(完整版)框架结构薄弱层的验算和控制
混凝土框架结构薄弱层确定方法及处理措施
混凝土框架结构薄弱层确定方法及处理措施
曾彬;吴昊;郭小玲;赵俊澄
【期刊名称】《新世纪水泥导报》
【年(卷),期】2024(30)3
【摘要】薄弱层在结构遭遇地震时,容易出现破坏或失效,严重时可能导致整个构筑物的倒塌,因此准确地判断结构薄弱层并采取相应的调整措施,是保障结构抗震安全的重要手段。
以实际工程为例,结合PKPM软件,对水泥工程中混凝土框架结构的薄弱层判定和处理措施给出了相应的解决方案。
分析结果表明:当按规范进行内力调整后的结构既满足小震抗震指标,又满足大震弹塑性层间位移角限值,则结构合理;否则需要对构件的截面或结构布置进行调整,确保大震下塑性铰的出现顺序合理,实现“强柱弱梁”的耗能机制,达到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标。
【总页数】5页(P63-67)
【作者】曾彬;吴昊;郭小玲;赵俊澄
【作者单位】成都建筑材料工业设计研究院有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TU375
【相关文献】
1.消除钢筋混凝土框架结构薄弱层的方法
2.某钢筋混凝土框架结构错层计算分析及处理
3.混凝土重力坝薄弱面分布范围的确定方法
4.粮库工作塔薄弱层的处理措施
5.具有底部薄弱层特征的既有混凝土框架结构地震易损性分析
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（完整版）框架结构薄弱层的验算和控制
（完整版）框架结构薄弱层的验算和控制框架结构薄弱层的验算和控制（框剪结构应去除剪力墙后在进行弹性验算）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。
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受结，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转，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。
结构设计的七个控制指标
2.3.剪重比不满足时的调整方法： 2.3.1.程序调整：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”后，SATWE 按 10 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。 2.3.2.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。 2.4.电算结果的判别与调整要点: a:对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大 1.15 倍，即上表中楼层最小剪 力系数λ 应乘以 1.15 倍。当周期介于 3.5S 和 5.0S 之间时，可对于上表采用插入法求值。 b:般高层建筑而言,结构剪重比底层为最小 ,顶层最大,故实际工程中,结构剪重比由底层 控制,由下到上,哪层的地震剪力不够，就放大哪层的设计地震内力。 c:构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值,结果详 SATWE 周期、地震 力与振型输出文件 WZQ.OUT) 。 d:层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关；如果用户考虑自动放大，SATWE 将 在 WZQ.OUT 中输出程序内部采用的放大系数。 e 度区剪重比可在 0.7％～1％取。若剪重比过小，均为构造配筋,说明底部剪力过小，要 对构件截面大小、周期折减等进行检查;若剪重比过大，说明底部剪力很大，也应检查结构 模型，参数设置是否正确或结构布置是否太刚。 2.5．设计要点： 2.5.1：剪重比不满足要求时，首先要检查有效质量系数是否达到 90%（剪重比是反映 地震作用大小的重要指标，它可以由“有效质量系数”来控制，当“有效质量系数”大于 90%时，可以认为地震作用满足规范要求） 。若没有，则有以下几个方法:a: 查看结构空间 振型简图,找到局部振动位置，改变布置，去掉局部振动（局部振动是实际存在的，不是重 要的部位，没必要加强，但局部振动有时候会对其它指标的判断有干扰作用，要过滤掉） 。 b.采用强制刚性楼板，过滤掉局部振动，但结构计算可能局部失真；c.通常振型数在 satwe 参数设置时，正常情况下应该足够了，由于有局部振动，可以增加计算振型数，采用总刚分 析；d. 剪重比仍不满足时，对于需调整楼层层数较少（不超过楼层总数的 1／3） ，且剪重 比与规范限值相差不大（不小于规范限值的 80％，或地震剪力调整系数不大于 1.2-1.3）的 情况，我们可以通过选择 SATWE 的相关参数来达到目的。 2.5.2：制剪重比的根本原因在于建筑物周期很长的时候，由振型分解法所计算出的地 震效应会偏小; 剪重比与抗震设防烈度、场地类别、结构形式和高度有关；对于一般多、高 层建筑，最小的剪重比值往往容易满足; 高层建筑，由于结构布置原因，可能出现底部剪重 比偏小的情况，在满足规范规定的前提下，没必要刻意去提高，规定剪重比的指标主要是增 加结构的安全储备。 2.5.3：一个 3 层教学楼若采用混凝土结构，一般会采用框架结构，4%左右的剪重比 对多层框架结构应该是合理的。 结构体系对剪重比的计算数值影响较大， 矮胖型的钢筋混凝 土框架结构一般剪重比比较大，体型纤细的长周期高层建筑一般剪重比会比较小。
结构薄弱层的验算和控制
结构薄弱层的验算和控制结构薄弱层是指建筑结构中一些部位或材料的强度、刚度等特性相对较弱，容易发生断裂、塌陷等情况。
为了确保结构的稳定性和安全性，对结构薄弱层进行验算和控制是非常重要的。
本文将从验算和控制两个方面进行详细讨论。
一、验算1.强度验算：对结构薄弱层的强度进行验算是确保其能够承受设计荷载的重要手段。
验算时需根据设计荷载和相关规范计算并比较所选材料或构件的强度是否满足要求。
如果发现强度不符合要求，应采取相应的加固措施，如增加钢筋数量、更换更强的材料等。
2.刚度验算：刚度验算主要是针对结构薄弱层的变形和位移进行计算，确保其在受力过程中不发生过大的变形，使结构整体保持稳定。
验算时需考虑结构的整体刚度、受力情况以及不同部位的刚度差异等因素。
如果发现刚度差异过大，应采取相应的措施，如增加刚性连接件、增加支撑等来平衡刚度差异。
3.稳定性验算：对结构薄弱层的稳定性进行验算是确保其在受力过程中不会发生失稳的重要手段。
验算时需考虑结构的整体稳定性、局部稳定性和承载力等因素。
根据相关规范和经验判断，对结构进行稳定性验算，并采取相应的措施来增强结构的稳定性，如增加剪力墙、设置撑杆等。
二、控制1.设计控制：在结构设计阶段，应根据相关规范和经验对结构薄弱层进行合理的设计控制。
例如，在构造柱时应避免过长的柱子，以增加其稳定性和抗震能力；在选择材料时应考虑其强度和刚度等因素，以保证结构整体的稳定性。
2.施工控制：在结构施工过程中，应对结构薄弱层进行专门的施工控制。
例如，在混凝土浇筑时应严格控制浇筑质量，避免悬挑部位出现空鼓、裂缝等问题；在安装钢结构时应确保连接牢固、无松动现象等。
3.日常维护控制：结构薄弱层的维护对于其长期稳定运行非常重要。
应制定相应的维护计划，定期检查和维护结构薄弱层，及时发现和处理潜在问题。
例如，定期检查结构的裂缝、变形情况，并采取相应的修复措施。
综上所述，对结构薄弱层进行验算和控制是确保结构稳定性和安全性的重要手段。
结构薄弱层的概念和控制
2.2 软件实现
程序无自动进行楼层层间受剪承载力不 满足旳判断旳功能。
顾客在拟定某层抗侧力构造旳受剪承载 力不大于其上一层旳80%时，应将该层 手工设置为单薄层。
2.3 操作措施 顾客可做‘指定单薄层’旳操作。
力） VxV、VyV ----- The Bearing Shear Force of Floors
（楼层承载力）
----------------------------------------------------------------------
Floor Tower Vx
Vy
VxV
VyV
B. 层间弹塑性位移可按下列公式计算
up pe
ηp ----弹塑性位移增大系数，当单薄层旳 屈服强度系数不不不小于相邻层该系数 平均值旳0.8，按下表采用；当不不小于 该平均值旳0.5时，可按表内相应数值旳 1.5倍采用；其他情况可采用用内插。
结构的弹塑性位移增大系数ηp
框架总层数
ξy
0.5
各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计 算信息
Ratx，Raty：X、Y方向本层塔侧移刚度与下一层 相应塔侧移刚度旳比值
Ratx1，Raty1：X、Y方向本层塔侧移刚度与上一 层相应塔侧移刚度70%旳比值
或上三层平均侧移刚度80%旳比值中之较小者
RJX，RJY，RJZ：构造总体坐标系中塔旳侧移 刚度和扭转刚度
验算目旳，预防构造在罕遇地震时倒塌。
楼层屈服强度系数是指，按构件实际配筋和材料强 度原则值计算旳楼层受剪承载力与按罕遇地震作用 计算旳楼层弹性地震剪力旳比值。
烈度
结构弹塑性分析及薄弱层弹塑性变形验算
6 进行动力弹塑性计算时，地面运动加速度时程的选取、预估罕遇地震作用时的峰值加速度取值以及计算结果的选用应符合本规程第4.3.5条的规定；7 应对计算结果的合理性进行分析和判断。
5.5.2 在预估的罕遇地震作用下，高层建筑结构薄弱层(部位)弹塑性变形计算可采用下列方法：1 不超过12层且层侧向刚度无突变的框架结构可采用本规程第5.5.3条规定的简化计算法；2 除第1款以外的建筑结构可采用弹塑性静力或动力分析方法。
5.5.3 结构薄弱层(部位)的弹塑性层间位移的简化计算，宜符合下列规定：1 结构薄弱层(部位)的位置可按下列情况确定：1)楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层；2)楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层(部位)和相对较小的楼层，一般不超过2～3处。
2 弹塑性层间位移可按下列公式计算：条文说明5.5 结构弹塑性分析及薄弱层弹塑性变形验算5.5.1 本条为新增条文。
对重要的建筑结构、超高层建筑结构、复杂高层建筑结构进行弹塑性计算分析，可以分析结构的薄弱部位、验证结构的抗震性能，是目前应用越来越多的一种方法。
在进行结构弹塑性计算分析时，应根据工程的重要性、破坏后的危害性及修复的难易程度，设定结构的抗震性能目标，这部分内容可按本规程第3.11节的有关规定执行。
建立结构弹塑性计算模型时，可根据结构构件的性能和分析精度要求，采用恰当的分析模型。
如梁、柱、斜撑可采用一维单元；墙、板可采用二维或三维单元。
结构的几何尺寸、钢筋、型钢、钢构件等应按实际设计情况采用，不应简单采用弹性计算软件的分析结果。
结构材料(钢筋、型钢、混凝土等)的性能指标(如弹性模量、强度取值等)以及本构关系，与预定的结构或结构构件的抗震性能目标有密切关系，应根据实际情况合理选用。
如材料强度可分别取用设计值、标准值、抗拉极限值或实测值、实测平均值等，与结构抗震性能目标有关。
结构材料的本构关系直接影响弹塑性分析结果，选择时应特别注意；钢筋和混凝土的本构关系，在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的附录中有相应规定，可参考使用。
结构专业常见的结构计算问题
对结构专业常见结构计算问题的分析及改正建议一、关于荷载输入的问题（1）遗漏梁、柱、墙上荷载：在电算过程中进行荷载输入时，有时会出现荷载遗漏的情况，比如墙体、雨蓬、水箱、外天沟积水、建筑装饰线条高层有消防剪力梯之间的隔墙等作用在梁上的线荷载，屋面轻钢装饰构架作用在框架柱、梁上及电梯机房屋面吊钩作用在梁上的集中荷载、砼墙上开结构洞时的封洞荷载等。
出现漏荷载的原因除了专业配合问题外，也有设计人员疏忽的原因，在节点较密，梁段较短时更容易发生。
（2）楼梯间活荷载取值偏小：高层建筑中消防疏散用的楼梯，按照《建筑结构荷载规范》（GB50009－2001）（以下简称《荷载规范》）第4.1.1条的规定，不应小于3.5kN／m2。
一般来说，高层建筑的楼梯（除了楼中楼的室内楼梯及上电梯机房用的小楼梯外）都是消防楼梯，其活荷载标准值都不应小于规范规定的数值，有的设计人员仍按一般住宅或办公楼，取用2.0kN／m2是不正确的。
（3）卫生间荷载取值不足：卫生间的荷载输入值需要根据实际情况分别对待，一般住宅、宿舍、宾馆等的套内卫生间面积较小，有明确的板下沉及填料要求，这部分的恒、活荷载较容易控制，一般不会出错。
可是，对教学楼、医院等面积较大的、隔墙局部布置较密的公共厕所，荷载取值就容易出现问题。
按照《全国民用建筑工程设计技术措施——结构》以下简称为《技术措施》中的有关规定，有分隔的蹲厕公共卫生间，也可将活荷载取为8.0kN／m2，这个值已经考虑了填料、隔墙等的重量。
对于住宅中有带浴缸的卫生间时也应按《技术措施》将卫生间活荷载取为4.0kN／m2。
（4）遗漏电梯运行荷载：电梯机房的楼面活荷载标准值应不小于7.0 kN／m2，这是《荷载规范》的规定，设计人员一般都能注意到并正确输入。
但是，对于电梯运行时通过电梯机房的钢梁及侧壁导轨传到电梯井壁上的荷载却常常会遗漏。
如果电梯井壁是钢筋混凝土墙，一般将荷载补充完整后重算的计算结果变化不会很大。
pkpmz中结构薄弱层的判断资料
p k p m z中结构薄弱层的判断各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息Floor No : 层号Tower No : 塔号Xstif，Ystif : 刚心的 X，Y 坐标值Alf : 层刚性主轴的方向Xmass，Ymass : 质心的 X，Y 坐标值Gmass : 总质量Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率Ratx，Raty : X，Y 方向本层塔侧移刚度与下一层相应塔侧移刚度的比值Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者RJX1，RJY1，RJZ1: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(剪切刚度) RJX3，RJY3，RJZ3: 结构总体坐标系中塔的侧移刚度和扭转刚度(地震剪力与地震层间位移的比)============================================================= ==============Floor No. 1 Tower No. 1Xstif= 51.0332(m) Ystif= 89.1987(m) Alf = 0.0000(Degree) Xmass= 41.8797(m) Ymass= 89.1478(m) Gmass(活荷折减)= 1173.5737( 1137.5150)(t)Eex = 0.3982 Eey = 0.0025Ratx = 1.0000 Raty = 1.0000Ratx1= 0.8201 Raty1= 0.5887薄弱层地震剪力放大系数= 1.25RJX1 = 5.3664E+06(kN/m) RJY1 = 5.3664E+06(kN/m) RJZ1 =0.0000E+00(kN/m)RJX3 = 3.3952E+05(kN/m) RJY3 = 4.5594E+05(kN/m) RJZ3 =0.0000E+00(kN/m)---------------------------------------------------------------------------Floor No. 2 Tower No. 1Xstif= 50.5106(m) Ystif= 89.1987(m) Alf = 0.0000(Degree) Xmass= 49.4916(m) Ymass= 89.1782(m) Gmass(活荷折减)= 2867.4778( 2471.0066)(t)Eex = 0.0449 Eey = 0.0010Ratx = 1.5877 Raty = 1.8261Ratx1= 1.3492 Raty1= 0.9784薄弱层地震剪力放大系数= 1.25RJX1 = 9.6549E+06(kN/m) RJY1 = 9.6549E+06(kN/m) RJZ1 =0.0000E+00(kN/m)RJX3 = 5.3904E+05(kN/m) RJY3 = 8.3258E+05(kN/m) RJZ3 =0.0000E+00(kN/m)最近收到常州的审图中心某审图意见Raty1 = 0.5887x0.7=0.4129<0.5根据抗规 3.4.3条纹说明为严重竖向不规则需要调整平面布置。
框架结构薄弱层的验算和控制.doc
框架结构薄弱层的验算和控制（框剪结构应去除剪力墙后在进行弹性验算）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。
关于结构薄弱层及其控制
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。
结构弹塑性分析及薄弱层弹塑性变形验算
6 进行动力弹塑性计算时，地面运动加速度时程的选取、预估罕遇地震作用时的峰值加速度取值以及计算结果的选用应符合本规程第4.3.5条的规定；7 应对计算结果的合理性进行分析和判断。
5.5.2 在预估的罕遇地震作用下，高层建筑结构薄弱层(部位)弹塑性变形计算可采用下列方法：1 不超过12层且层侧向刚度无突变的框架结构可采用本规程第5.5.3条规定的简化计算法；2 除第1款以外的建筑结构可采用弹塑性静力或动力分析方法。
5.5.3 结构薄弱层(部位)的弹塑性层间位移的简化计算，宜符合下列规定：1 结构薄弱层(部位)的位置可按下列情况确定：1)楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构，可取底层；2)楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构，可取该系数最小的楼层(部位)和相对较小的楼层，一般不超过2～3处。
2 弹塑性层间位移可按下列公式计算：条文说明5.5 结构弹塑性分析及薄弱层弹塑性变形验算5.5.1 本条为新增条文。
对重要的建筑结构、超高层建筑结构、复杂高层建筑结构进行弹塑性计算分析，可以分析结构的薄弱部位、验证结构的抗震性能，是目前应用越来越多的一种方法。
在进行结构弹塑性计算分析时，应根据工程的重要性、破坏后的危害性及修复的难易程度，设定结构的抗震性能目标，这部分内容可按本规程第3.11节的有关规定执行。
建立结构弹塑性计算模型时，可根据结构构件的性能和分析精度要求，采用恰当的分析模型。
如梁、柱、斜撑可采用一维单元；墙、板可采用二维或三维单元。
结构的几何尺寸、钢筋、型钢、钢构件等应按实际设计情况采用，不应简单采用弹性计算软件的分析结果。
结构材料(钢筋、型钢、混凝土等)的性能指标(如弹性模量、强度取值等)以及本构关系，与预定的结构或结构构件的抗震性能目标有密切关系，应根据实际情况合理选用。
如材料强度可分别取用设计值、标准值、抗拉极限值或实测值、实测平均值等，与结构抗震性能目标有关。
结构材料的本构关系直接影响弹塑性分析结果，选择时应特别注意；钢筋和混凝土的本构关系，在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的附录中有相应规定，可参考使用。
(完整版)框架结构薄弱层的验算和控制
框架结构薄弱层的验算和控制（框剪结构应去除剪力墙后在进行弹性验算）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 / Ai 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 / Ai 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。
高层建筑混凝土结构薄弱层及其计算注意事项
高层建筑混凝土结构薄弱层及其计算注意事项本文针对目前高层建筑混凝土结构中存在薄弱层的现象进行了细致的分析，提出了正确、完整的计算方法，为此类建筑结构的安全性和经济性提供了理论上的保证。
标签：薄弱层；时程分析法；非线性分析法1 什么是高层建筑混凝土结构薄弱层从概念设计方面考虑，高层建筑的竖向结构布置应规则、均匀，侧向刚度自下而上逐渐减小。
这样，建筑物受力明确合理，地震作用下应力分布均匀，较容易采取抗震构造措施及进行细部处理，地震时较不容易破坏。
所以作为结构设计人员，是不希望建筑结构竖向不规则的。
但实际工作中，由于底层层高加高、抽柱、楼板开洞、错层、上宿下店等原因，不得不接触到一些竖向不规则的高层建筑。
当然，造成竖向不规则的情况很多，但是请注意以下三条：1.1 抗震设计时，高层建筑相邻楼层的侧向刚度变化应满足以下条件：对纯框架结构，楼层与相邻上层的侧向刚度比不宜小于0.7，与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8.对非框架结构，侧向刚度比应计入层高影响。
本层与相邻上层的侧向刚度比不宜小于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1.5.1.2 A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%，不应小于其相邻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相邻上一层受剪承载力的75%。
这里，楼层抗侧力结构的受剪承载力是指所考虑的水平地震作用方向上，该层所有抗侧力构件（包括全部柱、剪力墙、斜撑）的实际受剪承载力之和，是依据实配钢筋的情况进行反算确定的。
其中，柱的受剪承载力可以根据柱两端实配钢筋截面的受弯承载力按两端同时屈服的假定失效模式反算；剪力墙可根据实配钢筋按抗剪设计公式反算；斜撑的受剪承载力可计及轴力的贡献，且应考虑受压屈服的影响。
1.3 抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。
高震区框架结构的薄弱层变形验算
△ｕ ≤ ［ ］ ， 。 ｈ
（） １
其中△ｕ 为多遇地震作用标准值产生的层 问最大弹性位移 ， ］ 。 ［ 为层问弹性位移角限值 ， 于钢筋混 对 凝土框架可取 １５０ｈ为计算楼层层高。 ／５ ， 满足式 （ ）结构构件必然处于弹性阶段 ， １， 楼层也处于远离屈服状态 。式 （ ） １ 的验算实质上是控制 建筑物非结构部件的损坏程度 ， 以减少震后的修复费用。
准则 ； 进行大震下结构弹塑性极限变形验算 （ 即要求结构能承受较大的非弹性 变形 ） 以防止结构在设 ， 计基准期内遭遇可能出现但十分罕遇的大地震时倒塌 ， 这是一个延性准则 …。
因此， 现行《 建筑抗震设计 规范》 Ｇ ５０ １— ０ １ 和现行 《 （ Ｂ ０ １ ２０ ） 高层建 筑混凝 土结 构技术规程》 （Ｇ３ ２０ ） 规定 ： ＪＪ — ０２
２２ 罕遇地 震作 用下 结构 的抗震 变形验 算 ．
大量的震害现象说明 ， 框架结构沿高度的层问屈服强度系数分布不可能非常均匀 ， 结构受力总是相
对薄弱层率先进入屈服而导致变形集中。所以罕遇地震作用下框架结构的抗震变形验算实质上是控制 薄弱层变形不超过临近倒塌的限值 。
收稿 日期 ：０６—１ ２ ２０ ２— ７
性变形 。一般建筑， 包括不超过 １ 层刚度无突变的框架结构 、 ２ 填充墙框架结构等层间剪切形结构 ， 则可 按 照抗震规 范提供 的简 化方 法进 行 弹塑性 变形 验算 ， 即按 照下 面的步 骤进 行 ：
PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）-老庄结构院-结构设计-土木在线...
PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）-老庄结构院-结构设计-土木在线...PKPM系列新规范应用指南——刚度比（薄弱层）《高规》4.4.2 抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小与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%。
《高规》5.1.14 对于竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70%或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的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应力应乘以1.15的增大系数；《高规》附录E.0.2 底部大空间层数大于一层时，其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比re宜接近1，非抗震设计不应大于2，抗震设计不应大于1.3。
当转换层设置在3层及三层以上时，其楼层侧向刚度不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。
《抗震》E.2.1 转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
实现：1.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，都要求有层刚度作为依据。
2.层刚度的计算方法：剪切刚度；剪弯刚度；地震剪力与地震层间唯一的比。
3.对于薄弱层，程序将该层地震作用标准值的地震剪力乘以1.15的放大系数。
4.用户可以人工指定薄弱层。
5.对于大多数一般的结构应选择第三种层刚度算法；多层结构选第一种，有斜撑的钢结构选第二种。
6.用第三种方法时，要采用“刚性楼板假定”。
对于有弹性板或板厚为零的工程应计算2遍。
确认原找出薄弱层。
7.转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的薄弱层。
不管该层是否满足刚度比的要求，都要手工定义为“薄弱层”。
8.第三种方法适用于所有结构形式，且比其他2种方法更容易通过刚度比验算。
操作：分为“层刚度比计算方法的设定”和“指定薄弱层”的操作。
关联操作：“刚性楼板假定”“地下室”层刚度比计算用于地下室是否能作为嵌固端的判断条件。
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框架结构薄弱层的验算和控制（框剪结构应去除剪力墙后在进行弹性验算）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。
4 剪重比的控制A 控制意义：控制剪重比，是要求结构承担足够的地震作用，设计时不能小于规范的要求。
剪重比与地震影响系数由内在联系:λ=0.2αm axB 规范条文抗震规范第5.2.5条明确要求了楼层剪重比C 计算方法及程序实现剪重比是反映地震作用大小的重要指标，它可以由“有效质量系数”来控制，当“有效质量系数”大于90%时，可以认为地震作用满足规范要求，此时，再考察结构的剪重比是否合适，否则应修改结构布置、增加结构刚度，使计算的剪重比能自然满足规范要求。
“有效质量系数”与“振型数”有关，如果“有效质量系数”不满足90%，则可以通过增加振型数来满足。
>>有效质量系数概念来源：WILSON E.L. 教授曾经提出振型有效质量系数的概念用于判断参与振型数足够与否，并将其用于ETABS程序，他的方法是基于刚性楼板假定的，不适用于一般结构。
方法发展：现在不少结构因其复杂性需要考虑楼板的弹性变形，因此需要一种更为一般的方法，不但能够适用于刚性楼板，也应该能够适用于弹性楼板。
出于这个目的，我们从结构变形能的角度对此问题进行了研究，提出了一个通用方法来计算各地震方向的有效质量系数，这个新方法已经实现于TAT、SATWE和PMSAP。
经验：根据我们的计算经验，当有效质量系数大于0.8时，基底剪力误差一般小于5%。
在这个意义上我们称有效质量系数大于0.8的情形为振型数足够；否则称振型数不够。
规范：高规5.1.13规定对B级高度高层建筑及复杂高层建筑有效质量系数不小于0.9程序自动计算该参数并输出。
>>剪重比的调整当剪重比不满足规范要求时，程序将自动调整地震作用，已达到设计目标的要求。
剪重比调整系数将直接乘在该层构件的地震内力上。
TAT可以人工控制结构的剪重比；而SATWE是按照规范值控制，不能人工控制。
3 位移比的控制A 控制意义：位移比---是指楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角与本楼层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。
（在高归4.3.5条中位移比和周期比是同时提出的）B 规范条文抗规第3.4.3.1条规定：平面不规则而竖向规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，并应符合下列要求：1)扭转不规则时，应计及扭转影响，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；新高规的4.3.5条规定，在考虑质量偶然偏心影响的地震作用下，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。
C 计算方法及程序实现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。
且注意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”。
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。
D 注意事项>>复杂结构的位移控制复杂结构，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。
2 周期比的控制A 控制意义：周期比---第一扭转周期与第一侧振周期的比值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。
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。
B 规范条文高层规程第4.3.5条，要求：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，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本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85抗归中没有明确提出该概念，所以多层时该控制指标可以适当放松，但一般不大于1.0。
C 计算方法及程序实现程序计算出每个振型的侧振成份和扭振成份，通过平动系数和扭转系数可以明确地区分振型的特征。
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（注意：在某些情况下，还要结合主振型信息来进行判断）。
知道了Tt和T1，即可验证其比值是否满足规范D 注意事项>>复杂结构的周期比控制多塔结构周期比：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。
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。
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4.4.3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10.2.6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。
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。
E.0.2底部为2~5层大空间的部分框支剪力墙结构，其转换层下部框加-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。
C 计算方法及程序实现：>>楼层剪切刚度>>单层加单位力的楼层剪弯刚度>>楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度只要计算地震作用，一般应选择第 3 种层刚度算法不计算地震作用，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D 注意事项: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。