结构设计之刚重比详解

第四章 刚重比 2014.7.17

一、定义：

刚重比是指结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比。 二、计算公式：

1、剪力墙结构、框剪结构、筒体结构（整个结构的刚重比）

H ：房屋高度； q:倒三角形分布荷载的最大值； μ：在该荷载作用下结构顶点质心的弹性水平位移； EJ d ：结构一个主轴方向的弹性等效荷载侧向刚度，可按倒三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原

则，将结构的侧向刚度折算为竖向悬臂受弯构件的等效侧向刚度； Gi ：第i 层重力荷载设计值，可取1.2倍的永久荷载标准值与1.4倍的楼面可变荷载标准值的组合值；

2、框架结构（每层的刚重比）

D i ：第i 楼层的弹性等效侧向刚度，可取该层剪力与层间位移的比值； h i ：第i 层高度； n:结构总层数。

三、控制目的：

它是影响重力二阶效应的主要参数,且重力二阶效应随着结构刚重比的降低呈双曲线关系增加。主要是控制在风荷载或水平地震作用下，重力荷载产生的二阶效应不致过大，避免结构的失稳倒塌。

四、规范要求： ①《高规》5.4.1条规定:

当高层建筑结构满足下列规定时，弹性计算分析时可不考虑重力二阶效应的不利影响。

1.对于剪力墙结构、框剪结构、板柱剪力墙结构、筒体结构: 7.212d

≥∑=n i i G H EJ

2.对于框架结构稳定性必须符合下列规定: 20i ≥∑=n i j j i

G h D

五、SATWE 中怎么看：

WMASS 文件→结构整体稳定验算结果→

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X 向刚重比 EJd/GH**2= 6.48

Y 向刚重比 EJd/GH**2= 6.30

该结构刚重比EJd/GH**2大于1.4,能够通过高规(5.4.4)的整体稳定验算

该结构刚重比EJd/GH**2大于2.7,可以不考虑重力二阶效应

六、超了怎么办：

1.高层建筑的高宽比满足限值时，可不进行稳定验算，否则应进行。

2.当高层建筑的稳定不满足上述规定时，应调整并增大结构的侧向刚度。

刚重比不满足要求，说明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。

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：只能通过人工调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度。 10i ≥∑=n i j j i G h D μ120q 114d H EJ =4.11

2d ≥∑=n i i G H EJ