高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點在于豎向承重構(gòu)件

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計需要控制的七值及調(diào)整方法高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的難點在于豎向承重構(gòu)件(柱、剪力墻等)的合理布置，設(shè)計過程中控制的目標(biāo)參數(shù)主要有如下七個：一，軸壓比：主要為限制結(jié)構(gòu)的軸壓比，保證結(jié)構(gòu)延性的要求，規(guī)范對墻肢、柱均有相應(yīng)的限值要求，見抗規(guī)6.3.7和6.4.6,高規(guī)6.4.2和7.2.14及相應(yīng)的條文說明.軸壓比不滿足要求,結(jié)構(gòu)的延性要求無法保證; 軸壓比過小,則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減小相應(yīng)墻、柱的截面面積.軸壓比不滿時的調(diào)整方法：1,程序調(diào)整：SATWE程序不能實現(xiàn).2,人工調(diào)整:增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度.二,剪重比:主要為限制各樓層的最小水平地震剪力,

2、確保周期較長的結(jié)構(gòu)的安全.見抗規(guī)5.2.5高規(guī)3.3.13及相應(yīng)的條文說明.這個要求如同最少配筋率的要求.算出來的水平地震剪力如過達不到規(guī)范的最低要求,就要人為提高并按這最低要求完成后續(xù)的計算.剪重比不滿足時的調(diào)整方法:1, 程序調(diào)整:在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”后,SATWE按抗規(guī)5.2.5自動將樓層地震剪力系數(shù)直接乘以該樓層及以上重力荷載代表值之和,用以調(diào)整該項樓層地震剪力,以滿足剪重比要求.2,人工調(diào)整:如需人工干預(yù),可按下列三種情況進行調(diào)整: 1),當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又偏大時,說明結(jié)構(gòu)過柔,宜適當(dāng)加大墻、柱截面，提高剛度. 2) 當(dāng)

3、地震剪力偏大層而間側(cè)移角又偏小時, 說明結(jié)構(gòu)過剛,宜適當(dāng)減小墻、柱截面,降低剛度以取得合適的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo). 3) 當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角恰當(dāng)時,可在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)增大地震作用，以滿足剪重比要求。三，剛度比：主要是限制結(jié)構(gòu)豎向不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層，見抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.4.2,及相應(yīng)的條文說明;對于形成的薄弱層則按高規(guī)5.1.14予以加強. 剛度比不滿足時的調(diào)整方法:1,程序調(diào)整:如果某樓層剛度比的計算不滿足要求,SATWE自動將樓層定義為薄弱層,并按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍.2, 人工調(diào)整

4、:如果還需人工干預(yù),可按以下方法調(diào)整:1),適當(dāng)降低本層層高,或適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層層高.2),適當(dāng)加強本墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度。四，位移比：主要為限置結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。見抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.3.5及相應(yīng)的條文說明;位移比不滿足時的調(diào)整方法:1,程序調(diào)整: SATWE程序不能實現(xiàn).2,人工調(diào)整:只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置,減小結(jié)構(gòu)剛心與形心的偏心距;調(diào)整方法如下:1),由于位移比是在剛性樓板假定下計算的,最大位移比往往上出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的四角部位;因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度;同時在設(shè)計

5、中構(gòu)造措施上對樓板的剛度預(yù)以保證.2)利用程的搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號簡圖”中快速找到位移最大的節(jié)點，加強該節(jié)點對應(yīng)承的墻、柱等構(gòu)件的剛度；也可找出位移最小的節(jié)點削弱其剛度；直到位移滿足要求。五,周期比：主要是為限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)的不利影響，見高規(guī)3.5.3及相應(yīng)的條文說明;周期比不滿足要求說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對于抗側(cè)剛度較小,扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大,結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理.周期比不滿足時的調(diào)整方法:1,程序調(diào)整: SATWE程序不能實現(xiàn).2,人工調(diào)整:只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置,提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度,總的

6、調(diào)整原則是加強結(jié)構(gòu)外圍墻、柱或梁的剛度，適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱或梁的剛度；利用結(jié)構(gòu)剛度與周期的反比關(guān)系，合理布置抗側(cè)構(gòu)件，加強需要減小周期方向（包括平動方向和扭轉(zhuǎn)方向）的剛度，或削弱需要增大周期方向的剛度 。當(dāng)結(jié)構(gòu)的第一或第二振型為扭轉(zhuǎn)時可按以下方法調(diào)整：1）SATWE程序的振型是以其周期的長短排序的。2）結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動，扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見抗規(guī)3.5.3條3款及條文說明“結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性（周期和振型）宜相近；高規(guī)7.1.1條條文說明“在抗震結(jié)構(gòu)中宜使使兩個方向剛度接近”;高規(guī)8.1.7條7款“抗震設(shè)計時，抗震墻的布置宜使各主軸方向側(cè)向剛度接近”。3）結(jié)

7、構(gòu)的剛度（包括側(cè)向剛度和扭轉(zhuǎn)剛度）與對應(yīng)周期成反比關(guān)系，即剛度越大周期越小，剛度越小周期越大。4）抗側(cè)力構(gòu)件對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的貢獻與其距結(jié)構(gòu)剛心的距離成正比關(guān)系，結(jié)構(gòu)外圍的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)對結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度貢獻最大。5）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于其它兩軸（第二振型扭轉(zhuǎn)方向和第三振型方向，一般都靠近X軸和Y軸）的側(cè)向剛度過小，此時宜沿兩主軸適當(dāng)加強結(jié)構(gòu)外圍的剛度，或沿兩個主軸適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。6）當(dāng)?shù)诙芷跒榕まD(zhuǎn)時，說明結(jié)構(gòu)沿兩個主軸方向的側(cè)移剛度相差較大，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對其中一主軸（第一振型扭轉(zhuǎn)方向）的側(cè)移剛度是合理的；但相對另一軸（第三振型扭轉(zhuǎn)方向）的側(cè)向剛度則過小，此時宜削弱

8、結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿“第三振型扭轉(zhuǎn)方向”的剛度，或適當(dāng)加強結(jié)構(gòu)外圍（主要是第一振型扭轉(zhuǎn)方向）的剛度。7）某主軸方向的層間位移角小于限值（見高規(guī)表4.6.3,下同）較多時,對該軸方向宜采用“加強結(jié)構(gòu)外圍剛度”的方法；某主軸方向的層間位移角大于限值較多時，對該主軸方向宜采用“削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部剛度”的方法；某主軸方向的層間位移角接近限值時，對該主軸方向宜同時采用“加強結(jié)構(gòu)外圍剛度”和“削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部剛度”的方法。8）在進行上述調(diào)整的同時，應(yīng)注意使周期滿足高規(guī)4.3.5條的要求.9)當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)周期時,周期比肯定不滿足規(guī)范要求; 當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)周期時,周期比比較難滿足要求.六,剛重比:主要是控制風(fēng)荷載和水平地震

9、作用下,重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過大,避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌.見高規(guī)5.4.1和5.4.4及相應(yīng)的條文說明.剛重比不滿足要求,說明結(jié)構(gòu)的剛度相對于重力荷載過小;但剛重比過分大,則說明結(jié)的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)較差,宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。剛重比不滿足時的調(diào)整方法:1，程序調(diào)整: SATWE程序不能實現(xiàn).2，人工調(diào)整：只能通過人工調(diào)整增強豎向構(gòu)件，加強墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。七，層間受剪承載力比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層。見抗規(guī)3.4.2,高規(guī)4.4.3及相應(yīng)條文說明;對形成的薄弱層應(yīng)按高規(guī)5.1.14予以加強. 層間受剪承載力比不滿足時的調(diào)整方法：1,程序調(diào)整:在SATWE的“調(diào)整信息”中的“指定薄弱層個數(shù)中”中填入該層層號，將該層加制定義為薄弱層。SATWE按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍.2, 人工調(diào)整：如果還需要人工干預(yù),可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強度(如增大柱箍筋和墻水平分布筋、提高混凝土強度或加大截面)以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力，或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)