薄弱层的判断及控制方法

结构薄弱层控制及验算

SATWE软件对结构薄弱层的判断

一、规范要求，程序也能自动判断为薄弱层的情况

程序自动验算抗规表3.4.2-2的第1条“侧向刚度不规则”，自动判断出满足这条规定的薄弱层。需要说明的是，抗规3.4.2条表3.4.2-2中刚度比的计算方法采用的是地震力与层间位移比，并非剪弯刚度和剪切刚度，这一点在3.4.3的条文说明中有明确规定。

二、规范要求，但程序不能自动判断为薄弱层的情况

（1）有些情况，如框支转换层结构的转换层，程序可能根据计算结果，按照表3.4.2-2的第1条判断出它不属于薄弱层，但是按照表3.4-2-2的第2条“竖向抗侧力构件不连续”判断，转换层应该为薄弱层，因此设计人员要人为指定转换层为薄弱层，否则会留下遗患。

（2）程序不能自动判断满足表3.4-2-2第3条“楼层承载力突变”的楼层为薄弱层，但在WMASS.OUT文件中输出了楼层受剪承载力的计算结果，其是否为薄弱层需要设计人员人为指定。

（3）抗规条文3.4.2和3.4.3说明：除了表3.4.2 所列的不规则，美国UBC(1997)的规定中，…，对竖向不规则尚有相邻楼层质量比大于150%或竖向抗侧力构件在平面内收进的尺寸大于构件的长度(如棋盘式布置)等。最新版的程序在WMASS.OUT文件中输出了相邻楼层质量比，但没有做薄弱层的判断，需要设计人员人为指定。

（4）错层结构其层间刚度很难定义，所以为保险起见，可将所有错层都定义为薄弱层。对于这种由于填充墙相邻层布置数量差异大造成的薄弱楼层，也最好指定为薄弱层。类似于这样的例子在工程中还有很多很多，就不一一列举

结构薄弱层的验算和控制

A 控制意义：

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

B 规范条文

高规的4.4.2、5.1.14条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度小于其上一层的70%或小于其上相临三层侧向刚度平均值的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，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。

规范规定：高规的4.4.3、5.1.14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%。抗震设计的高层建筑结构，结构楼层层间抗侧力结

构的承载力小于其上一层的80%，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。

C 计算方法及程序实现

薄弱层方法之一：按层刚度比来判断

薄弱层方法之二：按楼层承载力比来判断

薄弱层方法之三：按楼层弹塑性层间位移角来判断

按层刚度比来判断

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时，抗震规范和高规建议的计算层刚度的下列方法（地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等，都要求有层刚度作为依据）：

方法1：高规附录E.0.1建议的方法即剪切刚度：Ki = Gi Ai / hi

方法2：高规附录E.0.2建议的方法即剪弯刚度：Ki = Vi / Δi

方法3：抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明及高规建议的方法即地震剪力位移比刚度：Ki = Vi / Δi

由于层刚度产生的薄弱层，可以通过调整结构布置、材料强度来改变。

按楼层承载力比来判断

程序将薄弱层地震作用标准值乘以1.15的增大系数。

选择剪力位移比方法计算层刚度时，一般要采用“刚性楼板假定”的条件。对于有弹性板或板厚为零的工程，应计算两次。在刚性楼板假定条件下计算层刚度并找出薄弱层。再在真实条件下计算，并且检查原找出的薄弱层是否得到确认，完成其它计算。

转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的薄弱层。不管该层程序判断是否满足刚度比要求，用户都应强制该层为“薄弱层”。对于错层、刚度削弱层，以及承载力比值不满足规范的楼层，也应采用“强制薄弱层”来特别指定。

由楼层承载力产生的薄弱层，只能通过调整配筋来解决。如提高“超配系数”等。

按楼层弹塑性层间位移角来判断

结构弹塑性变形验算，指罕遇地震下结构层间位移不超过弹塑性层间位移角，属变形能力极限状态验算。

规范：罕遇地震影响系数最大值的取值，7度αmax为0.50或0.72；8度αmax 为0.9或1.2；9度αmax 为 1.4。

计算方法：简化方法，适用于不超过12层，且层侧向刚度无突变的框架结构；弹塑性静力分析方法；弹塑性动力分析方法。