结构薄弱层的概念和控制

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。
2.2 软件实现 程序无自动进行楼层层间受剪承载力不 满足的判断的功能。 用户在确定某层抗侧力结构的受剪承载 力小于其上一层的 80% 时，应将该层手 工设置为薄弱层。 2.3 操作方法 用户可做‘指定薄弱层’的操作。
结构薄弱层的概念和控制
一、结构层刚度沿竖向突变产生的 薄弱层
1.1 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。


“抗震规范” 表3.4.2—2 竖向不规则的 类型中，除侧向刚度不规则和楼层承载 力突变以外，还有竖向抗侧力构件不连 续∶竖向抗侧力构件（柱、剪力墙、抗 震支撑）的内力由水平转换构件（梁、 桁架等）向下传递。这是带转换层结构， 转换层是竖向抗侧力构件不连续部位， 属薄弱层，该层的地震剪力应乘1.15。







1.4 关联操作 ‘刚性楼板假定’：详见 1.4 节。设定第三种层 刚度比计算方法（地震剪力与地震层间位移的比） 时，一般应该有刚性楼板假定。 1.5 结果说明 程序逐层输出每一层层刚度比和薄弱层地震剪力 放大系数。



SATWE 层刚度比和薄弱层地震剪力放大系数的结果可在 WMASS.OUT中查看。如以下所示： 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计 算信息 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 RJX，RJY，RJZ：结构总体坐标系中塔的侧移 刚度和扭转刚度 来自
1.2 软件实现 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——剪切刚度： Ki = Gi Ai / hi 方法2：高规附录E.0.2建议的方法——剪弯刚度： Ki = 1 / 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――地震剪力与地震层间位移的比： Ki = Vi / Δi 软件已全部实现。程序提供三种方法的选择项，用户 可以选用其中之一。程序隐含的方法是第3种，即地震 作用下层剪力与层间位移之比。
三、结构弹塑性变形验算
我国的抗震设计的基本思想，是“三水准设防和两 阶段设计”；三水准设防是“小震不坏，中震可修， 大震不倒”；两阶段设计是∶ 第一阶段，小震下弹性设计，即多遇地震下结构和 构件 承载力验算和结构弹性变形验算，对各类结构按规 范要求采取抗震措施； 第二阶段，罕遇地震下的弹塑性变形验算。 结构弹塑性变形验算，指罕遇地震下结构层间位移不 超过层间弹塑性位移角限值，属变形能力极限状态验 算。



Floor No：1，Tower No.：1 Xstif= 45.7917(m)，Ystif= -11.6787(m)，Alf = 0.0000(Degree) Xmass= 50.9751(m)，Ymass= -13.9529(m)， Gmass= 1022.9373(t) Eex = 0.4070，Eey = 0.1706 Ratx = 1.0000，Raty = 1.0000 Ratx1= 2.1582，Raty1= 2.3140， 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 4.7175E+06(kN/m)， RJY = 4.7783E+06(kN/m)， RJZ = 0.0000E+00(kN/m)

1.3 操作方法 分为‘层刚度比计算方法的设定’和‘指定薄弱层’的操作。 SATWE 层刚度比计算方法的设定 ①进入菜单《2.结构分析和构件能力计算》→《SATWE计算 控制参数》 在‘层刚度比计算’框中的三个任选项－‘剪切刚度’、 ‘剪弯刚度’或‘地震剪力与地震层间位移的比’内选一打 ‘· ’，则可。 指定薄弱层，此时程序自动判定的薄弱层仍旧调整 进入菜单《 1. 接 PM 生成 SATWE 数据》 → 《 1. 分析与设计参 数补充定义》→《调整信息》 在‘指定的薄弱层个数’项内填入要用户设定薄弱层的总层 数，再在‘各薄弱层层号’项内填入薄弱层的结构层号。
二、结构楼层受剪承载力沿竖 向突变产生的薄弱层

2.1 规范条文
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%。

对于薄弱层： （ 1 ）程序将该层地震作用标准值的地震剪力 乘以1.15的增大系数； （ 2 ）程序设有‘指定薄弱层’项。用户可手 工指定薄弱层； （ 3 ）这三种计算方法有差异是正常的，可以 根据需要选择； （4）对于大多数一般的结构应选择第3种层刚 度算法；
选择第 3 种方法计算层刚度和刚度比控 制时，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，用户都应将该层手工置为 “薄弱层”。