结构设计中的8个参数比(超限)调节方法

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。

刚重比与结构的侧移刚度成正比关系；周期比的调整将导致结构侧移刚度的变化，从而影响到刚重比。

因此调整周期比时应注意，当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时，应采用加强刚度的方法；当某主轴方
向刚重比大于规范限值较多时，可采用削弱刚度的方法。

同样，对刚重比的调整也可能影响周期比。

特别是当结构的周期比接近规范限值时，应采用加强结构外围刚度的方法
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。

规范下限主要是控制重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应不致过大，避免结构的失稳倒塌。

见高规5.4.4及相应的条文说明。

刚重比不满足规范下限要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小。

但刚重比过分大，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。

调节方法：
1、程序调整：刚重比不满足规范上限要求，在SATWE的“设计信息”中勾选“考虑P-Δ效应”，程序自动计入重力二阶效应的影响。

2、结构调整：刚重比不满足规范下限要求，只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度。

3.规范给定的刚重比的上限值是2.7，当小于这个值时需要考虑重力二阶效应；当大于这个值时没有必要考虑重力的二阶效应。

5.剪重比
目的：由于地震影响系数在长周期下降较快，对基本周期大于3s结构水平地震下结构效应可能影响过小，偏于不安全。

要求：详见规范（抗规5.2.5及高规4.3.12）：“剪重比”
注意：此处重力为重力荷载代表值。

调节方法：
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。

6.位移比
目的：限制结构平面布置不规则性
注意：详见规范（高规3.4.5）考虑偶然偏心影响，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。

调节方法：
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“SATWE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。

7.层间位移角
目的：主要为限制结构在正常使用条件下的水平位移，确保高层结构应具备的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。

同体系和高度有关
要求：详见规范（抗规5.5.1及高规3.7.3），不考虑偶然偏心、不考虑双向地震；以弯曲变形为主的高层建筑不扣除整体弯曲变形。

注意：(1)风、单向地震均控制(2)单向地震+偏心不控制(3)双向地震不控制，除扭转特别严重外，一般双向地震同单向地震结构相近。

调节方法：
1、程序调整：SATWE程序不能实现。

2、结构调整：只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度。

1）由于高层结构在水平力的作用下将不可避免地发生扭转，所以符合刚性楼板假定的高层结构的最大层间位移往往出现在结构的边角部位，因此应注意加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度，减小结构的侧移变形。

同时在设计中，应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。

2）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”中快速找到层间位移角超过规范限值的节点，加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度。

节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。

8.刚度比(软弱)
目的：主要为限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层
要求：详见规范（高规3.5.2及抗规3.4.3表2）分结构体系，对于形成的薄弱层则按高规3.5.8予以加强。