关于SATWE中楼层侧向刚度比的取值

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结构设计pkpm软件satwe计算结果分析 (2)

结构设计pkpm软件satwe计算结果分析 (2)

结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析SATWE软件计算结果分析一、位移比、层间位移比控制规范条文: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,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 1/1000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。

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。

结构位移输出文件(WDISP.OUT)Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。

(mm)Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。

(mm)Max-Dx ,Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ,Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。

PKPM中的六个比值

PKPM中的六个比值

查看结果阶段,宏观需要控制的6大比值:1)周期比(第一扭转周期和第一平动周期的比值,a类建筑不应大于0.9;b类建筑不应大于0.85)反映结构的抗扭性质,satwe wzq.out 文件中察看2)位移比(保证结构具有足够的刚度,避免产生较大的位移影响结构的承载力、稳定性和使用要求,高规4.6.3),satwe wdisp.out 文件中察看最大层间位移与平均层间位移的比值(限制平面扭转不规则,考虑偶然偏心影响,抗震规范3.4.2)和最大层间位移角(抗震变形限制,不考虑偶然偏心影响)3)刚度比(侧向刚度规则要求抗震规范3.4.2要求),satwe wmass.out 文件中察看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;Ratx1,Raty1 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者4)楼层抗剪承载力、及承载力比值(竖向规则要求之一抗震规范3.4.2 ,限制楼层承载力突变),satwewmass.out 文件中察看Ratio_Bu5)剪重比(抗震规范5.2.5 限制抗侧力构件必须承担的剪力),satwe wzq.out 文件中察看整层剪重比6)刚重比(结构的侧向刚度和重力荷载的比值)影响结构稳定和重力二阶效应,satwewmass.out 文件中察看结构整体稳定验算结果再补充两个比值!7) 参与振动质量比:即有效质量系数注:要密切关注有效质量系数是否达到了要求。

若不够,则地震作用计算也就失去了意义。

wmass.out中可察看8) 倾覆力距比短肢剪力墙结构《高规》7.1.2条:抗震设计时筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力距不宜小于结构总底部地震倾覆力距的50%;一、二、三级短肢剪力墙轴压比不宜大于0.5、0.6、0.7,对一字形短肢剪力墙轴压比限值相应降低0.1。

框架-剪力墙结构新抗震规范第6.1.3条、高规8.1.3条规定,框架-剪力墙结构,在基本振型地震作用下,若框架部分承担的地震倾覆力矩大于总地震倾覆力矩的百分比50%,其框架部分的抗震等级应按框架结构确定,柱轴压比限值宜按框架结构采用。

楼层侧向刚度比在SATWE中的判断应用

楼层侧向刚度比在SATWE中的判断应用

楼层侧向刚度比在SATWE中的判断应用摘要:楼层侧向刚度比的控制参数,根据现行规范在电算软件中的选取,由于电算数据较为繁杂,本文通过梳理后,整理出较为简易的判断方法。

关键词:SATWE;侧向刚度;转换层;嵌固一、引言高层建筑结构设计中,侧向刚度比的统计具有非常重要的意义,是判断结构整体安全的一个重要指标,在《抗规》(2010版)和《高规》(2010版)有多处相关条文。

以《高规》为例,3.5.2条,5.3.7条12.2.1条及附录E中都分别对侧向刚度比在各种结构体系中的要求进行了相应控制,现结合PKPM2021软件及工程实例对其合理判断做出阐述。

二、嵌固层的解释1.要区分“结构底部嵌固层”和“嵌固端所在层号”在侧向刚度比引用规范条文中的不同。

2.嵌固端所在层号,当地下室顶板可以作为嵌固端时,嵌固端所在楼层应为地上一层,即地下室层数+1,嵌固端所在楼层在SATWE中不能填写为地下室那层(详《SATWE用户手册》3.2.1.6条),这时判断侧向刚度比时,应按《高规》5.3.7条,即地下一层与上部结构首层侧向刚度比应大于或等于2。

本文实例一(有地下室)即是这种例子。

3.《高规》第3.5.2条第2款中“对结构底部嵌固层,该比值不宜小于1.5”,该处的“结构底部嵌固层”仅指“当嵌固层为模型底层时,即嵌固端所在层号为1时”(详《SATWE用户手册》3.2.1.6.(3)条),“如果嵌固端位于底层以上时,将不执行此条规定”(详《PKPM新天地》2011第2期41页)。

也就是说,只适合没有地下室的结构,这样,楼层的底部才可能满足底层嵌固层的要求,本文实例二即是这种例子。

这样,对《高规》第3.5.2条第2款,即楼层的首层(嵌固层)与相邻上层(即地上二层)的侧向刚度比值γ2应大于或等于1.5。

三、侧向刚度比在SATWE数据中的引用(引用附一数据,均以X向为例)1. 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(剪切刚度)Ratx= RJX1(本层)/ RJX1(下一层)如:实例一,Floor No.2/ Floor No.1=5.9143/6.5463*10=0.0903,Ratx(第二层);Floor No.3/ Floor No.2=6.6896/5.9143=1.1311,Ratx(第三层);实例二,Floor No.2/ Floor No.1=2.4492/7.1863=0.3408,Ratx(第二层);Floor No.3/ Floor No.2=3.3795/2.4492=1.3798,Ratx(第三层);2. Ratx1,Raty1 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者Ratx1= RJX3(本层)/ [RJX3(上一层)*0.7或上三层平均侧刚*0.8的比值中之较小者]该值取RJX3,与层高hi无关系,用以判断框架结构γ1,详《高规》第3.5.2.1如:实例一,Floor No.2/ Floor No.3=13.157/(6.6666*0.7)=2.819,Ratx1(第二层);Floor No.2/[( FloorNo.3+4+5)/3]=13.157/[(6.6666+5.6331+4.5238)/3*0.8]=2.933, Ratx1(第二层);2.819<2.933, 故取Ratx1=2.819(第二层)实例二,Floor No.2/ Floor No.3=2.0763/(2.3593*0.7)=1.2573,Ratx1(第二层);Floor No.2/[( FloorNo.3+4+5)/3]=2.0763/[(2.3593+1.8367+1.6042)/3*0.8]=1.3423, Ratx1(第二层);1.2573<1.342, 故取Ratx1=1.2573(第二层)3. Ratx2,Raty2 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%、110%或者150%比值,110%指当本层层高大于相邻上层层高1.5倍时,150%指嵌固层Ratx2= RJX3*H(本层)/ [RJX3*H(上一层)*0.9或1.1或1.5]该值取RJX3*H,用以判断除框架结构外其他结构γ2,详《高规》第3.5.2.2如:实例一,Floor No.2/ Floor No.3=8.6838/(3.9999*0.9)=2.412,Ratx2(第二层);Floor No.3/ Floor No.4=3.9999/(2.9292*0.9)=1.517, Ratx2(第三层);实例二,Floor No.1/ Floor No.2=33.439/(9.9664*1.5)=2.2368,Ratx2(第二层);Floor No.2/ Floor No.3=9.9664/(7.0778*1.1)=1.2801, Ratx2(第二层);Floor No.3/ Floor No.4=7.0778/(5.48*0.9)=1.4351, Ratx2(第三层);四、侧向刚度比在SATWE数据中对满足规范要求的判断1.对于嵌固端条件的判断(1)对于有地下室的,把地下室顶板作为嵌固端,即“嵌固端所在层号”为地上首层的。

SATWE计算控制参数的选择方法

SATWE计算控制参数的选择方法

SATWE计算控制参数的选择方法层刚度比计算:a)【剪切刚度】是按《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E.0.1建议的方法计算,适用于计算“转换层位于底部1层结构”的层刚度比及“地下室与上部首层”的层刚度比;不适用于带梁式托柱转换层或桁架式转换层结构的层刚度比计算。

b)【剪弯刚度】是按《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E.0.2建议的方法计算,适用于计算“转换层位于底部2层及2层以上结构”的层刚度比。

当转换层设置在3层及3层以上时,除了采用【剪弯刚度】算法外,还应采用【地震剪力与地震层间位移的比值】算法再计算一次层刚度,从而进行转换层本层侧向刚度不应小于相邻上一层楼层侧向刚度的60%的下限控制。

c)【地震剪力与地震层间位移的比值】是按《建筑抗震设计规范》3.4.2和3.4.3条文说明中建议的方法计算,适用于没有转换结构的大多数常规建筑,也可用于地下室嵌固部位的刚度比计算,这是程序默认的层刚度比计算方法。

对于《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E.0.2 中“当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%”的要求,也可采用此算法进行控制,但需要将【X、Y 向回填土刚度值】参数取为0。

d)不计算地震作用时,对于多层结构可以选择“剪切刚度”;对于高层结构可选择“剪弯刚度”。

e)当选用“地震剪力与地震层间位移的比值”时,如果结构平面中的洞口较多,会造成楼层平均位移的计算误差增加,此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算层刚度。

当选用“剪切刚度”或“剪弯刚度”时,程序默认楼层为刚性楼板。

地震作用分析方法:【侧刚】是一种简化计算方法,只适用于采用楼板平面内无限刚假定的普通建筑和采用楼板分块平面内无限刚假定的多塔建筑。

【侧刚】的优点是分析效率高,计算速度快。

对于定义有较大范围的弹性楼板、有较多不与楼板相连的构件(如错层结构、空旷的工业厂房、体育馆所等)或有较多错层构件的结构,则应采用【总刚】。

pkpm相关参数(satwe)

pkpm相关参数(satwe)

A)水平力与整体坐标角:1.一般情况下取0度,平面复杂(如L型、三角型)或抗侧力结构非正交时,理应分别按各抗侧力构件方向角算一次,但实际上按0、45度各算一次即可;当程序给出最大地震力作用方向时,可按该方向角输入计算,配筋取三者的大值。

2.根据抗震规范5.1.1-2规定,当结构存在相交角大于15度的抗侧力构件时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用,若程序提供多方向地震作用功能时,应选用此功能。

B)砼容重:钢筋砼计算重度,考虑饰面的影响应大于25,不同结构构件的表面积与体积比不同饰面的影响不同,一般按结构类型取值:结构类型框架结构框剪结构剪力墙结构重度26 27 28C)钢材容重:一般取78,如果考虑饰面设计者可以适量增加。

D)裙房层数:1:高规第4。

8。

6条规定:与主楼连为整体的裙楼的抗震等级不应低于主楼的抗震等级,主楼结构在裙房顶部上下各一层应适当加强抗震措施;因此该数必须给定。

2:层数是计算层数,等同于裙房屋面层层号。

E)转换层所地层号:1:该指定只为程序决定底部加强部位及转换层上下刚度比的计算和内力调整提供信息,同时,当转换层号大于等于三层时,程序自动对落地剪力墙、框支柱抗震等级增加一级,对转换层梁、柱及该层的弹性板定义仍要人工指定。

(层号为计算层号)F)地下室层数:1:程序据此信息决定底部加强区范围和内力调整。

2:当地下室局部层数不同时,以主楼地下室层数输入。

3:地下室一般与上部共同作用分析;4:地下室刚度大于上部层刚度的2倍,可不采用共同分析;5:地下室与上部共同分析时,程序中相对刚度一般为3,模拟约束作用。

当相对刚度为0,地下室考虑水平地震作用,不考虑风作用。

当相对刚度为负值,地下室完全嵌固6:根据程序编制专家的解释,填3大概为70%~80%的嵌固,填5就是完全嵌固,填在楼层数前加“-”,表示在所填楼层完全嵌固。

到底怎样的土填3或填5,完全取决于工程师的经验。

G)墙元细分最大控制长度:1:可取1~5之间的数值,一般取2就可满足计算要求,框支剪力墙可取1或1.5。

SATWE设计参数设置要点

SATWE设计参数设置要点

SATWE设计参数设置分析与设计参数补充定义(必须执行)一、总信息1、水平力与整体坐标夹角:设计人员事先很难估算结构的最不利地震作用方向角,因此可以先取初始值0º,SATWE计算后在计算书WZQ.OUT中输出结构最不利方向角,如果这个角度与主轴夹角大于±15º,应将该角度输入重新计算,以考虑最不利地震作用。

2、混凝土容重:26-28KN/M3,钢材容重:78 KN/M3。

3、裙房层数:无裙房填0,有裙房是含地下室。

4、转换层所在层号:从地下室算起。

对于高位转换的判断,转换层位置以嵌固端算起,即以(转换层所在层号-嵌固端所在层号+1)5、地下室层数:无地下室填0.6、嵌固端所在层号:在基础顶面嵌固时填1,在地下室顶板嵌固时填(地下室层数+1)。

7、墙元细分最大控制长度:一般工程可取初始值。

新版控制在1m以内,而早版缺省值为2m,如读入旧版数据时,注意将该尺寸修改成1m或更小。

8、转换层指定为薄弱层:如需指定,则打勾。

9、对所有楼层强制采用刚性楼板假定:(1)如果设定了弹性楼板或楼板开大洞,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)如果没有定义弹性楼板或楼板开大洞,一般不选择此项。

10、强制刚性楼板假定时保留弹性版面外刚度:针对板柱体系的地下室。

11、墙元侧向节点信息:新版程序强制为“出口”。

12、恒活荷载计算信息:(1)不计算恒活荷载:仅用于研究分析;(2)一次性加载:主要用于多层结构、钢结构、和有上传荷载(例如吊柱)的结构。

(3)模拟施工加载1:适用于多高层结构;(4)模拟施工加载2:仅适用于框筒结构向基础软件传递荷载(不要传递刚度);(5)模拟施工加载3:适用于多高层无吊车结构,更复合工程实际情况,推荐使用。

13、施工次序:见《PKPM结构软件入门到精通》P67页。

史上最全PKPM-SATWE参数设置介绍

史上最全PKPM-SATWE参数设置介绍

总信息 (4)水平力与整体坐标夹角 (4)混凝土容重 (5)钢材容重 (5)裙房层数 (5)转换层所在层号 (5)嵌固端所在层号 (6)地下室层数 (8)墙元细分最大控制长度 (8)弹性板细分最大控制长度 (8)转换层指定为薄弱层 (8)对所有楼层强制采用刚性楼板假定 (9)地下室强制采用刚性楼板假定 (9)墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点 (10)计算墙倾覆力矩时只考虑腹板和有效翼缘 (11)弹性板与梁变形协调 (12)采用自定义构件施工次序 (12)结构材料信息 (13)结构体系 (13)恒活荷载计算信息 (13)施工次序 (15)风荷载计算信息 (16)地震作用计算信息 (16)结构所在地区 (17)特征值求解方式 (17)“规定水平力”的确定方式 (17)墙元侧向节点信息 (18)风荷载信息 (19)地面粗糙度类别 (19)修正后的基本风压 (19)X、Y向结构基本周期 (21)风荷载作用下结构的阻尼比 (22)承载力设计时风荷载效应放大系数 (22)用于舒适度验算的风压 (23)用于舒适度验算的结构阻尼比 (23)顺风向风振 (23)横风向风振 (24)扭转风振 (25)水平风体型系数 (25)设缝多塔背风面体形系数 (26)特殊风体型系数 (27)地震信息 (27)结构规则性信息 (27)设防地震分组 (28)设防烈度 (28)砼框架、剪力墙、钢框架抗震等级 (29)抗震构造措施的抗震等级 (30)中震(或大震)设计 (31)按主振型确定地震内力符号 (31)按抗规(6.1.3-3)降低嵌固端以下抗震构造措施的抗震等级 (32)程序自动考虑最不利水平地震作用 (32)斜交抗侧力构件方向附加地震数,相应角度 (32)考虑偶然偏心 (32)考虑双向地震作用 (33)计算振型个数 (34)重力荷载代表值的活载组合值系数 (34)周期折减系数 (35)结构的阻尼比 (35)特征周期、地震影响系数最大值、用于12层以下规则砼框架结构薄弱层验算的地震影响系数最大值(罕遇地震) (36)竖向地震参与振型数 (36)竖向地震作用系数底线值 (36)自定义地震影响系数曲线 (36)活荷信息 (37)柱墙、基础设计时活荷载 (37)梁活荷不利布置最高层号 (38)柱墙基础活荷载折减系数 (38)考虑结构使用年限的活荷载调整系数 (38)梁楼面活荷载折减设置 (38)调整信息 (39)梁端负弯矩调幅系数 (39)梁活荷载内力放大系数 (39)梁扭矩折减系数 (40)托墙梁刚度放大系数 (40)连梁刚度折减系数 (41)支撑临界角 (41)柱/墙实配钢筋超配系数 (41)中梁刚度放大系数 (42)梁刚度放大系数按2010规范取值 (42)砼矩形梁转T形(自动附加楼板翼缘) (43)部分框支剪力墙结构底部加强区剪力墙抗震等级自动提高一级 (43)调整与框支柱相连的梁内力 (43)框支柱调整系数上限 (44)抗规(5.2.5)调整 (44)弱/强轴方向动位移比例 (45)按刚度比判断薄弱层的方式 (45)指定薄弱层个数及相应的各薄弱层层号 (46)薄弱层地震内力放大系数、自定义调整系数 (46)全楼地震作用放大系数 (47)顶塔楼地震作用放大起算层号及放大系数 (47)设计信息 (49)结构重要性系数 (49)钢构件截面净毛面积比 (49)梁按压弯计算的最小轴压比 (49)考虑P-delta效应 (49)按高规或高钢规进行构件设计 (49)框架梁端配筋考虑受压钢筋 (49)结构中的框架部分轴压比限值按照纯框架结构的规定采用 (50)剪力墙构造边缘构件的设计执行高规7.2.16-4条的较高配筋要求 (50)当边缘构件轴压比小于抗规6.4.5条规定的限值时一律设置构造边缘构件 (51)按混凝土规范B.0.4条考虑柱二阶效应 (51)保护层厚度 (51)过渡层信息 (52)柱配筋计算原则 (52)梁柱重叠部分简化为刚域 (52)钢柱计算长度系数 (53)配筋信息 (54)墙竖向分布筋配筋率 (54)NSW层数和NSW配筋率 (55)箍筋间距 (55)结构底部需要单独指定墙竖向分布筋配筋率的层数NSW/配筋率 (55)梁抗剪配筋采用交叉斜筋方式时,箍筋与对角斜筋的配筋强度比 (55)采用冷轧带肋钢筋(需自定义) (55)荷载组合 (57)地下室信息 (57)土层水平抗力系数的比例系数(M值)/扣除地面以下几层的回填土约束 (57)外墙分布筋保护层厚度 (58)回填土容重、回填土侧压力系数 (59)室外地坪标高、地下水位标高 (59)室外地面附加荷载 (59)生成SATWE数据文件及数据检查 (60)保留用户自定义的柱、梁、支撑长度系数 (60)保留用户自定义的水平风荷载 (60)保留用户自定义的边缘构件信息 (60)剪力墙边缘构件的类型 (60)构造边缘构件尺寸 (60)生成用于定制计算书的荷载简图 (60)SATWE计算控制参数 (62)忽略数检警告信息 (62)刚心坐标、层刚度比计算 (62)形成总刚并分解 (62)结构地震作用计算 (62)结构位移计算 (62)全楼构件内力计算 (62)构件配筋及验算 (62)配筋起始/终止层 (62)层刚度比计算 (62)地震作用分析方法 (62)线性方程组解法 (62)位移输出方式 (62)总信息水平力与整体坐标夹角说明书:地震作用和风荷载的方向缺省是沿着结构建模的整体坐标系X轴和Y轴方向成对作用的。

结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析

结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析

结构设计pkpm软件SATWE计算结果分析SATWE软件计算结果分析一、位移比、层间位移比控制规范条文: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,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 1/1000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。

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。

结构位移输出文件(WDISP.OUT)Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。

(mm)Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。

(mm)Max-Dx ,Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ,Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。

三种刚度比理解与应用

三种刚度比理解与应用

三种刚度比理解与应用一、地震力与地震层间位移比的理解与应用1. 规范要求:《抗震规范》第343条及《高规》第3.5.2条均规定:①对框架结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比!可按(1)式计算,本层与其相邻上层比值不宜小于0.7,与相邻上部三层侧向刚度平均值的比值不宜小于0.&(1)V ,V i,-为第i层、i+1层的地震剪力标准值(KN );i, i!—为第i层、i+1层的地震剪力标准值作用下的层间位移(m );SATWE软件的结构总信息:相应塔侧移刚度的比值为:Ratx1, Raty1;相应侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比):RJX3, RJY3, RJZ3;②当转换层设置在第2层以上时,按(1)式计算的转换层与其相邻的侧向刚度比不应小于0.6。

③对于框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构,本层与其相邻上层的侧向刚度比2按⑵式计算,本层与其相邻上层比值不宜小于0.9;当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;对结构底部嵌固层,该比值不宜小于 1.5 (《高规》第5.3.7 条、《抗震规范》第6.1.14条按照等效剪切刚度考虑嵌固层)。

SATWE软件的结构总信息:相应塔侧移刚度的比值为:Ratx2,Raty2;相应侧移刚度和扭转刚度:RJX3,RJY3,RJZ3;2. 计算公式:K i=V i/ Ai i3. SATWE软件所采用的计算方法:高位侧移刚度的简化计算4. 应用范围:①可用于执行《抗震规范》第343条及《高规》第3.5.2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1. 规范要求:①《高规》P177页,第E.0.1条规定:当转换层设置在1、2层时,可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比ei表示转换层上、下层结构刚度的变化,ei宜接近1,非抗震设计时ei不应小于0.4,抗震设计时ei不应小于0.5。

SATWE参数设置详解

SATWE参数设置详解

SATWE参数设置详解一、总信息⏹水平力与整体坐标夹角(度)《抗震规X》5.1.1条和《高规》“一般情况下,应至少在结构两个主轴方向分别计算水平地震作用;有斜交抗侧力构件的结构,当相交角度大于15°时,应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用。

”该参数为地震作用方向或者风荷载作用方向与结构整体坐标的夹角,逆时针方向为正。

如地震沿着不同方向作用,结构地震反应的大小一般也不相同,那么必然存在某个角度使得结构地震反应最为剧烈,这个方向就称为最不利地震作用方向。

从严格意义上讲,规X中所讲的主轴是指地震沿该轴方向作用时,结构只发生沿该轴方向的侧移而不发生扭转位移的轴线。

当结构不规那么时,地震作用主轴方向就不一定是0°和90°。

如最大地震方向与主轴夹角较大时,可以输入该角度考虑最不利作用方向的影响。

操作要点:设计人员事先很难估算结构的最不利地震作用方向,因此可以先取初始值0°,SATWE计算后在计算书WZQ.OUT中输出最不利方向角,如果这个角度与主轴角度大于±15°,应该将角度输入重新计算,以考虑最不利地震作用方向的影响。

注意事项:1、为避免填入该角度后图形旋转带来的不便,也可以将最不利地震作用方向在多方向水平地震参数中输入;2、本参数不是规X要求的,仅供设计人员选用;3、本参数也可以考虑最大风力作用的方向,但需要用户自行设定多个角度进行计算,比较多次计算结果取最不利值。

⏹混凝土容重主要用于求梁、柱、墙自重,初始值容重为25,适合于一般工程。

如果要考虑梁柱墙上的抹灰层、装修层等荷载时,可以采用加大容重的方法近似考虑,以避免繁琐的荷载导算,一般框架取25,框剪取26,剪力墙取27。

⏹钢材容重初始值为78,适合于一般工程情况,若要考虑构件表面装饰和防火涂层重量时,应按照实际情况修改此参数。

⏹裙房层数《高规》:“塔楼中与裙房相连的外围柱、剪力墙,从固定端至裙房屋面上一层的高度X围内,柱纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高,剪力墙宜按本规程第7.2.15条的规定设置约束边缘构件,柱箍筋宜在裙楼屋面上、下层的X围内全高加密;当塔楼结构相对于底盘结构偏心收进时,应加强底盘周边竖向构件的配筋构造措施。

关于SATWE主要计算参数的选用

关于SATWE主要计算参数的选用

关于SATWE主要计算参数的选用一、总信息:1、水平力与整体坐标夹角根据SATWE计算结构输出文件〈周期、地震力与振型输出文件〉中的“地震作用最大的方向”,若该值超过±15度,则应按该数据进行二次计算。

《新规范版PKPM软件四轮结构计算法》(《新天地》200501):地震沿着不同的方向作用,结构地震反应的大小一般也不同,那么必然存在某个角度使得结构地震反应值最大。

2、混凝土容重需要考虑梁柱墙体上的抹灰装修,框架结构因程序计算时按梁柱节点计算,未考虑节点重合的影响,可取26;而剪力墙结构因抹灰面较大,可取27~28。

3、墙元细分最大控制长度对于一般结构可取2.0,对于框支剪力墙结构可取1.5或1.0。

《手册》:对分析精度略有影响但不敏感。

4、对所有楼层强制采用刚性楼板假定当计算结构位移比时应选取此项,但结构其他分析时不应选取。

《手册》5、墙元侧向节点信息多层、剪力墙较少可选“出口”,高层、剪力墙较多可选“内部”。

《手册》6、恒活荷载计算信息层数较少的结构按一次性加载,一般情况按模拟施工加载1,计算基础荷载按模拟施工加载2。

《手册》:模拟施工加载2使得柱和墙上分得的轴力比较均匀,接近手算结果,传给基础的荷载更为合理。

建筑层数较少时施工过程比较快,荷载形成比较迅速,应按一次性加载计算。

7、地震作用计算信息《抗规》,应计算竖向地震作用。

(8度跨度大于24米,悬挑2米以上;9度及9度以上跨度大于18米,悬挑1.5米以上)二、地震作用1、结构规则性信息《抗规》,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;2、凹凸不规则:结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%;3、楼板局部不连续:楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层。

);竖向不规则(1、侧向刚度不规则:该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%;2、竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件(梁、珩架等)向下传递;3、楼层承载力突变:抗侧力结构的层间受剪承载力小于上一楼层的80%)。

最新satwe计算结果分析

最新satwe计算结果分析
可能引起结构失稳倒塌。 由此计算结构刚重比。输出结果参见 Wபைடு நூலகம்ASS.OUT
剪重比控制
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,主要是因为在长周期作用下,地震影响系数 下降较快,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,但采 用振型分解法时尚无法对此做出较准确的计算。因此出 于安全考虑,规范规定了各楼层水平地震剪力的最小值 。该值如果不满足要求,则说明该结构有可能出现比较 明显的薄弱部位。
结束语
谢谢大家聆听!!!
13
上述所有这些刚度比的控制,都涉及到楼层刚度的计 算方法,目前看来,有三种方案可供选择:
高规附录E.0.1建议的方法——剪切刚度 Ki = Gi Ai / hi 高规附录E.0.2建议的方法——剪弯刚度 Ki = Vi / Δi 抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议方法 Ki = Vi / Δui
satwe计算结果分析
位移比、层间位移比控制
规范条文: 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,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。
2)目前的SATWE软件在《结构设计信息》(WMASS.OUT )文件中输出了相邻层层间受剪承载力之比的比值,该比值是 否满足规范要求需要设计人员人为判断。
注:此为最新增加内容
刚重比控制
按照高规5.4.1计算结构的等效侧向刚度
EJd
11qH4 120u
刚重比是结构刚度与重力荷载之比,它是控制

SATWE参数取值及结果分析探讨

SATWE参数取值及结果分析探讨

SATWE参数取值及结果分析探讨2011-03-09 01:20:49| 分类:在风中聆听细雨| 标签:|字号大中小订阅总信息结构材料信息: 钢砼结构;结构体系:框架-剪力墙结构竖向荷载计算信息: [模拟施工加载2],根据《高规》5.1.9条,高层框剪基础宜取[模拟施工加载2]。

对于框剪结构或框筒结构,采用模拟算法2是比较合理的,可以避免剪力墙轴力远大于实际的不合情形。

风荷载计算信息:.选[计算风荷载]地震力计算信息:.选[计算水平地震力],《抗规》5.1.1条(强条)墙元细分最大控制长度(m) DMAX= 2.00.....一般工程取2.0。

是否对全楼强制采用刚性楼板假定是.............计算位移与层刚度比时选[是],《高规》5.1.5条;墙梁转换框架梁的控制跨高比(0为不转):5风荷载信息..........................................地面粗糙程度: B 类..............有密集建筑群的城市市区选[C]类,乡村、乡镇、市郊等选[B]类,详《荷规》7.2.1条地震信息............................................结构规则性信息:不规则.《抗规》3.4.3条,5.2.3条;《高规》3.3.1条2款;一般工程选[耦联],规则结构用[非耦联]补充验算计算振型数: NMODE=15.....《抗规》5.2.2条2款,5.2.3条2款;《高规》5.1.13条2款;参见《手册》;[耦联]取3的倍数,且≤3倍层数,[非耦联]取≤层数,参与计算振型的[有效质量系数]应≥90%地震烈度: NAF = 7.00.....《抗规》1.0.4条,1.0.5条,3.2.4条,附录A场地类别: KD = 3....《抗规》4.1.6条表4.1.6(强条);见地勘报告设计地震分组: 一组........《抗规》3.2.4条,附录A特征周期TG = 0.45.....II类场地一、二、三组分别取0.35s、0.40s、0.45s,《抗规》3.2.3条,5.1.4条表5.1.4-2剪力墙的抗震等级: NW = 2.....7度框剪取2,《抗规》6.1.2条表6.1.2 (强条)活荷质量折减系数: RMC = 0.50.....雪荷载及一般民用建筑楼面等效均布活荷载取0.5,详见《抗规》5.1.3条表5.1.3(强条)组合值系数周期折减系数: TC = 0.70.....框架砖填充墙多0.6-0.7,砖填充墙少0.7-0.8;框剪砖填充墙多0.7-0.8,砖填充墙少0.8-0.9;《高规》3.3.8条是否考虑偶然偏心: 是........单向地震力计算时选[是],单向地震作用计算时,应考虑质量偶然偏心的影响;《高规》3.3.3条;参见《手册》;是否考虑双向地震作用: 否........一般工程选[否],此时考虑上条[偶然偏心];“质量与刚度分布明显不均匀不对称”《高规》3.3.2条2款(强条)调整信息........................................中梁刚度增大系数:BK = 2.00......《高规》5.2.2条;装配式楼板取1.0;现浇楼板取值1.3-2.0,一般取2.0梁端弯矩调幅系数:BT = 0.85......主梁弯矩调幅,《高规》5.2.3条;现浇框架梁0.8-0.9;装配整体式框架梁0.7-0.8连梁刚度折减系数:BLZ = 0.70......一般工程取0.7,位移由风载控制时取≥0.8;《抗规》6.2.13条2款,《高规》5.2.1条梁扭矩折减系数:TB = 0.40......现浇楼板(刚性假定)取值0.4-1.0,一般取0.4;现浇楼板(弹性楼板)取1.0;《高规》5.2.4条0.2Qo 调整起始层号:KQ1 = 2.....用于框剪(抗震设计时);参见《手册》;《抗规》6.2.13条1款;《高规》8.1.4条0.2Qo 调整终止层号:KQ2 =19是否按抗震规范5.2.5调整楼层地震力:是.....用于调整剪重比,《抗规》5.2.5条(强条)设计信息........................................梁柱重叠部分简化: 不作为刚域........一般不简化,《高规》5.3.4条,参见《手册》是否考虑P-Delt 效应:否................一般不考虑;《砼规》5.2.2条3款,7.3.12条;《抗规》3.6.3条;《高规》5.4.1条,5.4.2条柱配筋计算原则: 按单偏压计算......宜按[单偏压]计算;角柱、异形柱按[双偏压]验算;可按特殊构件定义角柱,程序自动按[双偏压]计算是否按砼规范(7.3.11-3)计算砼柱计算长度系数: 否...一般工程选[否],详见《砼规》7.3.11条3款,水平力设计弯矩占总设计弯矩75%以上时选[是]2.结果文本显示的分析与讨论SATWE数据的前期处理完毕,进行数据检查,最后内力配筋计算。

SATWE七大比值(含规范出处)

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。

SATWE计算结果分析查看及规范依据

SATWE计算结果分析查看及规范依据
SATWE《分析结果图形和文本分析》指标控制规范依据(主要针对高层建筑)
序号 1 指标 平均重度 规范要求 目前国内钢筋混凝土结构高层建筑由恒载和活载引起的单位面积重力, 2 2 框架与框架-剪力墙结构约为 12kN/m ~14kN/m , 2 2 剪力墙和筒体结构约为 13kN/m ~16kN/m , 2 2 其中活荷载部分约为 2kN/m ~3kN/m ,只占全部重力的 15%~20%,活载不利分布的影响较小。 楼层与其相邻上层的侧向刚度比 γ1,可按式(3.5.2—1)计算 2 刚度比 框架结构 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。 JGJ3-2010《高规》P15 第 3.5.2 条 控制结构竖向规则性。 中部及 底部偏上 规范出处 JGJ3-2010《高规》P251 第 5.1.8 条 条文说明 软件位置 各层的质量: 上部偏下 平均重度: 中部偏上
7
位移比
上部
3.结构位移 (WDISP.OUT)
B 级高度、混合结构及复杂结构 不宜大于该楼层平均值的 1.2 倍,不应大 1.4 倍 框架-剪力墙、框架-核心筒、板柱-剪力墙结构 筒中筒、剪力墙结构 除框架结构外的转换层 9 轴压比 查表
8
位移角
9.水平力作用 3.结构位移 下结构各层平 (WDISP.OUT) 均侧移简图 上部 3.梁弹性挠度、柱轴压比、 墙边缘构件简图
1.结构设计信息 (WMASS.OUT)
JGJ3-2010《高规》P46 第 5.4.1 条 JGJ3-2010《高规》P49 第 5.4.4 条 JGJ3-2010《高规》P15 第 3.5.3 条 JGJ3-2010《高规》P12 第 3.4.5 条
底部偏上
底部

结构设计侧向刚度比怎么取值

结构设计侧向刚度比怎么取值

结构设计侧向刚度比怎么取值结构设计中的侧向刚度比是指结构在承受侧向荷载时,侧向刚度与其刚度之比。

侧向刚度比对于结构的稳定性和抗侧力能力具有重要的影响。

下面将从侧向刚度比的定义、取值范围、计算方法以及设计中的考虑因素等方面进行详细的说明。

侧向刚度比的定义:侧向刚度比(Lateral Stiffness Ratio,LSR)表示结构在侧向受力时的刚度性能。

它是指结构在水平方向上的刚度与垂直方向上的刚度之比,其数学表达式为:LSR=KL/KN其中,KL为结构在水平荷载作用下产生的水平变形,KN为结构在垂直方向上的垂直变形。

侧向刚度比的取值范围:侧向刚度比的取值范围与结构的类型和所需性能有关。

在一般的建筑结构设计中,侧向刚度比的取值范围通常为0.1-0.4、当侧向刚度比小于0.1时,结构可能会出现过度柔软,无法满足抗侧力能力的要求;当侧向刚度比大于0.4时,结构可能会过度刚硬,造成结构无法满足抗震设计要求。

计算侧向刚度比的方法:计算侧向刚度比的方法主要有理论计算和试验测量两种。

理论计算方法可以通过结构的材料性质、截面尺寸、结构几何形状等参数进行简化的推导和计算得出。

试验测量方法通常采用振测测量或模态分析的方式,通过实际加载结构,测量结构的变形和振动特性,然后根据测量结果计算得出侧向刚度比。

设计中的考虑因素:在结构设计中,确定合理的侧向刚度比要考虑以下几个因素:1.结构类型:不同类型的结构对侧向刚度比的要求有所不同。

例如,在抗震建筑的设计中,对于具有地震作用的结构来说,侧向刚度比的要求通常比较严格。

2.结构几何形状:结构几何形状的不同会对侧向刚度比产生一定影响。

例如,柱子的截面形状、梁柱连接节点的形式等都会对结构的侧向刚度比造成影响。

3.材料性能:结构所使用的材料的性能指标也会对侧向刚度比的取值产生影响。

例如,使用高强度钢材料可以提高结构刚度,从而增加侧向刚度比;而使用柔性材料则可以降低结构刚度,减小侧向刚度比。

关于SATWE中楼层侧向刚度比的取值

关于SATWE中楼层侧向刚度比的取值

关于SATWE 中楼层侧向刚度比的取值1 层刚度的三种计算方法及选用层刚度的三种计算方法在《PKPM 多高层结构计算软件应用指南》中有介绍(P233),分别为剪切刚度、剪弯刚度和地震作用下层剪力和层间位移的比值,在WMASS.OUT 文件中对应以RJX1,RJX2,RJX3进行了输出。

1.1 剪切刚度剪切刚度见于高规式(E.0.1-1)等效剪切刚度比的计算: 1121221e G A h G A h γ=× 剪切刚度计算简单,考察的是抗侧力构件的截面特性及与层高的关系,主要用于方案阶段及初步设计阶段估算、剪切变形为主的结构及结构部位,如框架结构、结构的嵌固部位(结构嵌固部位刚度比计算)、转换层设置在地面以上1、2层时的转换层与其相邻上层的等效剪切刚度比等。

高规E.0.1规定当转换层设置在1、2层时,可近似采用该公式计算得到的等效剪切刚度比1e γ进行判断。

1e γ宜接近1,非抗震设计时不应小于0.4,抗震设计时不应小于0.5。

PKPM 中对应为RJX1,结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度);输出刚度比Ratx ,X 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度)1.2 地震作用下层剪力和层间位移的比值地震作用下层剪力和层间位移的比值即按胡克定律(即楼层标高处产生单位水平位移所需要的水平力)确定结构的侧向刚度。

应用于框架结构(高规3.5.2中第1条)及转换层设置在第2层以上(高规E.0.2)时刚度比的计算。

111i i i i V V γ++∆=∆ PKPM 中对应为RJX3,结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比);输出刚度比Ratx1,X 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者。

这对应于高规3.5.2中1款对框架结构的规定。

该方法物理概念清晰,理论上适用于所有的结构,尤其适合于楼层侧向刚度有归路均匀变化的结构,适用于对结构“软弱层”及“薄弱层”的初步判别。

SATWE计算结果分析10个比值和调整方法

SATWE计算结果分析10个比值和调整方法

SATWE软件计算结果分析一、位移比规范条文:新高规3.4.5规定:结构平面布置应减少扭转的影响。

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、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,不应大于该楼层平均值的1.4倍。

基本概念:位移比包含两项内容(1)楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值;(2)楼层竖向构件的最大层间位移与平均层间位移的比值;计算位移比仅考虑墙顶,柱顶等竖向构件上节点的最大位移,不考虑其他节点的位移。

位移比可以用结构刚心与质心的相对位置(偏心率)表示,二者相距较远的结构在地震作用下扭转效应较大,位移比是控制结构整体抗扭特性和平面不规则性的重要指标。

钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度应区分为A级和B级:A级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑最大适用高度B级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑最大适用高度操作要点:位移比在<结构位移>(WDISP.OUT)中输出,各楼层位移比为Ratio(X)和Radio(Y)。

其中,Ratio(X)=Max(X)/Ave(X)位移比不满足,简便的调整方法:1)程序调整:satwe程序不能实现2)人工调整:只能人工调整改变结构平面布置,使结构规则,刚度均匀,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“分析结构图形和文本显示”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、柱等构件刚度;也可以找出位移最小的节点削弱其刚度;直到位移比满足要求。

注意事项及电算调整:(1)新高规5.1.5规定,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,如果在结构模型中设定了弹性板或楼板开大洞,应计算两次,第一次抗震计算时选择satwe→分析与设计参数补充定义→总信息→对所有楼层强制采用刚性楼板假定,按规范要求的条件计算位移比,第二次应在位移比满足要求后,不选择该项,以弹性楼板假定进行配筋计算。

结构设计侧向刚度比怎么取值

结构设计侧向刚度比怎么取值

结构设计侧向刚度比怎么取值结构设计,侧向刚度比怎么取值?在常规结构设计中,我们用到的结构侧向刚度比主要有三个:1、标准的侧向刚度比。

其中,刚度的定义为:地震作用下楼层剪力标准值与对应层间位移的比值。

2、考虑层高修正的侧向刚度比。

这个定义比较容易,就是在标准侧向刚度比的基础上增强一个层高的比值修正。

3、等效剪切刚度比。

这个比值和抗侧力构件上下端约束没有关系,仅与截面特性(GA)和层高有关。

这三个刚度比的适用范围及限值要求,规范讲得很清晰。

这篇文章只谈可能有歧义的问题。

首先说标准侧向刚度比,从原理来讲,这是最符合力学定义的刚度比概念,即反应了构件本身的特性,也反应了上下端约束的影响。

实际操作中,问题出在哪里呢?可能出在层间位移这个变量上。

无论是地震工况,还是风载工况,我们从软件提取出来的层间位移,除了层剪力产生的本层位移,还有整体弯曲产生的位移。

这个整体弯曲产生的位移,其实不只是由对应层剪力产生的。

所以,按这个公式计算的时候,竖向构件截面保持不变、剪力保持不变的状况下,越往上,计算刚度越小。

这种差异,对弯曲变形或弯剪变形为主的结构,影响更大。

所以,对剪力墙结构、框剪结构、框筒结构,规范建议考虑层高修正。

同时解释说:对这类结构,楼面结构对侧向刚度的贡献很小,层高变化时,侧向刚度变化滞后。

说实话,这句话对增强层高修正的规律,解释得不是很清晰。

4月10日,肖从真大师在一篇文章中谈了这个问题,原话是:倘若把△i/hi当做整体看待,就会发觉公式反映的是层刚度与层间位移角成反比;在刚度比突变的部位,不光是层间位移有突变,层间位移角也会有突变。

这里的深层问题是,层间位移角的突变幅度是否和层高呈线性关系。

倘若答案是绝对的话,相当于和规范的解释冲突。

直观来看,考虑了层高修正后,下层层高与上层层高,比值越大,刚度比越简单满意要求。

也就是说,考虑层高修正的刚度比计算公式,其实是放宽了刚度比的要求。

实际设计中,也的确如此。

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关于SATWE 中楼层侧向刚度比的取值
1 层刚度的三种计算方法及选用
层刚度的三种计算方法在《PKPM 多高层结构计算软件应用指南》中有介绍(P233),分别为剪切刚度、剪弯刚度和地震作用下层剪力和层间位移的比值,在WMASS.OUT 文件中对应以RJX1,RJX2,RJX3进行了输出。

1.1 剪切刚度
剪切刚度见于高规式(E.0.1-1)等效剪切刚度比的计算: 1121221
e G A h G A h γ=× 剪切刚度计算简单,考察的是抗侧力构件的截面特性及与层高的关系,主要用于方案阶段及初步设计阶段估算、剪切变形为主的结构及结构部位,如框架结构、结构的嵌固部位(结构嵌固部位刚度比计算)、转换层设置在地面以上1、2层时的转换层与其相邻上层的等效剪切刚度比等。

高规E.0.1规定当转换层设置在1、2层时,可近似采用该公式计算得到的等效剪切刚度比1e γ进行判断。

1e γ宜接近1,非抗震设计时不应小于0.4,抗震设计时不应小于0.5。

PKPM 中对应为RJX1,结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度);输出刚度比Ratx ,X 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值(剪切刚度)
1.2 地震作用下层剪力和层间位移的比值
地震作用下层剪力和层间位移的比值即按胡克定律(即楼层标高处产生单位水平位移所需要的水平力)确定结构的侧向刚度。

应用于框架结构(高规3.5.2中第1条)及转换层设置在第2层以上(高规E.0.2)时刚度比的计算。

111i i i i V V γ++∆=
∆ PKPM 中对应为RJX3,结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比);输出刚度比Ratx1,X 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者。

这对应于高规3.5.2中1款对框架结构的规定。

该方法物理概念清晰,理论上适用于所有的结构,尤其适合于楼层侧向刚度有归路均匀变化的结构,适用于对结构“软弱层”及“薄弱层”的初步判别。

但当楼层侧向刚度变化过大时,适应性较差。

另外,高规E.0.2规定当转换层设置在第2层以上时,应该按该方法计算转换层与其相邻上层的侧向刚度比,该值不应小于0.6。

也应用于框架-剪力墙结构等包含剪力墙结构体系的刚度比计算,2γ为考虑层高
修正的楼层侧向刚度比。

1211i i i i i i V h V h γ+++∆=
∆ PKPM 中对应应为考虑层高修正的RJX3/H ,但似乎PKPM 的数值有问题;输出刚度比Ratx2,X 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度90%、110%或者150%比值。

110%指当本层层高大于相邻上层层高1.5倍时,150%指嵌固层。

这也是高规3.5.2中2款对框架-剪力墙结构等包含剪力墙结构体系的刚度比要求。

在以弯曲变形或弯剪变形为主的结构中,楼面结构对侧向刚度的贡献较小,层高变化时侧向刚度变化滞后,对上部结构的侧向刚度比可采用考虑层高修正的楼层侧向刚度比值法。

1.3 剪弯刚度
剪弯刚度即高规E.0.3中规定的计算方法,计算的是转换层及下部结构与转换层上部结构的等效侧向刚度比:
11222e H H γ∆=
∆ 高规E.0.3规定,地震作用下层剪力和层间位移的比值应用于转换层设置在第2层以上时的另一等效刚度比计算。

2e γ宜接近1,非抗震设计时不应小于0.5,抗震设计时不应小于0.8。

该方法考察的是结构特定区域内结构侧向变形角之间的比值,适合于结构侧向刚度变化较大的特殊部位,如转换层设置在2层以上时转换层上下部结构等。

PKPM 中对应为RJX2,结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪弯刚度)。

但PKPM 后面又对“高位转换时转换层下部与上部结构的等效侧向刚度比”进行了输出,不知这里输出的刚度同RJX2有何区别。

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