缘对平面外刚度的贡献，使结构总刚度偏小，周期加长，吸引的地震作用小，不安全。
为此，规范规定用梁刚度增大系数来间接的考虑楼板平面外的刚度。
于是高规第5.2.2规定在内力和位移计算时，对现浇楼面和装配式整体楼面的梁刚度采用1.3-2.0增大系数来考虑翼缘的增大作用。
通过上述处理，目前设计中的绝大多数工程的楼面都能符合刚性楼板的假定，以此进行的计算分析可用于工程设计。
2弹性楼板假定对于复杂楼板，如不规则楼面，狭长、环形楼面，大开洞楼面及多塔、板柱结构、厚板转换层结构等，其楼板面内的变形会使楼层中各抗侧构件位移和内力发生较大的变化，特别是抗侧刚度较小构件的位移和内力会加大，若仍用刚性楼板假定来计算分析，其计算结果会不真实，且无法保证其结果的可靠性，必须采用弹性楼板的计算方法。
弹性楼板假定充分考虑了楼板平面内刚度的削弱和不均匀性，采用符合楼板平面内和平面外的实际刚度进行计算分析，其结果更真实的符合结构的计算模型。
在SATWE中弹性楼板有弹性板6，弹性楼板3及弹性膜假定楼板等三种。
(1)弹性楼板6，采用壳单元计算楼板面内和面外的刚度，是针对板柱结构和板柱剪力墙结构的。
其计算结果会使梁的配筋偏少而不安全，所以不适用于梁板结构楼面。
(2)弹性板3，采用楼板平面内无限刚，平面外刚度按实计算的方法，用厚板弯曲单元进行计算，适用于厚板转换层结构的转换厚板分析计算。
(3)弹性膜，上述两种假定对框架、剪力墙、框-剪、框-筒等结构及空旷的厂房、体育场馆等的复杂形状楼板的计算都不适合，特别是梁配筋的安全性不可靠，从而提出了"弹性膜"假定，它采用平面应力膜单元来真实地计算楼板的平面内刚度，而不是无限刚。
【结构设计】“层间位移角”和“楼层位移比”的问题分析
“层间位移角”和“楼层位移比”的问题分析“楼层位移比”和“层间位移角”的相关问题：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“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）。
地震力与地震 层间位移比 的理解与应用
地震力与地震层间位移比的理解与应用(一)地震力与地震层间位移比的理解与应用⑴规范要求:《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条均规定:其楼层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。
⑵计算公式:Ki=Vi/Δui⑶应用范围:①可用于执行《抗震规范》第3.4.2和3.4.3条及《高规》第4.4.2条规定的工程刚度比计算。
②可用于判断地下室顶板能否作为上部结构的嵌固端。
(二)剪切刚度的理解与应用⑴规范要求:①《高规》第E.0.1条规定:底部大空间为一层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于2.计算公式见《高规》151页。
②《抗震规范》第6.1.14条规定:当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小于2.其侧向刚度的计算方法按照条文说明可以采用剪切刚度。
计算公式见《抗震规范》253页。
⑵SATWE软件所提供的计算方法为《抗震规范》提供的方法。
⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.1条和《抗震规范》第6.1.14条规定的工程的刚度比的计算。
(三)剪弯刚度的理解与应用⑴规范要求:①《高规》第E.0.2条规定:底部大空间大于一层时，其转换层上部与下部结构等效侧向刚度比γe可采用图E所示的计算模型按公式(E.0.2)计算。
γe宜接近1，非抗震设计时γe不应大于2，抗震设计时γe不应大于1.3.计算公式见《高规》151页。
②《高规》第E.0.2条还规定:当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度比不应小于相邻上部楼层的60%。
⑵SATWE软件所采用的计算方法:高位侧移刚度的简化计算⑶应用范围:可用于执行《高规》第E.0.2条规定的工程的刚度比的计算。
(四)《上海规程》对刚度比的规定《上海规程》中关于刚度比的适用范围与国家规范的主要不同之处在于:⑴《上海规程》第6.1.19条规定:地下室作为上部结构的嵌固端时，地下室的楼层侧向刚度不宜小于上部楼层刚度的1.5倍。
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文[ 3] 对带板 式转换 高层 建筑结 构抗 震性能 进行 了较深入的研究, 其中研究了转换层上、下结构侧向刚 度、转换层位 置对结 构抗 震性能 的影 响。在研究 转换 层上、下结构侧向刚度对其结构抗震性 能的影响时 模型。其计算模型来源于厦门安宝大厦工程。
从上述单榀框 架算 例的计 算结 果对比 来看, 无论 是转换层上、下 结构等 效侧 向刚度 比, 还 是转换 层上、 下层层侧向刚度 比, 均 与水平 地震 工况下 层间 位移角
比不存在对应 关系, 其 中转 换层质 量起 着关键 性的作 用。因而, 运用新 概念 来解决 实际工 程的 设计是 十分 必要的, 尤其是在高层建筑板式转换结构中。
( 2)
i
GH = max( GH1 , GH2 , ,, GHn )
( 3)
其中, Hei 为楼层 i 的层间 位移 角, GHi 为 转换 层下 层( n
- i + 1) 与其 上层 ( n + i ) 的 层间 位移 角之比, GH 为转
换层下、上结构层间位移角比。
此定义的优点 在于: 控制层 间位移 角比 要比 控制
表1
计算模型 KL 1 KL 2 KL 3
层1 1P1 934 1P1 733 1P1 585
层2 1P1 522 1P1 368 1P1 241
层3 1P1 715 1P1 923 1P1 757
层4 1P2 096 1P2 778 1P2 899
层5 1P2 849 1P2 825 1P2 899
工况下的层间位移, 但计算结果的差距还 是明显的, 其
结果对比见 表 2, 表中 Ce3 为转 换层 上、下 层 层侧 向刚 度比, GH3为转换层下、上层层间位移角比。
转换层及相邻层层侧向刚度比、层间位移角比 表 2
计算模型 Ce3= K 4PK 3( 刚度比) GH3 = He3PHe4( 位移角比) ( Ce3- GH3) PCe3 ( %)
( 1)
式中, Vi 为层 i 地震剪力, $ui 为层 i 层间位移。 从式( 1) 中可得出启示: 直接采用地震 工况下层间
位移角来限制转 换层 上、下结 构层 侧向刚 度的 突变是
一种较合理的方法。这样不仅避免了层侧 向刚度计算
的近似性, 而且结果计算更方便获得, 也能 真实地反应
结构的动力特性。
另外, 随着转换层设 置位 置的提 高, 转 换层 上、下 结构等效侧 向刚 度比的 作用 更加有 限[ 3] 。因 而, 在高 位转换时, 此概念的提出显得更加必要。 2 层间位移角比的定义
在5抗规6[ 1] 的条 文说明 中, 给 出了层 侧向刚 度的 近似计算公式:
2
K i = Vi P$ui
然而, 在水平地 震作 用下结 构的变 形效 应受 框架 梁质量、刚度 的影响 是明显 的。从各 层层间 位移 角的 计算结果来看, 随着转 换梁 质量、刚 度的 增加, 转 换层 下部结构的层间 位移 角基本 上在 增加, 而 转换 层上第 1 层( 层 4) 层间位移角在明显 减小。与模型 KL1 相比,
转换层上、下结构层间位移角比定义 为: 以转换层
顶为参考点, 顺序比较下、上相对应楼层层 间位移角比
值的大小, 将其层间位移角比的最大值取 为转换层上、
下结构层间位 移角 比。设转 换层 所在 楼层 为 n, 转换 层上、下结构层间位移角比的计算公式为:
GH = He( n- i+ 1) PHe( n+ i ) ( i = 1, ,, n )
等效侧向刚度 比更具 有可 操作性, 一般商 用结 构分析 软件均能给出结构模型的层间位移角数值, 而等效侧向
刚度比的计算还涉及到不同模型的建立以及加载; 全面
准确反映转换层上、下结 构的动力特 征, 从单一的侧向
刚度控制到侧向刚度、质量分布、各振型的综合控制。
虽然层间位移角比和层侧向刚度比都 涉及到地震
0 前言 虽然现行的5抗 规6[ 1] 、5高规6[ 2] 均对 抗震设 防区
转换结构的转 换层上、下结 构的侧 向刚 度进行 一定的 限制, 来避免转 换层出 现薄 弱层及 转换 层附近 楼层构 件内力和位 移的 突变, 但 这种限 制是 不全面 的。结构 的地震作用效应不仅与刚度有关, 而且 还与质量相关。 在高层建筑转换结构中, 转换层一般集 中较大的质量, 特别是板式转换结构。这种质量的不均 匀分布对结构 动力特性和地震作用效应的影响是明 显的。由于转换 层质量对下部 结构 的地震 作用效 应产 生较大 的影响, 而对上部结构 地震作 用效 应影响 较小, 从而使 得等效 侧向刚度比无法有效地控制转换层下部结构构件内力 和位移的突变。以下就单榀框架结构中 某一层框架梁 尺寸、质量的改 变对地 震作 用下结 构变 形效应 的影响 进行讨论。 1 转换梁质量、刚度对结构性能的影响
Application of Ratio of Story Drift Angles Above and Below the Transfer Floor in Seismic Design of Tall Building StructurePRong Weisheng, Wang Yayong( Institute of Earthquake Engineering, China Academy of Building Research, Beijing 100013, China) Abstract: The mass and stiffness of transfer layer are large in high-rise building. With the increasing of the mass and stiffness of transfer beam, the inter- story displacement angle ratio of above and below the transfer layer diverse largely. The earthquake response of structure can not be controlled effectively only by limiting the lateral stiffness below and above the transfer story. The ratio of inter-story displacement angle of above and below is defined as the maximum value of them. The calculation result shows that better structure seismic response can be got using the inter-story displacement angle ratio as control index. Keywords: high-rise building; transfer structure; inter-story displacement angle ratio; lateral stiffness
KL1 11 041 11 222
171 4
KL 2 11116 11444
291 4
KL 3 11162 11649
4119
从表 2 的对比结果可看出, 此处定义 的转换层上、 下结构层间位移角比与相应的层侧向刚度 比不是同一 或可相互代替的概念, 二者存在着本质 的差别。因而, 可认为该定义是一个新的设计概念。在三 个计算模型 中, 随着转换层质量和刚度的增加, 二者的 差距明显加 大, 同时, 也表明在高层建筑转换结构中采 用层侧向刚 度比来缓解转换层附近楼层构件内力和位 移突变的收 效也是不明显的。 3 层间位移角比在转换结构中的运用
由以上分析可知, 随 着转 换梁 质量、刚度 的增加, 转换层上、下部结构层间位移角的差距 在明显增大, 特 别是在 模拟板 式转换 结构 的模型 KL3, 转 换层 下部结 构第 2 层层间位移角是上 部结构第 1 层的 213 倍。这 样, 在水平地震作用下, 结构层间位移角 形成了较明显 的突变。由此可见, 转换层上、下结构等 效侧向刚度比 对结构地震作用下变形效应的约束是非常有限的。
1
图 1 框架结构计算简图和荷载简图
转换层下部结构层间位移角增大: 模型 KL2 为 1113% , 模型 KL3 为 2217% ; 而转 换层上第 1 层层间位 移角的 减幅: 模 型 KL2 为 2415% , 模型 KL3 为 271 7% 。 模型 KL3 转换层下部结构最大层间位移角 比模型 KL2 有较 大幅度增加, 这表明转换层质量在起主要作用。
对于框架结 构仅限 制转 换层上、下结 构侧向 刚度 比无法有效控 制结构 地震 作用效 应, 对 于复杂 的高层 建筑转换结构, 这种参数的作用将会 更加有限。因而, 有必要提出新 的控制 参数, 来解决 高层 建筑转 换结构 自身的特殊性。在结构抗震设计时, 结 构的刚度、质量 和阻尼共同决 定着结 构的 动力特 性, 为 避免转 换层附 近楼层产生较大的变形差距, 从地震作用 效应( 层间位 移角) 的角 度来控 制显 得更加 有效和 合理。进 而提出 新控制参数/ 转换层上、下结构层间位移 角比0 , 给转换 结构增加新的 约束, 来 限制 转换层 附近 楼层层 间位移 角产生过分突 变, 从而 缓减 转换层 附近 楼层剪 力墙和 框支柱的应力集中问题。