高层建筑结构设计中7个比值的设计与调整
PKPM中那七个比的详细出处及调整
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。
PKPM高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”
PKPM高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”，-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-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-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-4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。
-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-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-位移比（层间位移比）:-1.1 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。
-1.3 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。
-1.2 相关规范条文的控制：-[抗规]3.4.2条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则，对称，并应具有良好的整体性，当存在结构平面扭转不规则时，楼层的最大弹性水平位移(或层间位移)，不宜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。
(完整版)结构设计中的8个参数比(超限)调节方法.docx
结构设计中的几个参数比1.轴压比目的：控制构件保持一定延性。
保证柱（墙）的塑性变形能力和保证结构的抗倒塌能力。
要求：详见规范（抗规柱 6.3.6 、墙 6.4.5和混规柱11.4.16、墙11.7.16&17 ），限制各等级的剪力墙和框架（支）柱轴压比；注意：剪力墙的轴压比对应的荷载为重力荷载代表值的设计值；框架（支）柱轴压比对应的荷载为含水平荷载的工况组合，多为地震工况组合。
调节方法：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.扭转周期比目的：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。
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要求：规范规定（高规 3.4.5）：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振型判别方法：振型方向因子来判断，因子以50%作为分界。
注意：全国超限建筑抗震设防中，对周期比比值不足不是一项超限，广东抗震审查技术要求中无该条规定。
调节方法：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，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。
3.有效质量参与系数目的：保证考虑充足的地震作用。
要求：详见规范（抗规 5.2.2 条文及高规 5.1.13）计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%。
调节方法：增加计算参与的振型数量。
4.刚重比目的：确定在水平荷载下，结构二阶效应不致过大，而引起稳定问题。
要求：详见规范（高规 5.4）重力二阶效应及结构稳定注意：此处重力为重力荷载设计值，取 1.2 恒+1.4 活。
混凝土结构设计中的“七种比值”调整模型必备
比值 名称 意义 及作用 轴压比 刚度比 周期比 位移比 剪重比 刚重比 有效质量比
主要控制竖向构件的承载 主要是用来体现整体竖向 主要控制侧向刚度与扭转 力，保证抗震设计时结构 是否规则的重要指标，对 刚度之间的一种相对关 的延性。 判断是否为薄弱层、可否 系，主要控制结构在罕遇 用作嵌固端、转换层是否 大震下的扭转效应。 满足规范要求。 《高规》6.4.2、7.2.2.2 、7.2.13 《混规》11.4.16、 11.7.16、11.7.17 《抗规》6.3.6、6.4.2、 6.4.5 1、增大构件截面尺寸 2、提高混凝土强度等级 《高规》3.5.3、5.3.7、 《高规》3.4.5 附录E A级≦0.9 B级≦0.85 《抗规》3.4.3 《超限》3.3.1.6、 3.3.2.6 1、降低本层层高或增加 上层层高
是指楼层竖向构件的最大 是反映地震作用大小的重 是指结构稳定性的验算与 主要为控制结构的地震力 水平和层间位移角与本楼 要指标，为了保证结构有 控制避免建筑在地震、风 是否全计算出来 层平均值的比为控制建筑 足够的抗剪承载能力。 荷载下发生倾覆。 的扭转效应。 《高规》5.4.2、5.4.3、 《高规》5.1.13.1 5.4.4 大于90%
规范 要求
《高规》3.4.5 《高规》4.3.12 A级不宜大于1.2，不应大 于1.5 《抗规》5.2.5 《抗规》中没有明确相关 B级不宜大于1.2，不应大 要求，所以多层时参数可 于1.4 以适当放松
调整 方法
1、只能通过调整平面布 1、增大部分柱截面 置来改善.调整的原则是 2、增加刚度（增加柱、 加强结构的外围墙、柱、 2、增大部分梁截面 梁、墙截面）或减小上层 或梁的刚度，消弱结构中 间墙、柱的刚度。 柱、梁、墙截面
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。
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法
高层结构设计需要控制的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 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。
抗规6.3.7 柱轴压比不宜超过表6.3.7的规定；建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑，柱轴压比限值应适当减小。
注：1 轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值；可不进行地震作用计算的结构，取无地震作用组合的轴力设计值；2 表内限值适用于剪跨比大于2、混凝土强度等级不高于C60的柱；剪跨比不大于2的柱轴压比限值应降低0.05；剪跨比小于1.5的柱，轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施；3 沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于200mm、间距不大于100mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用复合螺旋箍、螺旋间距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍、螺旋净距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于10mm、轴压比限值均可增加0.10；上述三种箍筋的配箍特征值均应按增大的轴压比由本节表6.3.12确定；4 在柱的截面中部附加芯柱，其中另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%，轴压比限值可增加0.05；此项措施与注3的措施共同采用时，轴压比限值可增加0.15，但箍筋的配箍特征值仍可按抽压比增加0.10 的要求确定；5 柱轴压比不应大于1.05。
抗规 6.3.7:抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件，并应符合下列要求：1 抗震墙结构，一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应按本章第6.4.7条设置约束边缘构件，但墙肢底截面在重力荷载代表值作用下的轴压比小于表6.4.6的规定值时可按本章第6.4.8条设置构造边缘构件。
高层建筑结构设计中应注意的六个比值
对 结构 产生不 利影 响。 在考 虑偶 然偏心 影 响的地 健作 用下， 楼层 竖 向构件 的最 大水平 位移 和层 间位移 ， 级 高度 高级 建 筑不 宜大 Ａ 于 该 楼层 平 均值 的１２ ， ．信 不应 大 于 该楼 层 平 均值 的１５ ：级 ．信 ８
高度 高层 建 筑 、 混合 结构 高层 建 筑及 规范 第 １ ｍ所 指 的复 杂高 ０ 层建 筑不 宜大 于该 楼层 平均 值 的１４ 。 ． 倍
周期 比
（） 据 周 期、 震 力 与振 型 输 出文件 Ｗ ＱＯ Ｔ 出计 算结 １根 地 Ｚ ．Ｕ 输
果验算 周期 比。
周期 比主要 为控 制 结构 扭 转 效 应 ， 小 扭转 对 结构 产 生 的 减
别 为： 移 比 、 期 比 、 重 位 周 刚
安全考虑 ， 规定最小剪重比。
比 、刚 度 比 、 压 比 、剪 重 轴
比。 下面笔 者 就 这６ 比值 的 个
六个比值的调整
位 移 比 电算 结 果 的判 别
涵 义和相 互关 系进行 阐述 。
与调整 要点
（ ） 位 移 比超 过 １．， Ｉ若 ２ 则
可 以不考 虑重 力二阶 效应 。
刚度 比电算结果 的判 别与调整 要点
７ ｊ ６
监高
：㈣ 。 。
市 导 ａｅＧｉ ｎ ． 场 航Ｉ ｒｔ ｕ ａ ｅ ＾ Ｍ ｋ ｄ ｃ
表 １周 期 、 震 力与振 型 输 出文 件 ． 地
（） 果 周期 比不满 足 规 范要 求， 明该 结构 扭 转效 应 明显， ４如 说
结构设计中高层建筑需控制的“九个比值”及调整方法
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 。 １ ． 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 。
１新抗 震 规 范 附 录 Ｅ ．规 定 ，筒 体结 构 转 换 层 上下 层 的 ） ２１ 侧 向刚度 比不 宜大 于 ２ 。
随着 我 国社会 经济 的迅 猛发 展 ，越来 越 多的高 层建 筑像 雨 后 春 笋一样 在全 国各 地拔 地而起 。本 文对 高层 结构 设计 中需 控 制的 “ 个 比值 ”进 行 了较详 细 的说 明和介绍 。 六 １六个 比值 ＿ １ 轴压 比 ：主 要 为控 制 结构 的延性 ，规范 对 墙肢 和 柱 均 ． １ 有 相应 限值 要求 。轴 压 比是 指有 地震 作用 组合 的柱 组合 轴压 力 设 计值 与柱 的全 截面 面积 和砼轴 心受 压抗 压强 度设 计值 乘积 的 比值 ，是 影 响柱 子破坏 形 态和延 性 的主 要因素 之一 。轴 压 比限 值 的依 据 是理 论 分 析 和试 验 研 究并 参 照 国外 的类 似 条 件 确 定 的 ， 基准值 是对 称配 筋柱 大小偏 心受 压状态 的轴压 比分界值 。 其 １ ＿ 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 。 规 范上 虽 然没 有 明 确要 求 ６ 区 剪重 比 的控 制 ，但 度 般 经验 还是 按 ０ ０ ． ８的楼层 最 小剪 力 系数 值考 虑 。这个 要 求 ０
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结 构 设 计 巾 高 层建Fra bibliotek筇 需控 制的 “ 个 比 值 ” 及 调整 方 法 九
(完整版)结构设计中的七个比值
位移比高规 3.4.5：为减少扭转对结构布置的影响，在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，竖向构件的水平位移和层间位移，A级高度不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层的1.5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级高度建筑不应大于0.9。
说明：过大的扭转效应会导致结构的严重破坏，对结构的扭转效应主要从以下两个方面加以限制：1、限制结构平面布置的不规则，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
扭转位移比计算时，楼层位移可取“规定水平地震力”计算，“规定水平地震力”一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力，并考虑偶然偏心。
水平作用力的换算原则为每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值。
2、限制结构的抗扭刚度不能太弱。
当扭转方向因子大于0.5时，则该振型可认为是扭转为主的振型。
（周期比计算时，可直接计算结构的固有自振特性，不必附加偶然偏心）周期比位移比调整方法：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平面布置，减小结构刚心与质心的偏心距；调整方法如下：1）由于位移比是在刚性楼板假定下计算的，结构最大水平位移与层间位移往往出现在结构的边角部位；因此应注意调整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度，减小结构刚心与质心的偏心距。
同时在设计中，应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。
2）对于位移比不满足规范要求的楼层，也可利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”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、柱等构件的刚度。
节点号在“SA TWE位移输出文件”中查找。
也可找出位移最小的节点削弱其刚度，直到位移比满足要求。
周期比比调整方法：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。
PKPM七大控制指标及调整方法
PKPM七大控制指标及调整方法一、轴压比：含义：轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的截面面积和混凝土轴心压强强度设计值乘积之比值，u=N/（A*Fc）——抗规6.3.6作用：主要是为限制结构的轴压比，保证结构的延性要求，规范对墙址和柱均有相应限值要去，具体详见抗规6.3.7和6.4.6，高规6.4.2和7.2.14及相应的条文说明。
轴压比不满足要求，对结构的延性没有办法满足；若轴压比过小，说明结构的经济指数指标较差，宜适当减小相应墙柱、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：从公式出发，可以增大墙柱截面面积或提高混凝土的强度。
规范规定：柱轴压比不宜超过下表的规定;建造于Ⅳ类场地且较高的高层建筑，柱轴压比限值应适当减小:注:1.轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;对本规范规定不进行地震作用计算的结构，可取无地震作用组合的轴力设计值计算;2.表内限值适用于混凝土强度等级不高于C60的柱;当混凝土强度等级为C65-C70时，轴压比限值应降低0.05;当混凝土强度等级为C75-C80时，轴压比限值应降低0.10;3.表内限值适用于剪跨比大于2的柱;剪跨比不大于2但不小于1.5的柱，轴压比限值应降低0.05;剪跨比小于1.5的柱，轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;4.沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于200mm、间距不大于100mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用复合螺旋箍、螺旋间距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍、螺旋净距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于10mm，轴压比限值均可增加0.10;5.在柱的截面中部附加芯柱，其中另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%，轴压比限值可增加0.05;此项措施与注3的措施共同采用时，轴压比限值可增加0.15，但箍筋的体积配箍率仍可按轴压比增加0.10的要求确定;6.轴压比限值不应大于1.05。
高规
高层结构设计注意问题高层结构设计中六个“比”的控制与调整 2008-09-03 15:40 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, 由于高层建筑相对较柔,水平荷载作用效应明显,在满足使用条件下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去追求与面对的。
笔者认为,对于高层结构设计来说，位移比、周期比、刚度比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的六个极其重要的参数，《建筑抗震设计规范 GB50011-2001》(以下简称为抗规);《混凝土结构设计规范 GB50010-2002》(以下简称为砼规);《高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002》(以下简称为高规)均在相关章节对以上“六个比”进行了严格控制。
在初步设计和施工图设计阶段，结构设计和审图人员对以上“六个比”都非常重视，各类结构设计软件也对这“六个比”有详细的电算结果输出，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 SATWE 程序的电算结果，结合规范条文的要求，谈谈如何对电算结果进行判读、控制与调整。
1. 位移比（层间位移比）:1.1 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。
1.2 相关规范条文的控制：[抗规]3.4.2 条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布臵宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜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。
高层结构设计中七个“比值”的控制与调整
高层结构设计中七个“比值”的控制与调整
龙广成
【期刊名称】《葛洲坝集团科技》
【年(卷),期】2009(000)003
【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。
【总页数】4页(P79-82)
【作者】龙广成
【作者单位】葛洲坝集团股份有限公司勘测设计院,湖北宜昌443002
【正文语种】中文
【中图分类】TU318
【相关文献】
1.高层结构设计中位移比、周期比、刚度比的控制与调整 [J], 李柏涛;许东
2.高层结构设计需要控制的重要指标及调整方法 [J], 王飞
3.高层结构设计所需的控制比值及协调方法 [J], 刘灵达
4.高层结构设计中整体性能的控制与调整——SATWE电算结果与规范条文的对照理解 [J], 马旭升
5.谈高层结构设计中的常用电算指标——以轴压比、周期比、位移比的控制调整指标为论述依据 [J], 王翔宇;任力勇
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【原创】结构七大比值,超详细!
位移比包含： （1）楼层竖向构件最大 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 位移比值。 最大水平位移：墙顶、 位移比 柱顶节点的最大水平位 （程序不能 移； 平 自动调整， 均水平位移：墙顶、柱 仅人工调整 顶节点的最大水平位移 实现） 与最小水平位移之和 /2； 层间位移角：墙、柱层 间位移/层高； 最大层间位移角：墙柱 层间位移角最大值； 平均层间位移角：墙柱 层间位移角最大值与最 小值和/2。
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。 周期比即结构扭转为主 控制结构扭转效应，减小扭转对结 周期比 的第一自振周期Tt与平 构产生的不利影响。位移比侧重控 （程序不能 动为主第一自振周期T1 制的是结构侧向刚度与扭转刚度之 自动调整， 之比，Tt/T1。周期比控 间的相对关系，而非绝对大小，目 仅人工调整 制的是结构承载布局的 的是使抗侧力构件的布置更加有效 实现） 合理性。 合理，一旦出现周期比不满足时， 只能通过调整平面布置来改善， 并且是整体性的大调整。
程序调整：程序没有自动判定承载力是否超限而 出现薄弱层，在SETWE的“调整信息”中的“指 定薄弱层个数”中填入该楼层层号，将该层指定 为薄弱层，程序将自动按照《10高规》3.5.8将 该层地震剪力放大1.25倍。 人工调整：若仍需人工干预，可适当提高本层构 件强度（增大配筋，提高混凝土强度或加大假 面），以提高本层墙柱等抗侧力构件的承载力， 或适当降低上部相关楼层墙柱的承载力。
（1） 层间受剪承载力的计算与 砼强度、实配钢筋面积等因素有 关，在用SATWE软件接PK出施工图 之前，实配钢筋面积是不知道 的，因此SATWE程序以计算配筋面 积代替实配钢筋面积是不真实的 （2） 目前的SATWE程序在《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。 （3） 受剪承载力计算以矩形柱 代替异性柱和剪力墙作近似计 算，结果仅供参考。
PKPM七大控制指标及调整方法
PKPM七⼤控制指标及调整⽅法PKPM七⼤控制指标及调整⽅法⼀、轴压⽐：含义：轴压⽐指柱组合的轴压⼒设计值与柱的截⾯⾯积和混凝⼟轴⼼压强强度设计值乘积之⽐值，u=N/（A*Fc）——抗规6.3.6作⽤：主要是为限制结构的轴压⽐，保证结构的延性要求，规范对墙址和柱均有相应限值要去，具体详见抗规6.3.7和6.4.6，⾼规6.4.2和7.2.14及相应的条⽂说明。
轴压⽐不满⾜要求，对结构的延性没有办法满⾜；若轴压⽐过⼩，说明结构的经济指数指标较差，宜适当减⼩相应墙柱、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：从公式出发，可以增⼤墙柱截⾯⾯积或提⾼混凝⼟的强度。
规范规定：柱轴压⽐不宜超过下表的规定;建造于Ⅳ类场地且较⾼的⾼层建筑，柱轴压⽐限值应适当减⼩:注:1.轴压⽐指柱组合的轴压⼒设计值与柱的全截⾯⾯积和混凝⼟轴⼼抗压强度设计值乘积之⽐值;对本规范规定不进⾏地震作⽤计算的结构，可取⽆地震作⽤组合的轴⼒设计值计算;2.表内限值适⽤于混凝⼟强度等级不⾼于C60的柱;当混凝⼟强度等级为C65-C70时，轴压⽐限值应降低0.05;当混凝⼟强度等级为C75-C80时，轴压⽐限值应降低0.10;3.表内限值适⽤于剪跨⽐⼤于2的柱;剪跨⽐不⼤于2但不⼩于1.5的柱，轴压⽐限值应降低0.05;剪跨⽐⼩于1.5的柱，轴压⽐限值应专门研究并采取特殊构造措施;4.沿柱全⾼采⽤井字复合箍且箍筋肢距不⼤于200mm、间距不⼤于100mm、直径不⼩于12mm，或沿柱全⾼采⽤复合螺旋箍、螺旋间距不⼤于100mm、箍筋肢距不⼤于200mm、直径不⼩于12mm，或沿柱全⾼采⽤连续复合矩形螺旋箍、螺旋净距不⼤于80mm、箍筋肢距不⼤于200mm、直径不⼩于10mm，轴压⽐限值均可增加0.10;5.在柱的截⾯中部附加芯柱，其中另加的纵向钢筋的总⾯积不少于柱截⾯⾯积的0.8%，轴压⽐限值可增加0.05;此项措施与注3的措施共同采⽤时，轴压⽐限值可增加0.15，但箍筋的体积配箍率仍可按轴压⽐增加0.10的要求确定;6.轴压⽐限值不应⼤于1.05。
高层结构设计需要控制的六个比值
高层结构设计需要控制的六个比值[转贴] 发表者: claca1、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。
4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。
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。
▲见SATWE结果文件wmass.out ,wdisp.out, wzq.out......▲我觉得这些不是第一位的,应该是你的结构方案合理的基础上而要考虑的因素: 当你对于一个高层结构方案电算结束后,首先要看的是结构前几个周期和前几个振型,这是最为关键的!然才开始考虑上述的6要素.因为只有在周期振型合理的基础上,你的方案在概念设计上才算可行的,然后再用其6要素进行结构量方面的控制.▲TBSA6.0在计算结果一栏的下拉菜单中的文本文件中有一个文件名“计算结果汇总”。
▲我觉得这些不是第一位的,应该是你的结构方案合理的基础上而要考虑的因素: 当你对于一个高层结构方案电算结束后,首先要看的是结构前几个周期和前几个振型,这是最为关键的!然才开始考虑上述的6要素.因为只有在周期振型合理的基础上,你的方案在概念设计上才算可行的,然后再用其6要素进行结构量方面的控制.说得好啊，我的老师也有这样提过了啊，可是那个参数不合要求后,怎样进行处理,如结构周期偏大如何处理,等....不知哪里有这方面的详细经验资料介绍?谢谢▲6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构因重力二阶效应过大而失稳倒塌，见高规5.4.4(强条)。
▲下面是引用wolow78于2005-08-16 17:27发表的:我在SATWE中找不到“周期比”和“刚重比”两个，在此请教各位高手！周期比=第一扭转周期/第一平动周期，自己拿计算器去除的。
《高层建筑结构设计》之一“七个比值”控制定义、目标与意义
《高层建筑结构设计》之一“七个比值”的控制定义、目标和意义
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“七个比值”
• 轴压比 • 剪重比
• 刚度比
• 位移比 • 周期比 • 刚重比 • 层间受剪承载力比 • 总结
《高层建筑结构设计》之一“七个比值”的控制定义、目标和意义
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三、刚度比
1.定义：指结构竖向不同楼层的侧向刚度 的比值，也称层间刚度比。
2.公式：uc
N fc A
式中：uc—柱轴压比；
N—柱考虑地震作用组合的轴压力设计值；
fc—混凝土轴心抗压强度设计值；
A—柱的全截面面积。
《高层建筑结构设计》之一“七个比值”的控制定义、目标和意义
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轴压比
轴压比是针对于以承受重力荷载为代 表值的剪力墙、柱等构件提出的概念，新
规范也明确规定：承受的轴力按考虑地震 作用组合的轴压力设计。因此轴压比是影
抗风计算不存在剪重比，风载不同于地展作 用，它是直接作用在建筑物的，而且可较准确测 定(如风洞试验)。
倘若从受力机理和截面破坏形式来看，剪重比 与剪压比是同一概念，它们都是指水平作用与竖向 作用的比值。剪重比讨论的是水平剪力和竖向重力 荷载的比值，如框架柱的剪重比；剪压比讨论的是 横向剪力和轴向压力的比值，如框架梁的剪压比。
表1 框架柱轴压比限值
《高层建筑结构设计》之一“七个比值”的控制定义、目标和意义
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轴压比
②.《混凝土规》11.7.13条、《高规》7.2.14条
同时规定:抗震设计时，一二级抗震等级的剪力墙 底部加强部位，其重力荷载代表值作用下墙肢的 轴压比不宜超过表2中的极限值。
表2 剪力墙轴压比限值
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高层结构设计重点控制的比值
高层结构设计重点控制的比值作者：蔡成华来源：《建筑建材装饰》2014年第01期摘要：随着科技的飞速发展，高层建筑逐渐取代多层建筑成为现代建筑的主流，本文从周期比、刚度比、位移比、轴压比、剪重比、刚重比、层间受剪承载力比等高层结构设计需要控制的七个比值对高层建筑结构设计进行探讨。
关键词：结构设计；周期比；位移比；轴压比；剪重比；层间受剪承载力比前言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：1，周期比；2，刚度比；3，位移比；4，轴压比；5，剪重比；6，刚重比； 7，层间受剪承载力比。
1 周期比的控制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。
高层规程第，3.4.5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。
SATEWE程序计算出每个振型的侧振成分和扭振成分，通过平动系数和扭转系数可以明确地区分振型的特征。
应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。
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。
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。
2 刚度比的控制刚度比主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变。
有如下几处规范，对刚度比做了相应规定。
（1）抗规第3.4.3条按刚度比判断楼层是否为薄弱层。
（2）高规的第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。
高层结构设计中“六个比值”控制及调整方法
前言 随着我国社 会经济 的迅猛发屁 越来越 多的 高层 建筑像 雨后春笋 一样在 全 国各 地 拔地 而起 。本 文对 高 层建 筑 结构 设 计 中需 控制 的 “ 个 比值 ”进行 六 了较 详 细 的 说 明和 介 绍 。 １六 个比 值 １ １轴 压 比 ． 主 要为控 制 结构 的延性 ， 范对墙 肢和 柱均 有 相应 限值 要求 。轴压 比 是 规 指有地 震作用 组合 的柱组 合轴 压力 设计值 与柱 的全截 面面 积和 砼轴 心受压 抗 压强 度设 计值 乘积 的 比值， 影响 柱子 破坏 形 态和 延性 的 主要 因 素之一 。 是 １ 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 。规 范上虽 然没有 明 确要求 ６ 区剪重 比的控 制， 度 但一 般经 验还 是按 ０ ０８ ． ０ 的楼 层最 小剪力 系数值 考虑 。这个要 求如 同最 小配 筋率 的要 求， 出来 的地震 剪力 如果达 不 到规 范 算 的最低 要 求， 要人 为提 高 ， 就 并按 这 个最 低要 求 完成 后续 的计 算 。 １ ３ 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 。高层 建筑 混凝 土 结构仅 在竖 向重力荷 载作 用下 产生整 体 失稳 的可 能性 很小 。高层 建筑 结构 的 稳 定设 计主要 是控 制在 风荷 载或 水平 地震 作用 下， 重力 荷载 产生 的二 阶效 应 （ 力 Ｐ一 △效 应） 重 不致 过 大， 以致引起 结 构的 失稳 倒塌 。结 构的 剐度和 重力 荷 载之 比 （ 比） 刚重 是影响 重力 Ｐ △效应 的主 要参 数。如 结构 的剐 重 比满 足 一 本 高规 ５４４ ． ． 条公式 （．．－ ） （． ．— ） ５ ４ ４ １或 ５ ４ ４２ 的规 定， 重力ｐ △效 应可控 制 则 一 在 ２ ％之 内， ０ 结构 的稳 定 具有 适 宜的 安全 储备 。若结 构 的刚 重 比进 一步 减 小， 则重 力 Ｐ一 △ 效应 将会 呈非 线性 关系 急剧 增长 ， 引起 结构 的整 体失 稳 。 １４ 刚度 比 ． 主 要为控 制结 构竖 向规则 性， 以免 竖 向刚度突 变， 成薄弱 层 。①新抗 震 形 规范 附录 Ｅ ． 规 定， ２１ 简体 结构 转换 层上 下层 的侧 向刚度 比不 宜大 于 ２ 。② 高 规 的 ４ ４２ 规定 ， 震设 计的 高层建筑 结 构， ．．条 抗 其楼 层侧 向刚度 不宜 小于相 临 上部楼 层侧 向刚度 的 ７ ％或其上 相 临三层侧 向刚度平 均值 的 ８ ％ ： 高规 的 Ｏ ０ ③ ５３ 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 ： 高 倍 ④ 规的 １． ．条规 定， 部大 空间剪 力墙 结构， Ｏ２ ３ 底 转换层 上部 结构 与下部 结构 的侧 向刚度 ， 应符合 高规 附录Ｅ 的规 定 ： 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 Ｙ表示 转换 层 上 、下层 结 构刚 度的变 化， 非抗震 设计 时 Ｙ 应大 于 ３ 抗 震设 计 时不应 大 于 ２ 不 ， 。底 部大 空间 层数大于 一层时， 转换层 上部框架 一剪力墙 结构 的与底 部大空 间层相 同或相 其 近 高度 的部 分的等 效侧 向刚度 与转换 层下 部的框 架一 剪力 墙结构 的等 效侧 向 刚度 比 ｙ ｅ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 ， ， ．。 抗震规 范 （ 三种 ） 第 方法 为通 用方法 ， 也是 程序 的缺 省方式， 通常 工程均 可 采 用此种 办法 ： 大空 间为一层 时， 底部 刚度 比计 算可采用 剪切 刚度 ： 部大空 间 底 为多层 时， 刚度 比计算可 采用 剪弯 刚度 ： 三种 方法算 出的楼 层 剐度可 能差 别很 大， 属正 常 ， 以不必 奇怪 。 可 １５ 位移 比 ． 竖向构 件最大 水平位移 比和 层 间位 移 比， 主要为控 制 结构平 面规则 性， 以 免 形成扭 转， 结构产 生 不利影 响 。规范条 文 ： 对 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， 、Ｂ 高度 高层 建筑 均不宜 大于 该 Ａ 级 楼层 平均值 的 １２倍 ： Ａ级高度 高层 建筑 不应 大于该 楼层 平均 值 的 １ ５ ， ． 且 ．倍 Ｂ级高度 高 层建筑 、混合 结构 高层 建筑 及 复杂 高层 建筑 ， 应 大于 该楼 层平 不 均值 的 １ ４倍。针对 此条 ， ． 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 ， 户可 以～ 用 目了然地 判断 是否满 足规 范 此 时应注 意 ： 验算位 移 比可 以选 择强 制 刚性楼
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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。
(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。
高层建筑层数多、高度大,为保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其位移比加以控制,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,避免混凝土墙或柱出现裂缝,同时将楼面梁板的裂缝数量、宽度和高度控制在规范允许范围之内。
(2)保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显损坏。
(3)限制结构平面布置的不规则性,避免结构产生较大的扭转效应。
1.2 相关规范条文的控制[抗规]3.4.2条规定:建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称,并应具有良好的整体性;当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜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。
[高规]4.3.5条规定:楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,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高之比 u/h不宜大于表1的限值。
表1 楼层层间最大位移与层高之比的限值结构类型 u/h限值框架1/550框架-剪力墙、框架-核心筒、板柱-剪力墙1/800筒中筒、剪力墙1/1000框支层1/10001.3 电算结果的判别与调整要点PK P M软件中的S ATW E程序对每一楼层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,详位移输出文件W D ISP.OUT。
但对于计算结果的判读,应注意以下几点:(1)若位移比超过1.2,则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用。
(2)验算位移比应考虑偶然偏心的影响。
(3)验算位移比应选择强制刚性楼板假定。
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<对所有楼板强制采用刚性楼板假定>,按规范要求计算位移比;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等计算。
(4)对于体育场馆、特殊工业建筑、空旷结构、错层和越层等结构,由于其竖向构件高度不一致,采用强制刚性楼板假定会带来较大的计算误差,因此,对这类复杂的建筑结构不宜强行进行位移比控制。
(5)位移比不满足要求的原因,往往是结构平面不规则,刚度布置不均匀,结构上下层刚度偏心较大等,解决办法主要是改进设计,使结构规则,刚度均匀。
2 周期比2.1 名词释义周期比即结构扭转为主的第一自振周期T t与平动为主的第一自振周期T1之比。
限制周期比是为了控制结构的抗扭刚度不能太弱。
当T t与T1两者接近时,由于振动耦连的影响,结构的扭转效应将明显增大。
因此,在抗震设计中采取措施减小周期比T t/T1值,使结构具有必要的抗扭刚度。
2.2 相关规范条文的控制[高规]4.3.5条规定, 结构扭转为主的第一自振周期T t与平动为主的第一自振周期T1之比(即周期比),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。
[高规]5.1.13条规定, 抗震计算时,宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小于15,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
2.3 电算结果的判别与调整要点(1)计算结果详周期、地震力与振型输出文件W ZQ. OUT。
因SAT W E电算结果中并未直接给出周期比,故需设计人员按如下步骤验算周期比:#考察各振型是平动系数还是扭转系数占主导地位(最好大于0.8,至少也要大于0.5),区分出各振型是平动振型还是扭转振型。
∃在平动振型和扭转振型中找出周期最长的(一阶振型)为第一平动周期T1和第一扭振周期T t。
必要时还应查看该振型的基底剪力是否较大,考查该振型在<结构整体空间振动简图>中,是否能引起结构整体振动,局部振动周期不能作为第一周期。
%计算T t/T1,考查是否超过0.9(0.85)。
(2)在结构符合刚性楼板假定时,周期比计算应在刚性楼板假定下进行;对于不适宜刚性楼板假定的复杂高层建筑结构,不宜考虑周期比控制。
(3)对于多塔大底盘结构,宜采用离散模型分析,即将整体建立的多塔大底盘模型人为地切分成独立的单塔模型,使各单塔单独参与抗震计算。
(4)如果周期比不满足规范要求,说明该结构扭转效应明显,对抗震不利,应进行调整。
周期比调整的原则如下:#结构抗侧力构件的布局均匀对称。
∃增强结构周边的刚度。
具体措施有:增大周边柱、剪力墙的截面或数量。
增大周边梁的高度、楼板的厚度;加强转角窗周边构件的截面和强度,包括剪力墙暗柱,窗间墙,楼板等,特别是增设暗梁。
%降低结构中部的刚度。
具体措施有:结构中部剪力墙上开洞;中部核心筒开结构洞再填充。
3 刚度比3.1 名词释义刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值(也称层间刚度比),该值主要为了控制高层结构的竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层。
对于地下室结构顶板能否作为嵌固端,转换层上、下结构刚度能否满足要求,及薄弱层的判断,均以层间刚度比作为依据。
[抗规]与[高规]提供有三种方法计算层刚度,即剪切刚度(K i=G i A i/hi)、剪弯刚度(K i=V i/ i)、地震剪力与地震层间位移的比值(K i=Q i/ u i)。
3.2 相关规范条文的控制[抗规]附录E.2.1规定:筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
[高规]4.4.2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%。
[高规]5.1.14条规定:对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%&&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。
[高规]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。
[高规]10.2.3条规定:底部带转换层的高层建筑结构,转换层上部结构与下部结构的侧向刚度,应符合高规附录E的规定。
E.0.1底部大空间为1层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比 表示转换层上、下层结构刚度的变化, 宜接近1,非抗震设计时 不应大于3,抗震设计时不应大于2。
E.0.2底部大空间层数大于1层时,其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比 e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; 当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。
3.3 电算结果的判别与调整要点(1)规范对结构层间刚度比和位移比的控制一样,也要求在刚性楼板假定条件下计算。
对于有弹性板或板厚为零的工程,应计算两次,先刚性楼板假定条件下计算层间度比并找出薄弱层,然后在真实条件下完成其它结构计算。
(2)层间刚度比及薄弱层地震剪力放大信息在<建筑结构的总信息>WM A SS.OUT文件中输出。
程序根据刚度比的计算结果或层间剪力的大小自动判定薄弱层,并乘以放大系数,以保证结构安全。
当然,薄弱层也可在调整信息中通过人工强制指定。
转换层属于楼层抗侧力构件不连续形成的薄弱层,不论层间刚度比是多少,都应将该楼层设置为薄弱层。
(3)对于上述三种计算层刚度的方法,我们应根据实际情况进行选择:对于底部大空间为1层时或多层建筑及砖混结构应选择"剪切刚度";对于底部大空间为多层时或有支撑的钢结构应选择"剪弯刚度";而对于通常工程来说,则可选用第三种规范建议方法,此法也是SAT W E程序的默认方法。
4 层间受剪承载力比4.1 名词释义层间受剪承载力比与刚度比一样也是控制结构竖向不规则性和判断薄弱层的重要指标。
4.2 相关规范条文的控制[抗规]3.4.3条规定:平面规则而竖向不规则的建筑结构&&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]4.4.3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%。
[高规]5.1.14条规定:对竖向不规则的高层建筑结构&&结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%&&其薄弱层对应与地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。