框架结构薄弱层的验算和控制
关于框架结构楼层受剪承载力的规范要求和通过工程实例用PKPM来调整参数,满足规范的要求
关于框架结构楼层受剪承载力的规范要求和通过工程实例用PKPM来调整参数,满足规范的要求摘要：框架结构楼层受剪承载力的规范要求用PKPM设计软件参数调整来满足规范的设计要求关键词：受剪承载力，设计规范，PKPM设计软件，变形Abstract: the framework structure floor the specification requirements of the shear bearing capacity with PKPM design software parameters adjustment to satisfy the standard design requirementsKey Words: shear bearing capacity, design norms, PKPM design software, deformation根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001（以下简称抗规）表3.4.2-2中的规定，抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%时，为结构竖向不规则。
根据3抗规.4.3.2条的规定：平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求：（1）竖向抗侧力构件不连续是，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-1.5的增大系数。
（2）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%。
根据抗规5.5.2条规定：结构在罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算，应符合下列要求：1 下列结构应进行弹塑性变形验算：1)8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；2)7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；3)高度大于150m的钢结构；4)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；5)采用隔震和消能减震设计的结构。
PKPM系列新规范应用指南——刚度比(薄弱层)_祝耀林
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你永远看不到我最寂寞的时候，因为在看不到你的时候就是我最寂寞的时候！PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）_祝耀林百度空间 | 百度首页 | 登录祝耀林祝耀林主页博客相册|个人档案 |好友查看文章PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）2008-07-03 19:29《高规》4.4.2 抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小与相邻上部楼层侧向刚度的70%，或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。
《高规》5.1.14对于竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70%或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的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应力应乘以1.15的增大系数；《高规》附录E.0.2底部大空间层数大于一层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比re宜接近1，非抗震设计不应大于2，抗震设计不应大于1.3。
当转换层设置在3层及三层以上时，其楼层侧向刚度不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。
《抗震》E.2.1 转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
实现：1.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、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。
2.层刚度的计算方法：剪切刚度；剪弯刚度；地震剪力与地震层间唯一的比。
3.对于薄弱层，程序将该层地震作用标准值的地震剪力乘以1.15的放大系数。
4.用户可以人工指定薄弱层。
5.对于大多数一般的结构应选择第三种层刚度算法；多层结构选第一种，有斜撑的钢结构选第二种。
6.用第三种方法时，要采用“刚性楼板假定”。
对于有弹性板或板厚为零的工程应计算2遍。
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受结，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转，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。
浅谈预应力混凝土框架结构的抗震设计
目程 技 术
浅谈预 应力混凝 土框 架结构 的抗震设 计
杨全庆 陈岩
广东博 意建筑 设计 院沈 阳分 院 摘要：本文从两阶段抗震设计 、框架柱和框架节点的设计 以及框架 结构 的抗震变形验算等方面 ，详细讨论 了预应力混凝土框架结构 的抗 震设 计问题。 关键词 ：抗 震设计预应 力混凝土框 架结 构
三 两阶段 抗震设 计 侧 向约 束作 用 ，使节 点混 凝 土处 于双 向受 压 建 筑抗 震 设计 规 范规 定应 进 行两 阶 段抗 状态 ，不仅 可以 提高 混 凝土 的开 裂荷 载 ，也 震 设计 。第一 阶 段为 多遇地 震 作用 下变 形验 可 以提 高节 点 的受剪 承 载力 ；由于混 凝土 中 算 和截 面 承载 力 的计算 ，采取相 应 的构 造措 存在 预 压应 力 ，减轻 了节 点 刚度 退化 效应 ； 施 ，保证 结构 小震 不坏 和 中震 可修 ；第 二阶 预应 力 筋抑 制 了粱筋 从 节点 拔 出 ，减 少 了梁 段为 罕遇地 震 作用 下结 构薄 弱部 位 的弹 塑性 筋失 稳 破坏 的可 能性 。而 试 验结 果却 并 不乐 变 形验 算 ，不 满足 时 ，或修 改 方案 重算 ，或 观 。这 是 因为节 点处 钢筋 密 集 ，锚具 的存 在 采 取加 强相 应 的延 性构 造措 施 ，保 证结 构大 削弱 了截面 ；而 且在 强震 作 用下 ，节 点核 心 震 不倒 。 区是 受 力复 杂的 高应 力 区 ，当斜 拉应 力很 大 讨 。 在 多遇 地 震作 用 下预 应 力混 凝土 框架 与 引 起 混 凝 土 开 裂 时 ，可 能 同 时导 致 锚 固 破 结构 的抗 震 性能 与 结构 的抗 震 能 力既 有 钢 筋混 凝土 框 架抗 震计 算 的区 别主 要体 现在 坏 。因此 ，锚具 应布 置 在梁 柱节 点核 心 区域 联 系又有 区 别 。结 构 的抗 震能 力建 立 在结 构 阻尼 比 、地 震影 响 系数 的取 值 、预 应 力作用 以外 ，以避 免该 区域 在 剪力 作用 产生 较大 对 角拉 应 力的情 况 下 ，再承 受锚 具 引起 的劈 裂 抗 震 性能 的基 础上 。然而 在～ 定 的条 件下 ， 参 与地震作 用的荷 载效应组 合等 。 用抗 震性 能较 差 的材 料也 能设 计 出抗 震能 力 抗 震规 范 中 罕遇地 震 作 用下 验算 结构 的 应力 。节点 核心 区受 剪 承载 力主 要与 柱子 截 较 好 的结 构来 。反之 ，即使采 用抗 震 性能 好 弹 塑性 变形 的 简化 方法 ，实际上 只是 满 足抗 面尺 寸 和配 箍量 有关 。 因此 ，应加 密 箍筋 ， 的材 料 ，如果 结构 的 耗能 机制 选择 及 设计 不 震 构 造 要 求 ，并 非 真 正 意 义 上 结 构 变 形 验 同时 ，为 了保证 节点 混凝 土浇 筑 密实 ，应 在 合理 ，也 会使得 整体结 构的抗震 能 力较 差 。 算。 满足 构 造要 求的 前提 下 ，尽量 把 梁纵 筋锚 固 抗 震 性能 反 应 了某种 材 料或 结 构形 式 的 通 过实 用而 简 单 的能 力分 析 方法 可 以得 到柱 里 。必 要时 可将 梁端 两侧 加 宽 ，以保证 固有 特性 ，是 抗震 设 计所 依据 的基 础 ；结 构 到 罕遇 地震 作 用下结 构 的耗 能机 制 、塑性 铰 在梁 端截 面极 限 承载 力基 本保 持不 变 的情 况 抗 震 能 力则是 可 以改 变的 ，它取决 于 设计 者 的转 角和 基底 总剪 力与结 构顶端 侧移 的Ｐ 下 ，梁柱 节 点 区得到 加 强 ，提 高节 点 的受 剪 一△ 所 采 用的 设计 方法 及 所把 握的 安全 度 准则 。 骨架 曲线 ，或采用 弹塑性时 程分析 法。 承载 力。 五 框架 结构的 抗震变形 验算 结 构 的抗 震性 能是 基 本的 、本 质的 、相对稳 框 架结 构 的耗 能机 制 一般 有粱 铰 机制 、 定 的 ；结 构 的抗震 能 力则 依赖 于设 计 ，是 可 柱 铰机 制和 混 合机制 三 种 。若框 架边 节 点处 抗 震 变形 验 算 包括 ：多遇地 震 作用 下 层 变 化的 。 梁端 先 屈服 ，而 在框 架 中柱 的上 、下 端相 继 间侧 移和 顶 层总 侧移 的验 算 ；罕遇 地震 作 用 二、预应力混凝土框架 结构抗震设计现 状 出铰 ，这种 屈服 机制 称之 为 “ 合机 制 ” 。 下结 构薄 弱 层的抗 震 变形 验算 。对 于预 应 力 混 国内 外学 者 对预 应 力混 凝土 框架 结 构抗 梁铰 机 制和 混合 机制 都 只有 一个 自由度 ，从 混凝 土结 构 的抗 震设计 ，我 国规范 只要 求进 震 能 力 的 研 究 ，特 别 是 多 层 多 跨 预 应 力 混 凝 塑性 总 体 位移 Ａ Ｐ可 确 定各 塑性 铰 截 面相 应 行小 震下 的抗 震承 载 力验算 ，而 对 其在 罕遇 土 框 架结 构抗 震设 计 方法 的研 究迄 今还 不 够 增加 的塑性转 角 ０Ｐ。 地 震 下弹 塑性 变形 的验 算 ，并 没有 硬性 明 确 深 入 。主 要表现 在下列 几点 ： 随 着框 架结 构 层数 的增 加 ，较 大 的重 力 的规 定 ，工程 实践 中往 往 只是 通过 相应 的抗 （） １多层 多跨预 应 力混 凝土 框架 结构 在地 荷载 使柱 轴 向压 力逐 层 叠加 ，特 别是 最底 下 震 措 施来 笼统 地保 证 。虽 然这 种设 计方 法大 震 作用 下 结构 性能 研 究的试 验 资料 很 少 ，设 几层 中柱 的 轴压 比较 大 ， 中柱 变 为小 偏心 受 大 地 简化 了设 计过 程 ，但 却显 得粗 略 、且可 计 人 员常 常只 根据 单跨 预应 力 混凝 土框 架抗 压 ，要使 下 面几 层 中柱 的两 端都 出铰 、并 且 能使预 应 力混 凝土 结构 在 罕遇地 震 作用 下存 震 性能 的研 究 成果 ，将 钢筋 混凝 土框 架 结构 通过 柱铰 来 耗能 是 困难 的 。因为 “ 铰 ”的 在 较大 的安 全 隐患 。其 实一 些设 计 隐患 不通 柱 的耗 能机制 套用于预 应 力混 凝土框 架结构 。 塑性 转动 能 力不 足会 发生 局 部脆 性破 坏 ，所 过 基 于 构 件 层 次 的 非 线 性 分 析 是 很 难 发 现 （ ） 预应 力混 凝 土框 架结 构的 耗能 机制 以应 加 强 “ ２若 柱铰 ”截 面处 的 箍筋 约束 ，减 小 的 ，合理控 制 结构 在 强烈地 震 作用 下的 损坏 是 梁铰 机制 ，在 地震 作 用 下的结 构性 能 与钢 柱的 轴压 比 ，加 强结 构体 系 的抗 侧能 力 ，减 程 度 以减 小地震 造 成 的经济 损失 ，有赖 于对 筋 混凝 土框 架 的差 别不 大 。但是 结构 的地震 小框架 的延性要 求 。 结 构进 行 弹塑性 地 震反 应分 析 。而规 范 建议 反 应及 边柱 纵 向主 筋配 筋率 的控 制应 与钢 筋 四 、框架 柱和框 架节点 的设计要 求 的２ 种计算 方法 ，时程分 析法 虽较 为精 确 ，但 混 凝土 框 架有 所 区 别 。许 多 国家 （ 包括 我 国） 若 预 应 力框 架层 数 较 多时 ，随 着 层数 的 计 算工 作量 大 、技 术复 杂 、结果 处理 繁 杂 ， 关 于预 应 力混凝 土 结构抗 震 设计 的 条款 和规 增加 ，由于 竖 向荷载 较大 ，而 竖 向荷 载对 柱 因此在 实 际工程 抗 震设 计 中该方 法 并没 有得 定非 常原则 ，设计者 与审 图者 常发 生矛盾 。 又是 逐层 叠加 的 ，这就 使 得下 几 层柱 的轴 压 到 广 泛 的 应 用 ，通 常 仅 限 于 理 论 研 究 中 ； （） 应力 混凝 土框 架结 构在 产生 较大 的 比较 大 ，更接 近小 偏 压柱 ，所 以保 证柱 子有 Ｐ ｓ － Ｖ ｒ 简单实用 ，而且 有效 ，可得到 ３预 ｕ ｈ ｏ ｅ／ ｋ ＇ 变形 之后 ，有较 好 的变形 恢 复能 力 。其耗 能 足够 的延 性非 常 重要 。多 层预 应 力混凝 土框 结 构从 弹性 、屈服 ，一 直到 极 限倒 塌状 态的 比强 度相 当、初 始刚 度相 近 的钢 筋混 凝土 框 架 柱 一般 为普 通混 凝土 柱 。顶 层柱 考虑 到其 全 过 程 的 内 力 、变 形 ，可 考 察 塑 性 铰 的 形 架结 构略 低 。但 框架 结构 构 件 中施加 预应 力 受 力特 点 ，一 般要 施加 预应 力 。对 于普 通混 成 ，找到结构 的薄 弱部位 。 后对 框架 的抗 震 能 力究竟 有什 么影响 ， 目前 凝 土柱 可 按规 范 中规 定的普 通 钢筋 混凝 土框 上 文从 两 阶段 抗震 设计 、框架 柱 和框 架 探讨得 很少 。 架 结构 中框 架 柱 的设计 方 法和 设计 原 则进行 节 点的 设计 以及 框 架结 构的 抗震 变形 验算 等 抗 震 设 计规 范 中很 大部 分 是根 据 预应 力 设计 。但 由于 预应 力混 凝土 结 构 自身特 点 ， 方 面 ，详细 讨论 了预应 力混 凝土 框架 结构 的 混凝 土构 件 的抗 震性 能研 究成 果 、单 跨预 应 柱 的轴 压 ｌ ｌ 值应 该要 求 严格 一些 。而 如果 抗 震设 计 ，这将 有 助于 抗震 设计 规范 中有 关 ：￣ ｋＲ 力混 凝土 框架 的 低周 反复 荷载 试验 或振 动 台 轴 压 比过 小 ，则随 着 层数 的增加 ，竖 向荷载 预应 力混凝土 结构 条文的实 际应用 。 试验 得到 的结 果 经分 析后 提 出 ，缺乏 全面 的 不 断地 加大 ，底层 柱 的截面 将 ��
用PK、PM进行框、排架结构计算参数分析
1.软件及功用介绍PKPM系列软件由中国建筑科学研究院编制综合计算程序。
PK是PKPM系列软件较为基础的软件，在整个PKPM系统中，PMCAD建模是整个计算的基础，PK也可直接进行建模（单榀框架），PK承担钢筋混凝土梁柱施工图辅助设计的工作，也是进行混凝土框、排架结构计算常用的电算软件，还有TAT、SATWE及JCCAD等。
由于PK是常用混凝土框、排架结构计算及绘图软件，其计算过程中的参数的取值直接影响到结构计算的结果，也直接影响到结构设计是否安全可靠。
2.PMCAD及PK程序中主要参数的取值分析2.1PMCAD建模主要参数及分析在运用PK之前，经常需用PMCAD进行建模工作，建模的工作过程中，需要在设计参数的对话框中注意在总信息、抗震信息及风荷载信息中的几个比较重要的设计参数的输入（或取值）：1）框架梁端弯矩调幅系数，根据《钢筋混凝土连续梁和框架考虑内力重分布设计规程》（CECS51：93），但此规程适用抗震设防烈度6度及6度以下的钢筋混凝土框架的设计，同时框架结构层数不宜超过8层，高度不宜超过35m，根据此规程可查阅表5.1.1。
同时参阅《建筑抗震设计》一书，对现浇钢筋混凝土框架，可取0.8~0.9；对装配式钢筋混凝土框架，可取0.7~0.8。
梁端弯矩降低后，跨中弯矩增加，以满足“强柱弱梁”的设计原则。
2）设计地震分组，根据《建筑抗震设计规范》附录A（我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组）查，但部分工程的设计烈度和附录中不相符，要根据相关部门的文件确定。
3）场地类别，见《建筑抗震设计规范》的3.3.2、3.3.3条，具体可参照规范表4.1.6。
一般地质勘察报告要提出此参数。
4）框架抗震等级，根据《建筑抗震设计规范》6.1.2规定，参照表6.1.2确定。
5）计算振型个数，这个参数需要根据工程的实际情况来选择。
对于一般工程，不少于9个。
但如果是2层的结构，最多就是6个，因为每层只有三个自由度，两层就是6个。
附答案高层建筑结构抗震选择填空判断12.30
高层建筑结构抗震与设计练习题1．从结构的体系上来分，常用的高层建筑结构的抗侧力体系主要有：＿框架结构，剪力墙＿结构，框架-剪力墙＿结构，＿筒体结构，悬挂结构和巨型框架结构。
2．一般高层建筑的基本风压取＿50＿年一遇的基本风压。
对于特别重要或对风荷载比较敏感的高层建筑，采取＿100＿年一遇的风压值。
4．《建筑抗震设计规范》中规定，设防烈度为＿6＿度及＿6＿度以上的地区，建筑物必须进行抗震设计。
6．设防烈度相当于B＿A 小震B 中震C大震7．用《高层建筑结构》中介绍的框架结构、剪力墙结构、框架－剪力墙结构的内力和位移的近似计算方法，一般计算的是这些结构在＿A＿下的内力和位移。
A 小震B 中震C大震9.下列高层建筑需要考虑竖向地震作用。
DA 8°抗震设计时B 跨度较大时C 有长悬臂构件时D 9°抗震设计11.结构的自振周期越大，结构的刚度越小＿，结构受到的地震作用越＿小＿。
13高层建筑设计采用的三个基本假定是什么？弹性变形假定、刚度楼板假定、平面抗侧力假定14.进行罕遇地震作用下薄弱层抗震变形验算，是为了保证结构达到＿C＿的目的。
A 小震不坏B 中震可修C 大震不倒D 整体可修17复杂高层结构是指带加强层结构，转换层结构，错层结构，连体结构，多塔楼结构。
18抗震等级根据房屋的设防烈度, 结构类型，房屋高度来划分。
不同的抗震等级采用不同的计算和构造措施。
19抗震等级分为特一级，一，二，三，四共5个等级。
在这5个抗震等级中，特一级的构造措施最严格。
20.多道防线分别是什么？24. 说明结构设计中如何保证“强节点弱杆件”？防止杆件破坏前发生节点破坏29、D 值法对反弯点法作了上、下层梁刚度不等__和_上、下层层高不等_两方面的修正。
31、用D 值法或反弯点法计算框架在水平荷载作用下的内力时，请说明以下各杆件的内力计算先后顺序。
①梁端弯矩M ②梁剪力V ③柱弯矩M ④柱剪力V ⑤柱轴力N④→③→①→②→⑤32、框架结构在水平荷载作用下的侧移是由哪几部分组成的？由框架梁柱弯曲和剪切变形产生的水平位移如何计算？请写出计算公式。
结构薄弱层的验算和控制
结构薄弱层的验算和控制结构薄弱层是指建筑结构中一些部位或材料的强度、刚度等特性相对较弱，容易发生断裂、塌陷等情况。
为了确保结构的稳定性和安全性，对结构薄弱层进行验算和控制是非常重要的。
本文将从验算和控制两个方面进行详细讨论。
一、验算1.强度验算：对结构薄弱层的强度进行验算是确保其能够承受设计荷载的重要手段。
验算时需根据设计荷载和相关规范计算并比较所选材料或构件的强度是否满足要求。
如果发现强度不符合要求，应采取相应的加固措施，如增加钢筋数量、更换更强的材料等。
2.刚度验算：刚度验算主要是针对结构薄弱层的变形和位移进行计算，确保其在受力过程中不发生过大的变形，使结构整体保持稳定。
验算时需考虑结构的整体刚度、受力情况以及不同部位的刚度差异等因素。
如果发现刚度差异过大，应采取相应的措施，如增加刚性连接件、增加支撑等来平衡刚度差异。
3.稳定性验算：对结构薄弱层的稳定性进行验算是确保其在受力过程中不会发生失稳的重要手段。
验算时需考虑结构的整体稳定性、局部稳定性和承载力等因素。
根据相关规范和经验判断，对结构进行稳定性验算，并采取相应的措施来增强结构的稳定性，如增加剪力墙、设置撑杆等。
二、控制1.设计控制：在结构设计阶段，应根据相关规范和经验对结构薄弱层进行合理的设计控制。
例如，在构造柱时应避免过长的柱子，以增加其稳定性和抗震能力；在选择材料时应考虑其强度和刚度等因素，以保证结构整体的稳定性。
2.施工控制：在结构施工过程中，应对结构薄弱层进行专门的施工控制。
例如，在混凝土浇筑时应严格控制浇筑质量，避免悬挑部位出现空鼓、裂缝等问题；在安装钢结构时应确保连接牢固、无松动现象等。
3.日常维护控制：结构薄弱层的维护对于其长期稳定运行非常重要。
应制定相应的维护计划，定期检查和维护结构薄弱层，及时发现和处理潜在问题。
例如，定期检查结构的裂缝、变形情况，并采取相应的修复措施。
综上所述，对结构薄弱层进行验算和控制是确保结构稳定性和安全性的重要手段。
结构计算要点
结构计算要点1 刚度比的控制A控制意义：新规范要求结构各层之间的刚度比，并根据刚度比对地震力进行放大，。
新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、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等，都要求有层刚度作为依据，直观的来说,层刚度比的概念用来体现结构整体的上下匀称度.B 规范条文：新抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
新高规的4.4.3条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%。
新高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。
新高规的10.2.6条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录D的规定。
E.0.1底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时不应大于2。
E.0.2底部为2~5层大空间的部分框支剪力墙结构，其转换层下部框加-剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比γe宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。
C 计算方法及程序实现：>>楼层剪切刚度>>单层加单位力的楼层剪弯刚度>>楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度只要计算地震作用，一般应选择第 3 种层刚度算法不计算地震作用，对于多层结构可以选择剪切层刚度算法，高层结构可以选择剪弯层刚度不计算地震作用，对于有斜支撑的钢结构可以选择剪弯层刚度算法D 注意事项: 转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层刚度比，一般取转换层上下等高的层数计算。
层刚度作为该层是否为薄弱层的重要指标之一，对结构的薄弱层，规范要求其地震剪力放大1.15，这里程序将由用户自行控制。
工程结构抗震设计习题与思考题
《工程结构抗震设计》习题与思考题第一章地震基础知识与工程结构抗震设防1、地震按其成因分为几种类型？按其震源深浅又分为哪几种类型？2、试述构造地震成因的局部机制和宏观背景？3、试分析地震动的空间分布规律及其震害现象4、地震波包含了哪几种波？它们的传播特点是什么？对地面运动影响如何？5、什么是地震震级？什么是地震烈度？两者有何关联？6、地震基本烈度的含义是什么？7、为什么要进行设计地震分组？8、试列出三座城市的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和所属的设计地震分组9、什么是建筑抗震三水准设防目标和两阶段设计方法？10、我国规范根据重要性将抗震类别分为哪几类，不同类别的建筑对应的抗震设防标准是什么？11、什么是建筑抗震概念设计？包括哪些方面的内容？12、根据经验公式，某次地震释放的能量大约是5×1024尔格，它对应的里氏震级是多少？第二章场地、地基和基础抗震1、什么是场地，怎样划分场地土类型和场地类别？2、简述选择建筑场地的相关规定3、如何确定地基抗震承载力？简述天然地基抗震承载力的验算方法4、已知某建筑场地的钻孔资料见下表，试计算该场地土层的自振周期，并按《抗震规范》的规定来确定该建筑场地的类别土层资料5、什么是砂土液化？液化会造成哪些危害？影响液化的主要因素有哪些？6、怎样判别地基土的液化，如何确定地基土液化的危害程度？7、简述可液化地基的抗液化措施第三章 工程结构地震反应分析与抗震验算1、什么是地震作用？如何确定结构的地震作用？2、地震系数和动力系数的物理意义是什么？通过什么途径确定这两个系数？3、 影响地震反应谱形状的因素有哪些？设计用反应谱如何反映这些因素影响的？4、简述确定结构地震作用的底部剪力法和振型分解反应谱法的基本原理和步骤？5、何谓求水平地震作用效应的平方和开方法（SRSS ），写出其表达式，说明其基本假定和适用范围6、简述计算地震作用的方法和适用范围7、什么叫鞭端效应？设计时如何考虑这种效应？8、什么叫结构的刚心和质心？结构的扭转地震效应是如何产生的？9、哪些结构需要考虑竖向地震作用？如何计算竖向地震作用？10、 什么是结构或构件恢复力特征曲线，反映了结构或构件的什么性能？11、地震动的三要素是什么？采用时程分析法选取地震波时如何考虑这三要素？12、 抗震设计中如何考虑结构的地震作用？依据的原则是什么？13、什么是承载力抗震调整系数？为什么要引入这一系数？14、什么是楼层屈服强度系数？怎样确定结构薄弱层或部位？15、一单层单跨框架如图1所示。
结构设计的七个控制指标
之所以要限制比值， 因为两者接近时， 由于振动偶联的影响， 结构的扭转效应明显增大。 3.3.周期比不满足时的调整方法： 3.3.1．程序调整：SATWE 程序不能实现。
3.3.2．人工调整：只能通过人工调整改变结构布置，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，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。 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（一般都靠近 X 轴和 Y 轴）方向的侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，并适当削弱结构内部 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（侧移刚度较小方向）的侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（侧移刚 度较大方向）的侧移刚度则过小，此时宜适当加强结构外围（主要是沿侧移刚度较大方向） 的刚度，并适当削弱结构内部沿侧移刚度较大方向的刚度。 例：24 层剪力墙结构的模型，位移比、周期比、刚度比等都满足，只第二振型是扭转， 第一振型平动系数是 1.0，第二振型平动系数是 0.3，第三振型平动系数是 0.7；第三振型 转角 1.97，第一振型转角 91.20； 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， 并适当加强结构外围（主要是沿第三振型转角方向）的刚度。 第三振型转角 1.97，靠近 X 轴；第一振型转角 91.20，靠近 Y 轴；先看下位移比、周 期比，如果位移比很小的话，可以增大小结构外围 X 方向的刚度，适当削弱内部沿 X 方向的 刚度（墙肢变短、开洞等） 。 注：平 1、扭、平 2，既然扭转没有跑到平 1 前面去，则说明平 1 方向的扭转周期小于 平 1 方向的平动周期，即平 1 方向的扭转刚度足够；加强平 2 方向外围的墙体，扭转刚度比 平动刚度增大的更快，于是扭转周期跑到了平 2 后面，变成了平平扭。 a.最有效原则： 削弱内部刚度，增强周边刚度，尽量周边均匀对称连续。 b.有较大凹入的部位加拉梁。 c.看看位移，将位移大的地方加拉梁，或者加大梁截面，加厚板。 d.增加外围梁截面，特别加强角部，和抗震墙部位的梁截面。 3.4.电算结果的判别与调整要点： 3.4.1：计算结果详周期、地震力与振型输出文件(WZQ.OUT) 。因 SATWE 电算结果中并 未直接给出周期比,故对于通常的规则单塔楼结构，需人工按如下步骤验算周期比: a．根据各振型的两个平动系数和一个扭转系数(三者之和等于 1)判别各振型分别是扭 转为主的振型（也称扭振振型）还是平动为主的振型（也称侧振振型） 。一般情况下， 当扭 转系数大于 0.5 时,可认为该振型是扭振振型,反之应为侧振振型。 当然， 对某些极为复杂的 结构还应结合主振型信息来进行判断。 b．周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期 Tt，周期最长的侧振振型对应的就是 第一侧振周期 T1。 c.计算 Tt / T1，看是否超过 0.9(0.85)。对于多塔结构周期比，不能直接按上面的方 法验算，这时应该将多塔结构分成多个单塔，按多个结构分别计算、分别验算(注意不是在 同一结构中定义多塔，而是按塔分成多个结构)。 3.4.2：对于刚度均匀的结构，在考虑扭转耦连计算时，一般来说前两个或几个振型为 其主振型，但对于刚度不均匀的复杂结构，上述规律不一定存在。总之在高层结构设计中， 使得扭转振型不应靠前，以减小震害。SATWE 程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计 算功能, 通过参数 Ratio(振型的基底剪力占总基底剪力的百分比 )可以判断出那个振型是 X 方向或 Y 方向的主振型，并可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小；必要时，在“结
《建筑抗震设计规范》2010版实施后框架结构的设计
作者简介： 冯江源（９ ３ ）女 ， １７ ‘ ， 工程师， 一级注册结构师， 天津市建科工程设计咨询服务有限责任公 司， 天津 ３０５ ０４ １
第３ ８卷 第 ５期
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５２ ・
２ ２ ２ １ 年 月 ０
山 西 建 筑
１ 地下 室部 分柱 轴压 比超 限 ， ） 柱超 限 的轴压 比值 为 ０ ７ 的约束 影响系数 ） ． ５～ 是唯一办法。改变梁 的偏 心 ， 使梁柱 中线重合 ， ０８ ， ． ２ 大于 ０７ ．５的限值较多 ；
第３ ８卷 第 ５期
２０１２年 ２ 月
山 西 建 筑
Ｓ ＡＮＸＩ ＡＲＣＨ Ｉ Ｈ ＴＥＣＴＵＲＥ
Ｖｏ ． ８ Ｎｏ ５ １３ ．
Ｆｂ ２ １ ｅ ． ０２
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文章编号 ：０ ９６ ２ ２ １ ） ５ ０ ５ —２ １０ －８ ５（０ ２ ０ －０ １０
《 建筑抗震设 计规范 ）００版实施后框架 结构 的设计 ２１
冯 江 源
摘 要： 通过框架设计 实例 ， 剖析新版 Ｇ ０ １－０ １ 筑抗震 设计规 范 （ Ｂ ５０ １ ０ 建 ２ 以下 简称 《 抗规 》 应 用过 程 中经常遇 到的 问 ）
题， 并结合规 范提 出了合理 的解决方案 ， 对今后框 架结构设计 工作提供 了一定指导 。 关键词 ： 规定水平 力， 架柱节点域 ， 移角 框 位 中图分类号 ￣Ｕ ７ ． Ｔ ３５４ 文献标识码 ： Ａ
Ｏｎ ａ ａ ｙ ｉ ｆｉ ｆ ｅ ｃ ｌｍｅ ｔ ｆｕ ｔｍａ ｅ ｎ ｌ ｓｓｏ ｌ ｎ ｅ ｅｅ ｎ ｓ ｏ ｌｉ ｔ ｎ ｕ
ｌ ａ ｎ ａ ｃｔ ｎ ｐｒ ｓｒ ｓ ｅ ｏ ｒ ｔ ｏ ｐ ｎｅ ｔ ｏ ｄｉ ｇ ｃ ｐａ ｉｙ ｉ ｅ ｔ ｅ ｓ ｄ ｃ ｎｃ ｅ ｅ ｃ ｍ ｏ ｎ ｓ
(完整版)框架结构薄弱层的验算和控制
框架结构薄弱层的验算和控制（框剪结构应去除剪力墙后在进行弹性验算）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。
框架结构设计步骤
砼框架结构设计手算步骤一．确定结构方案与结构布置1．结构选型是否选用框架结构应先进行比较。
根据何广乾的模糊评判法，砼结构8~18层首选框剪结构，住宅、旅馆则首选剪力墙。
对于不需要电梯的多层采用框架较多。
2．平面布置注意L,l,l’,B的关系。
3．竖向布置注意高宽比、最大高度（分A、B两大类，B类计算和构造有更严格的要求），力求规则，侧向刚度沿竖向均匀变化。
4．三缝的设置按规范要求设置，尽量做到免缝或三缝合一。
5．基础选型对于高层不宜选用独立基础。
但根据国勤兄的经验，对于小高层当地基承载力标准值300kpa 以上时可以考虑用独基。
6．楼屋盖选型高层最好选用现浇楼盖1）梁板式最多的一种形式。
有时门厅，会议厅可布置成井式楼盖，其平面长宽比不宜大于1.5，井式梁间距为2.5~3.3m，且周边梁的刚度强度应加强。
采用扁梁高度宜为1/15~1/18跨度，宽度不超过柱宽50，最好不超过柱宽。
2）密肋梁方形柱网或接近方形，跨度大且梁高受限时常采用。
肋梁间距1~1.5m，肋高为跨度的1/30~1/20，肋宽150~200mm。
3）无梁楼盖地震区不宜单独使用，如使用应注意可靠的抗震措施，如增加剪力墙或支撑。
4）无粘结预应力现浇楼板一般跨度大于6m，板厚减薄降低层高，在高层中应用有一定技术经济优势。
在地震区应注意防止钢筋端头锚固失效。
5）其他二．初步确定梁柱截面尺寸及材料强度等级1．柱截面初定分抗震和非抗震两种情况。
对于非抗震，按照轴心受压初定截面。
对于抗震，Ac=N/(a*fc) N=B*F*Ge*n B=1.3（边柱），1.2（等跨中柱），1.25（不等跨中柱）Ge=12~15kN/m2 a为轴压比fc为砼抗压强度设计值F为每层从属面积n为层数。
框架柱上下截面高度不同时，每次缩小100~150为宜。
为方便尺寸标注修改，边柱一般以墙中心线为轴线收缩，中柱两边收缩。
柱截面与标号的变化宜错开。
2．梁截面初定梁高为跨度的1/8~1/14，梁宽通常为1/2~1/3梁高。
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。
pkpmz中结构薄弱层的判断
各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息Floor No : 层号Tower No : 塔号Xstif，Ystif : 刚心的X，Y 坐标值Alf : 层刚性主轴的方向Xmass，Ymass : 质心的X，Y 坐标值Gmass : 总质量Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率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RJX1，RJY1，RJZ1: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度)RJX3，RJY3，RJZ3: 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)====================================================================== =====Floor No. 1 Tower No. 1Xstif= 51.0332(m) Ystif= 89.1987(m) Alf = 0.0000(Degree)Xmass= 41.8797(m) Ymass= 89.1478(m) Gmass(活荷折减)= 1173.5737( 1137.5150)(t)Eex = 0.3982 Eey = 0.0025Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000Ratx1= 0.8201 Raty1= 0.5887薄弱层地震剪力放大系数= 1.25RJX1 = 5.3664E+06(kN/m) RJY1 = 5.3664E+06(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m)RJX3 = 3.3952E+05(kN/m) RJY3 = 4.5594E+05(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)---------------------------------------------------------------------------Floor No. 2 Tower No. 1Xstif= 50.5106(m) Ystif= 89.1987(m) Alf = 0.0000(Degree)Xmass= 49.4916(m) Ymass= 89.1782(m) Gmass(活荷折减)= 2867.4778( 2471.0066)(t)Eex = 0.0449 Eey = 0.0010Ratx = 1.5877 Raty = 1.8261Ratx1= 1.3492 Raty1= 0.9784薄弱层地震剪力放大系数= 1.25RJX1 = 9.6549E+06(kN/m) RJY1 = 9.6549E+06(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m)RJX3 = 5.3904E+05(kN/m) RJY3 = 8.3258E+05(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)最近收到常州的审图中心某审图意见Raty1 = 0.5887x0.7=0.4129<0.5根据抗规3.4.3条纹说明为严重竖向不规则需要调整平面布置。
结构弹塑性分析及薄弱层弹塑性变形验算
6 进行动力弹塑性计算时，地面运动加速度时程的选取、预估罕遇地震作用时的峰值加速度取值以及计算结果的选用应符合本规程第4.3.5条的规定；7 应对计算结果的合理性进行分析和判断。
5.5.2 在预估的罕遇地震作用下，高层建筑结构薄弱层(部位)弹塑性变形计算可采用下列方法：1 不超过12层且层侧向刚度无突变的框架结构可采用本规程第5.5.3条规定的简化计算法；2 除第1款以外的建筑结构可采用弹塑性静力或动力分析方法。
5.5.3 结构薄弱层(部位)的弹塑性层间位移的简化计算，宜符合下列规定：1 结构薄弱层(部位)的位置可按下列情况确定：1)楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层；2)楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层(部位)和相对较小的楼层，一般不超过2～3处。
2 弹塑性层间位移可按下列公式计算：条文说明5.5 结构弹塑性分析及薄弱层弹塑性变形验算5.5.1 本条为新增条文。
对重要的建筑结构、超高层建筑结构、复杂高层建筑结构进行弹塑性计算分析，可以分析结构的薄弱部位、验证结构的抗震性能，是目前应用越来越多的一种方法。
在进行结构弹塑性计算分析时，应根据工程的重要性、破坏后的危害性及修复的难易程度，设定结构的抗震性能目标，这部分内容可按本规程第3.11节的有关规定执行。
建立结构弹塑性计算模型时，可根据结构构件的性能和分析精度要求，采用恰当的分析模型。
如梁、柱、斜撑可采用一维单元；墙、板可采用二维或三维单元。
结构的几何尺寸、钢筋、型钢、钢构件等应按实际设计情况采用，不应简单采用弹性计算软件的分析结果。
结构材料(钢筋、型钢、混凝土等)的性能指标(如弹性模量、强度取值等)以及本构关系，与预定的结构或结构构件的抗震性能目标有密切关系，应根据实际情况合理选用。
如材料强度可分别取用设计值、标准值、抗拉极限值或实测值、实测平均值等，与结构抗震性能目标有关。
结构材料的本构关系直接影响弹塑性分析结果，选择时应特别注意；钢筋和混凝土的本构关系，在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的附录中有相应规定，可参考使用。
(完整版)框架结构薄弱层的验算和控制
框架结构薄弱层的验算和控制（框剪结构应去除剪力墙后在进行弹性验算）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 / Ai 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 / Ai 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。
高震区框架结构的薄弱层变形验算
△ｕ ≤ ［ ］ ， 。 ｈ
（） １
其中△ｕ 为多遇地震作用标准值产生的层 问最大弹性位移 ， ］ 。 ［ 为层问弹性位移角限值 ， 于钢筋混 对 凝土框架可取 １５０ｈ为计算楼层层高。 ／５ ， 满足式 （ ）结构构件必然处于弹性阶段 ， １， 楼层也处于远离屈服状态 。式 （ ） １ 的验算实质上是控制 建筑物非结构部件的损坏程度 ， 以减少震后的修复费用。
准则 ； 进行大震下结构弹塑性极限变形验算 （ 即要求结构能承受较大的非弹性 变形 ） 以防止结构在设 ， 计基准期内遭遇可能出现但十分罕遇的大地震时倒塌 ， 这是一个延性准则 …。
因此， 现行《 建筑抗震设计 规范》 Ｇ ５０ １— ０ １ 和现行 《 （ Ｂ ０ １ ２０ ） 高层建 筑混凝 土结 构技术规程》 （Ｇ３ ２０ ） 规定 ： ＪＪ — ０２
２２ 罕遇地 震作 用下 结构 的抗震 变形验 算 ．
大量的震害现象说明 ， 框架结构沿高度的层问屈服强度系数分布不可能非常均匀 ， 结构受力总是相
对薄弱层率先进入屈服而导致变形集中。所以罕遇地震作用下框架结构的抗震变形验算实质上是控制 薄弱层变形不超过临近倒塌的限值 。
收稿 日期 ：０６—１ ２ ２０ ２— ７
性变形 。一般建筑， 包括不超过 １ 层刚度无突变的框架结构 、 ２ 填充墙框架结构等层间剪切形结构 ， 则可 按 照抗震规 范提供 的简 化方 法进 行 弹塑性 变形 验算 ， 即按 照下 面的步 骤进 行 ：
PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）-老庄结构院-结构设计-土木在线...
PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）-老庄结构院-结构设计-土木在线...PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）《高规》4.4.2 抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小与相邻上部楼层侧向刚度的70%，或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。
《高规》5.1.14 对于竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70%或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的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应力应乘以1.15的增大系数；《高规》附录E.0.2 底部大空间层数大于一层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比re宜接近1，非抗震设计不应大于2，抗震设计不应大于1.3。
当转换层设置在3层及三层以上时，其楼层侧向刚度不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。
《抗震》E.2.1 转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
实现：1.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、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。
2.层刚度的计算方法：剪切刚度；剪弯刚度；地震剪力与地震层间唯一的比。
3.对于薄弱层，程序将该层地震作用标准值的地震剪力乘以1.15的放大系数。
4.用户可以人工指定薄弱层。
5.对于大多数一般的结构应选择第三种层刚度算法；多层结构选第一种，有斜撑的钢结构选第二种。
6.用第三种方法时，要采用“刚性楼板假定”。
对于有弹性板或板厚为零的工程应计算2遍。
确认原找出薄弱层。
7.转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的薄弱层。
不管该层是否满足刚度比的要求，都要手工定义为“薄弱层”。
8.第三种方法适用于所有结构形式，且比其他2种方法更容易通过刚度比验算。
操作：分为“层刚度比计算方法的设定”和“指定薄弱层”的操作。
关联操作：“刚性楼板假定”“地下室”层刚度比计算用于地下室是否能作为嵌固端的判断条件。
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框架结构薄弱层的验算和控制（框剪结构应去除剪力墙后在进行弹性验算）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。
转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的薄弱层。
不管该层程序判断是否满足刚度比要求，用户都应强制该层为“薄弱层”。
对于错层、刚度削弱层，以及承载力比值不满足规范的楼层，也应采用“强制薄弱层”来特别指定。
由楼层承载力产生的薄弱层，只能通过调整配筋来解决。
如提高“超配系数”等。
>>按楼层弹塑性层间位移角来判断结构弹塑性变形验算，指罕遇地震下结构层间位移不超过弹塑性层间位移角，属变形能力极限状态验算。
规范：罕遇地震影响系数最大值的取值，7度αmax为0.50或0.72；8度αmax 为0.9或1.2；9度αmax 为 1.4。
计算方法：简化方法，适用于不超过12层，且层侧向刚度无突变的框架结构；弹塑性静力分析方法；弹塑性动力分析方法。
4 剪重比的控制A 控制意义：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=0.2αmaxB 规范条文抗震规范第5.2.5条明确要求了楼层剪重比C 计算方法及程序实现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范要求，此时，再考察结构的剪重比是否合适，否则应修改结构布置、增加结构刚度，使计算的剪重比能自然满足规范要求。
“有效质量系数”与“振型数”有关，如果“有效质量系数”不满足90%，则可以通过增加振型数来满足。
>>有效质量系数概念来源：WILSON E.L. 教授曾经提出振型有效质量系数的概念用于判断参与振型数足够与否，并将其用于ETABS程序，他的方法是基于刚性楼板假定的，不适用于一般结构。
方法发展：现在不少结构因其复杂性需要考虑楼板的弹性变形，因此需要一种更为一般的方法，不但能够适用于刚性楼板，也应该能够适用于弹性楼板。
出于这个目的，我们从结构变形能的角度对此问题进行了研究，提出了一个通用方法来计算各地震方向的有效质量系数，这个新方法已经实现于TAT、SATWE和PMSAP。
经验：根据我们的计算经验，当有效质量系数大于0.8时，基底剪力误差一般小于5%。
在这个意义上我们称有效质量系数大于0.8的情形为振型数足够；否则称振型数不够。
规范：高规5.1.13规定对B级高度高层建筑及复杂高层建筑有效质量系数不小于0.9程序自动计算该参数并输出。
>>剪重比的调整当剪重比不满足规范要求时，程序将自动调整地震作用，已达到设计目标的要求。
剪重比调整系数将直接乘在该层构件的地震内力上。
TAT可以人工控制结构的剪重比；而SATWE是按照规范值控制，不能人工控制。
3 位移比的控制A 控制意义：位移比---是指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角与本楼层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。
（在高归4.3.5条中位移比和周期比是同时提出的）B 规范条文抗规第3.4.3.1条规定：平面不规则而竖向规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，并应符合下列要求：1)扭转不规则时，应计及扭转影响，且楼层竖向构件最大的弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍；新高规的4.3.5条规定，在考虑质量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。
C 计算方法及程序实现程序中对每一层都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，用户可以一目了然地判断是否满足规范。
且注意位移比的限值是根据刚性楼板假定的条件下确定的，其平均位移的计算方法，也基于“刚性楼板假定”。
控制位移比的计算模型：按照规范要求的定义，位移比表示为“最大位移/平均位移”，而平均位移表示为“（最大位移+最小位移）/2”，其中的关键是“最小位移”，当楼层中产生0 位移节点，则最小位移一定为0，从而造成平均位移为最大位移的一半，位移比为2。
则失去了位移比这个结构特征参数的参考意义，所以计算位移比时，如果楼层中产生“弹性节点”，应选择“强制刚性楼板假定”。
规范要求：高规4.3.5条，应在质量偶然偏心的条件下，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。
D 注意事项>>复杂结构的位移控制复杂结构，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。
对于错层结构或带有夹层的结构，这类结构总是伴有大量的越层柱，当选择“强制刚性楼板假定”后，越层柱将受到楼层的约束，如果越层柱很多，计算失真。
总之，结构位移特征的计算模型之合理性，应根据结构的实际出发，对复杂结构应采用多种手段。
2 周期比的控制A 控制意义：周期比---第一扭转周期与第一侧振周期的比值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面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。
所以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。
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。
B 规范条文高层规程第4.3.5条，要求：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抗归中没有明确提出该概念，所以多层时该控制指标可以适当放松，但一般不大于1.0。
C 计算方法及程序实现程序计算出每个振型的侧振成份和扭振成份，通过平动系数和扭转系数可以明确地区分振型的特征。
周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt，周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1（注意：在某些情况下，还要结合主振型信息来进行判断）。
知道了Tt和T1，即可验证其比值是否满足规范D 注意事项>>复杂结构的周期比控制多塔结构周期比：对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算。
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，验算方法尚不清楚。
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“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。
以过滤局部振动产生的周期刚度比的控制A 控制意义：新规范要求结构各层之间的刚度比，并根据刚度比对地震力进行放大，。
新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、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等，都要求有层刚度作为依据，直观的来说,层刚度比的概念用来体现结构整体的上下匀称度.B 规范条文：新抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
新高规的4.4.3条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%。
新高规的5.3.7条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。
新高规的10.2.6条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录D的规定。
E.0.1底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时不应大于2。
E.0.2底部为2~5层大空间的部分框支剪力墙结构，其转换层下部框加-剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比γe 宜接近1，非抗震设计时不应大于2，抗震设计时不应大于1.3。
C 计算方法及程序实现：>>楼层剪切刚度>>单层加单位力的楼层剪弯刚度>>楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度只要计算地震作用，一般应选择第 3 种层刚度算法不计算地震作用，对于多层结构可以选择剪切层刚度算法，高层结构可以选择剪弯层刚度不计算地震作用，对于有斜支撑的钢结构可以选择剪弯层刚度算法D 注意事项:转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层刚度比，一般取转换层上下等高的层数计算。