结构设计之位移比详解

第六章位移比2014.7.17

一、定义：

（1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。

（2) 层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。

其中：

最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。

平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。

层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。

最大层间位移：墙、柱层间位移的最大值。

平均层间位移：墙、柱层间位移的最大值与最小值之和除2。

二、计算公式：

△μ/h

三、控制目的：

主要为限制构平面布置的不规则性，以避免产生过大的偏心而导致构产生较大的扭转效应。高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：

1.保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。

2.保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。

3.控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。

四、规范要求：

①《抗规》3.4.3条规定:

②《抗规》3.4.4条规定:

间位移远小于规范限值时，可适当放宽；

③《高规》3.4.5条规定：

④《高规》3.7.3条规定：

五、SATWE中怎么看：

WDISP.OUT文件

六、超了怎么办：

PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层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，详位移输出文件WDISP.OUT。但对于计算结果的判读,应注意以下几点：

（1）若位移比（层间位移比）超过1.2，则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用;

（2）验算位移比需要考虑偶然偏心作用，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心

（3）验算位移比应选择强制刚性楼板假定，但当凸凹不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响

（4）最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果（即构件设计可以采用弹性楼板计算，而位移计算必须在刚性楼板假设下获得），故可先采用刚性楼板算出位移，而后采用弹性楼板进行构件分析。

（5）因为高层建筑在水平力作用下,几乎都会产生扭转,故楼层最大位移一般都发生在结构单元的边角部位由

于位移比是在“全楼刚性楼板”的假定下计算的，这时的每层楼板在楼层平面内被假定为刚体，因为考虑偶然偏心，在水平地震力的作用下，即使是规则对称的结构也不可能是纯粹的平动，其最大水平位移与层间位移一定是发生在楼层边角部位的某处。所以一般情况下位移比是由结构边角部位的水平位移与层间位移决定的。因此调整结构外围抗侧力构件的刚度是控制位移比的最为有效的方法。周期比的控制在于结构具备足够的抗扭转刚度，而结构外围抗侧力构件对结构的抗扭转刚度贡献最大。因此调整结构外围抗侧力构件刚度以控制位移比时，必然对周期比产生较大影响。考虑到对周期比的影响，可根据周期比的大小采用相应的方法调整位移比。当周期比大于或接近规范限值时，应采用加强刚度的方法。当周期比小于规范限值较多时，可采用削弱刚度的方法。同样，对周期比的调整也可能影响位移比。特别是当某主轴方向的位移比接近规范限值时，此时对刚度的调整应以结构的质心为中心尽量对称。

Xs、Ys表示该层的刚心座标，Xm、Ym表示该层的质心座标，

Rx、Ry分别表示该层与下一层在X、Y方向的层刚比

位移比不满足时的调整方法：

1、程序调整：SA TWE 程序不能实现。

2、人工调整：只能通过人工调整改变构平面布置，减小结构刚心与形心的偏心距；调整方法如下：

1）由于位移比是在刚性楼板假定下计算的，最大位移比往往出现在构的四角部位；因此应注意调整构外围对应位置抗侧力构件的刚度；同时

在设计中，应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。

2）利用程序的节点搜索功能在SA TWE 的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到位移最大的节点，加强该节点

对应的墙、柱等构件的刚度；也可找出位移最小的节点削弱其刚度；直到位移比满足要求。