对剪重比的要求
结构抗震设计中的剪重比问题的讨论
结构抗震设计中的剪重比问题的讨论[摘要]对建筑抗震设计中的剪重比问题进行了讨论,探讨了场地类别对剪重比的影响,结论中指出规范对剪重比限值的规定中没有考虑到场地类别的影响是不妥的。
对于不满足规范要求的高层建筑,当结构的计算基底剪力不满足规定的最小基底剪力时,可以加大地震作用力,而不应该调整结构的刚度来加大地震反应,同时也提出了通过直接调整长周期段加速度反应谱以完成剪重比控制的改进建议。
[关键词]高层建筑; 抗震设计; 剪重比; 限值0 引言《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)[1](简称抗规) 及《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)[2](简称高规)规定:水平地震剪力系数(本文称为剪重比)剪重比等于楼层地震作用(楼层地震剪力)与重力荷载代表值的比值,是抗震设计的重要控制指标之一,并且属于规范的强制性条文。
其中抗规条文说明的5. 2. 5 条写到: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,由此计算所得的水平地震效应可能太小。
而对于长周期结构,地震动态作用中的地面运动速度和位移可能会对结构产生更大的破坏力,但是规范所采用的振型分解反应谱法尚无法对此做出估计。
出于对结构安全的考虑,规范[1,2 ]提出了各楼层水平地震剪力对应剪重比最小值的要求,即规定了不同抗震设防烈度下楼层剪重比的限值,当计算结构水平地震作用效应的剪重比小于规范规定的限值时,须对楼层设计用的地震剪力进行相应的调整。
诚然,规范以规定剪重比限值的方式来控制基底和楼层最小地震剪力的做法对保证结构的抗震安全性是有一定作用的,但在实际结构设计中,经常会遇到结构剪重比与规范限值相差较多的情况,这时通过调整结构形式或结构布置来提高剪重比,往往收效甚微,比较困难。
为解决此问题,有必要对结构剪重比的变化规律和控制方法进行研究。
1 剪重比的工程含义首先从建筑结构的刚度的谈起,一个建筑物之所以必须具备足够的刚度,其实是出于以下几点的需求:1.免强震时非结构构件如砖砌隔墙,外表面幕墙等因结构过大的变形而破坏;2.避免在风荷载作用下建筑物产生低频振动令人感到不舒服;3.避免强震时结构过大的侧向变形加剧P- Δ 效应,此时不利于结构的受力;4. 避免结构过大的变形影响竖向交通的正常运行。
轴压比,剪重比的定义和介绍
1.什么是轴压比轴压比: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。
u=N/A*fc,u—轴压比,对非抗震地区,u=0.9N—柱轴力设计值A—柱截面面积fc—砼抗压强度设计值2.什么是周期比?剪重比?位移比?楼层最小剪力系数?新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。
以SATWE软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。
1.完成整体参数的正确设定计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。
但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。
这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。
(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。
振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。
具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
轴压比,剪重比的定义和介绍(精)
1.什么是轴压比轴压比: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。
u=N/A*fc,u—轴压比,对非抗震地区,u=0.9N—柱轴力设计值A—柱截面面积fc—砼抗压强度设计值2.什么是周期比?剪重比?位移比?楼层最小剪力系数?新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。
如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。
以SATWE软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。
1.完成整体参数的正确设定计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。
但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。
这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。
(1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。
该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。
《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。
振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。
具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。
结构设计之剪重比详解
第五章 剪重比 2014.7.17一、定义:剪重比即最小地震剪力系数λ。
(查表)二、计算公式:V eki :第i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力; G j :第j 层重力荷载代表值。
三、控制目的:主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长结构的安全,尤其是对于基本周期大于3.5S 的结构,以及存在薄弱层的结构,出于对结构安全的考虑,规范增加了对剪重比的要求。
四、规范要求:①《抗规》5.2.5条规定:抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求:∑>=ni j G V j eki λ,(其余同高规4.3.12)我说的:λ查表5.2.5,对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大1.15倍,即楼层最小剪力系数λ应乘以1.15倍。
②《高规》4.3.12条规定:我说的: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。
五、SATWE 中怎么看:WZQ 文件→周期、地震力与振型输出文件→各层 X 方向的作用力(CQC)Floor : 层号Tower : 塔号Fx : X 向地震作用下结构的地震反应力Vx : X 向地震作用下结构的楼层剪力∑==n i j G V j ekiλMx : X 向地震作用下结构的弯矩Static Fx: 静力法 X 向的地震力------------------------------------------------------------------------------------------Floor Tower Fx Vx (分塔剪重比) (整层剪重比) Mx Static Fx(kN) (kN) (kN-m) (kN)(注意:下面分塔输出的剪重比不适合于上连多塔结构)……3 1 667.54 1811.39( 1.53%) ( 1.53%) 36475.79 191.922 1 504.56 2093.45( 1.42%) ( 1.42%) 42587.53 137.111 1 251.76 2261.43( 1.27%) ( 1.27%) 49811.77 72.27抗震规范(5.2.5)条要求的X向楼层最小剪重比 = 0.80%X 方向的有效质量系数: 99.66%……还有Y向,此处省略六、超了怎么办:1.对于一般高层建筑而言,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。
高层结构设计控制的八个比值及调整方法
高层结构设计需要控制的八个比值及调整方法高层结构设计的控制参数(比值)及调整方法(转自user的博客)2008-11-13 14:37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。
结构七个比值的规范要求
多高层结构设计计算的几个值
一.周期比
二、(弹性)层间位移角
(刚性)位移比
(弹塑性)层间位移角
三、剪重比
《高规》5.2.5条与《抗规》4.3.12条相同
四、刚重比
《高规》5.4.1-5.4.4条
总结:
刚重比>=1.4时,满足整体稳定要求;>=2.7时,不用考虑重力二阶效应。
五、刚度比
《高规》3.5.2、3.5.8、5.3.7、10.2.3条
《高规》177页
六、层间剪力比《高规》
《抗规》
七、其它系数的调整
1、X/Y向的有效质量系数
要求应不小于90%。
若不满足,可调整“计算振型数”,但振兴数达到上限时,仍不满足的话,就要需考虑结构布置的合理性。
2、计算振型个数
注意:振兴个数最大不宜超过结构的总自由度数,例如,刚性假定的单塔结构的振型数不得超过层数的3倍。
3、地震作用最大方向
当不小于15度时,需将数值回填到“水平力与整体坐标夹角”。
4、高宽比
《高规》3.3.1条
5.结构基本周期
是计算风荷载的重要指标
可先保留软件的缺省值,待计算后再从计算书中读取数值,回填入“结构基本周期”选项。
6.整体抗倾覆验算
看WMASS总信息里的倾覆力矩是否大于抗倾覆力矩。
对剪重比的要求
对剪重比的要求,是不是要求剪力设计达到一定的值?如果计算出来剪力达不到这个值,能不能在设计时加大剪力设计值,使剪力设计总值达到或超过因剪重比所需的剪力要求,这种算不算符合规范?如六度区剪重比只有0.7左右,而在设计时人为按1.0来设计,这样行不行?我看高规说剪重比就是剪力系数,而剪力系数的值7度最小为0.012,您得出了0.7。
当然剪力足够大了。
另外,是不是太大了?当然是0.7%了,剪重比的要求,是不是同最小配筋率一样,要求剪力设计要达到一定的值,而实际计算所需不一定要求达到这个值这是新版规范中增加的内容。
以前大家只是按经验来控制剪重比。
正如您所说的,这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求进行后续的计算。
至于您说的取为1%,似乎没有必要。
一方面,规范没有规定6度区的最小值;另一方面,按比例推下去的话,也只是0.8%。
所以我想是不是取为0.8%也就可以了?或者干脆就直接用0.7%?怎么是新规范才有的呢?若一定说是新规范才有的,倒是这点:即新规范要求的是“任一楼层”的剪力系数均应满足要求!上述的论断学习之后,颇有感想,请同仁指正:1.剪重比、剪压比是一个概念,是指水平作用与竖向作用的比值。
在78规范的时候,人们用重力乘以系数来反映地震作用,因为在那时安全度设计的概念里,只是用这样一种方法来反映地震实质上是惯性力这样一个客观道理。
2.我国78规范把这个系数称之为结构系数,3.最小值的确定实际上可以根据反应谱曲线上计算的最小值来确定,当然,超出了反应谱估计的自震周期的部分可以专门论证,但是,一般工程超出了反应谱规定的最小值是不应该的4.以上海IV类场地计算最小的剪压比是(7度)1.64%左右5.如果在6度区II类场地,最小剪压比应是0.6%(2001规范),按89规范应为0.5%6.如果计算的结果不满足最小值的限定,计算肯定是存在明显的错误,如输入有误、设置有误,模型不合理,甚至于结构不合理,希望慎重,当然,6度区只要按抗震构造即可,无需计算验算震规范里对扭转不规则的判断是楼层的最大位移与楼层的平均位移比值>1.2,且在条文说明要求不应大于1.5。
结构剪重比的小结
一、各规范对剪重比的规定:《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010第5.2.5条及《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第4.3.12条规定:抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求:式中:-----第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力;-----剪力系数,不小于表5.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值,对竖向不规则结构的薄弱层,尚应乘以1.15的增大系数;----第j层的重力荷载代表值;n-----结构计算总层数。
表5.2.5 楼层最小地震剪力系数值6度7度8度9度类别0.05g 0.10g 0.15g 0.20g 0.30g 0.40g 扭转效应明显或基本周期0.008 0.016 0.024 0.032 0.048 0.064 小于3.5s的结构基本周期大于5.0sd的结构0.006 0.012 0.018 0.024 0.036 0.048注:基本周期介于3.5s和5.0s之间的结构,按插入法取值;二、对规范规定的理解(一)剪重比(剪力系数)定义:楼层剪力与其上各层重力荷载代表值之和的比值。
(二)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,由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小。
而对于长周期结构,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,但是规范所采用的振型分解反应谱法只反映加速度对结构的影响,对长周期结构往往是不全面的。
出于结构安全的考虑,当计算的楼层剪力过小时,提出了对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的要求,规定了不同烈度下的剪力系数,当不满足时,需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求。
(《抗规》第5.2.5条文解释)简而言之,控制剪重比,是要求结构承担足够的地震作用,设计时不能小于规范的要求。
剪重比与地震影响系数由内在联系:λ=0.2αmax。
(三)调整范围:只要底部总剪力不满足要求,则结构各楼层的剪力均需要调整(地下室不做控制),不能仅调整不满足的楼层。
【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。
剪重比与刚重比的理解
剪重比与刚重比的理解剪重比:抗规5.2.5条规定:抗震验算时,结构任一楼层的水平地震剪力应符合楼层最小地震剪力的要求。
即对剪重比进行控制。
剪重比是一个安全系数,与最小配筋率的概念相似。
当结构的剪重比小于规范要求时,说明结构过柔,优先考虑调整结构构件的布置来增加结构的侧向刚度,不要一味的提高地震剪力;当剪重比与规范要求的最小值相差不多时,应采取加大水平地震效应的做法,提高地震剪力,即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;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;当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时,可直接用调整系数来放大结构的地震作用,以满足剪重比要求。
在确定是直接进行地震剪力放大还是对结构构件布置进行调整之前,看剪力墙和柱的轴压比偏大还是偏小,若剪力墙和柱轴压比已经接近规范值,说明结构过柔,需增大结构刚度;若偏小,则进行地震力放大。
新的抗规规定了6度区最小地震剪力系数值。
刚重比:高规5.4.1-5.4.4条规定了刚重比(结构刚度与重力荷载代表值之比),刚重比是为了控制结构在重力二阶效应下的稳定性,是衡量结构刚柔的依据。
重力荷载在水平作用位移效应上引起的二阶效应有时会比较严重,对混凝土结构,随着结构刚度的降低,重力二阶效应的不利影响呈非线性增长,因此需对结构的弹性刚度和重力荷载作用的关系加以控制。
若结构刚重比满足5.4.1的规定,说明重力二阶效应可以控制在20%以内;如若结构在水平力作用下的侧向刚度不满足高规5.4.1,应考虑重力二阶效应对结构的不利影响。
刚重比不可过小,高规5.4.4规定了其最小值。
当刚重比小于或接近规范最小限值时,应采取加大结构抗侧移刚度的办法。
地下车库设计对各类问题,详细分析如下:1、车道宽度问题描述:主车道宽度设置不合理,尺寸偏大,人为增加车库面积(个别项目,双车道宽度宽达8米,单车道宽达5米;而国家规范双车道仅为5.5米、单车道为3米;由于车道宽度过宽平米;一般情况下,地下车库每个停车位面积为27~35平米,设人防地下车库也仅为为40平米/每车位)。
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。
SATWE七大比值(含规范出处)
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4、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《高层建筑混土结构技术规程》(JGJ3-2010)4.3.12条注: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。
4、不满足规范限值时的调整方案:1)程序调整:在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5条调整各层地震内力”后,程序按抗震规范5.2.5条自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上楼层重力荷载代表值,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比的要求。
满足规范剪重比要求的高层结构基本自振周期研究
满足规范剪重比要求的高层结构基本自振周期研究∗王福明;沈蒲生【摘要】介绍了美国等国规范有关剪重比的规定,以及我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)中最小剪重比提出的背景,对高层结构满足现行规范剪重比要求的结构自振周期进行了分析。
根据现行抗震规范的要求将地震影响系数曲线分为两种情况,又将每种情况下的地震影响系数曲线分为5段,分析了每段的结构自振周期与楼层最小地震剪力系数值之间的关系,最后对结果进行合并,得到了满足规范要求的楼层最小地震剪力系数值的结构基本周期,根据结构的基本自振周期便可以判断该结构的剪重比是否能够满足规范剪重比的要求。
通过工程实例对分析结果进行了验证。
%The requirements of shear-weight ratio in the codes of United States and some other countries were in-troduced.The regulations and related contents regarding the minimum story shear for the seismic design of buildings issued in Chinese Code for Seismic Design of Buildings (GB 50011 -2010)and Technical Specification for Concrete Structures of Tall Buildings (JGJ 3-2010)were briefly described.A comparison between Chinese code and other seismic design codes was made.The basic structural period oftall structures satisfying shear-gravity ratio of the code wasintroduced.Based on the requirement for seismic shear-gravity ratio,the curves of seismic influence coefficient can be divided into two situations.In either situation,the curves of seismic influence coefficient can be divided into five sections.In each section,the relationship between structural period and the minimum seismic shear gravity ratio was introduced.Thecalculation results of the basic structural period satisfying the base shear factor issued in the code were obtained.It can be easy to determine the basic structural period satisfying the base shear factor issued in the codeby using this table.The analysis result was checked with some engineering examples.【期刊名称】《湖南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2015(000)009【总页数】6页(P8-13)【关键词】剪重比;高层建筑;楼层最小地震剪力系数值;地震影响系数最大值;结构基本自振周期【作者】王福明;沈蒲生【作者单位】湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙 410082【正文语种】中文【中图分类】TU318;P315.9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3.5 s的结构,由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小.而对于长周期结构,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,出于结构安全的考虑,我国《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)[1]和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)[2]提出了对结构总水平地震剪力系数及各楼层水平地震剪力系数(又称为剪重比)最小值的要求,规定了不同烈度下的最小楼层地震剪力系数,当不满足时,需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求.《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》引入楼层最小剪力系数λmin来保证长周期结构在地震作用下的安全是合适的.各国规范关于最小剪力系数也有相应的规定.中国与美国等国的规范都对最小地震剪力系数进行了相关的规定.1.1 美国等国规范中最小剪力系数相关规定一般来说,房屋结构底部的剪重比较小,上层的剪重比较大.因此,美国、欧洲、新西兰等的设计规范中都对底部总剪力进行了控制.美国规范UBC[3]规定设计基底总水平剪力的下限计算公式为:Vmin=0.11CaIW.式中:Ca为地震影响系数;I为结构的重要性系数;W为结构的总重力荷载代表值. ASCE 7—05[4]对结构任意方向上的基底总剪力设计值规定为:V=CsW.该规范同时给出了Cs的下限值为:Cs=0.044SDSI≥0.01.式中:Cs为基底剪力系数;SDS为5%阻尼比对应的设计反应谱周期0.2 s对应的谱加速度.IBC[5] 对最小基底总剪力的下限取值与ASCE 7-05相同.欧洲规范EN 1998-1[6] 规定基底总剪力为:Fb=Sd(T1)·m·λ.式中:λ为修正系数;Sd为设计反应谱,定义如下.当0≤T≤TB时,;当TB<T≤TC时,;当TC<T≤TD时,;当TD<T时,式中: ag为欧洲抗震规范A类场地上475年重现期水准的地面峰值加速度;S为场地系数;TB为反应谱水平段对应周期的下限值;TC为反应谱水平段对应周期的上限值;TD为速度控制段与位移控制段的分界点对应的周期;q为结构性能系数;β为设计反应谱放大系数的下限值.新西兰规范NZS 1170.5:2004[7]对设计反应谱规定为:C(T)=Ch(T)·Z·R·N(T,D).同时规定:Cmin(T)=0.010 5.式中:Z为区域地震危险系数;R为50 a超越概率10%时的地震反应修正系数;Ch(T)为反应谱系数.1.2 中国规范中最小剪力系数相关规定《建筑抗震设计规范》GB 50011—2010和《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010中对楼层最小地震剪力系数值的规定是根据抗震验算时,当结构扭转效应明显或基本周期小于3.5 s时,地震剪力系数λ应不小于0.2αmax;当结构基本周期大于5.0 s时,λ应不小于0.15αmax;基本周期介于3.5~5 s之间的结构,楼层最小地震剪力系数值λmin(表1)按插入法取值.但是《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》在剪重比取值的规定上存在以下主要问题[8-12]:1)中国规范所规定的楼层最小地震剪力系数与场地类别无关,有悖于软土场地上结构地震反应大于硬土场地上地震反应的一般规律.2)同一栋建筑,建造在设防烈度低的地区时,剪重比有可能不能满足规范要求.但是建造在设防烈度高的地区时,剪重比却有可能满足规范要求.规范有关剪重比的规定还有待完善.本文研究我国规范规定的剪重比与结构基本周期之间的关系,从而通过建筑结构的自振周期就可以判断该结构的剪重比是否满足规范最小地震剪力系数的要求.1.3 中国规范与美国等国规范中最小剪力系数相关规定的对比中国规范和美国等国规范都对最小地震剪力系数的取值进行了规定,但是中国规范与美国等国的规范在具体的规定方面又有差别:1)美国等国的规范对最小剪力系数是针对基底总剪力进行规定的,我国规范则是对层剪力进行规定的.2)美国规范规定在按底部剪力法对结构进行计算设计时,其基底设计总剪力不能小于CsW,按振型分解法对结构进行设计计算时,其基底设计总剪力不能小于0.85CsW;我国规范无此明确规定.3)美国等国规范规定的最小剪力系数大于等于0.01,我国规范规定的最小剪力系数λmin可小于0.01.现行《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)中对地震影响系数α的规定见图1[1-2].图1中,衰减指数按式(11)确定:式中:ζ为阻尼比.直线下降段的下降斜率调整系数按式(12)确定:阻尼调整系数按式(13)确定:由图1, 式(11), 式(12)和式(13)得到的地震影响系数α仅与特征周期Tg, 结构自振周期T, 地震影响系数最大值αmax和阻尼比ζ相关.其中地震影响系数最大值αmax取值见表2,特征周期Tg取值见表3[1-2].如果将结构的基本周期远大于5 s定义为6 s以上,参照表2可将地震影响系数下降段曲线分段,分段情况分为2种:第1种情况:3.5 s≤5Tg.此时,地震影响系数下降段曲线可分为T≤3.5 s,3.5s<T≤5Tg,5Tg<T≤5 s,5 s<T≤6 s和T>6 s 5段,如图2所示.第2种情况:5Tg<3.5 s.此时,地震影响系数下降段曲线可分为T≤5Tg,5Tg<T≤3.5 s,3.5 s<T≤5 s,5 s<T≤6 s和T>6 s 5段,如图3所示.注:括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15 g和0.30 g的地区.3.1 地震影响系数下降段曲线为第一种情况的推算按多遇地震进行计算,地震影响系数下降段曲线为第一种情况时,因为3.5 s≤5Tg,即Tg≥0.7 s,依据表2,与第Ⅳ类场地土的第二组和第三组设计地震分组情况对应,Tg分别为0.75和0.90.第1段(T≤3.5 s):从图2中可知,0<T≤Tg时,α≥0.45αmax>λmin,所以α>λmin恒成立;Tg<T≤3.5 s时,第2段(3.5 s<T≤5Tg):要使α≥λmin,所以要求第3段(5Tg<T≤5 s):要使α≥λmin,所以要求第4段(5 s<T≤6 s):要使α≥λmin,所以要求第5段(T>6 s):文献[9]提出当结构的基本周期远大于5 s时,可以将结构的楼层最小地震剪力系数值减少15%,即为0.85×0.15αmax=0.127 5αmax.该段楼层最小地震剪力系数值取85%折减系数,即λmin=0.127 5αmax.该段地震影响系数曲线方程与5Tg到6 s段的地震影响曲线方程一样,则要使α≥λmin,要求对式(18),因为当地震影响系数下降段曲线为第一种分段情况时(如图2所示),Tg≥0.7 s,对应于表3中的第Ⅳ类场地土的第二组和第三组设计地震分组情况,Tg分别为0.75和0.9.此时,按照规范要求对高层钢结构、高层混合结构和高层混凝土结构的阻尼比ζ应分别取为0.02,0.04和0.05.对式(14)~式(18)的计算结果进行合并汇总,得地震影响系数下降段曲线第一种分段情况下满足规范剪重比要求的结构基本周期.3.2 地震影响系数下降段曲线为第二种情况的推算按多遇地震进行计算,地震影响系数下降段曲线第二种分段情况中每段的计算公式:第1段(T≤5Tg):(Tg/T)γη2αmax≥0.2αmax.第2段(5Tg<T≤3.5 s):第3段(3.5 s<T≤5 s):第4段(5 s<T≤6 s):第5段(T>6 s):对式(19)~式(23)的计算结果进行合并汇总,得地震影响系数下降段曲线第二种分段情况下满足规范剪重比要求的结构基本周期.3.3 对两种情况换算结果进行合并对3.1节与3.2节的计算结果进行合并汇总可得满足规范要求的楼层最小地震剪力系数值时结构基本周期的取值,见表4~表6.它们分别代表高层钢结构、高层混合结构和高层混凝土结构满足规范最小地震剪力系数要求时的结构基本周期.本文搜集选取了一些有代表性的高层建筑的相关信息,见表7,对表4~表6进行验证.验证了当结构的周期在表4~表6内所示的区间时,该结构的剪重比能满足规范对剪重比的限值要求,证明了本文推导公式的正确性.基于《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)与《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)对结构的最小地震剪力系数值的要求,对符合现行抗震规范地震剪力系数要求的高层结构基本周期进行分析,得到以下结论:1)由于我国规范人为规定的最小剪重比与结构的自振周期有关,因此,根据结构的自振周期值便可以初步判断结构的剪重比是否满足规范的要求.2)当高层建筑结构的剪重比能满足规范的最小剪重比要求时,结构的基本自振周期均满足表4~表6的要求;若结构的自振周期不在表4~表6所示的区间中,则该结构的剪重比一定不满足我国规范对剪重比的要求.3) 由表4~表6可见,在满足规范剪重比要求的结构自振周期最大值的区间内,有可能出现不满足规范剪重比要求的自振周期区段.†通讯联系人,E-mail:*********************【相关文献】[1] GB 50011—2010 建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010:33-39.GB 50011—2010 Code for seismic design of buildings[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2010:33-39.(In Chinese)[2] JGJ 3—2010 高层建筑混凝土结构技术规程[S].北京:中国建筑工业出版社,2010:36-41.JGJ 3-2010 Technical specification for concrete structures of tall building[S]. Beijing: China Architecture & Building Press, 2010:36-41.(In Chinese)[3] UBC. Uniform building code:Volume 2[S].Whittier,California: International Conference of Building Officials,1997:14-24.[4] ASCE 7—05 Minimum design loads for buildings and other structures[S].Reston,Virginia: American Society of Civil Engineers,2005:129.[5] IBC. International building code[S]. Falls Church,Virginia: International Code Council,2006: 302-307.[6] EN 1998-1 Design of structures for earthquake resistance: part 1: general rules seismic actions and rules for buildings [S].London: BSI,2004:56-57.[7] NZS 1170.5:2004 Structural design actions: part 5: earthquake actions [S]. 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Journal of Building Structures, 2014, 35(3): 16-23.(In Chinese)[12]王国弢,胡克旭,周礼奎.位移谱阻尼调整系数模型研究[J].湖南大学学报:自然科学版,2014,41(11):48-57.WANG Guo-tao, HU Ke-xu, ZHOU Li-kui. Study on damping scaling factor model for displacement response spectra [J]. Journal of Hunan University:Natural Sciences, 2014, 41(11):48-57.(In Chinese)。
剪重比的要求及调整方法介绍
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剪力系数调整与梁弯矩的调整
《高层建筑混凝土结构技术规程应用与分析》——朱炳寅:框架梁及连梁的 梁端弯矩不应调整,以利于实现强柱弱梁、强剪弱弯要求。
SATWE、PMSAP 对楼层剪力系数调整 后,框架梁及连梁的 内力 (梁端弯矩和剪 力)均做了相应调 整,调整前后内力比 值与地震剪力调整系 数基本一致,即未执 行上述说法。
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水平地震剪力调整程序实现
1. PMSAP 、SATWE对水平地震剪力的调整设置详图一。 2. 主要平动周期位于反应谱的加速度控制段(<Tg ),动位移比例填“0”,采用加速度 控制段算法①,此时第i层的地震剪力增大系数为K1i。 3. 主要平动周期位于反应谱的位移控制段( >5Tg ),动位移比例填“1”,采用位移控 制段算法③ ,此时第i层的地震剪力增大系数为K3i 。 4. 主要平动周期位于反应谱的速度控制段( Tg和5Tg之间),动位移比例填“0.5”,采 用近似速度控制段算法② ,此时第i层的地震剪力增大系数为K2i=(K1i+K3i)/2。 5. 弱轴方向指的是主周期(第一平动周期)相对较长的主轴方向,强轴方向指的是主 周期(第一平动周期)相对较短的主轴方向。
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采调整水平地震剪力满足剪重比要求的例题
【例】抗震设防烈度7度区的某8层房屋,最小地震剪力系数为 0.016,各 层重力荷载代表值Gi(kN)及水平地震作用下的楼层剪力标准值 VEki(kN)见下 表。结构底部剪力系数为0.015,不满足最小剪力系数0.016的要求,需要调整 (1、2层楼层剪力不满足最小剪力系数要求,不满足的楼层数不多,且地震剪力 放大系数较小为1.096),分别按基本自振周期位于设计反应谱的加速度控制段 算法①、速度控制段算法②和位移控制段算法③,调整各楼层地震剪力。
建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨
建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨在建筑抗震设计中,剪重比是一个重要参数,它描述了结构的抗剪能力和承载能力之间的关系。
过高或过低的剪重比都会导致结构设计不合理,影响建筑的抗震性能。
因此,本文将对建筑抗震设计规范中的剪重比进行探讨。
建筑抗震设计规范中对剪重比有明确的要求,具体而言,一般情况下规范要求剪重比不得大于0.05,而在一些特殊情况下,规范允许剪重比高于0.05,但需要进行额外的分析和计算。
此外,规范还指出,剪重比的计算应该参考结构的构造形式、结构的性质、结构的荷载特性以及地震作用等因素。
合理的剪重比应该具备以下特点:1.满足结构的抗剪要求剪重比对结构的抗剪能力有重要影响,因此,在设计剪重比时,要确保结构具备足够的抗剪能力,能够承受地震作用带来的剪力和扭矩。
如果剪重比过高,将导致结构的抗剪能力不足,使得结构易受到剪切破坏。
如果剪重比过低,虽然结构抗剪能力较强,但是相应的结构变形会增加,从而影响建筑的稳定性。
除了抗震能力,剪重比还对结构的承载能力有较大影响。
在合理范围内,剪重比越小,说明结构的承载能力越大,但是若剪重比过低,可能会导致结构的刚度过大,从而影响结构的变形,甚至引起破坏。
3.适应地震力分布情况地震作用是影响结构的重要因素之一,因此应根据结构所处区域的地震等级和不同震级地震作用的分布情况,合理考虑剪重比。
在地震作用较大区域,剪重比应尽可能小,以确保结构能够在地震作用下保持稳定。
在地震作用较小区域,剪重比可以适当提高,以提高结构的承载能力。
4.适应不同结构形式因为不同的结构形式对剪重比要求也不同。
容易发生剪力破坏的框架结构、筒体结构、空间网壳结构和板壳结构要求的剪重比较低,而柱式结构和桥梁结构等一些结构形式,由于某些原因,其对剪重比的要求则更高一些。
总结剪重比是建筑的一个关键参数,它与建筑的抗震性能、承载能力以及地震作用有关。
在建筑抗震设计中,剪重比的合理性是非常重要的,应根据结构的构造形式、性质、荷载、地震等级等因素进行充分考虑。
建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨
建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨一、引言二、剪重比的定义与意义剪重比是指建筑结构中受剪承载力与重力承载力之比的一个参数。
它直接反映了结构的抗震性能,可以作为评价结构抗震能力的一个重要指标。
根据《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)的要求,剪重比应根据结构的承载形式和抗震性能等级进行综合确定。
对于普通建筑结构,剪重比通常应控制在0.1~0.2之间;对于重要建筑结构,剪重比则应控制在0.15~0.3之间。
这些数值的确定需要考虑结构的受力特点、使用要求以及地震影响等方面。
在实际工程中,剪重比的合理确定,对于提高建筑的抗震性能、保护人员生命安全和财产安全具有重要意义。
三、影响剪重比的因素分析1. 结构的受力特点建筑结构的受力特点主要包括结构形式、承载体系、结构形状等方面。
在结构形式上,框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等都会对剪重比的确定产生影响。
一般来说,框架结构的剪重比要小于剪力墙结构,因为前者在地震作用下受力性能较弱。
结构的承载体系也会影响剪重比的选取,比如集中柱的设置、梁柱比等。
这些因素都有助于影响结构的剪重比。
2. 使用要求建筑的使用要求也是影响剪重比的重要因素之一。
不同的建筑用途对剪重比的要求也不尽相同。
比如对于住宅建筑,通常对于剪重比的要求会相对较低,而对于医院、学校等人员密集场所,对于剪重比的要求则会相对较高。
因为这些场所一旦发生地震,可能造成的人员伤亡和财产损失会更加严重,因此需要结构具有更强的抗震性能。
3. 地震影响地震的影响也是剪重比的重要影响因素之一。
在地震带地区,由于地震烈度较大,建筑结构需要具有更高的抗震性能。
在这样的地区,对于剪重比的要求也会相对更高。
四、剪重比在实际工程中的应用探讨1. 合理确定剪重比的方法合理确定剪重比需要综合考虑建筑结构的受力特点、使用要求和地震影响等因素。
在实际工程中,可以采用结构分析、有限元分析、试验等多种手段,对建筑结构的抗震性能进行评估。
建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨
建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨1. 引言1.1 建筑抗震设计规范剪重比合理性探讨建筑抗震设计规范中的剪重比是指在建筑结构设计中,用来承担水平地震作用的剪力和垂直重力作用的重力的比值。
剪重比是影响建筑结构抗震性能的重要参数之一,其合理设置对于提高建筑物的抗震能力至关重要。
在实际的工程设计中,建筑抗震设计规范中对剪重比的设定往往存在一定的争议,因此有必要对建筑抗震设计规范中的剪重比合理性进行深入探讨。
通过对影响建筑抗震设计规范剪重比合理性的因素进行分析,可以了解到在设计中应该考虑的各种因素,为合理设置剪重比提供依据。
通过对相关研究现状的分析,可以了解到目前对于剪重比合理性的认识和研究进展,为进一步的探讨奠定基础。
建筑抗震设计规范中对剪重比的设定直接影响着建筑结构的抗震性能,因此有必要对不同规范中的剪重比设定进行对比分析,探讨其合理性及优缺点。
剪重比对建筑结构的抗震性能具有重要影响,通过对剪重比与抗震性能之间的关系进行深入探讨,可以为设计提供科学依据。
最终,对建筑抗震设计规范中剪重比的合理性进行探讨,可以为今后的设计提供更为科学的依据,提高建筑物的抗震性能。
2. 正文2.1 影响建筑抗震设计规范剪重比合理性的因素1. 结构体系的类型:不同的结构体系在地震作用下的受力机制不同,对剪重比的要求也会有所不同。
比如框架结构、剪力墙结构、框支剪结构等结构体系,其剪重比的设定会有所差异。
2. 设计地震烈度:地震烈度是影响剪重比设定的重要因素之一。
设计地震烈度越高,剪重比通常会越大,以确保结构在设计地震力作用下的安全性能。
3. 地质条件:不同地质条件下土壤的性质不同,对结构的抗震要求也不同。
地质条件的不同将影响结构的周期、阻尼等参数,进而影响剪重比的设定。
4. 结构材料和构造形式:结构所采用的材料和构造形式也会对剪重比产生影响。
比如混凝土结构和钢结构的剪重比通常会有所不同,而采用不同的构造形式也会导致剪重比的调整。
周期比_位移比_刚度比_剪重比
规范条文:新高规的4. 3.5条规定,结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期Ti 之比,A级髙度髙层建筑不应大于:B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂髙层建筑不应大于。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:1)根据各振型的平动系数大于,还是扭转系数大于,区分岀各振型是扭转振型还是平动振型2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13)对照“结构整体空间振动简图”,考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5)计算Tt/Tl,看是否超过周期比控制什么?如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平而布世更有效、更合理, 使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。
一句话,周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性周期比不满足要求,如何调整?一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平而布宜来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。
周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是加强结构外圈刚度,削弱结构内筒刚度。
验算周期比的目的,主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。
多塔结构周期比:对于多塔楼结构,不能直接按上而的方法验算。
如果上部没有连接,应该各个塔楼分别计算并分别验算,如果上部有连接,验算方法尚不淸楚。
_体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑,没有特殊要求的,一般不需要控制周期比。
当高层建筑楼层开洞口较复杂,或为错层结构时,结构往往会产生局部振动,此时应选择“强制刚性楼板假左”来计算结构的周期比。
以过滤局部振动产生的周期。
规范条文:新髙规的4. 3. 5条规立,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,A、B级髙度髙层建筑均不宜大于该楼层平均值的倍:且A级高度髙层建筑不应大于该楼层平均值的倍,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倍。
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对剪重比的要求,是不是要求剪力设计达到一定的值?如果计算出来剪力达不到这个值,能不能在设计时加大剪力设计值,使剪力设计总值达到或超过因剪重比所需的剪力要求,这种算不算符合规范?如六度区剪重比只有0.7左右,而在设计时人为按1.0来设计,这样行不行?
我看高规说剪重比就是剪力系数,而剪力系数的值7度最小为0.012,您得出了0.7。
当然剪力足够大了。
另外,是不是太大了?
当然是0.7%了,
剪重比的要求,是不是同最小配筋率一样,要求剪力设计要达到一定的值,而实际计算所需不一定要求达到这个值
这是新版规范中增加的内容。
以前大家只是按经验来控制剪重比。
正如您所说的,这个要求如同最小配筋率的要求,算出来的剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求进行后续的计算。
至于您说的取为1%,似乎没有必要。
一方面,规范没有规定6度区的最小值;另一方面,按比例推下去的话,也只是0.8%。
所以我想是不是取为0.8%也就可以了?或者干脆就直接用0.7%?
怎么是新规范才有的呢?若一定说是新规范才有的,倒是这点:即新规范要求的是“任一楼层”的剪力系数均应满足要求!
上述的论断学习之后,颇有感想,请同仁指正:
1.剪重比、剪压比是一个概念,是指水平作用与竖向作用的比值。
在78规范的时候,人们用重力乘以系数来反映地震作用,因为在那时安全度设计的概念里,只是用这样一种方法来反映地震实质上是惯性力这样一个客观道理。
2.我国78规范把这个系数称之为结构系数,
3.最小值的确定实际上可以根据反应谱曲线上计算的最小值来确定,当然,超出了反应谱估计的自震周期的部分可以专门论证,但是,一般工程超出了反应谱规定的最小值是不应该的
4.以上海IV类场地计算最小的剪压比是(7度)1.64%左右
5.如果在6度区II类场地,最小剪压比应是0.6%(2001规范),按89规范应为0.5%
6.如果计算的结果不满足最小值的限定,计算肯定是存在明显的错误,如输入有误、设置有误,模型不合理,甚至于结构不合理,希望慎重,当然,6度区只要按抗震构造即可,无需计算验算
新抗震规范里对扭转不规则的判断是楼层的最大位移与楼层的平均位移比值>1.2,且在条文说明要求不应大于1.5。
有以下几点不明之处:
1、所谓的扭转不规则据我的理解应当是扭转角度起控制的,而不应简单地由最大位移与平均位移的比值;
2、如果楼层的刚度很大,而抗扭刚度一般的话,必将导致平均位移很小,最大位移扭转部分占的比值增大,这样楼层的最大位移与楼层的平均位移必定超过1.2甚至超过1.5;
3、不应大于1.5不是写在规范里而是在条文说明里,是否必须达到这个要求
太阳兄似乎没有理解条文的含义.
1.控制了位移之比,也就控制了扭转角.
2.理解有误.请仔细看看条文说明中的图示,规范做如此规定,本来就是在刚性楼盖的前提下
3.如大于1.2按平面不规则设计,但任何情况下不能突破1.5
同意楼上观点.大于1.5的为严重不规则,不应采用,这是强规(抗震规范3.4.1)
对HHH兄的“控制了位移之比,也就控制了扭转角”,本人的理解如下:
位移差值=扭转角X扭转半径,位移差值=2X(位移最大值-位移半均值)(假设刚度中心在中间的话),所以扭转角与位移差值和扭转半径有关的,而跟位移最大值与位移平均值的比值没有直接的关系。
对hhh兄的第二点,本人的意思是指这幢房子的刚度很大,即很刚,平动位移很小,这刚度是从最整幢楼来说的,而不是针对某层,因为在计算时一般都假定楼层刚度无限的,
对chensy9兄的"大于1.5的为严重不规则"理由在哪,是不是根据条文说明中定义严重不规则时的”某一项大大超过规定值“这一点,如果是根据这一点,本人认为是否这严重不规则重要的还是在于后面一句“具有严重的抗震薄弱环节,将会导致地震破坏的严重后果者“。
另外认为这是强规,是不是因为把这个当作严重不规则所以是属于强规。
我认为说明条文中"严重不规则,指的是体型复杂,多项不规则指标超过3.4.2条上限值或某一项大大超过规定值,具有严重的抗震薄弱环节,将会导致地震破坏的严重后果者"无论你理解为并列关系,还是因果关系,只要满足某一项大大超过规定值即可认为是严重不规则,这也是新的抗震规范与旧的抗震规范的一大不同,即对体型不规则给出了量化指标,提供了可操作性。
在说明条文里也用公式明确了“不应大于 1.5”,这一点容柏生老先生在一次新规范的讲座中也
做了明确解释。
位移是不是还包括"角位移"?。