剪切刚度、剪弯刚度和侧向刚度结合规范和盈建科详解

剪切刚度、剪弯刚度和地震剪力与地震层间位移比

剪切刚度:

1.定义：

是反应结构面剪切变形性质的重要参数，其数值等于峰值前剪切刚

度曲线上任一点的切线斜率。

2.应用：

（1）《高规》附录E第E.0.1条规定：当转换层设置在1、2层时，可近似采用转换层与其相邻上层结构的○2等效剪切刚度比（对于转换层）γe1表示转换层上、下层结构刚度的变化，γe1宜接近1，非抗震设计时γe1不应小于0.4，抗震设计时γe1不应小于0.5。γe1可按下列公式计算：

（2）《抗震规范》第6.1.14第3条规定：当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小2。

《高规》第5.3.7条规定：高层建筑结构整体计算中，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2（○1等效剪切刚度比）。其条文说明指出楼层侧向刚度比可按本规程附录E．0．1条公式计算。

地震力与地震层间位移比

1.定义：

实际上就是使结构发生单位层间位移角所需要的力。

2．应用：

（1）《高规》第3.5.2条均规定：抗震设计时，高层建筑相邻楼层的侧向刚度变化应符合下列规定：

1）对框架结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ

1

可按式(3．5．2—1)计算，且本层与相邻上层的比值不宜小于0.7，与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。（○3侧向刚度比，对于每一层）

2）对框架-剪力墙、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒

中筒结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ

2

可按式（3.5.2-2）计算，且本层与相邻上层的比值不宜小于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。（○4等效侧向刚度比，对于每一层）

（2）《高规》附录E中第E．0．2条：当转换层设置在第2层以上时，按本规程式(3．5．2—1)计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6。（○5侧向刚度比，仅对于转换层）

（3）《高规》附录E中第E．0．3条：当转换层设置在第2层以上时，尚宜采用图E所示的计算模型按公式(E．0．3)计算转换层下部结构与上部结构的

等效侧向刚度比γ

e2。γ

e2

宜接近1，非抗震设计时γ

e2

不应小于0.5，抗震设计

时γ

e2

不应小于0.8。（○6等效侧向刚度比，对于转换层上部结构与下部结构）（也叫等效剪弯刚度比）

剪弯刚度：

1．定义：

实际上就是单位力作用下的层间位移角，其刚度比也就是层间位移角之比。它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响，但没有考虑上下层对本层的约束。

2．应用：

《高规》附录E中第E．0．3条：当转换层设置在第2层以上时，尚宜采用图E所示的计算模型按公式(E．0．3)计算转换层下部结构与上部结构的等效侧

向刚度比γ

e2。γ

e2

宜接近1，非抗震设计时γ

e2

不应小于0.5，抗震设计时γ

e2

不应小于0.8。（等效侧向刚度比，对于转换层上部结构与下部结构）（也叫○7等效剪弯刚度比）

三者的详解与盈建科应用：

○

1等效剪切刚度比 ○

2等效剪切刚度比，对于转换层 ○

3侧向刚度比，对于每一层 ○

4等效侧向刚度比，对于每一层 ○

5侧向刚度比，仅对于转换层 ○

6等效侧向刚度比，对于转换层上部结构与下部结构 ○

7等效剪弯刚度比

RJX1，RJY1，RJZ1:等效剪切刚度 Ratx ，Raty: ○1等效剪切刚度比 RJX3，RJY3，RJZ3:侧向刚度 Ratx1，Raty1：○3侧向刚度比 Ratx2，Raty2：○4等效侧向刚度比 1. ○1等效剪切刚度比

用于判断地下室是否能作为嵌固端，即地下室刚度与首层刚度的比值不小于2，盈建科判断条件是Ratx 和Raty 均要小于0.5。

高规附录E 第E.0.1条式：⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛==

Γ22211112

22111/h A G h A G h h A G A G e 式中

i

i

i h A G 为等效剪切刚度，即盈建科中的RJX1，RJY1，RJZ1。

第3层Ratx=第3层RJX1/第2层RJX1=2.7634/2.2722=1.2162

或者按下图的剪切刚度比：判断条件为刚度比不小于 2

X 向刚度比=22.115/2.2722=9.7328=1/第2层的Ratx1 Y 向刚度比=20.651/2.0102=10.2730=1/第2层的Raty1

2. ○3侧向刚度比

用于判断结构刚度是否满足高规3.5.2第1条，判断条件Ratx1和Raty1均不小于1。

高规式 3.5.2-1：⎪⎪⎭

⎫ ⎝⎛∆⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∆=∆∆=

Γ++++1111

1/i i i i i i i i V V V v ，由此式可看出侧向刚度比

为

i

i

V ∆，即盈建科中的RJX3，RJY3，RJZ3。

第2层Ratx1=MIN{第2层RJX3/（70%*第3层RJX3），第2层RJX3/（80%*

第3~5层RJX3的平均值}=MIN{4.5450/（3.0026x70%）,4.5450/(80%*(3.0026+2.4838+2.6692)/3)}=2.0898

3．○

4等效侧向刚度比

用于判断结构刚度是否满足高规3.5.2第2条，判断条件Ratx2和Raty2均不小于1。

高规式3.5.2-2：1

111+++∆∆=

Γi i

i i i i h h V v

第2层Ratx2=第2层RJX3/（90%*第3层RJX3）*（h2/h3）= 4.5450/

（3.0026x90%）x(3.8/3.5)=1.8260

注：当本层层高大于相邻上层层高1.5倍时取相邻上层刚度的110%；当本层为嵌固层时相邻上层的150%。