剪力墙层刚度比的比较

层刚度比的比较：剪力墙

例一

Shear3，3层，无柱，Y向对称布置剪力墙结构，平面布置3层相同，层高3M。混凝土强度等级C30。抗震烈度8，场地类别2，设计地震分组2。

X向：8个剪力墙240*4000mm

X向：4个剪力墙240*4000mm

1）剪切刚度计算（第1种方法：高规附录E.0.1建议的方法—剪切刚度：GiAi/hi）

TAT：

从TAT-M.OUT中，得每层

X向层剪切刚度0.3072E+08

Y向层剪切刚度0.1536E+08

SATWE：

结构的总质量 (t): 835.200

从WMASS.OUT中，得每层

X向层剪切刚度RJX = 3.0720E+07(kN/m)

Y向层剪切刚度RJY = 1.5360E+07(kN/m)

手算：

公式（高规附录E.0.1）

Ki=Gi*Ai/hi

Ai=Awi+Ci*Aci

X向层Ai=8*0.24*4=7.68m2

X向层剪切刚度Kxi=3E7*0.4*7.68/3.0=3.072E7 kN/m

Y向层Ai=4*0.24*4=3.84m2

Y向层剪切刚度Kyi=3E7*0.4*3.84/3.0=1.536E7 kN/m

校合结论：

●TAT、SATWE与手算层剪切刚度相同，X向层剪切刚度/ Y向层剪切刚度

=3.072E7/1.536E7=2.0,正确。

●因三层结构平面相同，所以三层的层剪切刚度相同，呈现长方形分布。

2）剪弯刚度计算（第2种方法：高规附录E.0.2建议的方法—剪弯刚度：K i=Δi/Hi）

剪弯刚度的计算公式：K i=Δi/Hi，应改为K i= Hi/Δi

TAT：

无。

SATWE：

每层的层剪弯刚度相同：

X向层剪弯刚度RJX = 3.1119E+07(kN/m)

Y向层剪弯刚度RJY = 1.6602E+07(kN/m)

X向层剪弯刚度/ Y向层剪弯刚度=3.1119E+07/1.6602E+07=1.874413

手算：

按三层结构计算：

从TAT-3.OUT中，取出柔度阵的对角元，即为单位水平力作用的侧向位移，

Δx1：0.6102E-07

Kx1=H1/Δx1 =3.0/0.6102E-07=4.916421E7

Δy1：0.1032E-06

Ky1=H1/Δy1=3.0/0.1032E-06=2.906977 E7

X向层剪弯刚度/ Y向层剪弯刚度=4.916421E7/2.906977 E7=1.691249

按一层结构计算：

从TAT-3.OUT中，取出柔度阵的对角元，即为单位水平力作用的侧向位移，

Δx1：0.6250E-07

Kx1=H1/Δx1 =3.0/0.6250E-07=4.8000E7

Δy1：0.1044E-06

Ky1=H1/Δy1=3.0/0.1044E-06=2.87356 E7

X向层剪弯刚度/ Y向层剪弯刚度=4.8000E7/2.87356 E7=1.6704

校合结论：

●TAT无层剪弯刚度计算和相关薄弱层验算。因三层结构平面相同，SATWE的层剪弯刚度

三层相同，呈现长方形分布，正确。

●手算按三层结构计算而得的一层剪弯刚度比按一层结构计算而得的一层剪弯刚度略

大，这是因为按三层结构计算时单位水平力作用的侧向位移实际上考虑了二、三层的剪弯刚度的一定影响。

●手算层剪弯刚度比SATWE得层剪弯刚度大，且X向层剪弯刚度/Y向层剪弯刚度的比

率比SATWE小。这表明手算的更反映出结构的弯曲刚度的影响，更符合结构的实际情况。

3）侧向刚度计算（第3种方法：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）

TAT：

从TAT-4.OUT中，取出CQC的地震作用剪力和层间位移，

X-- 结构各层地震力、剪力、弯矩(用CQC方法组合)

---------------------------------------------------------------------- 层号塔号 X向地震力 X向地震剪力 X向地震弯矩层剪重比(%)

(kN) (kN) (kN-m)

3 1 1162.5

4 1162.54 3487.62 41.342

2 1 728.29 1857.32 9035.88 33.025

1 1 368.64 2149.81 15431.2

2 25.484

==== 第1 荷载单工况 ====

X向地震力作用下节点的最大水平位移

层号塔号节点号 X向最大位移节点号 X向最大柱间位移 X向最大位移角柱高

X向平均位移 X向平均柱间位移 X向平均位移角比值

(mm) (mm)

3 1 1 0.78 1 0.31 1/9820 3.00(m) 0.78 0.31 1/9820 1.0/ 1.0

2 1 1 0.48 1 0.29 1/9999 3.00(m)

0.48 0.29 1/9999 1.0/ 1.0

1 1 1 0.19 1 0.19 1/9999 3.00(m) 0.19 0.19 1/9999 1.0/ 1.0

Kx3= 1162.54/0.00031=0.3750E7

Kx2= 1857.32/0.00029=0.6405E7

Kx1= 2149.81/0.00019=1.1215E7

Y--- 结构各层地震力、剪力、弯矩(用CQC方法组合)

---------------------------------------------------------------------- 层号塔号 Y向地震力 Y向地震剪力 Y向地震弯矩层剪重比(%)

(kN) (kN) (kN-m)

3 1 886.7

4 886.74 2660.22 31.534

2 1 582.77 1425.69 6905.35 25.350

1 1 348.67 1679.73 11867.47 19.911

==== 第2 荷载单工况 ====

Y向地震力作用下节点的最大水平位移

层号塔号节点号 Y向最大位移节点号 Y向最大柱间位移 Y向最大位移角柱高

Y向平均位移 Y向平均柱间位移 Y向平均位移角比值

(mm) (mm)

3 1 1 0.83 1 0.30 1/9913 3.00(m) 0.83 0.30 1/9913 1.0/ 1.0

2 1 7 0.5

3 7 0.31 1/9756 3.00(m)