第二振型可以是扭转振型吗
第一或第二振型为扭转时的调整方法
第一或第二振型为扭转时的调整方法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”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
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。
4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)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,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求。
9)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。
【答1】简单的说,当扭转周期不在第一周期时,就是有一个轴的平面刚度超过了扭转刚度。
第一或第二振型为扭转的调整方法
第一或第二振型为扭转的调整方法的第一或第二振动模式是扭转的调整方法。
1)SATWE程序中的振动模式按周期长度排序。
2)结构的第一和第二振动模式应该是平移的,扭转周期应该出现在第三振动模式及其之后。
见抗震规范第3.5.3条第3款和“结构在两个主轴方向上的动力特性(周期和振型)应相似”的规定;《高规范》第7.1.1条规定,“在地震结构中??使两个方向的刚度接近是合适的”;《高规》第8.1.7条第7款规定:“在抗震设计中,剪力墙的布置应使每个主轴的横向刚度接近。
”3)结构的刚度(包括横向刚度和扭转刚度)与相应的周期成反比,即刚度越大,周期越小,刚度越小,周期越大。
4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与距结构刚性中心的距离成正比,结构外围的抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献最大5)当第一振动模式为扭转时,表明结构扭转刚度相对于其两个主轴(第二振动模式角度方向和第三振动模式角度方向通常靠近X轴和Y 轴)的横向位移太小。
此时,适当地加强沿着两个主轴的结构外围的刚性或者适当地削弱沿着两个主轴的结构内部的刚性是合适的。
6)当第二振动模式为扭转时,表明结构沿两个主轴的横向刚度差异很大,结构的扭转刚度相对于其中一个主轴的横向刚度是合理的(第一振动模式的转角方向);然而,相对于另一主轴的横向刚度(在第三模式角度的方向上)太小。
此时,适当削弱结构内部“第三模式角方向”的刚度或适当加强结构外围的刚度(主要是第一模式角方向)是合适的7)当主轴方向层间位移角小于极限值时(见《高规》表4.6.3,下同),主轴方向应采用“加强结构外围刚度”的方法。
当主轴方向层间位移角大于极限值时,主轴方向应采用“削弱结构内部刚度”的方法。
当主轴方向的层间位移角接近极限值时,主轴方向应同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整时,应注意使循环比符合《高等法规》第4.3.5条的要求。
9)当第一振型为扭转时,周期比肯定不符合规范要求;当第二振动模式为扭转时,周期难以满足规范要求。
【结构设计】详细解读地震周期振型
详细解读地震周期振型动力学认为结构的第一周期应该是出现该振形时所需要的能量最小,第二周期所需要的能量次之,依次往后推.我认为规范规定Tt/T1<0.9就是为了让对结构产生作用的能量中的大部分只够激起结构的平动而不是扭转.按照动力学理论,结构第一周期只与结构本身的质量、刚度和边界条件有关,与外界力没有关系,地震只是提供一个激振力,基底剪力是反映这个激振效果的一个指标,这个除了以上的条件外,同时就跟地震参数有关,比如加速度的值.而结构最容易出现振动的振型就应该是第一振型,这个振型所需要的能量最小,最容易发生.这个就很容易理解为什么扭转振型不能太靠前,起码不能出现再第一振型.关于第二平动周期与扭转周期比较接近的问题是相对的,我个人认为就是说能拉大到0.9以下最好,但是不能拉到0.9以下,也尽量不要超的太多.怎么理解主振型?pkpm采用了wilson教授的质量参与系数的概念(可以查看sap和etabs),比如我们计算15个振型,质量参与系数达到了98%,那么15个振型当中就有一个质量参与系数最大的振型,比如是2振型,它对这个98%的贡献最大(比如达到40%),那么我们就认为它就是主振型.而其它的振型的贡献可能相对很小.主振型的意义在于:它可能不是最容易被激励起的振型,但是它一旦被激励起了,那么它就是结构振动的主要成分,所以我们在抗震的时候我特别给与关注,尽量避免它与扭转振型靠近.这也就是我建议ljbwhu将T2与Tt拉大点的原因.在常规的高层结构设计中,由于各种限制,不容易出现以下这种情况:当结构中存在某些相对软弱的部分或者构件的时候,则结构的主振型会出现的比较靠后,这很容易理解,因为软弱的地方在激励能量相对小的时候就会局部振动,此时不是整体振动,所以该振型的质量参与系数很小,但是它们却是低阶振型.计算时某些构件的刚度、尺寸、材料等原因的错误,造成局部软弱,这种情况比较特殊,但是也可能出现,所以要避免.主振型:对于某个特定的地震作用引起的结构反应而言,一般每个参与振型都有着一定的贡献,贡献最大的振型就是主振型,贡献指标的确定一般有两个,一是基底剪力的贡献大小,二是应变能的贡献大小.一般而言,基底剪力的贡献大小比较直观,容易被我们接受扭转为主的振型中,周期最长的称为第一扭转为主的振型,其周期称为扭转为主的第一自振周期Tt.平动为主的振型中,根据确定的两个水平坐标轴方向X、Y,可区分为X向平动为主的振型和Y向平动为主的振型.假定X、Y方向平动为主的第一振型(即两个方向平动为主的振型中周期最长的振型)的周期值分别记为T1X和T1Y,其中的大者位T1,小者为T2.则T1即为《高规》第41315条中所说的平动为主的第一自振周期,T2姑且称作平动为主的第二自振周期.研究表明,结构扭转第一自振周期与地震作用方向的平动第一自振周期之比值,对结构的扭转响应有明显影响,当两者接近时,结构的扭转效应显著增大[7].《高规》第41315条对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之比值进行了限制,其目的就是控制结构扭转刚度不能过弱,以减小扭转效应.《高规》对扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第二自振周期T2之比值没有进行限制,主要考虑到实际工程中,单纯的一阶扭转或平动振型的工程较少,多数工程的振型是扭转和平动相伴随的,即使是平动振型,往往在两个坐标轴方向都有分量.针对上述情况,限制Tt与T1的比值是必要的,也是合理的,具有广泛适用性;如对Tt与T2的比值也加以同样的限制,对一般工程是偏严的要求.对特殊工程,如比较规则、扭转中心与质心相重合的结构,当两个主轴方向的侧向刚度相差过大时,可对Tt与T2的比值加以限制,一般不宜大于1.0.实际上,按照《抗震规范》第31513条的规定,结构在两个主轴方向的侧向刚度不宜相差过大,以使结构在两个主轴方向上具有比较相近的抗震性能.当然,振型特征判断还与宏观振动形态有关.对结构整体振动分析而言,结构的某些局部振动的振型是可以忽略的,以利于主要问题的把握.注意上面这句话的意义说明了,某些局部振动可以忽略掉,那么如何判断某些局部振动呢?就转到我们上面所讨论的问题上来了,可以采用振型总剪力的大小来判断或者振型质量参与系数来判断.忽略某些总剪力很小或者质量参与系数很小的振型,而保留那些相对较大的振型,这样说的话,就没有必要强制要求将总剪力最大的平动周期作为第一平动周期了!第一扭转周期的确定也没有什么疑惑.。
扭转振型
今天看到一个悬赏的帖子,关于振型为扭转时的调整的,给他回复了,不过很多人可能不容易找到,并且这是我们这种新手一般会遇到的问题,所以就再发一个帖子,当然了,帖子的内容不是我写的,谁写的这些也无从查起了,但是其内容还是很有价值的,在这里对其人表示敬意。
如其人看到了,感觉有不妥之处联系我,立刻删除,绝对尊重别人的成果,当然了,最好一直留着供是大家互相学习。
型)宜相近”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
3)结构的刚度(包括侧移刚度和扭转刚度)献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)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“第三振型转角方向”的刚度,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型扭转)的刚度。
7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求。
9)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,周期比较难满足度。
把扭转周期下面那个轴的刚度调弱或把第一周期对应的轴刚度调强就解决了。
]结构第一周期扭转调整方法
如果看这个您判断扭转周期是第二周期吗?有人会断定第四周期才是第一扭转周期吗?
【最最直接的判断方法】
看各个振型里面各个位移分量的质量参与系数,根据他们可以判断第二周期究竟是平动为主还是扭转为主;可惜PKPM不提供这样的输出结果。sap2000和etabs的输出结果就比较详细一些。对于一般工程,估计大部分设计人员都不会使用etabs进行复核,那么在这种情况下,如何判别结构的固有周期特性?
12 1 -0.012 0.164 -0.013
11 1 -0.011 0.143 -0.011
10 1 -0.009 0.123 -0.010
1 1 0.000 0.000 0.000
振型 2
-------------------------------------------------------
Floor Tower X-Disp Y-DISP Angle-Z
9 1 -0.008 0.104 -0.008
8 1 -0.007 0.085 -0.007
7 1 -0.006 0.067 -0.006
3 8468.62
4 6.92
5 5.62
6 3616.59
7 12.15
各振型作用下 Y 方向的基底剪力
-------------------------------------------------------
振型号 剪力(kN)
耦联时的振型
Floor : 层号
Tower : 塔号
X-Disp : 耦联振型在 X 方向的位移分量
振型分解反应谱法
振型分解反应谱法振型分解反应谱法是用来计算多自由度体系地震作用的一种方法。
该法是利用单自由度体系的加速度设计反应谱和振型分解的原理,求解各阶振型对应的等效地震作用,然后按照一定的组合原则对各阶振型的地震作用效应进行组合,从而得到多自由度体系的地震作用效应。
振型分解反应谱法一般可考虑为计算两种类型的地震作用:不考虑扭转影响的水平地震作用和考虑平扭藕联效应的地震作用。
适用条件(1)高度不超过40米,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法计算。
(此为底部剪力法的适用范围)(2)除上述结构以外的建筑结构,宜采用“振型分解反应谱法”(3)特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑,应采用时程分析法进行补充计算。
刚重比刚憧比是指结构的侧向刚度和重力荷载设计值之比,是影响重力二阶效应的主要参数刚重比二Di*Hi/GiDi-第i楼层的弹性等效刚度,可取该层剪力与层间位移的比值Hi-第i楼层层高Gi-第i楼层重力荷载设计值刚重比与结构的侧移刚度成正比关系;周期比的调整将导致结构侧移刚度的变化,从而影响到刚重比。
因此调整周期比时应注意,当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时,应采用加强刚度的方法;当某主轴方向刚重比大于规范限值较多时,可采用削弱刚度的方法。
同样,对刚重比的调整也可能影响周期比。
特别是当结构的周期比接近规范限值时,应采用加强结构外围刚度的方法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541和542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544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。
第一或第二振型为扭转时的调整方法
第一或第二振型为扭转时的调整方法1)SA TWE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”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
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。
4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)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,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求。
振型数的确定
结构振型数的确定采用振型分解反应谱法进行结构地震反应分析时应确定合理的振型数。
要确保不丧失高振型的影响,程序要输入较多的计算振型数;但是输入的振型数过多超过了结构的自由度数,就会引起计算结果的不可靠.如何确定合适的振型数?1.《抗规》5.2.2 不进行扭转联合计算的结构,水平地震作用标准值的效应,可取前2-3个振型,当基本自振周期大于1.5S或房屋高宽比大于5时,振兴个数应适当增加。
《高规》5.1.13-2 抗震计算应考虑扭转联合,振兴数不应小于15,对于多塔结构,不应小于塔数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
上述规范给出的是计算振型数的下限!2.结构自由度的确定振型分析提供了两种结构计算方法:侧刚模型和总刚模型侧刚模型假定楼板为刚性楼板,对于无塔结构每层为一刚性楼板,有塔的结构一塔一层为一刚性楼板,每块刚性楼板有3个自由度,两个平动,一个转动。
侧向刚度就是建立在这些结构自由度上的。
例某n层无塔结构,侧刚模型结构的自由度为3*n。
有塔的结构如某30层3塔结构,第一塔1-30,第二塔6-25,第三塔3-28,则独立的刚性楼板数m=30+(25-6+1)+(28-3+1)=76,则结构自由度为3*76=228 总刚模型是一种真实的模型,不再有刚性楼板的假定。
每个独立于刚性楼板的节点有两个水平方向的自由度。
对某n层无刚性楼板的结构,每层节点数为m个,所以结构的自由度为2*n*m。
对于n层有刚性楼板的结构每层独立的节点为m个,有k个刚性楼板,则结构自由度为n*(2*m+3*k)。
上述结构的自由度为振型数的上限!3.选取足够的振型数,对于一个大型结构计算所有的振型数,所花费的计算机资源相当大!故没有必要就算所有的振型数,因为最后的那些高振型对结构的地震作用贡献很小。
所以足够就可以了。
规范规定足够的振型数要保证有效质量系数超过90%,否则振型数不够!振型数不够也是造成剪重比不满足要求的一个原因。
第一或第二振型为扭转的调整方法
第一或第二振型为扭转时的调整方法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”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
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。
4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)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,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求。
9)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。
【答1】简单的说,当扭转周期不在第一周期时,就是有一个轴的平面刚度超过了扭转刚度。
振型分解反应谱法
振型分解反应谱法振型分解反应谱法是用来计算多自由度体系地震作用的一种方法。
该法是利用单自由度体系的加速度设计反应谱和振型分解的原理,求解各阶振型对应的等效地震作用,然后按照一定的组合原则对各阶振型的地震作用效应进行组合,从而得到多自由度体系的地震作用效应。
振型分解反应谱法一般可考虑为计算两种类型的地震作用:不考虑扭转影响的水平地震作用和考虑平扭藕联效应的地震作用。
适用条件(1)高度不超过40米,以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法计算。
(此为底部剪力法的适用范围)(2)除上述结构以外的建筑结构,宜采用“振型分解反应谱法”。
(3)特别不规则的建筑、甲类建筑和规范规定的高层建筑,应采用时程分析法进行补充计算。
刚重比刚重比是指结构的侧向刚度和重力荷载设计值之比,是影响重力二阶效应的主要参数刚重比=Di*Hi/GiDi-第i楼层的弹性等效刚度,可取该层剪力与层间位移的比值Hi-第i楼层层高Gi-第i楼层重力荷载设计值刚重比与结构的侧移刚度成正比关系;周期比的调整将导致结构侧移刚度的变化,从而影响到刚重比。
因此调整周期比时应注意,当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时,应采用加强刚度的方法;当某主轴方向刚重比大于规范限值较多时,可采用削弱刚度的方法。
同样,对刚重比的调整也可能影响周期比。
特别是当结构的周期比接近规范限值时,应采用加强结构外围刚度的方法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。
结构第一周期扭转调整方法
结构第一周期扭转调整方法2011-04-21 16:34:10| 分类:默认分类| 标签:|字号大中小订阅规范条文: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复杂高层建筑不应大于0.85。
一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,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,总的调整原则是要加强结构外圈,或者削弱内筒。
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(转):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。
高层剪力墙周期调整方法
第一或第二振型为扭转时的调整方法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”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
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。
4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)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,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
7)某主轴方向的层间位移角大于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角小于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求。
9)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。
【答1】简单的说,当扭转周期不在第一周期时,就是有一个轴的平面刚度超过了扭转刚度。
结构平面布置要限制结构的扭转效应
结构平面布置要限制结构的扭转效应。
国内、外历次大地震震害表明,平面不规则、质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构,在地震中受到严重的破坏。
国内一些振动台模型试验结果也表明,扭转效应会导致结构的严重破坏。
对结构的扭转效应需从两个方面加以限制:(1)限制结构平面布置的不规则性,避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
规定单向地震作用扭转变形的计算应考虑偶然偏心的影响(详见(高规》第3.3.3条),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。
(2)限制结构的抗扭刚度不能太弱。
关键是限制结构扭转为主的第一自振周期`T_1`与平动为主的第一自振周期`T_1`之比。
当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应明显增大。
结构扭转为主的第一自振周期T:与平动为主的第一自振周期T,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复杂高层建筑不应大于0.85O不满足以上要求时,宜调整抗侧力结构的布置,增大结构的抗扭刚度。
如在满足层间位移比的情况下,减小某些(中部)竖向构件刚度,增大平动周期,加大端部竖向构件抗扭刚度,减小扭转周期。
扭转祸联振动的主方向,可通过计算振型方向因子来判断。
在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中,当转动方向因子大于0.5时,则该振型可认为是扭转为主的振型。
多高层建筑结构,经计算若周期比`T_1`/`T_1`.小于0.5,则相对扭转振动效应ΘR/Υ。
一般较小(Θ,R分别为扭转角和结构的回转半径。
ΘR表示由于扭转产生的离质心距离为回转半径处的位移,Υ为质心位移),即使结构的刚度偏心很大,偏心距。
达到0.7R,其相对扭转变形ΘR/Υ值亦仅为0.2。
而当周期比`T_1`/`T_1`.大于0.85以后,相对扭振效应ΘR/Υ值急剧增加。
pkpm计算扭转处理办法修改
pkpm计算扭转处理办法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”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
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(应使结构的扭转刚度大于两个主方向的侧向刚度,即扭转周期小于两个方向的侧向周期,位于第三周期及以后)。
4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)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(第一振型平动方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振型平动方向)的侧移刚度则过小,此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型平动方向”的刚度,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型平动方向)的刚度(增加第一振型平动方向刚度,使其与第三振型平动方向刚度接近,同时增加了扭转刚度,使其大于第三振型平动方向刚度)。
7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法(均为尽可能增加扭转刚度或不减小扭转刚度)。
【结构设计】结构计算时第一或第二振型为扭转的调整方法
结构计算时第一或第二振型为扭转的调整方法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”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”.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.4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大.5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度.6)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,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度.7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法.8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求.9)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.。
【结构设计】结构计算时第一或第二振型为扭转的调整方法
结构计算时第一或第二振型为扭转的调整方法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”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”.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.4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大.5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度.6)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,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度.7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法.8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求.9)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.。
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第二振型可以是扭转振型吗
钢结构多层的第二振型可以是扭转振型吗?
我们先看看规范的相关规定:
(1)《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第3.5.3条中规定:结构在两个主轴方向的动力特性宜相近.
(2)《高层混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)第3.4.5条的条文说明:本条规定的Tl是指刚度较弱方向的平动为主的第一振型周期,对刚度较强方向的平动为主的第一振型周期与扭转为主的第一振型周期Tt的比值,本条未规定限值,主要考虑对抗扭刚度的控制不致过于严格.有的工程如两个方向的第一振型周期与Tt的比值均能满足限值要求,其抗扭刚度更为理想.
由此可见,现行规范里没有硬性规定说第二周期不能为扭转,但扭转周期太靠前就是结构抗扭能力太弱,宜考虑调整,从优化设计的角度考虑,最好还是尽量把第二周期调整为平动,尤其是对于高层建筑.
造成第二周期扭转的主要原因:
(1)主轴两个方向刚度相差过大.即结构的一个方向的平动刚度<扭转刚度<另一方向的平动刚度.
(2)建筑平面长宽比较大.
(3)结构内部刚度大,四周刚度小.
调整模型时的主要目标是减小第三周期对应的平动刚度,增加扭转刚度.采取的措施主要有:
(1)减小结构中部的刚度(删除长边方向中部的剪力墙、减小墙厚、减少连梁高度、开结构洞等).
(2)增加结构周边刚度(加设剪力墙、增加墙厚、加大连梁高度、增加周边梁柱截面尺寸等);
(3)对于框架结构,可以采用矩形柱来拉近两方向的侧移刚度.
延伸看第二个问题,扭转周期与平动周期的比值要求,是否对两个主轴方向平动为主的振型都要考虑?
扭转为主的振型中,周期最长的称为第一扭转为主的振型,其周期称为扭转为主的第一自振周期Tt.平动为主的振型中,根据确定的两个水平坐标轴方向X、Y,可区分为X向平动为
主的振型和Y向平动为主的振型.假定X、Y方向平动为主的第一振型(即两个方向平动为主的振型中周期最长的振型)的周期分别记为T1X和T1Y,并定义:
则T1即为《混凝土高规》第4.3.5条中所说的平动为
主的第一自振周期,T2姑且称为平动为主的第二自振周期.对特定的结构,T1、T2的值是恒定的,究竟是T1X还是T1Y,与水平坐标轴方向X、Y的选择有关.
研究表明,结构扭转第一自振周期与地震作用方向的平动第一自振周期之比值,对结构的扭转响应有明显影响,当两者
接近时,结构的扭转效应限制增大.《混凝土高规》对结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比值进行了限制,其目的就是控制结构扭转刚度不能过弱,以减小扭转效应.
《混凝土高规》对扭转为主的第一自振周期与平动为主的第二自振周期之比值没有进行限制,主要考虑到实际工程中,单纯的一阶扭转或平动振型的工程较少,多数工程的振型时扭转和平动相伴随的,即使是平动振型,往往在两个坐标轴方向都有分量.针对上述情况,限制Tt与T1的比值是必要的,也是合理的,具有广泛适用性;如对Tt与T2的比值也加以同样的限制,对一般工程是偏严的要求.对特殊工程,如比较规则、扭转中心与质心相重合的结构,当两个主轴方向的侧向刚度相差过大时,可对Tt与T2的比值加以限制,一般不宜大于1.0.实际上,按照《抗震规范》的规定,结构在两个主轴方向的侧向刚度不宜相差过大,以使结构在两个主轴方向上具有比较相近的抗震性能.。