剪力墙层刚度比的比较.doc

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*4000mmX向：4个剪力墙240*4000mm1）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/hiAi=Awi+Ci*Aci X向层Ai=8*0.24*4=7.68m2X向层剪切刚度Kxi=3E7*0.4*7.68/3.0=3.072E7 kN/mY向层Ai=4*0.24*4=3.84m2Y向层剪切刚度Kyi=3E7*0.4*3.84/3.0=1.536E7 kN/m校合结论：l 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。l 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 ：Ki=i/Hi）剪弯刚度的计算公式 ：Ki=i/Hi，应改为Ki= Hi/iTAT：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，x1：0.6102E-07Kx1= H1/x1 =3.0/0.6102E-07=4.916421E7y1：0.1032E-06Ky1= H1/y1=3.0/0.1032E-06=2.906977 E7X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，x1：0.6250E-07 Kx1= H1/x1 =3.0/0.6250E-07=4.8000E7y1：0.1044E-06 Ky1= H1/y1=3.0/0.1044E-06=2.87356 E7X向层剪弯刚度/ Y向层剪弯刚度=4.8000E7/2.87356 E7=1.6704校合结论：l 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。l 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。l 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/ui）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 1162.54 1162.54 3487.62 41.342 2 1 728.29 1857.32 9035.88 33.025 1 1 368.64 2149.81 15431.22 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/ 1.0Kx3= 1162.54/0.00031=0.3750E7Kx2= 1857.32/0.00029=0.6405E7Kx1= 2149.81/0.00019=1.1215E7Y- 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 1 886.74 886.74 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 0.53 7 0.31 1/9756 3.00(m) 0.53 0.31 1/9756 1.0/ 1.0 1 1 1 0.23 1 0.23 1/9999 3.00(m) 0.23 0.23 1/9999 1.0/ 1.0Ky3= 886.74/0.00030= 0.2956E7Ky2= 1425.69/0.00031=0.4599E7Ky1= 1679.73/0.00023=0.7303E73层X向层侧向刚度/ Y向层侧向刚度=0.3750E7/0.2956E7 =1.53562层X向层侧向刚度/ Y向层侧向刚度=0.6405E7/0.4599E7 =1.39261层X向层侧向刚度/ Y向层侧向刚度=1.1215E7/0.7303E7 =1.5356SATWE：- Floor Tower Fx Vx Mx Static Fx (kN) (kN) (kN-m) (kN) 3 1 811.55 811.55 2434.64 928.59 2 1 510.67 1286.36 6268.39 619.06 1 1 269.53 1486.82 10675.97 309.53 Qox = 1486.82 (kN) Qox/Ge = 17.80% Mox = 10675.97 (kN-m)= 工况 1 = X 方向地震力作用下的楼层最大位移 Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) h JmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx Max-Dx/h 3 1 129 0.55 0.55 1.00 3000. 129 0.21 0.21 1.00 1/9999. 2 1 91 0.33 0.33 1.00 3000. 91 0.21 0.21 1.00 1/9999. 1 1 53 0.13 0.13 1.00 3000. 53 0.13 0.13 1.00 1/9999.Kx3= 811.55/0.00021=0.3750E7Kx2= 1286.36/0.00021=0.6405E7Kx1= 2149.81/0.00013=1.1215E7Y向Floor Tower Fy Vy My Static Fy (kN) (kN) (kN-m) (kN) 3 1 872.55 872.55 2617.65 1002.24 2 1 565.59 1406.70 6814.94 668.16 1 1 302.22 1643.29 11694.26 334.08 Qoy = 1643.29 (kN) Qoy/Ge = 19.68% Moy = 11694.26 (kN-m)= 工况 2 = Y 方向地震力作用下的楼层最大位移 Floor Tower Jmax Max-(Y) Ave-(Y) Ratio-(Y) h JmaxD Max-Dy Ave-Dy Ratio-Dy Max-Dy/h 3 1 109 0.82 0.82 1.00 3000. 109 0.30 0.30 1.00 1/9938. 2 1 71 0.52 0.52 1.00 3000. 71 0.31 0.31 1.00 1/9725. 1 1 33 0.21 0.21 1.00 3000. 33 0.21 0.21 1.00 1/9999. Ky3= 872.55/0.00030= 0.2909E7Ky2= 1406.70/0.00031=0.4538E7Ky1= 1643.29/0.00021=0.7825E7校合结论：l 剪力墙结构的层剪力，TAT与SATWE相差很大(框架结构已测试过,做了全部抗震烈度、场地类别和设计地震分组的基底剪力校合工作。设计的框架是10层，计算15振型，基本周期0.82，最小周期0.061，满足Tg在0.25-0.9的范围。结论是TAT与SATWE的基底剪力相同，详见“水平地震作用的基底剪力比较.xls”)。l 层侧向刚度TAT与SATWE基本相同。详见下表：层号X向层侧向刚度Y向层侧向刚度TATSATWETATSATWE30.3750E70.3750E70.2956E70.2909E720.6405E70.6405E70.4599E70.4538E711.1215E71.1215E70.7303E70.7825E7总校合结论：三种方法的层剪切刚度(1)、剪弯刚度(2)和侧向刚度(3)的比较，详见下表：TAT：层号X向Y向剪切刚度剪弯刚度侧向刚度剪切刚度剪弯刚度侧向刚度30.3072E80.3750E70.1536E+080.2956E720.3072E80.6405E70.1536E+080.4599E710.3072E81.1215E70.1536E+080.7303E7SATWE：层号X向Y向剪切刚度剪弯刚度侧向刚度剪切刚度剪弯刚度侧向刚度30.3072E80.3112E80.3750E70.1536E80.1660E80.2909E720.3072E80.3112E80.6405E70.1536E80.1660E80.4538E710.3072E80.3112E81.1215E70.1536E80.1660E80.7825E7手算：层号X向Y向剪切刚度剪弯刚度侧向刚度剪切刚度剪弯刚度侧向刚度30.3072E80.4800E80.3750E70.1536E+080.2874E80.2956E720.3072E80.4800E80.6405E70.1536E+080.2874E80.4599E710.3072E80.4800E81.1215E70.1536E+08