受剪承载力比(薄弱层)
高层结构设计严控的7个比值
高层结构设计严控的7个比值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以下七个:轴压比、周期比、剪重比、刚度比、位移比、刚重比、层间受剪承载力之比。
PKPM的熟练掌握在结构设计中也占据重要位置,那么如何控制比值和怎样熟练使用PKPM 操作软件.1.轴压比轴压比主要是控制结构的延性,具体要求见抗规6.3.6和6.4.5,高规6.4.2和7.2.14。
轴压比过大则结构的延性要求无法保证,此时应加大截面面积或提高混凝土强度;轴压比过小,则结构的经济性不好,此时应减小截面面积。
PKPM中的查看方法:2.周期比周期比控制的是结构侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更合理,使结构不致于出现过大的扭转效应。
一句话,周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构承载布置合理,具体要求见高规4.3.5。
刚度越大,周期越小。
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,意思是结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
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。
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的侧移刚度过小,此时应沿两个主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两个主轴适当削弱结构内部的刚度。
当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚度相对于其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的,但对于另一主轴(第三振型转角方向)的侧移刚度过小,此时应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。
PKPM中的查看方法:3.位移比位移比是指采用刚性楼板假定下,端部最大位移(层间位移)与两端位移(层间位移)平均值的比,位移比的大小反映了结构的扭转效应,同周期比的概念一样都是为了控制建筑的扭转效应提出的控制参数。
见抗规3.4.3,高规4.3.5。
结构设计要注意的7个比值word版
结构设计中的七个比值一、周期与周期比(控制第一振型不扭转):规范中没有严格的规定,只在《建筑结构荷载规范》2012年版的附录E中给出经验公式。
周期太长结构过于柔,周期太短,结构过于刚,所以,在一般情况下,高层结构结构周期T=(0.007-0.013)n式中n为建筑层数。
周期比即为结构扭转为主的第一自震(也称第一扭震周期)与平动为主的第一自振周期(也称第一侧震周期)的比值,周期比主要控制结构扭转效应,减小结构扭转对结构产生的不利影响,使结构抗扭刚度不会太弱,因为两者相近时,由于振动藕连现象,结构扭转效应会明显加大。
二、位移比(控制扭转):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,需要对其最大位移和层间位移加以控制,以保证主体结构始终处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度,保证填充墙,幕墙等非结构构件的影响,避免产生明显的破坏。
控制平面的规则性,以免扭转对结构产生不利影响。
计算结果的判别和调整特点:pkpm中的satwe程序对于每一层计算并输出最大位移,最大层间位移角,平均水平位移,平均层间位移角及相应比值,详见输出文件wdisp,但对于计算结果的判读,应注意以下几点:(1)若位移比(层间位移比)超过1.2,则要在总信息参数设置中考虑双向地震作用。
(2)验证位移比要考虑偶然偏心作用,验证位移角不需要考虑偶然偏心。
(3)验算位移比应当选择强制刚性楼板假定,但当凹凸或者局部楼板不连续时,应当采用复合楼板,平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不连续时尚应考虑扭转影响。
(4)最大层间位移位移比是在刚性楼板假定下的控制参数。
构件设计与设计信息不是在同一个条件下的结果(即构件可以采用弹性楼板计算,而位移计算必须在刚性楼板假定下获得)固可以在刚性楼板假定下算出位移,而采用弹性楼板进行构件分析。
(5)因为高层建筑在水平力作用下,几乎都会产生扭转,故楼层最大位移一般都发生在结构单元边角部位。
高层建筑结构设计中7个比值的设计与调整
高层结构设计中七个 比值的控制与调整龙广成摘 要 随着城市的发展和科学技术的进步,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。
在满足使用功能的情况下,高层建筑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面对的问题。
对于高层结构设计来说,位移比、周期比、刚度比、层间受剪承载力比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的七个极其重要的参数,!抗震规范∀、!混凝土规范∀、!高规∀均在相关章节对以上"七个比值"进行了严格控制。
关键词 高层建筑;结构设计;七个"比值";规范条文;SATW E程序;电算结果;名词释义;控制与调整引言:随着城市的发展和科学技术的进步,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。
在满足使用功能的情况下,高层建筑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面对的问题。
对于高层结构设计来说,位移比、周期比、刚度比、层间受剪承载力比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的七个极其重要的参数,!建筑抗震设计规范GB50011-2001∀(2008年版)(以下简称为抗规); !混凝土结构设计规范G B50010-2002∀(以下简称为砼规);!高层建筑混凝土结构技术规程J G J3-2002∀(以下简称为高规)均在相关章节对"七个比值"进行了严格控制。
在初步设计和施工图设计阶段,结构设计人员和审图人员对"七个比值"都非常重视,各类结构设计软件都有相应的详细电算结果输出,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SAT W E程序的电算结果,结合规范条文要求,谈谈如何对电算结果进行判读、控制与调整。
1 位移比1.1 名词释义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。
高层设计 七大比值
高层设计七大比值调整方法2010-06-22 23:38确保结构安全性,以免竖向刚度突变,见抗规3.4.2,见高规4.3.5。
周期比不满足要求,提高结构的扭转刚度;总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,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,则说明结构的经济技术指标。
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。
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。
多层框架结构设计的主要控制参数分析
多层框架结构设计的主要控制参数分析【摘要】目前,我国多层框架结构设计的重点在于相关控制参数的分析和计算结果的判断。
深入理解多层框架结构整体控制各参数的实质含义,有助于提高结构整体控制的效率,也有助于使结构设计更加经济合理。
【关键词】多层框架结构;设计;控制参数多层框架结构设计的主要控制参数分析如下:1.剪重比剪重比是指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。
主要为了控制各楼层最小地震水平剪力,用以确保较长周期结构的安全。
规定剪重比主要是为了多层框架结构楼层在长期作用下,地震影响系数下降较快,尤其对于基本周期大于3. 5s 的结构,以及存在薄弱层的结构,由此计算得出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则可能具有对结构的破坏影响力但是规范采用的振型分解反应谱法尚无法对此作出估量。
因此,基于安全考虑,规范规定了各楼层水平地震力的最小值和不同烈度下的剪力系数,见高规10版高规4.3.12。
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。
剪重比是反映地震作用大小的重要指标,它可以由“有效质量系数”来控制,当“有效质量系数”大于90%时,可以认为地震作用满足规定要求。
此时,再考察结构的剪重比是否合适,如不合适则需要修改结构布置、增加结构刚度,使计算的剪重比能达到自然满足规范要求。
有效质量系数与振型个数有关,如果有效质量系数不满足90%,则需要通过增加振型数来满足。
剪重比即要求各楼层都要承担足够的地震作用,设计时不能小于规范的要求,并且明确指出,剪重比是一个调整系数,即这不是一个指标,计算结果出来后,若剪重比大于规定的最小值,计算结果不作调整,若小于,应将地震剪力调大,使剪重比达到规定的最小值。
2.轴压比轴压比是指考虑地震作用组合的轴压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值N/(fcA);对于剪力墙,轴压比是指重力荷载代表值作用下墙肢的轴向压力设计值与柱全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积的比值。
层间受剪承载力之比不满足0.65
抗震规范3.4.4第2大条第3小条明确规定,不应小于相邻上一楼层的65%。
不满足的话,那必须调整。
层间受剪承载力比不满足时的调整方法:
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按规定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,可适当提高本层构件强度(如增大柱箍筋和墙水平分布筋、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。
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、刚度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。
剪力墙控制参数及调整方法
剪力墙控制参数及调整方法剪力墙控制参数及调整方法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;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。
楼层受剪承载力及屈服强度系数
4.
5. 6.
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影响楼层受剪承载力的参数
1. 根据C.0.2-1公式不难发现:框架柱层间实际受剪承载力与层高成反比,与柱顶柱底的弯矩和成 正比。 2. 根据C.0.2-2公式不难发现:框架柱层间实际受剪承载力与剪跨比非线性成反比,与柱配箍率非 线性成正比,与柱箍筋强度标准值非线性成正比,与混凝土标号非线性成正比,与竖向轴力非 线性成正比。 相关情况分类 情况一 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不小于 相邻上一楼层的65%,楼层屈服强度系数 不小于0.5。 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不小于 相邻上一楼层的65%,楼层屈服强度系数 小于0.5,验算罕遇地震的变形满足抗规 表5.5.5的要求。 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不小于 相邻上一楼层的65%,楼层屈服强度系数 小于0.5,验算罕遇地震的变形不满足抗 规表5.5.5的要求。 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力小于相 邻上一楼层的65%。 可按实际情况进行计算和截面设计。
楼层受剪承载力 及屈服强度系数
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定义及规范要求 :
楼层受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全 部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。 楼层屈服强度系数为按钢筋混凝土构件实际配筋和材料强度标 准值计算的楼层受剪承载力和按罕遇地震作用标准值计算的楼层弹性 地震剪力的比值;对排架柱,指按实际配筋面积、材料强度标准值和 轴向力计算的正截面受弯承载力与按罕遇地震作用标准值计算的弹性 地震弯矩的比值。 《抗规》3.4.4:2.3)楼层承载力突变时,薄弱层抗侧力结构的 受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。 《高规》3.5.3:A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪 承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上 一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间 受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。 用途一:判断竖向不规则并控制竖向不规则程度。 用途二:计算楼层屈服强度系数,用于罕遇地震作用下薄弱层的 弹塑性变形验算,《抗规》5.5.2、5.5.4条,《高规》3.7.4、5.5.3条。 Page 2
关于结构薄弱层及其控制
A 控制意义:避免薄弱层的轻易出现,若不可避免要采取相应措施予以加强B 规范条文高规的4.4.2、5.1.14条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度小于其上一层的70%或小于其上相临三层侧向刚度平均值的80%,或某楼层竖向抗侧力构件不连续,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。
规范规定:高规的4.4.3、5.1.14条规定,A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%,不应小于其上一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。
抗震设计的高层建筑结构,结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。
C 计算方法及程序实现薄弱层方法之一:按层刚度比来判断薄弱层方法之二:按楼层承载力比来判断薄弱层方法之三:按楼层弹塑性层间位移角来判断>>按层刚度比来判断规范对结构的层刚度有明确的要求,在判断楼层是否为薄弱层时,抗震规范和高规建议的计算层刚度的下列方法(地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等,都要求有层刚度作为依据):方法1:高规附录E.0.1建议的方法即剪切刚度:Ki = Gi Ai / hi方法2:高规附录E.0.2建议的方法即剪弯刚度:Ki = Vi / Δi方法3:抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明及高规建议的方法即地震剪力位移比刚度:Ki = Vi / Δi由于层刚度产生的薄弱层,可以通过调整结构布置、材料强度来改变。
>>按楼层承载力比来判断程序将薄弱层地震作用标准值乘以1.15的增大系数。
选择剪力位移比方法计算层刚度时,一般要采用“刚性楼板假定”的条件。
对于有弹性板或板厚为零的工程,应计算两次。
在刚性楼板假定条件下计算层刚度并找出薄弱层。
再在真实条件下计算,并且检查原找出的薄弱层是否得到确认,完成其它计算。
高层结构电算结果判断的几个主要指标
高层结构电算结果判断的五个主要指标(在砼篇已发)除了总信息,我想列举几个主要的一周期及周期比电算有比较详细的结果,规范也有明确的判断依据。
具体是第一周期的大小,第一扭转周期和平动周期的比值小于0.9(0.85),判断什么是扭转周期平动周期在周期后的比例中可以看到。
以上有问题就说明结构的刚度有值得查看的地方。
二质量参与系数(震型数)这个要达到90%以上,至于为什么,几乎所有将震型的文字都有说明三位移三指标层间位移,楼层最大位移,位移角。
规范设计该文字的地方就有说明四剪重比规范没有说剪重比,用的是剪力系数。
作用是判断结构刚度及地震力五侧向刚度和楼层抗剪承载力判断薄弱层,指标应该很好查吧以上不是全部需要判断的,还有一些,这几个比较关键。
都互相关联,还有总信息。
手改动的,常常能看出的。
当然,有些人也是敢赌的,有时还能赌过。
但是,不要常常在河边走,舍本逐末害人害己。
自己总结:1、检查最大地震力作用方向,软件会给出角度,如若角度绝对值大于15度,应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。
关于柱、异型柱、短肢剪力墙、剪力墙概念小析:设肢截面高为h,宽为b,则有:1≤h/b≤3——〉柱(同时:h,b≥300mm)h/b≤4——〉异型柱(当然同时要满足异型柱的其他条件,比如有小于300mm的肢宽,不小于500的肢高)4<h/b≤8——〉短肢剪力墙8≤h/b——〉一般剪力墙高层剪力墙中连梁设计建议1 连梁的工作和破坏机理在风荷载和地震荷载作用下 ,墙肢产生弯曲变形 ,使连梁产生转角 ,从而使连梁产生内力。
同时连梁端部的弯矩、剪力和轴力又反过来减少了墙肢的内力和变形 ,对墙肢起到了一定的约束作用 ,改善了墙肢的受力状态。
高层建筑剪力墙中的连梁在水平荷载作用下的破坏可分两种 ,即脆性破坏 (剪切破坏 )和延性破坏 (弯曲破坏 )。
连梁在发生脆性破坏时就丧失了承载力 ,在沿墙全高所有连梁均发生剪切破坏时 ,各墙肢丧失了连梁对它的约束作用 ,将成为单片的独立梁。
结构设计八大指标控制
高层建筑指标控制(多层:抗剪承载力之比、剪重比、有效质量系数、层间位移角、轴压比)总信息1.刚度比(高规条)2.刚重比(高规条)3.抗剪承载力之比(高规条、抗规条)周期、振型4.周期比(高规条)5.剪重比(抗规条、高规条)有效质量系数位移6.位移比(高规条,)7.位移角(高规条、抗规)8.轴压比(抗规条)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,见抗规和,高规和及相应的条文说明。
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,高规及相应的条文说明。
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“按抗震规范调整各楼层地震内力”后,SATWE 按抗规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。
楼层抗剪承载力、及承载力比值
受剪承载力比(薄弱层)
《高规》4.4.3、5.1.14规定: A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%,不应小于其上一层的受剪承载力的65%;B级高度高层建筑楼层层间抗侧力构件的受剪力不应小于上一层的75%。
抗震设计的高层建筑,结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪应力系数乘以1.15的增大系数。
* 楼层抗剪承载力、及承载力比值 *
**********************************************************************
Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比
பைடு நூலகம்
实现:
1.程序无自动进行楼层层间受剪承载力不满足的判断
2.用户在确定某层的抗侧力结构受剪承载力小于其上一层的80%时,应将该层手工设置为薄弱层。
操作:“指定薄弱层”
结果说明:
1.SATWE WMASS.OUT
**********************************************************************
4 1 0.6596E+03 0.5091E+03 1.00 1.00
3 1 0.3640E+04 0.3894E+04 5.52 7.65
2 1 0.5116E+04 0.5209E+04 1.41 1.34
1 1 0.1194E+05 0.1280E+05 2.33 2.46
----------------------------------------------------------------------
8、结构模型控制指标
1、侧向刚度比(不满足时属于软弱层)控制参数—0.7《抗规》表3.4.3‐2侧向刚度不规则,(该层的侧向刚度小于上一层的70%,或小于其上相邻三个楼层侧向刚度的平均值的80%,除顶层或出屋面小建筑外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25% )为侧向刚度不规则。
《高规》3.5.21、框架结构本层与其相邻上一层的侧向刚度比值不宜小于0.7,与相邻上部三层刚度平均比值不宜小于0.8。
2、框剪,剪力墙,板柱‐剪力墙,框筒,筒中筒结构本层与其相邻上一层的侧向刚度比值不宜小于0.9,当本层层高大于相邻上一层层高的1.5时,该比值不宜小于1.1;对于底部嵌固层,该比值不宜小于1.5。
(侧向刚度比:主要为控制结构竖向规则性。
)2、刚重比一、《高规》5.4.1当高层建筑结构满足下列规定:1、框剪,剪力墙,板柱‐剪力墙,筒体结构刚重比大于2.7;框架结构刚重比大于20时。
弹性计算分析时可不考虑重力二阶效应的不利影响。
二、《高规》5.4.4条高层建筑结构的整体稳定性应符合下列规定:1、框剪,剪力墙,板柱‐剪力墙,筒体结构刚重比不小于1.4;框架结构刚重比大不小于10。
(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)3、受剪承载力之比(不满足时属于薄弱层)控制参数—A级不宜小于0.8,不应小于0.65;B级不应小于0.75。
一、《抗规》表3.4.3‐2(楼层承载力突变:抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一层受剪承载力的80%;)薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。
二、《高规》3.5.3条A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%。
B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。
4、周期比控制参数—A级0.9计算要求—刚性楼板假定《高规》3.4.5结构扭转的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期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、超过A级高度高层建筑及《高规》第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.9。
高层结构设计需要控制的六个比值
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.
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.
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.
5、周期比:主要为控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,要求见高规
6、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,要求见高规。
7、层间受剪承载力比:控制竖向不规则性;要求见高规。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法(自Tiger)
高层建筑抗震设计短柱问题的处理
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。
层间受剪承载力比不满足时的调整方法:
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:
4.3.5 结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的地震作用下,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。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,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本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85
规范关于抗剪薄弱层规定的不足
规范关于抗剪薄弱层规定的不足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.5.8条条文说明指出:“刚度变化不符合本规程第3.5.2条要求的楼层,一般称作软弱层;承载力变化不符合本规程第3.5.3条要求的楼层,一般可称作薄弱层.为了方便,本规程把软弱层、薄弱层以及竖向抗侧力构件不连续的楼层统称为结构薄弱层.结构薄弱层在地震作用标准值作用下的剪力应适当增大,增大系数由02规程的1.15调整为1.25,适当提高安全度要求.”所以,不论是软弱层还是薄弱层,均表达的是竖向不规则,可以以薄弱层统称,在超限项目中应避免刚度薄弱和强度薄弱出现在同一层.而《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第3.5.3的规定是:“A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%,不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%.注:楼层抗侧力结构的层间受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和.”所以可以看出,薄弱层主要是指受剪承载力不足,历次震害也表明,这些薄弱层的倒塌呈现剪切破坏或柱两端屈服对应的抗剪承载力不足,薄弱层的位置与外因地震作用有关,薄弱层的含义实际上是“层抗剪薄弱层”.魏琏大师在《中国建筑结构抗震设计方法发展及若干问题分析》(刊于《建筑结构》2017年1月上)指出:建议采用下式判别中、大震下结构薄弱层的位置:ξi=V iy/V ie式中:V iy为i层的抗剪承载力;V ie为中震或大震下i层按弹性计算的层剪力;ξi为i层的抗剪裕度指数.当ξi>1时,i楼层不会出现抗剪屈服;当ξi <1时,i楼层可能出现抗剪屈服.其中当i楼层的ξi为最小值时,且与其他楼层相比偏小较多时为大震中可能出现抗剪破坏的薄弱层,实际应用时可选择最小的1~3个ξi 值,且相互距离较近的楼层,判别为结构的抗剪薄弱层,在设计时应采取抗震加强措施防止出现地震中的倒塌.由此可见,地震作用是外因,层抗剪承载力是内因,外因通过内因起作用,出现了薄弱层在地震下的倒塌.可以判断,当出现薄弱层破坏时,破坏楼层处的ξi小于1,且是各楼层中的最小值.现行方法通过判断i层抗剪承载力小于相邻上层抗剪承载力的一定比例时为薄弱层是不完备的,因为比相邻层小,并不代表沿结构全高为最小,还要看该层ξi值在结构全部楼层中是否最小值,才能判断出抗剪薄弱层的位置,因此仅加强抗剪承载力相对较小的下一楼层的抗剪能力有时可能是无效的.仅加强较上1层抗剪承载力偏小的下层的抗剪能力有时可能是无效的.。
关于结构薄弱层及其控制
A 控制意义:避免薄弱层的轻易出现,若不可避免要采取相应措施予以加强B 规范条文高规的4.4.2、5.1.14条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度小于其上一层的70%或小于其上相临三层侧向刚度平均值的80%,或某楼层竖向抗侧力构件不连续,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。
规范规定:高规的4.4.3、5.1.14条规定,A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%,不应小于其上一层受剪承载力的65%;B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。
抗震设计的高层建筑结构,结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。
C 计算方法及程序实现薄弱层方法之一:按层刚度比来判断薄弱层方法之二:按楼层承载力比来判断薄弱层方法之三:按楼层弹塑性层间位移角来判断>>按层刚度比来判断规范对结构的层刚度有明确的要求,在判断楼层是否为薄弱层时,抗震规范和高规建议的计算层刚度的下列方法(地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等,都要求有层刚度作为依据):方法1:高规附录E.0.1建议的方法即剪切刚度:Ki = Gi Ai / hi方法2:高规附录E.0.2建议的方法即剪弯刚度:Ki = Vi / Δi方法3:抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明及高规建议的方法即地震剪力位移比刚度:Ki = Vi / Δi由于层刚度产生的薄弱层,可以通过调整结构布置、材料强度来改变。
>>按楼层承载力比来判断程序将薄弱层地震作用标准值乘以1.15的增大系数。
选择剪力位移比方法计算层刚度时,一般要采用“刚性楼板假定”的条件。
对于有弹性板或板厚为零的工程,应计算两次。
在刚性楼板假定条件下计算层刚度并找出薄弱层。
再在真实条件下计算,并且检查原找出的薄弱层是否得到确认,完成其它计算。
楼层抗剪承载力之比的计算及调整措施探讨
工程建设与设计Construction&Design ForProject楼层抗剪承载力之比的计算及调整措施探讨Discussion on the Calculation and Adjustment of the Ratio of Floor Shear Capacity翩贤(华陆工程科技有限责任公司,西安710065)HOU Kai-xian(Hualu Engineering and Technology Co.Ltd.,Xi'an710065,China)【摘要】楼层抗剪承载力之比是在结构设计工作中经常遇到的一个参考指标,可以用来判断和控制楼层竖向不规则的程度,还可以用于计算楼层屈服强度系数,计算罕遇地震作用下楼层薄弱层的弹塑性变形。
工业建筑结构竖向不规则会导致此指标经常不满足规范要求。
论文通过柱构件抗剪承载力的计算方法,探讨影响楼层承载力突变的因素以及相应的调整措施。
[Abstract]The ratio of f loor shear capacity is a reference index often encountered in structural design,which can be used to j udge and control the degree of vertical irregularity of the floor,also can be used to calculate the yield strength coefficient of the floor,and calculate the elastic-plastic deformation of the weak floor under rare earthquake.The vertical irregularity of industrial building structure often leads to this index not meeting the specification requirements.In this paper,through the calculation method of shear bearing capacity of column members, the factors that affect the sudden change of f loor bearing capacity and the corresponding adjustment measures are discussed.【关键词】抗剪承载力;薄弱层;竖向不规则【Keywords]shear capacity;weak layer;vertical irregularity【中图分类号1TU973.2【文献标志码】A【文章编号】1007-9467(2019)12-0030-03 [DOI]10.13616/ki.gcjsysj.2019.12.0091概述根据JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》叫以下简称《高层》)中3.5.3条,所谓楼层抗侧力结构的层间受剪承载力,指的是该层全部柱、剪力墙、斜撑在所考虑的水平地震作用方向上的受剪承载力之和。
薄弱层的判断及控制方法
薄弱层的判断及控制方法结构薄弱层控制及验算SATWE软件对结构薄弱层的判断一、规范要求,程序也能自动判断为薄弱层的情况程序自动验算抗规表3.4.2-2的第1条“侧向刚度不规则”,自动判断出满足这条规定的薄弱层。
需要说明的是,抗规3.4.2条表3.4.2-2中刚度比的计算方法采用的是地震力与层间位移比,并非剪弯刚度和剪切刚度,这一点在3.4.3的条文说明中有明确规定。
二、规范要求,但程序不能自动判断为薄弱层的情况(1)有些情况,如框支转换层结构的转换层,程序可能根据计算结果,按照表3.4.2-2的第1条判断出它不属于薄弱层,但是按照表3.4-2-2的第2条“竖向抗侧力构件不连续”判断,转换层应该为薄弱层,因此设计人员要人为指定转换层为薄弱层,否则会留下遗患。
(2)程序不能自动判断满足表3.4-2-2第3条“楼层承载力突变”的楼层为薄弱层,但在WMASS.OUT文件中输出了楼层受剪承载力的计算结果,其是否为薄弱层需要设计人员人为指定。
(3)抗规条文3.4.2和3.4.3说明:除了表3.4.2 所列的不规则,美国UBC(1997)的规定中,…,对竖向不规则尚有相邻楼层质量比大于150%或竖向抗侧力构件在平面内收进的尺寸大于构件的长度(如棋盘式布置)等。
最新版的程序在WMASS.OUT文件中输出了相邻楼层质量比,但没有做薄弱层的判断,需要设计人员人为指定。
(4)错层结构其层间刚度很难定义,所以为保险起见,可将所有错层都定义为薄弱层。
对于这种由于填充墙相邻层布置数量差异大造成的薄弱楼层,也最好指定为薄弱层。
类似于这样的例子在工程中还有很多很多,就不一一列举结构薄弱层的验算和控制A 控制意义:避免薄弱层的轻易出现,若不可避免要采取相应措施予以加强B 规范条文高规的4.4.2、5.1.14条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度小于其上一层的70%或小于其上相临三层侧向刚度平均值的80%,或某楼层竖向抗侧力构件不连续,其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。
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《高规》4.4.3、5.1.14 规定,A 级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小
于其上一层受剪承载力的 80%,不应小于其上一层的受剪承载力的 65%;B 级高度高层建筑楼
层层间抗侧力构件的受剪力不应小于上一层的 75%。
抗震设计的高层建筑,结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的 80%,其薄弱层对
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2 1 0.5116E+04 0.5209E+04 1.41 1.34
1 1 0.1194E+05 0.1280E+05 2.33 2.46
1.TAT TAT-M.OUT
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楼层抗剪承载力、及承载力比值
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Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比
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受剪承载力比(薄弱层).txt 如果真诚是一种伤害,请选择谎言;如果谎言是一种伤害,请选
择沉默;如果沉默是一种伤害,请选择离开。PKPM 系列新规范应用指南——受剪承载力比(薄
弱层) PKPM 结构设计应用 PKPM 结构设计应用 宁司结构设计博客注册设为首页帮助首页|
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PKPM 系列新规范应用指南——受剪承载力比(薄弱层)
分类:PKPM 结构设计应用 2006.11.9 12:55 作者:燃烧的烟灰 | 评论:0 | 阅读:2991
层号 塔号 X 向承载力 Y 向承载力 Ratio_Bu:X,Y
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4 1 0.6596E+03 0.5091E+03 1.00 1.00
3 1 0.3640E+04 0.3894E+04 5.52 7.65
层号 塔号 X 向承载力 Y 向承载力 Ratio_Bu:X,Y
---------------------------------------------------------------------4 1 0.6116E+03 0.4280E+03 1.00 1.00 3 1 0.3545E+04 0.3800E+04 5.80 8.88 2 1 0.5126E+04 0.5312E+04 1.45 1.40 1 1 0.1209E+05 0.1305E+05 2.36 2.46
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第五部分 楼层抗剪承载力、及承Байду номын сангаас力比值
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Ratio_Bu: 表示本层与上一层的承载力之比
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应于地震作用标准值的地震剪应力系数乘以 1.15 的增大系数。
实现:
1.程序无自动进行楼层层间受剪承载力不满足的判断
2.用户在确定某层的抗侧力结构受剪承载力小于其上一层的 80%时,应将该层手工设置为薄
弱层。
操作:
“指定薄弱层”
结果说明:
1.SATWE
WMASS.OUT
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