高層控制指標的意義及控制

1、轉(zhuǎn)高層控制指標的意義及控制,高層六個比的控制(十九章)在風中聆聽細雨 2010-05-30 16:37:04 閱讀161 評論0 字號：大中小訂閱 高層主要控制指標的目的在于：控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性和豎向規(guī)則性、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和P-二階效應(yīng)。 一結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的控制（高規(guī)4.3.5要求） 1.周期比：是控制結(jié)構(gòu)在大震時，扭轉(zhuǎn)振型不應(yīng)靠前，以減少震害； 周期比應(yīng)符合高規(guī)4.3.5要求。 該指標輸出在SATWE計算之WZQ.out文件中。 規(guī)范條文：高規(guī)4.3.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1 之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不

2、應(yīng)大于0.85。 計算方法：對于通常的規(guī)則單塔樓結(jié)構(gòu)，如下驗算周期比: 1）根據(jù)各振型的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)區(qū)分出各振型分別是扭轉(zhuǎn)振型還是平動振型 2）周期最長的扭振振型對應(yīng)的就是第一扭振周期Tt，周期最長的側(cè)振振型對應(yīng)的就是第一側(cè)振周期T1 3）計算Tt/T1，看是否超過0.9 (0.85) 多塔結(jié)構(gòu)周期比：對于多塔樓結(jié)構(gòu)，不能直接按上面的方法驗算。這時應(yīng)該將多塔結(jié)構(gòu)分成多個單塔，按多個結(jié)構(gòu)分別計算、分別驗算(注意不是在同一結(jié)構(gòu)中定義多塔，而是按塔分成多個結(jié)構(gòu)) 周期比控制目的：周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，而非其絕對大小，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合

3、理，使結(jié)構(gòu)不致于出現(xiàn)過大（相對于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。一句話，周期比控制不是在要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實，而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性。 不滿足時的調(diào)整方法：一旦出現(xiàn)周期比不滿足要求的情況，一般只能通過調(diào)整平面布置來改善這一狀況，這種改變一般是整體性的，局部的小調(diào)整往往收效甚微。周期比不滿足要求， 說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度較小，總的調(diào)整原則是要加強結(jié)構(gòu)外圈，或者削弱內(nèi)筒。 2.位移比：取樓層最大桿間位移與樓層平均桿間位移的比值，位移比是控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)； 位移比應(yīng)符合高規(guī)4.3.5要求。 該指標輸出在SATWE計算之WDISP.out文件中。 規(guī)范條文：高規(guī)4.3.5條規(guī)定，樓層豎向構(gòu)件的最大水

4、平位移和層間位移，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值 的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。 最大位移：墻頂、柱頂節(jié)點的最大位移 平均位移：墻頂、柱頂節(jié)點的最大位移與最小位移之和除2 最大層間位移：墻、柱層間位移的最大值 平均層間位移：墻、柱層間位移的最大值與最小值之和除2 程序處理：針對此條，程序中對每一層都計算并輸出最大水平位移、最大層間位移角、平均水平位移、平均層間位移角及相應(yīng)的比值，用戶可以一目了然地判斷是否滿足規(guī)范。 注意： 1) 驗算位移比可以選擇強制剛性樓板假定 2)

5、 驗算位移比需要考慮偶然偏心，驗算層間位移角則不需要考慮偶然偏心 3) 位移比超過1.2，需要考慮雙向地震 注：1. 最大層間位移：按規(guī)范要求取樓層豎向構(gòu)件最大桿件位移稱為樓層控制層間位移； 2.最大層間位移、位移比是在剛性樓板假設(shè)下的控制參數(shù)。構(gòu)件設(shè)計與位移信息不是在同一條件下的結(jié)果（即構(gòu)件設(shè)計可以采用彈性樓板計算，而位移計算必須在剛性樓板假設(shè)下獲得），故可先采用剛性樓板算出位移用于送審，而后采用彈性樓板進行構(gòu)件分析。 一旦出現(xiàn)周期比不能滿足要求的情況，一般只能通過調(diào)整平面布置來改善。這種改善一般是整體性的，局部小調(diào)整往往收效甚微。一句話，周期比控制的不是在要結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實，而是在承載力布局合

6、理性，限制結(jié)構(gòu)抗扭剛度不能太弱。 二豎向不規(guī)則的控制（高規(guī)4.4要求） 1. 層剛度比：主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層 新規(guī)范要求結(jié)構(gòu)各層之間的剛度比，并根據(jù)剛度比對地震力進行放大，所以剛度比的合理計算較為重要。 新規(guī)范對結(jié)構(gòu)的層剛度有明確的要求，在判斷樓層是否為薄弱層、地下室是否能作為嵌固端、轉(zhuǎn)換層剛度是否滿足要求等等，都要求有層剛度作為依據(jù)，所以層剛度計算的準確性就比較重要。 層剛度比應(yīng)符合高規(guī)4.4.2要求。 該指標輸出在SATWE計算之WMASS.out文件中。 規(guī)范條文： 1）抗震規(guī)范附錄E2.1規(guī)定，筒體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2； 2）高規(guī)4.

7、4.2條規(guī)定，抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相臨上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%； 3）高規(guī)5.3.7條規(guī)定，高層建筑結(jié)構(gòu)計算中，當?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度的2倍； 4）高規(guī)10.2.3條規(guī)定，底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，應(yīng)符合高規(guī)附錄E的規(guī)定： 三種方案可供選擇： 高規(guī)附錄E.0.1建議的方法剪切剛度 Ki = Gi Ai / hi 高規(guī)附錄E.0.2建議的方法剪彎剛度 Ki = Vi / i 抗震規(guī)范的3.4.2和3.4.3條文說明中建議方法 Ki =

8、 Vi / ui 抗震規(guī)范（第三種）方法為通用方法，也是程序的缺省方式，通常工程均可采用此種辦法 底部大空間為一層時，剛度比計算可采用剪切剛度 底部大空間為多層時，剛度比計算可采用剪彎剛度 三種方法算出的樓層剛度可能差別很大，屬正常，可以不必奇怪 2. 層承載力比：控制豎向不規(guī)則性 層承載力比應(yīng)符合高規(guī)4.4.3要求。 該指標輸出在SATWE計算之WMASS.out文件中。 規(guī)范條文：高規(guī)4.4.3條規(guī)定：A級高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其上一層受剪承載力的65%；B級高度建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力

9、的75% 。 3. 剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性 剪重比應(yīng)符合高規(guī)3.3.13要求：滿足各樓層最小剪力要求。 該指標輸出在SATWE計算之WZQ.out文件中。 規(guī)范條文：高規(guī)3.3.13條規(guī)定：抗震驗算時，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震的剪重比不應(yīng)小于表3.3.13給出的最小地震剪力系數(shù)。 注：1.剛度比控制 （1）剪切剛度； （2）彎剪剛度； （3）抗規(guī)3.4.2中定義的剛度。 選用方法如下： （1）對于多層（砌體、磚混底框），宜采用剛度1； （2）對于帶斜撐的鋼結(jié)構(gòu)，宜采用剛度2； （3）多數(shù)結(jié)構(gòu)宜采用剛度3。（所有的結(jié)構(gòu)均可用剛度3） 三結(jié)構(gòu)穩(wěn)定控制（高規(guī)5.4要求）

10、1. 剛重比：主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，以免結(jié)構(gòu)產(chǎn)生滑移和傾覆 剛重比應(yīng)符合高規(guī)5.4要求：重力二階效應(yīng)及結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。 該指標輸出在SATWE計算之WMASS.out文件中。 四正常使用狀態(tài)控制（高規(guī)4.6要求） 1.層間位移角： 位移角應(yīng)符合高規(guī)4.6.3要求：滿足層間最大位移/層高要求。 該指標輸出在SATWE計算之WDISP.out文件中。 規(guī)范條文：高規(guī)4.6.3條規(guī)定：按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比宜符合表4.6.3的限值。 五其他控制指標 1.有效質(zhì)量系數(shù)： 有效質(zhì)量系數(shù)應(yīng)符合高規(guī)5.1.13要求：振型數(shù)15，有效質(zhì)量系數(shù)90% 。 該指標輸出在SATWE計算之WZQ.ou

11、t文件中。 規(guī)范條文：高規(guī)5.1.13條規(guī)定：規(guī)定對B級高度高層建筑及復(fù)雜高層建筑有效質(zhì)量系數(shù)不小于0.9；抗規(guī)(5.2.2)條文說明建議有效質(zhì)量系數(shù)可取為0.9= 高層六個比的控制1. 位移比（層間位移比）: 1.1 名詞釋義： （1） 位移比：即樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移與平均水平位移的比值。 （2) 層間位移比：即樓層豎向構(gòu)件的最大層間位移角與平均層間位移角的比值。 其中： 最大水平位移：墻頂、柱頂節(jié)點的最大水平位移。 平均水平位移：墻頂、柱頂節(jié)點的最大水平位移與最小水平位移之和除2。 層間位移角：墻、柱層間位移與層高的比值。 最大層間位移角：墻、柱層間位移角的最大值。 平均層間位移角：

12、墻、柱層間位移角的最大值與最小值之和除2。 1.3 控制目的: 高層建筑層數(shù)多，高度大，為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有必要的剛度，應(yīng)對其最大位移和層間位移加以控制，主要目的有以下幾點： 1 保證主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài),避免混凝土墻柱出現(xiàn)裂縫,控制樓面梁板的裂縫數(shù)量,寬度。 2 保證填充墻,隔墻,幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好,避免產(chǎn)生明顯的損壞。 3 控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性，以免形成扭轉(zhuǎn)，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。 1.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制： 抗規(guī)3.4.2條規(guī)定，建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜規(guī)則,對稱,并應(yīng)具有良好的整體性,當存在結(jié)構(gòu)平面扭轉(zhuǎn)不規(guī)則時,樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),不宜大于該樓層兩

13、端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍。 高規(guī)4.3.5條規(guī)定，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。 高規(guī)4.6.3條規(guī)定，高度不大于150m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層間之比（即最大層間位移角）u/h應(yīng)滿足以下要求： 結(jié)構(gòu)休系 u/h限值 框架 1/550 框架-剪力墻，框架-核心筒 1/800 筒中筒，剪力墻 1/1000 框支層 1/1000 1.4 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點: PKPM軟件

14、中的SATWE程序?qū)γ恳粯菍佑嬎悴⑤敵鲎畲笏轿灰?、最大層間位移角、平均水平位移、平均層間位移角及相應(yīng)的比值，詳位移輸出文件WDISP.OUT。但對于計算結(jié)果的判讀,應(yīng)注意以下幾點： （1）若位移比（層間位移比）超過1.2，則需要在總信息參數(shù)設(shè)置中考慮雙向地震作用; （2）驗算位移比需要考慮偶然偏心作用，驗算層間位移角則不需要考慮偶然偏心 （3）驗算位移比應(yīng)選擇強制剛性樓板假定，但當凸凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模型，當平面不對稱時尚應(yīng)計及扭轉(zhuǎn)影響 （4）最大層間位移、位移比是在剛性樓板假設(shè)下的控制參數(shù)。構(gòu)件設(shè)計與位移信息不是在同一條件下的結(jié)果（即構(gòu)件設(shè)計

15、可以采用彈性樓板計算，而位移計算必須在剛性樓板假設(shè)下獲得），故可先采用剛性樓板算出位移，而后采用彈性樓板進行構(gòu)件分析。如果沒有勾選剛性樓板假定這一項，意味著當該房間定義了板厚為零或全房間洞時,樓層就會產(chǎn)生彈性節(jié)點，普通樓面只要不開洞的樓板還是按剛性假定計算內(nèi)力，即平面內(nèi)無限剛，平面外為零。在特殊構(gòu)件里定義不同類型的彈性樓板和不勾選剛性樓板假定的區(qū)別是后者會自動對有樓板的房間默認為剛性樓板。 （5）因為高層建筑在水平力作用下,幾乎都會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn),故樓層最大位移一般都發(fā)生在結(jié)構(gòu)單元的邊角部位。 2周期比： 2.1 名詞釋義： 周期比即結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期（也稱第一扭振周期）Tt與平動為主的第一

16、自振周期（也稱第一側(cè)振周期）T1的比值。周期比主要控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，使結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。因為當兩者接近時,由于振動藕連的影響,結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)將明顯增大。 2.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制： 高規(guī)4.3.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比（即周期比），A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。 高規(guī)5.1.13條規(guī)定，高層建筑結(jié)構(gòu)計算振型數(shù)不應(yīng)小于9,抗震計算時,宜考慮平扭藕連計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不小于15,對于多塔樓結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍,且計算振型數(shù)應(yīng)使

17、振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%。 2.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點: (1).計算結(jié)果詳周期、地震力與振型輸出文件。因SATWE電算結(jié)果中并未直接給出周期比,故對于通常的規(guī)則單塔樓結(jié)構(gòu)，需人工按如下步驟驗算周期比:（SATWE結(jié)果文件的周期未考慮折減，但在進行計算時程序內(nèi)部自動考慮。） a）根據(jù)各振型的兩個平動系數(shù)和一個扭轉(zhuǎn)系數(shù)(三者之和等于1)判別各振型分別是扭轉(zhuǎn)為主的振型（也稱扭振振型）還是平動為主的振型（也稱側(cè)振振型）。一般情況下，當扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于0.5時,可認為該振型是扭轉(zhuǎn)振型,反之應(yīng)為側(cè)振振型。當然，對某些極為復(fù)雜的結(jié)構(gòu)還應(yīng)結(jié)合主振型信息來進行判斷； b）周期最長的扭轉(zhuǎn)振型對應(yīng)的就是

18、第一扭振周期Tt，周期最長的側(cè)振振型對應(yīng)的就是第一側(cè)振周期T1； c）計算Tt / T1，看是否超過0.9(0.85)。 對于多塔結(jié)構(gòu)周期比，不能直接按上面的方法驗算，這時應(yīng)該將多塔結(jié)構(gòu)分成多個單塔，按多個結(jié)構(gòu)分別計算、分別驗算(注意不是在同一結(jié)構(gòu)中定義多塔，而是按塔分成多個結(jié)構(gòu))。 (2).對于剛度均勻的結(jié)構(gòu)，在考慮扭轉(zhuǎn)耦連計算時，一般來說前兩個或幾個振型為其主振型，但對于剛度不均勻的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，上述規(guī)律不一定存在?？傊诟邔咏Y(jié)構(gòu)設(shè)計中，使得扭轉(zhuǎn)振型不應(yīng)靠前，以減小震害。SATWE程序中給出了各振型對基底剪力貢獻比例的計算功能,通過參數(shù)Ratio(振型的基底剪力占總基底剪力的百分比)可以判斷出

19、那個振型是X方向或Y方向的主振型，并可查看以及每個振型對基底剪力的貢獻大小。 (3).振型分解反應(yīng)譜法分析計算周期，地震力時，還應(yīng)注意兩個問題，即計算模型的選擇與振型數(shù)的確定。一般來說，當全樓作剛性樓板假定后，計算時宜選擇側(cè)剛模型進行計算。而當結(jié)構(gòu)定義有彈性樓板時則應(yīng)選擇總剛模型進行計算較為合理。至于振型數(shù)的確定，應(yīng)按上述高規(guī)5.1.13條執(zhí)行，振型數(shù)是否足夠，應(yīng)以計算振型數(shù)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%作為唯一的條件進行判別。 (4).如同位移比的控制一樣，周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，而非其絕對大小，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不致于

20、出現(xiàn)過大（相對于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。即周期比控制不是在要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實，而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性?？紤]周期比限制以后，以前看來規(guī)整的結(jié)構(gòu)平面，從新規(guī)范的角度來看，可能成為平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)。一旦出現(xiàn)周期比不滿足要求的情況，一般只能通過調(diào)整平面布置來改善這一狀況，這種改變一般是整體性的，局部的小調(diào)整往往收效甚微。周期比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度較小，總的調(diào)整原則是要加強結(jié)構(gòu)外圈，或者削弱內(nèi)筒。 (5).扭轉(zhuǎn)周期控制及調(diào)整難度較大，要查出問題關(guān)鍵所在，采取相應(yīng)措施，才能有效解決問題。 a)扭轉(zhuǎn)周期大小與剛心和形心的偏心距大小無關(guān)，只與樓層抗扭剛度有關(guān)； b)剪力墻全部按照同一主軸

21、兩向正交布置時，較易滿足；周邊墻與核心筒墻成斜交布置時要注意檢查是否滿足； c)當不滿足周期限制時，若層位移角控制潛力較大，宜減小結(jié)構(gòu)豎向構(gòu)件剛度，增大平動周期； d)當不滿足周期限制時，且層位移角控制潛力不大，應(yīng)檢查是否存在扭轉(zhuǎn)剛度特別小的層，若存在應(yīng)加強該層的抗扭剛度； e)當不滿足扭轉(zhuǎn)周期限制，且層位移角控制潛力不大，各層抗扭剛度無突變，說明核心筒平面尺度與結(jié)構(gòu)總高度之比偏小，應(yīng)加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墻厚，增大核心筒的抗扭剛度。 f)當計算中發(fā)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)為第一振型，應(yīng)設(shè)法在建筑物周圍布置剪力墻，不應(yīng)采取只通過加大中部剪力墻的剛度措施來調(diào)整結(jié)構(gòu)的抗扭剛度?？梢赃m當減少建筑中間剛度，加

22、大建筑周邊剛度的方法來提高建筑的抗扭剛度，一般建筑邊梁的截面高度在滿足建筑要求的情況下，可以適當?shù)娜〈簏c這樣有助于提高建筑的抗扭剛度。 周期比只是控制扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的間接指標，所以當某一工程出現(xiàn)周期比大于規(guī)范要求，而且又很難進行調(diào)整使其滿足規(guī)范要求時，可以主要通過位移比的限制來控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，因為位移比為結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，此指標更為直接，在響應(yīng)不大的情況下，通過適當?shù)奶岣呖拐饦?gòu)造措施，也是能夠合理的控制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的。 3 剛度比 3.1 名詞釋義： 剛度比指結(jié)構(gòu)豎向不同樓層的側(cè)向剛度的比值（也稱層剛度比），該值主要為了控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層。對于地下室結(jié)構(gòu)頂板能否作

23、為嵌固端，轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)剛度能否滿足要求，及薄弱層的判斷，均以層剛度比作為依據(jù)?？挂?guī)與高規(guī)提供有三種方法計算層剛度，即剪切剛度（Ki=GiAi/hi）、剪彎剛度（Ki=Vi/i）、地震剪力與地震層間位移的比值（Ki=Qi/ui）。 3.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制：抗規(guī)附錄E2.1規(guī)定，筒體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2； 高規(guī)4.4.2條規(guī)定，抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小于相臨上部樓層側(cè)向剛度的70%或其上相臨三層側(cè)向剛度平均值的80%； 高規(guī)5.3.7條規(guī)定，高層建筑結(jié)構(gòu)計算中，當?shù)叵率业捻敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固端時，地下室結(jié)構(gòu)的樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部結(jié)構(gòu)樓層側(cè)向剛度

24、的2倍； 高規(guī)10.2.3條規(guī)定，底部大空間剪力墻結(jié)構(gòu)，轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度，應(yīng)符合高規(guī)附錄E的規(guī)定： E.01)底部大空間為一層的部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)，可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剛度比表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化，非抗震設(shè)計時不應(yīng)大于3，抗震設(shè)計時不應(yīng)大于2。 E.02)底部大空間層數(shù)大于一層時，其轉(zhuǎn)換層上部框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的與底部大空間層相同或相近高度的部分的等效側(cè)向剛度與轉(zhuǎn)換層下部的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比e宜接近1，非抗震設(shè)計時不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計時不應(yīng)大于1.3。 3.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點: （1）規(guī)范對結(jié)構(gòu)層剛度比和位移比的控制一樣，也要求在剛

25、性樓板假定條件下計算。對于有彈性板或板厚為零的工程，應(yīng)計算兩次，在剛性樓板假定條件下計算層剛度比并找出薄弱層，然后在真實條件下完成其它結(jié)構(gòu)計算。 （2）層剛比計算及薄弱層地震剪力放大系數(shù)的結(jié)果詳建筑結(jié)構(gòu)的總信息WMASS.OUT。一般來說，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度應(yīng)該是沿高度均勻或沿高度逐漸減少，但對于框支層或抽空墻柱的中間樓層通常表現(xiàn)為薄弱層，由于薄弱層容易遭受嚴重震害，故程序根據(jù)剛度比的計算結(jié)果或?qū)娱g剪力的大小自動判定薄弱層，并乘以放大系數(shù)，以保證結(jié)構(gòu)安全。當然，薄弱層也可在調(diào)整信息中通過人工強制指定。 （3）對于上述三種計算層剛度的方法，我們應(yīng)根據(jù)實際情況進行選擇：對于底部大空間為一層時或多層建筑

26、及磚混結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇剪切剛度；對于底部大空間為多層時或有支撐的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇剪彎剛度；而對于一般工程來說，則可選用第三種規(guī)范建議方法，此法也是SATWE程序的默認方法。 抗震設(shè)計的框架-剪力墻結(jié)構(gòu)，在基本振型地震作用下，框架部分承受的地震傾覆力矩大于結(jié)構(gòu)總地震傾覆力矩的50%時，其框架部分的抗震等級應(yīng)按框架結(jié)構(gòu)采用，柱軸壓比限值宜按框架結(jié)構(gòu)的規(guī)定采用；其最大適用高度和高寬比限值可比框架結(jié)構(gòu)適當增加。 4剛重比 4.1 名詞釋義： 結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度與重力荷載設(shè)計值之比稱為剛重比。它是影響重力二階效應(yīng)的主要參數(shù),且重力二階效應(yīng)隨著結(jié)構(gòu)剛重比的降低呈雙曲線關(guān)系增加。高層建筑在風荷載或水平地震作用下,若重力二

27、階效應(yīng)過大則會引起結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌，故控制好結(jié)構(gòu)的剛重比，則可以控制結(jié)構(gòu)不失去穩(wěn)定。 4.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制： 高規(guī)5.4.4條規(guī)定: 1、對于剪力墻結(jié)構(gòu),框剪結(jié)構(gòu),筒體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性必須符合下列規(guī)定: -結(jié)構(gòu)一個主軸方向的彈性等效側(cè)向剛度，可以按倒三角形分布荷載作用下頂點位移，相等的原則，將結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度折算為豎向懸臂受彎構(gòu)件的等效側(cè)向剛度； H-房屋高度； -第i樓層重力荷載設(shè)計值； 2、.對于框架結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性必須符合下列規(guī)定: Di*Hi/Gi=10 4.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點: 2.對于剪切型的框架結(jié)構(gòu),當剛重比大于10時，則結(jié)構(gòu)重力二階效應(yīng)可控制在20%以內(nèi),結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定已經(jīng)具有一定

28、的安全儲備；當剛重比大于20時,重力二階效應(yīng)對結(jié)構(gòu)的影響已經(jīng)很小,故規(guī)范規(guī)定此時可以不考慮重力二階效應(yīng)。 3.對于彎剪型的剪力墻結(jié)構(gòu)、框剪結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)，當剛重比大于1.4時，結(jié)構(gòu)能夠保持整體穩(wěn)定；當剛重比大于2.7時，重力二階效應(yīng)導(dǎo)致的內(nèi)力和位移增量僅在5%左右，故規(guī)范規(guī)定此時可以不考慮重力二階效應(yīng)。 2.若結(jié)構(gòu)剛重比(Ejd/GH2)1.4,則滿足整體穩(wěn)定條件,SATWE輸出結(jié)果參考WMASS.OUT, 3.高層建筑的高寬比滿足限值時，可不進行穩(wěn)定驗算，否則應(yīng)進行。 4.當高層建筑的穩(wěn)定不滿足上述規(guī)定時，應(yīng)調(diào)整并增大結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度。 5、剪重比: 5.1 名詞釋義： 剪重比即最小地震剪力系

29、數(shù)，主要是控制各樓層最小地震剪力，尤其是對于基本周期大于3.5s的結(jié)構(gòu),以及存在薄弱層的結(jié)構(gòu),出于對結(jié)構(gòu)安全的考慮,規(guī)范增加了對剪重比的要求。 5.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制： 抗規(guī)5.2.5條與高規(guī)3.3.13條規(guī)定，抗震驗算時，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力不應(yīng)小于下表給出的最小地震剪力系數(shù)。 類 別 7 度 7.5 度 8 度 8.5 度 9 度 扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于3.5S的結(jié)構(gòu)： 0.016 0.024 0.032 0.048 0.064 基本周期大于5.0S的結(jié)構(gòu)： 0.012 0.018 0.024 0.032 0.040 5.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點: (1).對于豎向不規(guī)則

30、結(jié)構(gòu)的薄弱層的水平地震剪力應(yīng)增大1.15倍，即上表中樓層最小剪力系數(shù)應(yīng)乘以1.15倍。當周期介于3.5S和5.0S之間時，可對于上表采用插入法求值。 (2).對于一般高層建筑而言,結(jié)構(gòu)剪重比底層為最小,頂層最大,故實際工程中,結(jié)構(gòu)剪重比由底層控制,由下到上,哪層的地震剪力不夠，就放大哪層的設(shè)計地震內(nèi)力. (3).結(jié)構(gòu)各層剪重比及各樓層地震剪力調(diào)整系數(shù)自動計算取值,結(jié)果詳SATWE周期、地震力與振型輸出文件WZQ.OUT) (4).各層地震內(nèi)力自動放大與否在調(diào)整信息欄設(shè)開關(guān)；如果用戶考慮自動放大，SATWE將在WZQ.OUT中輸出程序內(nèi)部采用的放大系數(shù). (5).6度區(qū)剪重比可在0.71取。若剪

31、重比過小，均為構(gòu)造配筋,說明底部剪力過小，要對構(gòu)件截面大小、周期折減等進行檢查;若剪重比過大，說明底部剪力很大，也應(yīng)檢查結(jié)構(gòu)模型，參數(shù)設(shè)置是否正確或結(jié)構(gòu)布置是否太剛。 6、軸壓比 6.1 名詞釋義： 柱(墻)軸壓比 ，指柱(墻)軸壓力設(shè)計值與柱(墻)的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設(shè)計值乘積之比。它是影響墻柱抗震性能的主要因素之一，為了使柱墻具有很好的延性和耗能能力，規(guī)范采取的措施之一就是限制軸壓比。 6.2 相關(guān)規(guī)范條文的控制：砼規(guī)11.4.16條抗規(guī)6.3.7條,高規(guī)6.4.2條同時規(guī)定:柱軸壓比不宜超過下表中限值。 結(jié)構(gòu)類型 抗震等級 一 二 三 1、框架結(jié)構(gòu) 0.7 0.8 0.9 2

32、、框剪、板柱-抗震墻、框筒、筒體 0.75 0.85 0.95 3、部分框支抗震墻 0.6 0.7 - 結(jié)構(gòu)體系本身抗震性能較好的話，軸壓比的限制就放得相對較寬！ 抗震性能：213； 砼規(guī)11.7.13條高規(guī)7.2.14條同時規(guī)定:抗震設(shè)計時，一二級抗震等級的剪力墻底部加強部位，其重力荷載代表值作用下墻肢的軸壓比不宜超過下表中限值： 抗震等級 一級（9度） 一級（7、8度） 二級 軸壓比限值 0.4 0.5 0.6 6.3 電算結(jié)果的判別與調(diào)整要點: (1).抗震等級越高的建筑結(jié)構(gòu)，其延性要求也越高，因此對軸壓比的限制也越嚴格。對于框支柱、一字形剪力墻等情況而言，則要求更嚴格?？拐鸬燃壍突蚍强?/p>

33、震時可適當放松，但任何情況下不得小于1.05。 (2).限制墻柱的軸壓比，通常取底截面(最大軸力處)進行驗算，若截面尺寸或混凝土強度等級變化時,還驗算該位置的軸壓比。SATWE驗算結(jié)果詳，當計算結(jié)果與規(guī)范不符時，軸壓比數(shù)值會自動以紅色字符顯示。 (3).需要說明的是，對于墻肢軸壓比的計算時，規(guī)范取用重力荷載代表值作用下產(chǎn)生的軸壓力設(shè)計值（即恒載分項系數(shù)取1.2,活載分項系數(shù)取1.4）來計算其名義軸壓比,是為了保證地震作用下的墻肢具有足夠的延性,避免受壓區(qū)過大而出現(xiàn)小偏壓的情況,而對于截面復(fù)雜的墻肢來說,計算受壓區(qū)高度非常困難,故作以上簡化計算。 (4).試驗證明，混凝土強度等級，箍筋配置的形式

34、與數(shù)量，均與柱的軸壓比有密切的關(guān)系，因此，規(guī)范針對情況的不同，對柱的軸壓比限值作了適當?shù)恼{(diào)整。 (5).當墻肢的軸壓比雖未超過上表中限值，但又數(shù)值較大時，可在墻肢邊緣應(yīng)力較大的部位設(shè)置邊緣構(gòu)件，以提高墻肢端部混凝土極限壓應(yīng)變，改善剪力墻的延性。當為一級(9度)時的墻肢軸壓比大于0.1,一級(8度)大于0.2,二級大于0.3時,應(yīng)設(shè)置約束邊緣構(gòu)件,否則可設(shè)置構(gòu)造邊緣構(gòu)件,程序?qū)Φ撞考訌姴课患捌渖弦粚铀袎χ瞬烤醇s束邊緣構(gòu)件考慮。=第十九章其他問題 （一）結(jié)構(gòu)周期比的計算 結(jié)構(gòu)第一平動振型的選擇 根據(jù)工程具體情況，確定平動系數(shù)所占百分比； 結(jié)構(gòu)空間振型圖中所顯示的振動為整體平動； 該振型所對應(yīng)

35、的地震剪力值為最大。 結(jié)構(gòu)第一扭轉(zhuǎn)振型的選擇 根據(jù)工程具體情況，確定扭轉(zhuǎn)系數(shù)所占百分比； 結(jié)構(gòu)空間振型圖中所顯示的振動為整體扭轉(zhuǎn)。 將第一扭轉(zhuǎn)振型的所對應(yīng)的周期值與第一平動振型所對應(yīng)的周期值相比即得周期比。 （二）為什么SATWE軟件在調(diào)整0.2Q0系數(shù)時要默認最大值為2.0？如果想突破最大默認值 該怎么辦？ SATWE軟件在調(diào)整0.2Q0系數(shù)時將最大值默認為2.0主要是為了避免出現(xiàn)各層地震剪力都一樣的情況，從而使計算結(jié)果失真。 此外，如果不控制最大值，也可能使某些層的構(gòu)件內(nèi)力過大而無法設(shè)計。 如果設(shè)計人員想突破該默認值的限制，可以直接建立0.2Q0文件（文件名為SATINPUT.02Q），程

36、序合自動讀取設(shè)計人員輸入的調(diào)整系數(shù)。 （三）為什么有時候彈性樓板下的位移值小于剛住樓板下的位移值？ 產(chǎn)生這種情況的主要原因是由于設(shè)計人員定義了彈性板6，當其結(jié)構(gòu)的變形由面外變形控制時，由于定義了彈性板6，其面外剛度大于剛性板的面外剛度，則位移就減小。當某結(jié)構(gòu)的變形由面內(nèi)變形控制時，彈性板6的面內(nèi)剛度小于剛性板的面內(nèi)剛度，則位移就增大。 （四）模擬施工1、模擬施工2和一次性加載三者之間的聯(lián)系與區(qū)別？ 高層建筑結(jié)構(gòu)當豎向恒載一次加上時，其上部的豎向位移往往偏大，為了協(xié)調(diào)如此大的豎向位移，有時會出現(xiàn)拉柱或架沒有負彎矩的情況。而在實際施工中，豎向荷載是一層一層作用的，并在施工中逐層找平，下層的變形對上

37、層基本上不產(chǎn)生影響。結(jié)構(gòu)的豎向變形在建造到上部時已經(jīng)完成得差不多了，因此不會產(chǎn)生一次性加荷所產(chǎn)生的異?，F(xiàn)象。程序?qū)ωQ向恒載作用專門做了處理，可以考慮施工加荷的這種因素。 施工模擬1：它就是上面說的考慮分層加載、逐層找平因素影響的算法； 施工模擬2：將豎向構(gòu)件（柱、墻）的剛度放大10倍后再做施工模擬l。采用算法2時，計算出的傳給基礎(chǔ)的力較為均勻合理，可以避免墻軸力遠大于往軸力的不合理情形。由于豎向構(gòu)件的剛度放大，將使得水平梁的兩端豎向位移差減小，從而其剪力減小，這樣就削弱了樓面荷載因剛度不約而導(dǎo)致的重分配，所以施工模擬2的荷載分配結(jié)果，更接近千手算結(jié)果。 一次性加載：各種荷載一次性加到結(jié)構(gòu)中。

38、（五）如果地震加速度值不是規(guī)范規(guī)定中的值該怎么辦？ 對于地震加速度值不是規(guī)范中規(guī)定的值的這種情況，一般在地震報告中都會提供地震最大影響系數(shù)值，設(shè)計人員只要在SATWE軟件中將該值輸入進去即可。 （六）混凝土柱的單、雙偏壓計算該如何選擇？ 從理論上講，所有的樁樁的受力狀態(tài)都是雙偏壓。但規(guī)范并沒有要求所有的政柱都按雙偏壓計算。是否應(yīng)按雙偏壓計算應(yīng)根據(jù)規(guī)范決定。比如高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程第6.2.4條規(guī)定，角柱應(yīng)按雙向受力構(gòu)件進行正截面承載力設(shè)計。 目前的SATWE軟件提供了兩種方式計算雙偏壓。第一種是在“設(shè)計信息”里按雙偏壓計算，這種方法計算出來的值多解，而且計算結(jié)果較大；第二種是設(shè)計人員可以

39、先按單偏壓計算，然后再在“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中按雙偏壓驗算。這種方法得出的計算值是唯一的，而且結(jié)果也不大。 一般來講，該結(jié)構(gòu)能夠通過雙偏壓驗算也就可以了。 （七）梁柱重疊部分簡化為剛域該如何選擇？ “梁柱重疊部分簡化為剛域”此項選擇對結(jié)構(gòu)的剛度、周期、位移、梁的內(nèi)力計算等均會產(chǎn)生一定的影響，尤其是梁的彎矩值。 一般而言，對于異型柱結(jié)構(gòu)，宜采用“梁柱重疊部分簡化為剛域”，對于矩形柱結(jié)構(gòu)，可以將其作為一種安全儲備而不選擇它。 （八）結(jié)構(gòu)振型數(shù)的選取 振型組合數(shù)既不能大小，也不能過大，取值太小不能正確反映模型應(yīng)當考慮的地震振型數(shù)量，使計算結(jié)果失真；取值太大，會消耗掉很多計算機資源。高規(guī)5.1.

40、13-2條規(guī)定，抗震計算時，宜考慮平扭耦聯(lián)計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)縣計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90。 一般而言，振型數(shù)的多少與結(jié)構(gòu)層數(shù)及參與質(zhì)量貢獻的結(jié)構(gòu)自由度數(shù)有關(guān)，當結(jié)構(gòu)層數(shù)較多或結(jié)構(gòu)層剛度突變較大時，振型數(shù)也應(yīng)取得多些，如有彈性節(jié)點、多塔樓、轉(zhuǎn)換層等結(jié)構(gòu)形式，但振型組合數(shù)應(yīng)不大于有質(zhì)量貢獻的結(jié)構(gòu)自由度數(shù)。 振型組合數(shù)是否取值合理，可以看SATWE計算書（文件名為WZQ.OUT）中的X、Y向的有效質(zhì)量系數(shù)是否大于0.9。若小于0.9，可逐步加大振型個數(shù)，直到X和Y兩個方向的有效質(zhì)量系數(shù)都大于0.9為止。 必需要指出的是，結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)并不是越大越好，其最大值不能超過結(jié)構(gòu)有

41、質(zhì)量貢獻的總自由度數(shù)。例如對采用剛性板假定的單塔結(jié)構(gòu)，考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)作用時，其振型數(shù)不 得超過結(jié)構(gòu)層數(shù)的三倍。如果該結(jié)構(gòu)的振型組合數(shù)已經(jīng)增加到結(jié)構(gòu)層數(shù)的三倍后，其有效質(zhì)量系數(shù)仍不能滿足要求，此時設(shè)計人員應(yīng)該認真分析原因，考慮結(jié)構(gòu)方案是否合理。 （九）頂塔樓地震作用放大系數(shù)該如何填？ 按照抗震規(guī)范的規(guī)定，只有采用底部剪力法時，才考慮頂塔樓地震作用放大系數(shù)。目前的TAT和SATWE軟件均采用振型分解法計算地震力，因此只要將振型數(shù)給足夠，一般可以不用考慮將頂塔樓地震力放大。 （十）底部加強區(qū)起算層號該如何填？ SAWE軟件在計算剪力墻底部加強區(qū)高度時，總是從0.0開始計算。按照規(guī)范的規(guī)定，當有地下室時

42、，地下一層的抗震等級應(yīng)按上部結(jié)構(gòu)采用。 “底部加強區(qū)起算層號”主要就是指由設(shè)計人員指定地下室的剪力墻是否計入底部加強區(qū)。 （十一）結(jié)構(gòu)基本周期是什么意思？該如何填？ 結(jié)構(gòu)基本周期主要是計算風荷載用的，設(shè)計人員可以先按照程序給定的缺省值對結(jié)構(gòu)進行計算。計算完成后再將程序輸出的第一平動周期值填入即可。 （十二）一根混凝土柱托兩根不在同一條軸線上的梁該如何實現(xiàn)？ 如上圖所示（圖略，圖中在柱內(nèi)又輸入一個節(jié)點），設(shè)計人員在建模時應(yīng)將柱子布置在一個節(jié)點上，這兩個節(jié)點之間只需布置一根普通混凝土梁即可。此時在用SATWE軟件進行計算時，程序自動將這根普通混凝土梁定義為剛性梁。 （十三）混凝土剪力墻暗柱為什么會

43、超筋？ 剪力墻暗柱超筋，這種情況主要是剪力墻暗柱配筋面積超過最大配筋率4%引起的。而 實際上規(guī)范并沒有規(guī)定剪力墻邊緣構(gòu)件的最大配筋率，這個4%是程序自己制定的，目的在 于提示目前剪力墻邊緣構(gòu)件的配筋較大，希望引起注意。設(shè)計人員可以不去管它。 （十四）剪力墻邊緣構(gòu)件，鋼筋配筋面積太大怎么辦？ 目前的SATWE軟件在計算剪力墻的配筋時是針對每一個直墻段進行的，當在墻段重合時程序取各段墻肢端部配筋之和，從而使剪力墻邊緣構(gòu)件配筋過大。 將來的SATWE軟件會對此做一些改進。在配筋計算時將考慮整體計算的結(jié)果，而非按單個墻段進行配筋。 剪力墻邊緣構(gòu)件配筋過大的調(diào)整方法如下： 調(diào)整剪力墻混凝土標號：提高混凝

44、土標號并不一定能使剪力墻邊緣構(gòu)件配筋面積降低，有時反而會使配筋面積升高。如下圖所示（圖略）。 如上圖所示，混凝土標號提高后墻體配筋增大。產(chǎn)生這種情況的主要原因是雖然隨著混凝土標號的提高，混凝土的抗壓強度設(shè)計值增大，混凝土彈性模量增大，結(jié)構(gòu)的剛度增加，地震力也隨著增大。當?shù)卣鹆υ龃蟮姆却笥诨炷量箟簭姸仍O(shè)計值增大的幅度時，墻體的配筋面積就會增加。 因此，在設(shè)計中當發(fā)現(xiàn)提高混凝土標號后墻體的配筋面積增大，就應(yīng)考慮采用降低混凝土標號的方法來降低墻體的配筋面積。 提高剪力墻主筋鋼筋級別：以上圖為例，將C鋼筋級別由HRB335級變成HRB400級，可以有效地降低墻體的配筋面積（如下圖所示，圖略）。 提

45、高墻體分布筋的配筋率：根據(jù)剪力墻抗彎承載力的計算公式： M分布十M端部M設(shè)計 在設(shè)計中一般都是通過指定剪力墻分布筋的最小配筋率，反算出剪力墻分布筋所在區(qū)域的抗彎設(shè)計承載力，從而再計算出剪力墻端部的配筋面積。 因此，我們可以通過提高墻體分布筋的配筋率來達到降低剪力墻端部配筋面積的目的。如下圖所示（圖略），將墻體分布筋的配筋率由0.3提高到0.4后，剪力墻端部配筋面積進一步降低。 如上圖所示，通過采取上述方法，將該剪力墻邊緣構(gòu)件的配筋面積由原來的9252。降低到現(xiàn)在的6754，降低幅度達27。 考慮鋼筋共用而對配筋面積進行折減:由于目前的SATWE軟件在計算剪力墻配筋面積時偏大，因此可以對該配筋面積進行折減，但折減多少不宜掌握。 調(diào)整剪力墻邊緣構(gòu)件陰影區(qū)的長度：規(guī)范規(guī)定剪力墻邊緣構(gòu)件陰影區(qū)的長度最小為300mm。有些