PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解
PKPM中周期比位移比抗剪承载力比等比值参考
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sATwe七大比值简化查看警告:(1)本文仅适用于一般多高层建筑,其他特殊建筑具体情况请具体分析!(2)A级高度即一般高度工程b级高度即比A高一级别工程(一般接触不到)(3)本节所有数据比值,请在刚性板假定的基础上查看,否则一律不成立并指正,谢谢!!(4)因为作者水平有限,仅供讨论研究,有错误还望谅解,nfc*A1.轴压比un?表一柱轴压比限值表抗震等级结构类型一框架结构框剪结构框支结构二0.750.850.7三0.850.90四0.90.950.650.750.6表二剪力墙墙肢轴压比限值部位轴压比限值抗震等级一级(9度)0.4一级(7、8度)0.5二、三级0.6表三剪力墙可不设约束边缘构件的最大轴压比部位轴压比限值抗震等级一级(9度)0.1一级(7、8度)0.2二、三级0.3要求:pKpm中轴压比验算不红即可!2.位移比(wDIsp.ouT)要求:pKpm考虑最大水平(或层间)位移与平均水平(或层间)位移的比值pKpm实现:(1)刚性板假定下,(2)Ratio(x),Ratio(Y);Ratio-Dx,Ratio-Dy 小于下表不应值表4位移比A级高度b级高度A不宜大于1.21.2不应大于1.51.4位移角(wDIsp.ouT)(1)刚性板假定下(2)不需要看偶然偏心、双向地震及风荷载下的位移角(3)仅仅需要看(一般情况下),其他工况忽略【第1工况】x 方向地震作用下的楼层最大位移【第5工况】Y方向地震作用下的楼层最大位移表5位移角结构类型框架框-剪、框-筒筒中筒、剪力墙框支层△u/h(层间位移角)1/5501/8001/10001/10003.层间刚度比(wmAss.ouT)要求:pKpm(1)无地下室结构或嵌固端不在地下室顶板所有层的:框架结构:Ratx1,Raty1>1剪力墙等结构:Ratx2,Raty2>1(2)地下室结构嵌固端在地下室顶板1FRatx,Raty其他层:框架结构:Ratx1,Raty1>1剪力墙等结构:Ratx2,Raty2>1(3)薄弱层地震力放大系数=1.00,即无薄弱层,小于1为薄弱层4.周期比(wZQ.ouT)周期比即结构扭转为主的第一自振周期(也称第一扭振周期)Tt 与平动为主的第一自振周期(也称第一侧振周期)T1的比值表6周期比A级高度b级高度不应大于0.90.85要求:pKpm(1)划分平动与扭转:扭转系数>0.8(至少>0.5)即为扭转扭转系数≤0.5即为平动(2)扭转第一周期/平动第一周期 5.剪重比(wZQ.ouT)要求:pKpm(1)必须取足振型个数,使得x,Y方向的有效质量系(2)剪重比>pKpm所列出的抗震规范(5.2.5)条要求的楼层最小剪重比(3)地下室由于受回填土的约束作用,可以不考虑剪重比,或略地下室调整!6.刚重比(wmAss.ouT)刚重比是结构刚度和重力荷载之比要求:pKpm(1)能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算即可!!(2)不满足规范时候,通常应调整结构高宽比7.层间受剪承载力之比(wmAss.ouT)表7层间受剪承载力之比A级高度b级高度薄弱层不宜小于0.8不应小于0.650.750.65satwe地震力自动放大1.25要求:pKpm(1)Ratio_bu:x,Y按上表要求;(2)注意薄弱层最后,小编希望文章对您有所帮助,如果有不周到的地方请多谅解,更多相关的文章正在创作中,希望您定期关注。
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”
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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。
轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比详解
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轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比详解轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比详解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,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 4.3.5。
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5.4.1。
1.一个建筑物结构设计部分,一般来说,包含两个过程:1)结构分析;2)结构设计方案选定后要结构分析,结构分析就是看方案的布置是否合理,包括水平布置和竖向布置;具体的说就是八个比值:轴压比,周期比,位移比,剪重比,刚重比,层间受剪承载力比,侧向刚度比,层间位移角。
2.下面来说说这个比值是用来控制结构哪个方面的。
轴压比: 保证结构的延性;周期比和位移比:判断和控制结构的扭转效应;剪重比:是用来确保长周期结构的安全。
刚重比:控制P-Δ效应作用下的稳定性。
当刚重比比较大时,是可以不用考虑其P-Δ效应的,当刚重比比较小时,就要考虑其P-Δ效应。
规范采用的是对未考虑重力二阶效应的计算结果乘以增大系数的方法近似考虑。
但是刚重比不能过小,是有一个限值的。
层间受剪承载力比:限制结构的竖向布置规则性,可以用来判断薄弱层。
注:层间受剪承载力是指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。
也就是说,当混凝土的等级,构件截面以及配筋定下之后,由《高规》6.2.8以及7.2.11的公式就确定了层间受剪承载力。
PKPM位移比
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PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解周期比规范条文:新高规的4.3.5条规定,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。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:1)根据各振型的平动系数大于0.5,还是扭转系数大于0.5,区分出各振型是扭转振型还是平动振型2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T1 3)对照“结构整体空间振动简图”,考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么?如同位移比的控制一样,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周期比不满足要求,如何调整?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。
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。
F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。
F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。
F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。
F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。
PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解
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PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解周期比规范条文:新高规的4.3.5条规定,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。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:1)根据各振型的平动系数大于0.5,还是扭转系数大于0.5,区分出各振型是扭转振型还是平动振型2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13)对照“结构整体空间振动简图”,考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么?如同位移比的控制一样,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周期比不满足要求,如何调整?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。
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。
F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。
F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。
F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。
F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。
pkpm中七个比的控制
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p k p m中七个比的控制Work hard in everything, everything follows fate!1、轴压比:查看:混凝土构件配筋及钢结构验算简图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..2、周期比:查看:WZQ.OUT调整标准:高规3.4.5;A级扭转第一周期不应大于平动第一周期的0.9;B级不应大于0.85..周期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: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..第一或第二振型为扭转时的调整方法:1SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的..23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第二振型转角方向和第三振型转角方向;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.. 4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一振型转角方向的刚度..5在进行上述调整的同时;应注意使周期比满足规范的要求..6当第一振型为扭转时;周期比肯定不满足规范的要求;当第二振型为扭转时;周期比较难满足规范的要求..3、剪重比:查看:WZQ.OU中的VX剪重比不满足时的调整方法:2人工调整:如果还需人工干预;可按下列三种情况进行调整:a当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时;说明结构过柔;宜适当加大墙、柱截面;提高刚度;b当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时;说明结构过刚;宜适当减小墙、柱截面;降低刚度以取得合适的经济技术指标;c当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时;可在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..4、刚度比:查看:WMASS.OUT调整标准:抗规3.4.3;高规3.5.2;框架结构不宜小于相邻上层的0.7;不宜小于相邻上部三层刚度平均值的0.8;其他结构不宜小于相邻上层0.9;当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时该比值不宜小于1.1;对结构底部嵌固层该比值不宜小于1.5刚度比不满足时的调整方法:1程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求;SATWE自动将该楼层定义为薄弱层;并按高规3.5.8将该楼层地震剪力放大1.25倍..2人工调整:如果还需人工干预;可适当降低本层层高和加强本层墙、柱或梁的刚度;适当提高上部相关楼层的层高和削弱上部相关楼层墙、柱或梁的刚度..5、刚重比:查看:WMASS.OUT调整标准:高规5.4.1;框架结构≥20;其他结构≥2.7H2;可以不考虑重力二阶效应;高规5.4.4;框架结构≥10;其他结构>1.4H2..刚重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:只能通过人工调整改变结构布置;加强墙、柱等竖向构件的刚度..6、层间受剪承载力比:查看:WMASS.OUT中的Ratio_Bu调整标准:抗规3.4.3;高规3.5.3;A级不宜小于上层的0.8;不应小于0.65;B级不应小于0.75..层间受剪承载力比不满足时的调整方法:2人工调整:如果还需人工干预;可适当提高本层构件强度如增大配筋、提高混凝土强度或加大截面以提高本层墙、柱等抗侧力构件的承载力;或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的承载力..7、位移比\弹性层间位移角\弹塑性层间位移角:查看:WDISP.OUT调整标准:抗规3.4.3;高规主要为控制结构平面规则性;以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应..见抗规3.4.3;高规位移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:只能通过人工调整改变结构平面布置;减小结构刚心与形心的偏心距;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;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..如果结构竖向较规则;第一次试算时可只建一个结构标准层;待结构的周期比、位移比、剪重比、刚度比等满足之后再添加其它标准层;这样可以减少建模过程中的重复修改;加快建模速度..。
PKPM中七个比的控制和调整(多层)
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1、轴压比(抗规2010第62页表6.3.6)
2、弹性层间位移角(框架1/550,详抗规2010第44页表5.5.1,高规2010第18页3.7.3)
3、位移比(不大于1.5,见抗规2010条文说明3.4.3条P270页)
4、刚重比
5、剪重比
6、刚度比
轴压比不要相差过大,超配筋信息中梁、柱等构件无超筋信息。
计算振型数: NMODE= 按照《抗规2010》5.2.3条2款,5.2.3条2款;《高规》5.1.13条2款;参见《手册》;[耦联]取3的倍数,且≤3倍层数,[非耦联]取≤层数,最终只要参与计算振型的[有效质量系数]应≥90%就满足要求了。
高层框架位移角限值:1/550,位移比不超过1.5,当位移角值远小于1/550,如1/10000时,该处构件位移比值可适当放宽
多层框架结构不需要考虑结构的周期比和位移比
异形柱结构位移比不应大于1.45,见《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ149-2006第3.2.5条。
多层混凝土结构可不控制周期比,但前三个周期应具有较为明显的平动扭转分量,第一周期的振型要调至平动。
PKPM整体指标
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高层结构需要控制的几个比值:轴压比、周期比、剪重比、刚度比、位移比、刚重比、层间受剪承载力之比1.轴压比轴压比主要是控制结构的延性,具体要求见抗规6.3.6和6.4.5,高规6.4.2和7.2.14。
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。
PKPM中的查看方法:2.周期比周期比控制的是结构侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更合理,使结构不致于出现过大的扭转效应。
一句话,周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构承载布置合理,具体要求见高规4.3.5。
刚度越大,周期越小。
抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比,意思是结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
结构的第一、第二振型宜为平动,扭转周期宜出现在第三振型及以后。
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的侧移刚度过小,此时应沿两个主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两个主轴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的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚度相对于其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的,但对于另一主轴(第三振型转角方向)的侧移刚度过小,此时应适当削弱结构内部沿第三振型转角方向的刚度或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
PKPM中的查看方法:3.位移比位移比是指采用刚性楼板假定下,端部最大位移(层间位移)与两端位移(层间位移)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。
见抗规3.4.3,高规4.3.5。
位移比不满足时只能经过人工调整结构平面布置,减小结构刚心与形心的偏心距。
调整方法如下:(1)由于位移比是在刚性楼板假定下计算的,最大位移比往往出如今结构的四角部位,因此应留意调整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度;同时在设计中,应在结构措施上对楼板的刚度予以保证。
PKPM 软件计算结果分析详细说明
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PKPM软件计算结果分析详细说明一、位移比、层间位移比控制规范条文:《高规》JGJ3-2010中第3.4.5条规定,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。
《高规》JGJ3-2010的第3.7.3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间之比(即最大层间位移角)Δu/h应满足以下要求:结构休系Δu/h限值框架 1/550 框架-剪力墙,框架-核心筒 1/800 筒中筒,剪力墙 1/1000 框支层 1/1000《抗规》GB50011-2010中第3.4.4条第1款第一条:“扭转不规则时,应计入扭转影响,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,当最大层间位移远小于规范限值时,可适当放宽。
”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。
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。
结构位移输出文件(WDISP.OUT)Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。
PKPM中6个参数的意义

6个比值适宜的意义(结构整体抗震性能参数)共有六部分,每一项都有关乎结构的整体抗震性能,作为结构人应能理解之、掌握之、应用之。
对每一部分都从以下四方面进行论述:A 控制意义;B 规范条文;C 计算方法及程序实现;D 注意事项。
我想通过这样的整理,条理清晰、重点突出,更有利于大家的阅读、理解。
目录1 刚度比的控制:表征结构整体上下匀称度的指标。
2 周期比的控制:表征抗扭刚度的大小,不至结构地震时轻易产生扭转破坏。
3 位移比的控制:扭转不规则时的一控制参数,反映了结构的扭转效应4 剪重比的控制:保证结构有足够的抗剪能力(与抗震影响系数有内在联系),不至太脆弱5 结构薄弱层的验算和控制: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6 结构稳定性的验算与控制:对结构稳定性的控制,避免建筑在地震时发生倾覆.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4.4.2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%。
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10.2.3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e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。
PKPM判断确定整体结构的合理性
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运用PKPM判断确定整体结构的合理性整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。
新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。
(1)周期比:是控制结构扭转效应的重要指标。
它的目的是使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理,使结构不至出现过大的扭转。
也就是说,周期比不是要求就构足够结实,而是要求结构承载布局合理。
《高规》第4.3.5条对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之比的要求给出了规定。
如果周期比不满足规范的要求,说明该结构的扭转效应明显,设计人员需要增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构件的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。
设计软件通常不直接给出结构的周期比,需要设计人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转(平动)周期。
以下介绍实用周期比计算方法:1)扭转周期与平动周期的判断:从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的平动周期,按周期值从大到小排列。
同理,将所有平动系数大于0.5的平动周期值从大到小排列;2)第一周期的判断:从列队中选出数值最大的扭转(平动)周期,查看软件的“结构整体空间振动简图”,看该周期值所对应的振型的空间振动是否为整体振动,如果其仅仅引起局部振动,则不能作为第一扭转(平动)周期,要从队列中取出下一个周期进行考察,以此类推,直到选出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动的值即为第一扭转(平动)周期;3)周期比计算:将第一扭转周期值除以第一平动周期即可。
验算周期比的目的,主要是为了控制结构在罕遇大震下的扭转效应。
如同位移比的控制一样,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。
轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比详解
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轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比详解轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比详解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,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 4.3.5。
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5.4.1。
1.一个建筑物结构设计部分,一般来说,包含两个过程:1)结构分析;2)结构设计方案选定后要结构分析,结构分析就是看方案的布置是否合理,包括水平布置和竖向布置;具体的说就是八个比值:轴压比,周期比,位移比,剪重比,刚重比,层间受剪承载力比,侧向刚度比,层间位移角。
2.下面来说说这个比值是用来控制结构哪个方面的。
轴压比: 保证结构的延性;周期比和位移比:判断和控制结构的扭转效应;剪重比:是用来确保长周期结构的安全。
刚重比:控制P-Δ效应作用下的稳定性。
当刚重比比较大时,是可以不用考虑其P-Δ效应的,当刚重比比较小时,就要考虑其P-Δ效应。
规范采用的是对未考虑重力二阶效应的计算结果乘以增大系数的方法近似考虑。
但是刚重比不能过小,是有一个限值的。
层间受剪承载力比:限制结构的竖向布置规则性,可以用来判断薄弱层。
注:层间受剪承载力是指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。
也就是说,当混凝土的等级,构件截面以及配筋定下之后,由《高规》6.2.8以及7.2.11的公式就确定了层间受剪承载力。
周期比位移比详解
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PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解该帖被浏览了12462次| 回复了161次周期比规范条文:新高规的4.3.5条规定,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。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:1)根据各振型的平动系数大于0.5,还是扭转系数大于0.5,区分出各振型是扭转振型还是平动振型2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T1 3)对照“结构整体空间振动简图”,考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。
再考察下一个次长周期。
4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大5)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)周期比控制什么?如同位移比的控制一样,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周期比不满足要求,如何调整?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。
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。
F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。
F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。
F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。
F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。
PKPM中周期比位移比抗剪承载力比等比值参考

SATWE 七大比值简化查看警告:(1)本文仅适用于一般多高层建筑,其他特殊建筑具体情况请具体分析! (2)A 级高度即一般高度工程B 级高度即比A 高一级别工程(一般接触不到)(3)本节所有数据比值,请在刚性板假定的基础上查看,否则一律不成立(4) 因为作者水平有限,仅供讨论研究,有错误还望谅解,并指正,谢谢!!1.轴压比 Af NU c N *表一 柱轴压比限值表结构类型抗震等级一二 三 四 框架结构 0.65 0.75 0.85 0.9 框剪结构 0.75 0.85 0.90 0.95 框支结构0.60.7表二 剪力墙墙肢轴压比限值部位 抗震等级一级(9度)一级(7、8度)二、三级 轴压比限值0.40.50.6表三 剪力墙可不设约束边缘构件的最大轴压比部位抗震等级一级(9度)一级(7、8度)二、三级轴压比限值0.1 0.2 0.3要求:PKPM中轴压比验算不红即可!2.位移比(WDISP.OUT)要求:PKPM考虑最大水平(或层间)位移与平均水平(或层间)位移的比值PKPM实现:(1)刚性板假定下,(2)Ratio(X),Ratio(Y);Ratio-Dx,Ratio-Dy小于下表不应值表4 位移比不宜大于不应大于A级高度 1.2 1.5B级高度 1.2 1.4位移角很小情况下可以放宽1.6(3)多层不考虑偶然偏心下的位移比高层需要考虑偶然偏心下的位移比风荷载作用下位移比均不需要看位移角(WDISP.OUT)(1)刚性板假定下(2)不需要看偶然偏心、双向地震及风荷载下的位移角(3)仅仅需要看(一般情况下),其他工况忽略【第1工况】X 方向地震作用下的楼层最大位移【第5工况】Y 方向地震作用下的楼层最大位移表5 位移角结构类型△u/h(层间位移角)框架1/550框-剪、框-筒1/800筒中筒、剪力墙1/1000框支层1/10003.层间刚度比(WMASS.OUT)要求:PKPM(1)无地下室结构或嵌固端不在地下室顶板所有层的:框架结构:Ratx1 , Raty1 >1剪力墙等结构:Ratx2 , Raty2 >1(2)地下室结构嵌固端在地下室顶板1F Ratx , Raty<0.5其他层:框架结构:Ratx1 , Raty1 >1剪力墙等结构:Ratx2 , Raty2 >1(3)薄弱层地震力放大系数=1.00,即无薄弱层,小于1为薄弱层4.周期比(WZQ.OUT)周期比即结构扭转为主的第一自振周期(也称第一扭振周期)Tt与平动为主的第一自振周期(也称第一侧振周期)T1的比值表6 周期比不应大于A级高度0.9B级高度0.85要求:PKPM(1)划分平动与扭转:扭转系数>0.8(至少>0.5)即为扭转扭转系数≤0.5 即为平动(2)扭转第一周期/ 平动第一周期< 表65.剪重比(WZQ.OUT)要求:PKPM(1)必须取足振型个数,使得X,Y方向的有效质量系数>0.9(2)剪重比> PKPM所列出的抗震规范(5.2.5)条要求的楼层最小剪重比(3)地下室由于受回填土的约束作用,可以不考虑剪重比,或略地下室调整!6.刚重比(WMASS.OUT)刚重比是结构刚度和重力荷载之比要求:PKPM(1)能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算即可!!(2)不满足规范时候,通常应调整结构高宽比7.层间受剪承载力之比(WMASS.OUT)表7 层间受剪承载力之比不宜小于不应小于A级高度0.80.65B级高度0.75薄弱层satwe地震力自动放大1.25 0.65要求:PKPM(1)Ratio_Bu:X,Y 按上表要求;(2)注意薄弱层。
轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比

2.对于框架结构稳定性必须符合下列规定:
4.3 电算结果的判别与调整要点:
1.按照下式计算等效侧向刚度:
2.对于剪切型的框架结构,当刚重比大于10时,则结构重力二阶效应可控制在20%以内,结构的稳定已经具有一定的安全储备;当刚重比大于20时,重力二阶效应对结构的影响已经很小,故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。
(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:对于底部大空间为一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SATWE程序的默认方法。
4.刚重比
4.1 名词释义:
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)。
结构休系 Δu/h限值
框架 1/550
框架-剪力墙,框架-核心筒 1/800
筒中筒,剪力墙 1/1000
框支层 1/1000
1.4 电算结果的判别与调整要点:
PKPM软件中的SATWE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WDISP.OUT。但对于计算结果的判读,应注意以下几点:
(5).扭转周期控制及调整难度较大,要查出问题关键所在,采取相应措施,才能有效解决问题。
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PKPM刚度比、位移比、周期比详细讲解
周期比
规范条文:新高规的4.3.5条规定,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。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:
1)根据各振型的平动系数大于0.5,还是扭转系数大于0.5,区分出各振型是扭转振型还是平动振型 2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的
平动振型对应的就是第一平动周期T1 3)对照“结构整体空间振动简图”,考察第一扭转
/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。
再考察下一
个次长周期。
4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大
5)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)
周期比控制什么?如同位移比的控制一样,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
周期比不满足要求,如何调整?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。
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。
F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。
F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。
F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。
F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。
位移比
规范条文: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,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。
程序处理: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,用户可以一目了然地判断是否满足规范。
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”。
F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。
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。
刚度比
F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。
F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%。
F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。
F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。
FE.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。
FE.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-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。
层刚度比的计算方法:
F高规附录E.0.1建议的方法——剪切刚度
Ki = Gi Ai / hi
F高规附录E.0.2建议的方法——剪弯刚度
Ki = Fi / Δi
F抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明中建议的计算方法:
Ki = Vi / Δui
层刚度比的控制方法:
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,所以刚度比的合理
计算很重要。
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,所以层刚度计算的准确性就比较重要。
程序提供了三种计算方法:
Ø1。
楼层剪切刚度
Ø2。
单层加单位力的楼层剪弯刚度
Ø3。
楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度
三种计算方法有差异是正常的,可以根据需要选择。
Ø只要计算地震作用,一般应选择第 3 种层刚度算法
Ø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
Ø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
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。
当采用第3种层刚度的计算方式时,如果结构平面中的洞口较多,这样会造成楼层平均位移的计算误差增加,此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算层刚度。
选择剪切、剪弯层刚度时,程序默认楼层为刚性楼板。
层刚度比即结构必须要有层的概念,但是,对于一些复杂结构,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,所以在设计时,可以不考虑这类结构所计算的层刚度特性。
对于大底盘多塔结构,或上联多塔结构,在多塔和单塔交接层之间的层刚度比是没有意义的。
如大底盘处因为离塔较远的构件,对该塔的层刚度没有贡献,所以遇到多塔结构时,层刚度的计算应该把底盘切开,只能保留与该塔2到3跨的底盘结构。
对于错层结构或带有夹层的结构,层刚度比有时得不到合理的计算,这是因为层的概念被广义化了。
此时,需要采用模型简化才能计算出层刚度比。