轴压比验算
轴压比计算例题
选择题：轴压比是指哪个力与哪个力的比值？A. 弯矩与剪力B. 轴力与弯矩（正确答案）C. 剪力与轴力D. 扭矩与轴力在进行轴压比计算时，通常需要考虑哪个因素？A. 构件的截面尺寸（正确答案）B. 构件的材质颜色C. 构件的生产厂家D. 构件的使用环境轴压比的计算公式中，通常包含哪个参数？A. 构件的长度B. 构件的轴力（正确答案）C. 构件的重量D. 构件的弯矩下列哪个选项不是影响轴压比的因素？A. 构件的截面形状（正确答案）B. 构件的受力状态C. 构件的材料性质D. 构件的支撑条件在进行轴压比计算时，如果轴力增大，轴压比会如何变化？A. 减小B. 增大（正确答案）C. 保持不变D. 无法确定轴压比的大小对构件的稳定性有何影响？A. 轴压比越大，稳定性越好B. 轴压比越小，稳定性越好（正确答案）C. 轴压比对稳定性无影响D. 轴压比与稳定性无关下列哪个选项是关于轴压比计算的正确说法？A. 轴压比计算不需要考虑构件的受力状态B. 轴压比计算时，轴力应取设计值（正确答案）C. 轴压比计算与构件的截面尺寸无关D. 轴压比计算只适用于特定类型的构件在进行轴压比验算时，验算结果应满足哪个条件？A. 轴压比应大于规定限值B. 轴压比应小于或等于规定限值（正确答案）C. 轴压比应等于规定限值D. 轴压比与规定限值无关下列哪个选项不是轴压比计算的目的？A. 评估构件的稳定性（正确答案）B. 确定构件的截面尺寸C. 验证构件的受力状态是否合理D. 保证构件在轴力作用下的安全性。
建筑结构设计中的十个比值
建筑结构设计中的十个比值随着计算机技术及CAD技术的发展，当前我们进行建筑结构设计越来越倚重计算软件；对计算软件依赖加深，往往会使我们变得懒于独立思考判断，而是直接引用计算结果作为设计的依据。
这样对于普通的规则的建筑往往没有大问题，但是一遇到特殊的建筑，其计算结果就会失真，必须人工进行调整干预才能得出正确的结果。
《高层建筑混凝土技术规程》第5.1.16条明确指出：对结构分析软件的计算结果，应进行分析判断，确认合理有效后方可作为工程设计的依据。
这一条文明确指出我们设计人员是设计的主体，软件只是我们的辅助工具，任何时候都不能丧失独立判断分析的能力。
分析一个计算结果正确与否，有十个比值非常关键，它们是轴压比，剪重比，刚度比，位移比，周期比，刚重比，楼层最大位移与层高比（层间位移角），倾覆力矩比，剪跨比以及剪压比。
（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，见抗震规范第6.3.6条和6.4.5条。
轴压比是指柱组合轴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之比。
需要注意的是荷载组合下柱轴压比不能过大，从《混凝土结构设计规范》（GB50010-2002）第7.3.1条可以看出当轴压力N>0.9φfc时，所增加的轴力全部由钢筋来承担，很不经济，尤其是地下室柱更应注意对截面的控制。
根据以往经验，合理的柱截面应该其配筋为构造配筋（配筋率0.7%~1.0%），当柱计算配筋面积很大时应加大柱截面。
（2）剪重比：是指结构任一楼层的水平剪力与该层及以上各层总重力荷载代表值之比。
一般特指底层水平剪力与结构总重力荷载代表值之比。
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《抗震规范》第5.2.5条。
剪重比在某种程度上反映了结构的刚柔程度，它应该在一个合理的范围内。
如果结构太刚，剪重比过大，则地震力增加，造成浪费；如果结构太柔，剪重比过小，层间位移比就不满足规范规定的变形要求。
pkpm中要检查的参数
高层建筑结构设计必须检查的计算结果输出信息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，参见《高规》的表3.3.13；地震规范的表5.2.5同。
程序对算出的“楼层最小地震剪力系数”如果不满足规范的要求，将给出是否调整地震剪力的选择。
根据规范组的解释，如果不满足，就应调整结构方案，直到达到规范的值为止，而不能简单的调大地震力。
（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宜小于其上一层受剪承载力的75%。
注：楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。
）见wmass.out3、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。
新抗震规范附录E2.1规定，转换层结构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。
D.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2D.0.2：底部为2-5层大空间的部分框支剪力墙结构,其转换层下部框架一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。
(整理)各类超筋信息.
8.4.4.1 混凝土梁、人防梁超筋超限信息图8.4.4-1 混凝土梁超筋超限信息（1）受压区高度超限验算（非抗震）x>[x]=xi_b*h0：表示非抗震梁受压区高度超限，表格中以红色显示；（1级）x>[x]=0.25*h0：表示抗震等级为1级的梁受压区高度超限，表格中以红色显示；（2、3级）x>[x]=0.35*h0：表示抗震等级为2、3级的梁受压区高度超限，表格中以红色显示；其中：x ——受压区高度；[x] ——界限受压区高度；xi_b ——非抗震时允许的相对受压区高度；h0 ——梁截面有效高度。
（2）最大配筋率超限验算ρs>ρsmax：表示单边配筋率超限，表格中以红色显示；其中：ρs ——梁截面一边的配筋率；ρsmax ——规范允许的最大配筋率。
（3）斜截面抗剪超限验算V >[V]=axfcbho：表示抗剪截面超限，表格中以红色显示；其中：V ——控制剪力；[V] ——截面抗剪承载力；ax ——截面系数；fc ——混凝土抗压强度；b,h0 ——截面宽度和有效高度。
（4）剪扭超限验算V+T=V/(bh0)+T/Wt>[V+T]=0.25fc：表示抗剪截面超限，表中以红色显示；其中：V，T ——控制验算的剪力和扭矩；b，h0 ——截面宽度和有效高度；Wt ——截面的受扭塑性抵抗矩；fc ——混凝土抗压强度。
（5）人防梁延性比超限验算β=0.5/(x/ho)>[β]：表示人防梁延性比超限，表格中以红色显示；其中：β ——梁截面计算延性比；x/h0 ——截面受压区相对高度；[β] ——允许延性比。
功能说明8.4.4.2 混凝土柱超筋超限信息图8.4.4-2 混凝土柱超筋超限信息（1）轴压比超限验算（抗震）k>[k]：表示抗震设计时轴压比超限，表格中以红色显示；其中：k ——计算轴压比；[k] ——允许轴压比。
（2）最大配筋率超限验算ρs > ρsmax：表示全截面配筋超限，表格中以红色显示；ρsy > ρsymax：表示单边配筋率超限，表格中以红色显示；ρsz > ρszmax：表示单边配筋率超限，表格中以红色显示；其中：ρs ——柱全截面配筋率；ρsmax ——柱全截面允许的最大配筋率；ρsy,ρsz ——分别为矩形截面柱单边（B边和H边）的配筋率；ρsymax,ρszmax ——分别为矩形截面柱单边（B边和H边）的最大配筋率。
超筋超限信息
4.5.7 超筋超限信息（WGCPJ*.OUT）超筋超限信息随着配筋一起输出，既在WPJ*.OUT中输出，也在WGCPJ*.OUT中输出，计算几层配筋，WPJ*.OUT中就有几层超筋超限信息，并且下一次计算会覆盖前次计算的超筋超限内容，因此要想得到整个结构的超筋信息，必须从首层到顶层一起计算配筋，超筋超限信息亦写在了每层配筋文件中。
程序认为不满足规范规定，均属于超筋超限，在配筋简图中以红色字符显示。
第一部份:混凝土、型钢混凝土柱、支撑的超限验算。
（1）轴压比超限验算（仅对柱）：**（Lcasc）N、Uc=N/(Ac*fc)>Ucf其中：（Lcasc）-----控制轴力的内力组合号。
N-----控制轴压比的轴力。
（）Uc-----计算轴压比。
Ac-----截面面积。
Fc-----混凝土抗压强度。
Ucf----允许轴压比。
（2)最大配筋率超限验算：**Rs> 表示全截面配筋率超限。
**Rsx>1.2% 表示矩形截面单边配筋率超限。
**Rsy>1.2% 表示矩形截面单边配筋率超限。
其中：Rs-----柱全截面配筋率Rsmax-----柱全截面允许的最大配筋率Rsx、Rsy-----B、H边的配筋率。
（3）斜截面抗剪超限验算：**（Lcasc）Vx、Vx>Fvx=Ax*fc*B*Ho**（Lcasc）Vy、Vy>Fvy=Ay*fc*Bo*H其中：（Lcasc）-----控制轴力的内力组合号。
Vx、Vy-----X、Y向剪力。
Fvx、Fvy-----X、Y向的抗剪承载力。
Ax、Ay-----X、Y向的计算系数。
fc-----混凝土抗压强度。
B、Bo-----截面宽、截面有效宽。
H、Ho-----截面高、截面有效高。
第二部份:墙-柱超限验算。
（1）最大配筋率超限验算：Rs>Rsmax其中：Rs-----墙--柱端暗柱的配筋率或按柱配筋时全截面的配筋率。
Rsmax-----规范允许最大配筋率。
轴压比详解——精选推荐
轴压⽐详解轴压⽐详解公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-第⼀章轴压⽐2014.7.17⼀、定义：柱(墙)轴压⽐指柱(墙)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。
⼆、计算公式：三、控制⽬的：它是影响墙柱抗震性能的主要因素之⼀，为了使柱墙具有很好的延性和耗能能⼒，规范采取的措施之⼀就是限制轴压⽐。
四、规范要求：①《砼规》条、《抗规》6.3.6条、《⾼规》②《砼规》11.7.16条、《⾼规》7.2.13条同时规定:抗震设计时，⼀⼆三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下表中限值：表剪⼒墙轴压⽐限值注：剪⼒墙肢轴压⽐指在重⼒荷载代表值作⽤下墙的轴压⼒设计值与墙的全截⾯积和混凝⼟轴⼼抗压强度设计值乘积的⽐值。
③《砼规》11.7.17条、《⾼规》7.2.14条同时规定：剪⼒墙两端和洞⼝两侧应设置边缘构件且应符合下列要求：1.⼀、⼆、三级抗震等级剪⼒墙，在重⼒荷载代表值作⽤下，当墙肢底截⾯轴压⽐⼤于表表11.7.17剪⼒墙设置构造边缘构件的最⼤轴压⽐五、SATWE看图形即可，红⾊为超限六、规律及调整：??1抗震等级越⾼的建筑结构，其延性要求也越⾼，因此对轴压⽐的限制也越严格。
对于框⽀柱、⼀字形剪⼒墙等情况⽽⾔，则要求更严格。
抗震等级低或⾮抗震时可适当放松，但任何情况下不得⼩于1.05。
2.限制墙柱的轴压⽐，通常取底截⾯(最⼤轴⼒处)进⾏验算，若截⾯尺⼨或混凝⼟强度等级变化时,还验算该位置的轴压⽐。
SATWE验算结果详，当计算结果与规范不符时，轴压⽐数值会⾃动以红⾊字符显⽰。
3.需要说明的是，对于墙肢轴压⽐的计算时，规范取⽤重⼒荷载代表值作⽤下产⽣的轴压⼒设计值（即恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4）来计算其名义轴压⽐,是为了保证地震作⽤下的墙肢具有⾜够的延性,避免受压区过⼤⽽出现⼩偏压的情况,⽽对于截⾯复杂的墙肢来说,计算受压区⾼度⾮常困难,故作以上简化计算。
5.4 框架柱的抗震设计解析
解：2.斜截面受剪承载力
（1）剪力设计值
u l V 1.2(M c Mc ) / Hn
1.2
770 730 521.74kN 4.2 0.75
（2）剪压比应满足
V 1 1
RE
(0.2 f c bh0 )
RE
(0.2 f c bh0 )
1 521.74kN (0.2 15 500 565 ) 997kN 0.85
解：3.轴压比验算
N / bhf c 2710000 0.63 0.80 （可） 14.3 500 600
4.体积配筋率验算
由轴压比 N 0.63, 根据表v 0.136，采用井字复合箍筋（见教材P150） 配箍率为：sv n1 As1l1 n2 As 2l2 4 78.5 450 4 78.5 550 1.27% Acor s 450 550 100
为了不使框架底层柱过早出现塑性铰，规范规定：一、二、三级框 架底层柱底截面组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数1.5、1.25、1.15。
（2）在弯曲破坏前不发生剪切破坏
（a）柱剪力设计值的调整
t b V Vc (M c Mc ) / Hn
9度时和一级框架尚应符合
t b V 1.2(M cua M cua ) / Hn
V---柱端组合剪力设计值；
Hn
---柱的净高；
t b Mc 、M c --分别为柱上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯 矩设计值; t b M cua 、M cua ---分别为偏心受压柱上下端顺时针或逆时针方向根 据实配钢筋面积和材料强度标准值和轴压力等计算的 抗震承载力所对应的弯矩值；
Vc ---柱的剪力增大系数，一级为1.4,二级为1.2,三级为1.1。
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
剪跨比、轴压比和剪压比概念
剪跨比、轴压比和剪压比概念剪跨比ratio of shear span to depth简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a（a称剪跨）与截面有效高度h0之比。
以λ＝a/h0表示。
它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系，是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。
在其它因素相同时，剪跨比越大，抗剪能力越小。
当剪跨比大于3时，抗剪能力基本不再变化。
狭义定义：a/h0广义定义：M/Vh0更深一层：主应力与切应力之比，延伸至延性与脆性。
框架柱端一般同时存在着弯矩M和剪力V，根据柱的剪跨比λ=M/Vho 来确定柱为长柱、短柱和极短柱，ho为与弯矩M平行方向柱截面有效高度。
λ>2（当柱反弯点在柱高度Ho中部时即Ho/ho>4）称为长柱；<λ≤2称为短柱；λ≤称为极短柱。
试验表明：长柱一般发生弯曲破坏；短柱多数发生剪切破坏；极短柱发生剪切斜拉破坏，这种破坏属于脆性破坏。
抗震设计的框架结构柱，柱端剪力一般较大，从而剪跨比λ较小，易形成短柱或极短柱，产生斜裂缝导致剪切破坏。
柱的剪切受拉和剪切斜拉破坏属于脆性破坏，在设计中应特别注意避免发生这类破坏。
轴压比轴压比指柱(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(进一步理解为：柱(墙)的轴心压力设计值与柱(墙)的轴心抗压力设计值之比值)。
它反映了柱(墙)的受压情况，《建筑抗（50010-2002）（50011-2001）中6.3.7和《混凝土结构设计规范》震设计规范》中都对柱轴压比规定了限制，限制柱轴压比主要是为了控制柱的延性，因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破坏呈脆性。
u=N/A*fc，u—轴压比，对非抗震地区，u=N—轴力设计值A—截面面积fc—混凝土抗压强度设计值《抗规》表6.3.7 中的注释第一条：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。
限制轴压比主要是为了控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见《抗规》6.3.7和，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的不一样。
建筑结构丨柱子轴压比超限怎么办？
一级
二级
三级
轴压比限制
0.70
0.80
0.90
来源：建筑结构抗震。
（3）采用型钢混凝土
型钢混凝土柱截面含钢面积5%~10%，可使柱截面面积减小30%~40%,由于型钢骨架对钢结构的制作、安装能力要求较高，因此，目前较多用在高层建筑的下层部位柱，转投层以下的支柱；也有少数工程全部采用型钢混凝土梁和柱。
（4）采用钢管混凝土
钢管混凝土可使柱混凝土处于有效侧向约束下，形成三向应力状态，因而延性很大，承载力提高很多。钢管的壁厚一般为柱直径的1/100~1/70。钢管混凝土柱如采用高强混凝土浇筑，可以使柱截面减小至原截面面积的50%左右。但目前某些钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点构造较难满足8度设防的抗震，设计时应重视。
建筑结构丨柱子轴压比超限怎么办？
轴压比是结构设计中另一个非常关心的参数。这里的“轴”指的是柱子的轴力，“压”指的是柱子的混凝土的抗压强度，轴压比的计算公式为N/(fc·b·h0)，这里N是柱子的轴力，fc指的是柱子的混凝土的抗压强度，b和h0分别为截面的宽度和高度。随着柱子的轴压比增加，柱子的延性变差。
为保证结构的延性，抗震规范中对于轴压比有明确的限值，如下表所示。
结构类型
抗震等级
一
二
三
四
框架结构
0.65
0.75
0.85
0.90
框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒，筒中筒
0.75
0.85
0.90
0.95
部分框支抗震墙
0.6
0.70
—
如果抗震验算中，轴压比超过限值怎么办？可以考虑如下方法：
（1）加大柱子截面面积
由轴压比的计算公式可以看出，加大截面高度和宽度，即截面面积，轴压比可以降低。对于多层框架结构，可以通过增加截面面积的方法来减小轴压比。但是，对于高层建筑结构，房屋高度大、层数多、柱距大，单柱轴向力很大，增大截面面积会增加自重和材料消耗，而且妨碍建筑功能。
地下车库柱子轴压比计算探讨
地下车库柱子轴压比计算探讨摘要：轴压比的大小反应着柱子的延性的大小，在抗震设计中用限制轴压的方法来保证柱子的延性，从而增强抗震性能，在设计中发现使用pkpm软件在计算地下车库的柱子时，抗震验算的轴压比值小于非抗震验算的轴压比值，并通过手算验证了这一结论，所以建议设计人员在用pkpm软件验算地下车库的柱子时，要分别进行抗震验算和非抗震验算，若非抗震验算时柱子的轴压比超限建议加大相应的柱子截面以增强柱子的延性。
关键词：轴压比；地下车库；抗震设计；非抗震设计引言我国是一个多地震国家，国家颁布了建筑抗震设计规范及其他的一些标准用于约束指导建筑选址、设计及施工。
建筑设计由原有的非抗震设计转变为抗震设计，重要性建筑及多数的民用、商业建筑都考虑了抗震设计。
随着计算机使用的普及，设计的效率大大提高，某些设计人员为了单纯的追求设计效率对一些设计的细节往往容易忽视，设计参数及设计方法的选择对设计结果的影响相当大。
一般抗震验算对结构的要求应高于非抗震验算，在工程设计中我们发现：地下车库采用轴压比作为验算条件时，其非抗震设计的轴压比大于抗震设计的轴压比,为验证这一结果的产生为非软件的问题，而是实际存在现象，我们通过手算的方法进行了验证。
1.轴压比及轴压比限值的概念解析轴压比设计值为柱组合轴力的设计值与柱的全截面面积和柱混凝土抗压强度设计值乘积的比值。
对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[1]。
规范轴压比限值是根据对称配筋柱大小偏压分界状态的轴压比并考虑了国内外工程实践经验而制定的。
选择轴压比限值时应考虑的原则是: 保证不发生小偏压破坏, 在满足结构或构件有限延性的基础上使构件获得较大的抗弯承载力。
这样, 结构在小震情况下基本处于弹性工作状态, 而在强震情况下, 有一定的变形能力不至于倒塌以达到“三水准”的设防目标。
规范通过限制轴压比, 主要是为了保证框架柱有足够的延性, 以满足抗震的要求。
抗震设计的目标也是为了增加结构的延性，从这一点出发抗震设计的建筑要比非抗震设计的建筑的延性要大。
【干货】各结构计算概念解析(层间位移角、剪跨比、剪重比、位移比、周期比、轴压比)
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。
规范要求：高规3.4.5条，应在质量偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，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。
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。
剪重比解析
名词解释
剪重比为地震作用与重力荷载代表值的比值。
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。
剪重比是规范考虑长周期结构用振型分解反应谱法和底部剪力法计算时,因地震影响系数取值可能偏低,相应计算的地震作用也偏低,因此出于安全考虑,规范规定了楼层水平地震剪力的最小值.若楼层水平地震剪力小于规范对剪重比的要求,水平地震剪力的取值应进行调整,
剪跨比指的是构件截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值。
简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a（a称剪跨）与截面有效高度h0之比。以λ=a/h0表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系，是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。
在其它因素相同时，剪跨比越大，抗剪能力越小。当剪跨比大于3时，抗剪能力基本不再变化。
轴压比详解
第一章 轴压比 一、定义： 柱(墙)轴压比指柱(墙)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。
二、计算公式： A N c f =λ 三、控制目的：它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一，为了使柱墙具有很好的延性和耗能能力，规范采取的措施之一就是限制轴压比。
四、规范要求：①《砼规》11.4.16条、《抗规》条、《高规》条同时规定:②《砼规》11.7.16条、《高规》条同时规定:抗震设计时，一二三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下表中限值：抗震等级（设防烈度） 一级（9度） 一级（6、7、8度） 二、三级轴压比限值心抗压强度设计值乘积的比值。
③《砼规》11.7.17条、《高规》条同时规定：剪力墙两端和洞口两侧应设置边缘构件且应符合下列要求：1.一、二、三级抗震等级剪力墙，在重力荷载代表值作用下，当墙肢底截面轴压比大于表11.7.17规定时，其底部加强部位及其以上一层墙肢应按本规范第条的规定设置约束边缘构件；当墙肢轴压比不大于表规定时，可按本规范第条的规定设置构造边缘构件。
表11.7.17剪力墙设置构造边缘构件的最大轴压比五、SATWE看图形即可，红色为超限六、规律及调整：??1抗震等级越高的建筑结构，其延性要求也越高，因此对轴压比的限制也越严格。
对于框支柱、一字形剪力墙等情况而言，则要求更严格。
抗震等级低或非抗震时可适当放松，但任何情况下不得小于。
2.限制墙柱的轴压比，通常取底截面(最大轴力处)进行验算，若截面尺寸或混凝土强度等级变化时,还验算该位置的轴压比。
SATWE验算结果详，当计算结果与规范不符时，轴压比数值会自动以红色字符显示。
3.需要说明的是，对于墙肢轴压比的计算时，规范取用重力荷载代表值作用下产生的轴压力设计值（即恒载分项系数取,活载分项系数取）来计算其名义轴压比,是为了保证地震作用下的墙肢具有足够的延性,避免受压区过大而出现小偏压的情况,而对于截面复杂的墙肢来说,计算受压区高度非常困难,故作以上简化计算。
轴压比
概述轴压比指柱(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(进一步理解为：柱(墙)的轴心压力设计值与柱(墙)的轴心抗压力设计值之比值)。
它反映了柱(墙)的受压情况，《建筑抗震设计规范》（50011-2010）中6.3.6和《混凝土结构设计规范》（50010-2010）中11.4.16都对柱轴压比规定了限制，限制柱轴压比主要是为了控制柱的延性，因为轴压比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破坏呈脆性。
u=N/A*fc，u—轴压比，对非抗震地区，u=0.9N—轴力设计值A—截面面积fc—混凝土抗压强度设计值《建筑抗震设计规范》表6.3.6 中的注释第一条：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。
限制轴压比主要是为了控制结构的延性，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，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的不一样，不需要考虑地震组合。
2取值结构体系抗震等级一级二级三级四级框架结构0.65 0.75 0.85 0.90框架—剪力墙结构、筒体结构0.75 0.85 0.90 0.95部分框支剪力墙结构0.6 0.7 —注：1.轴压比μ指考虑地震作用组合的框架柱和框支柱轴向压力设计值N与柱全截面面积A和混凝土轴心抗压强度设计值fc乘积之比值；对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.当混凝土强度等级为C65~C70时，轴压比限值宜按表中数值减小0.05；混凝土强度等级为C75~C80时，轴压比限值宜按表中数值减小0.10。
3.剪跨比λ不大于2的柱，其轴压比限值应按表中数值减小0.05；对剪跨比λ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，且箍筋间距不大于100mm、肢距不大于200mm、直径不小于12mm，或沿柱全高采用复合螺旋箍，且螺距不大于100mm、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，且螺距不大于80mm、肢距不大于200mm、直径不小于10mm时，轴压比限值均可按表中数值增加0.10；上述三种箍筋的配筋特征值均应按增大的轴压比由规范中《柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值表》确定。
PKPM超配筋信息
PKPM超配筋信息1. 对混凝土柱验算超筋并输出(1) 轴压比验算**(LCase)N，Uc=N/Ac/fc>Ucf其中：(LCase) 控制轴力的内力组合号N 控制轴压比的轴力Uc 计算轴压比Ac 截面面积fc 混凝土抗压强度Ucf 允许轴压比(2) 最大配筋率验算** Rs＞Rsmax** Rsx＞%** Rsy＞%其中：Rs 柱全截面配筋率Rsx，Rsy 分别为柱单边（B边和H边）的配筋率Rsmax 柱全截面允许的最大配筋率(3) 抗剪验算** (LCase) Vx，Vx＞Fvx=Ax*fc*B*Ho** (LCase) Vy，Vy＞Fvy=Ay*fc*H*Bo其中：LCase 内力组合号Vx，Vy 分别为控制验算的X，Y向剪力Fvx，Fvy 分别为截面X，Y向的抗剪承载力Ax，Ay 分别为截面X，Y向的计算系数Fc 混凝土抗压强度B，Bo 截面宽和有效宽度H，Ho 截面高和有效高度(4) 稳定验算** (LCase) N，N＞Fn=An*(fc*Ac+fy*As)** (LCase) N，N＞Fl=fy*As其中：LCase 分别为控制压力和拉力的内力组合号N 分别为控制压拉稳定的压力和拉力Fn，Fl 分别为截面受压和受拉的稳定承截力fc 混凝土抗压强度fy 钢筋受拉、受压强度Ac 柱截面面积As 钢筋总面积An 系数2. 对混凝土支撑验算超筋并输出对混凝土支撑的验算与柱相同。
3. 对剪力墙验算超筋并输出(1) 墙肢稳定验算** (LCase)N，N>Fn=An*(fc*Ac＋fy*As)/ re其中：LCase 控制内力的内力组合号N 控制轴力Fn 墙肢受压稳定承载力An —系数fc 混凝土抗压强度Ac 墙肢面积fy 钢筋抗拉抗压强度As 墙肢主筋总面积(2) 最大配筋率验算** Rs>Rsmax** Rsh>%其中：Rs 墙肢一端暗柱的配筋率或按柱配筋时的全截面配筋率Rsh 墙水平筋配筋率Rsmax 规范允许的最大配筋率(3) 抗剪验算** (LCase)V，V>Fv=Av*fc*B*Ho其中：LCase 控制剪力的内力组合号V 控制剪力Fv 墙肢截面的抗剪承载力Av 截面系数fc 混凝土抗压强度B，Ho 截面的宽和有效长度4. 对混凝土梁验算超筋并输出(1) 受压区高度验算** (Ns)X>GSb*Ho** (Ns)X>*Ho** (Ns)X>*Ho其中：Ns 梁截面序号，负弯矩配筋截面号1～9，正弯矩配筋截面号10～18 X 受压区高度Ho —梁有效高度GSb b非抗震时允许的相对受压区高度(2) 最大配筋率验算** (Ns)Rs>Rsmax其中：Ns —截面号，(如(1)所述)Rs —截面一边的配筋率Rsmax —规范允许的最大配筋率(3) 抗剪验算**(LCase)V，V＞Fv=Av*fc*B*Ho其中：LCase —控制剪力的内力组合号V —控制剪力Fv —截面抗剪承载力Av —截面系数fc —混凝土抗压强度B，Ho —截面宽和有效高度(4) 剪扭验算**(LCase)V，T，V/(B*Ho)+T/Wt>*fc其中：LCase —控制内力的内力组合号V，T —控制验算的剪力和扭矩B，Ho —截面的宽和有效高度Wt —截面的塑性抵抗矩fc —混凝土抗压强度5. 对钢柱验算并输出(1) 强度验算**F1>f，f，(LCase)Mx，My，NF1=N/An+Mx/(Gx*Wnx)+My/(Gy*Wny)(2) 稳定验算**F2>f，f (LCase)Mx，My，NF2=N/(Fx*A)+Bmx*My/(Gx*Wx(1－Nex))+Bty*My/(Fby*Wy)**F3>f，f (LCase)Mx，My，NF3=N/(Fy*A)+Bmy*My/(Gy*Wy((1－Nex))+Btx*Mx/(Fbx*Wx)(3) 强柱弱梁验算**Px=∑(Wpb*fyb)/∑Wpc*(fyc-N/Ac) > X方向强柱弱梁验算不满足要求**Py=∑(Wpb*fyb)/∑Wpc*(fyc-N/Ac) > Y方向强柱弱梁验算不满足要求(4) 长细比验算**RMD>Ci*其中：Naf ——结构的抗震等级Mear ——是否计算地震力标志RMD ——柱截面的长细比fy ——钢的屈服强度6. 对钢支撑验算并输出(1) 强度验算**F1>f，f，(LCase)N，F1=N/An(2) 稳定验算**F2>f，f，(LCase)N，F2=N/（Fx*A*ATx）**F3>f，f，(LCase)N，F3=N/（Fy*A*ATy）7. 对钢梁验算并输出(1) 强度验算**F1> f，f，(LCase)M，F1=M/（Gb*Wnb）**F3>fv，fv，(LCase)V，F3=V*S/(I*tw) （跨中）**F3>fv，fv，(LCase)V，F3=V/Awn （支座）(2) 稳定验算**F2>f，f，(LCase)M，F2=M/（Fb*Wb）(对和楼板相连的钢梁不作稳定验算)欢迎转载，本文转自[田草博客原文链接：?logID=1000。
四级剪力墙轴压比限值
四级剪力墙轴压比限值一、引言剪力墙是一种常用的结构体系，具有较好的承载力和刚度特性。
在剪力墙设计中，轴压比是一个重要的参数，用于评估结构的稳定性和受力性能。
本文将深入探讨四级剪力墙轴压比限值的相关内容。
二、剪力墙的轴压比剪力墙的轴压比定义为剪力墙柱子轴力与其承载力的比值。
轴压比越大，代表剪力墙柱子所承受的轴向压力相对承载力较大，结构的稳定性较差。
轴压比的计算公式如下：轴压比 = 剪力墙轴力 / 剪力墙承载力其中，剪力墙轴力通常通过结构分析计算得出，剪力墙承载力则根据设计规范和验算方法得到。
三、轴压比的影响因素剪力墙的轴压比受到多种因素的影响，以下是常见的几个影响因素：1. 剪力墙尺寸和布置剪力墙的高度、宽度、厚度等尺寸参数都会影响轴压比。
较小的剪力墙尺寸会导致轴压比增大，增加结构的不稳定性。
而合理的剪力墙布置可以减小轴压比，提高结构的受力性能。
2. 材料性能剪力墙所采用的材料的强度、刚度等性能参数也会对轴压比产生影响。
高强度材料可以提高剪力墙的承载力，降低轴压比。
3. 水平荷载剪力墙受到的水平荷载也会对轴压比有所影响。
较大的水平荷载会导致剪力墙受压能力不足，轴压比增大。
4. 建筑高度建筑的高度也是影响轴压比的重要因素。
较高的建筑会增大剪力墙的轴压比，需要采取相应的结构设计措施来保证其稳定性。
四、四级剪力墙轴压比限值为了保证结构的安全性和稳定性，在剪力墙设计中需要对轴压比进行限制。
国家相关规范中通常给出了针对不同工况和结构类型的轴压比限值。
以下是常见的四级剪力墙轴压比限值的示例（仅供参考）：1.一般住宅建筑的四级剪力墙轴压比限值为0.6；2.商业办公建筑的四级剪力墙轴压比限值为0.7；3.高层建筑的四级剪力墙轴压比限值为0.8；4.特殊结构和重要设施的四级剪力墙轴压比限值需要根据具体情况进行评估和确定。
需要注意的是，这些限值仅作为设计参考，具体的轴压比限制还需要根据结构的特点和设计要求进行综合考虑。
结构整体计算指标控制
一、结构整体计算指标控制 (2)（一）平均重度 (2)（二）轴压比 (2)（三）周期比 (6)（四）位移比 (8)（五）位移角 (10)（六）刚度比 (11)（七）受剪承载力之比 (14)（八）刚重比 (16)（九）剪重比 (17)一、结构整体计算指标控制（一）平均重度YJK（1.8.3）查看方式：结构总信息/各楼层质量、单位面积质量分布/单位面积质量。
详规范条文：根据JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第5.1.8条条文说明知：目前国内钢筋混凝土结构高层建筑由恒载和活载引起的单位面积重力，框架与框架-剪力墙结构约为12kN/m2～14kN/m2，剪力墙和筒体结构约为13kN/m2～16kN/m2，而其中活荷载部分约为2kN/m2～3kN/m2，只占全部重力的15％～20％，活载不利分布的影响较小。
另一方面，高层建筑结构层数很多，每层的房间也很多，活载在各层间的分布情况极其繁多，难以一一计算。
如果活荷载较大，其不利分布对梁弯矩的影响会比较明显，计算时应予考虑。
除进行活荷载不利分布的详细计算分析外，也可将未考虑活荷载不利分布计算的框架梁弯矩乘以放大系数予以近似考虑，该放大系数通常可取为1.1～1.3，活载大时可选用较大数值。
近似考虑活荷载不利分布影响时，梁正、负弯矩应同时予以放大。
根据JGJ3-2010《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.5.6条知：楼层质量沿高度宜均匀分布，楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。
（二）轴压比名词解释：轴压比：主要是控制结构的延性，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。
YJK（1.8.3）查看方式：设计结果/墙、主轴压比简图。
1、框架柱轴压比详规范条文：根据GB50010-2010（2015年版）《混凝土结构设计规范》第11．4．16条知：一、二、三、四级抗震等级的各类结构的框架柱、框支柱，其轴压比不宜大于表11．4．16规定的限值。
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测试题目：剪力墙轴压比验算结构类型：20层框剪
测试步骤：取不同的墙肢，按9度一级、7度、8度一级、7度二级来分别验算
规范要求：一级和二级抗震墙，底部加强部位在重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比，一级（9度）时不宜超过0.4，一级（7、8度）时不宜超过0.5，二级不宜
超过0.6。
==================================================================== 9度1级(第一层)
N-WC= 1 (I= 43 J= 59) B*H*Lwc(m)= 0.30* 2.50* 3.30
aa= 300(mm) Nfw= 1 Rcw= 25.0fc=11.9
** N= -4919. Uc= 0.55 > 0.40
(iCase) Shear-X Shear-Y Axial Mx-Btm My-Btm Mx-Top My-Top
N-Wc = 1 (Node-i= 43, Node-j= 59) DL= 2.500(m) Angle= 1.571
( 5) 4.7 145.0 -3678.2 65.6 -4.9 -316.5 10.4
( 6) 1.6 35.0 -841.6 14.1 -1.6 -68.5 3.7
N=-3678.2+0.5*(-841.6)=-4099 1.2N=1.2*(-4099)=-4918.8 (轴力放大1.2)
Uc= N/（fc*A）=4918.8/(11.9*0.3*2.5)=0.551>0.4 (符合规范要求:9度一级Uc≤0.4)
8度一级(第一层)
N-WC= 2 (I= 60 J= 65) B*H*Lwc(m)=0.30* 2.00* 3.30
aa= 300(mm) Nfw= 1 Rcw= 25.0 fc=11.9
** N= -4097. Uc= 0.57 > 0.50
N-Wc = 2 (Node-i= 60, Node-j= 65) DL= 2.000(m) Angle= 1.571
( 5) -1.0 -0.9 -3056.6 3.3 0.0 -1.4 -0.5
( 6) -0.3 0.0 -715.3 0.0 0.0 0.0 0.1
N=-3056.6+0.5*(-715.3)=-3414.25 1.2N=1.2*(-3414.25)=-4097.1(轴力放大1.2) Uc= N/（fc*A）=4097/(11.9*0.3*2.0)=0.573>0.5 (符合规范要求:8度一级Uc≤0.5) 7度一级(第一层)
N-WC= 3 (I= 66 J= 45) B*H*Lwc(m)= 0.30* 2.50* 3.30
aa= 300(mm) Nfw= 1 Rcw= 25.0fc=11.9
** N= -4815. Uc= 0.54 > 0.50
N-Wc = 3 (Node-i= 66, Node-j= 45) DL= 2.500(m) Angle= 1.571
( 5) 4.3 -142.3 -3591.7 -49.8 4.6 297.5 9.6
( 6) 1.6 -35.0 -841.7 -14.1 1.6 68.5 3.7
N=-3591.7+0.5*(-841.7)=-4012.55 1.2N=1.2*(-4012.55)=-4815.06(轴力放大1.2) Uc= N/（fc*A）=4815.06/(11.9*0.3*2.5)=0.539>0.5 (符合规范要求:7度一级Uc≤0.5) 7度二级(第一层)
N-WC= 4 (I= 49 J= 61) B*H*Lwc(m)= 0.30* 2.50* 3.30
aa= 300(mm) Nfw= 2 Rcw= 25.0 fc=11.9
** N= -5571. Uc= 0.62 > 0.60
N-Wc = 4 (Node-i= 49, Node-j= 61) DL= 2.500(m) Angle= 1.571
( 5) -0.4 137.3 -4091.6 53.0 0.8 -381.6 -0.5
( 6) 0.0 36.5 -1101.6 14.4 0.2 -104.0 0.2
N=-4091.6+0.5*(-1101.6)=-4642.4 1.2N=1.2*(-4642.4)=-5570.88(轴力放大1.2)
Uc= N/（fc*A）=5570.88/(11.9*0.3*2.5)=0.624>0.6 (符合规范要求:7度二级Uc≤0.6)。