史上最精华的高层参数.docx

一、轴压比：主要为限制结构的轴压比，保证结构的延性要求，规范对墙肢和柱均有相应限值要求。见抗规6.3.7（P54）和6.4.6（P58），高规 6.4.2（P58）和7.2.14（P58）及相应的条文说明。轴压比不满足规范要求，结构的延性要求无法保证；轴压比过小，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少相应墙、柱的截面面积。见PKPM中SATWE后处理“图形文件输出”第三项。规范：表6.3.9柱箍筋加密区的箍筋最小配箍特征值抗震等级箍筋形式柱轴压比0.30.40.50.60.70.80.91.01.05一普通箍、复合箍0.100.110.130.150.170.200.23螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.080.090.110.130.150.180.21二普通箍、复合箍0.080.090.110.130.150.170.190.220.24螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22三、四普通箍、复合箍0.060.070.090.110.130.150.170.200.22螺旋箍、复合或连续复合矩形螺旋箍0.050.060.070.090.110.130.150.180.20表6.4.5-1抗震墙设置构造边缘构件的最大轴压比抗震等级或烈度一级（9度）一级（7、8度）二、三级轴压比0.10.20.3轴压比不满足规范要求时的调整方法：1、程序调整：SATWE程序不能实现。2、结构调整：增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。二、剪重比：主要为限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长的结构的安全。见抗规5.2.5（P35），高规3.3.13（P19）及相应的条文说明。剪重比不满足规范要求，说明结构的刚度相对于水平地震剪力过小；但剪重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。见PKPM的WZQ.out中的“各层x，y方向作用力”下的“整层剪重比”。规范：5.2.5抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力应符合下式要求：V(5.2.5)式中：Veki第i层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力； 剪力系数，不应小于表5.2.5规定的楼层最小地震剪力系数值，对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数； Gj第j层的重力荷载代表值。表5.2.5楼层最小地震剪力系数值类别6度7度8度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5s的结构0.0080.016(0.024)0.032(0.048)0.064基本周期大于5.Os的结构0.0060.012(0.018)0.024(0.036)0.048 注：1基本周期介于3. 5s和5s之间的结构，按插入法取值； 2括号内数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。剪重比不满足规范要求时的调整方法：1、程序调整：当剪重比偏小但与规范限值相差不大（如剪重比达到规范限值的80以上）时，可按下列方法之一进行调整：1）在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”，SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和，用以调整该楼层地震剪力，以满足剪重比要求。2）在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数，增大地震作用，以满足剪重比要求。3）在SATWE的“地震信息”中的“周期折减系数”中适当减小系数，增大地震作用，以满足剪重比要求。2、结构调整：当剪重比偏小且与规范限值相差较大时，宜调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度。三、刚重比：规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。见高规5.4.1（P42）和5.4.2及相应的条文说明。刚重比不满足规范上限要求，说明重力二阶效应的影响较大，应该予以考虑。规范下限主要是控制重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应不致过大，避免结构的失稳倒塌。见高规5.4.4及相应的条文说明。刚重比不满足规范下限要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小。但刚重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。见PKPM中WAMASS.out中“抗倾覆验算结果”和“结构整体稳定验算结果”。规范：表3.4. 3-2竖向不规则的主要类型不规则类型定义和参考指标侧向刚度不规则该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架等）向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%刚重比不满足规范要求时的调整方法：1、程序调整：刚重比不满足规范上限要求，在SATWE的“设计信息”中勾选“考虑P-效应”，程序自动计入重力二阶效应的影响。2、结构调整：刚重比不满足规范下限要求，只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度。四、层间位移角：主要为限制结构在正常使用条件下的水平位移，确保高层结构应具备的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。见高规 4.6.1、4.6.2（P30）和4.6.3及相应的条文说明。层间位移角不满足规范要求，说明结构的上述要求无法得到满足。但层间位移角过分小，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。见PKPM的WDISP.out中“各工况下x，y方向最大层间位移角”规范：弹性层间位移角限值结构类型e钢筋混凝土框架1/550钢筋混凝土框架-抗震墙、板柱-抗震墙、框架-核心筒1/800钢筋混凝土抗震墙、筒中筒1/1000钢筋混凝土框支层1/1000多、高层钢结构1/250层间位移角不满足规范要求时的调整方法：1、程序调整：SATWE程序不能实现。2、结构调整：只能通过调整增强竖向构件，加强墙、柱等竖向构件的刚度。1）由于高层结构在水平力的作用下将不可避免地发生扭转，所以符合刚性楼板假定的高层结构的最大层间位移往往出现在结构的边角部位，因此应注意加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度，减小结构的侧移变形。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SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到层间位移角超过规范限值的节点，加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度。节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。五、位移比（层间位移比）：主要为限制结构平面布置的不规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。见抗规3.4.2（P8），高规 4.3.5（P25）及相应的条文说明。位移比（包括层间位移比，下同）不满足规范要求，说明结构的刚心偏离质心的距离较大，扭转效应过大，结构抗侧力构件布置不合理。见PKPM的WDISP.Out“各个工况中最大位移与层平均位移的比值”，最大层间位移与平均层间位移的比值不大于1.2。规范：表3.4.3-1平面不规则的主要类型不规则类型定义和参考指标扭转不规则在规定的水平力作用下，楼层的最大弹性水平位移或（层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍凹凸不规则平面凹进的尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层位移比不满足规范要求时的调整方法：1、程序调整：SATWE程序不能实现。2、结构调整：只能通过调整改变结构平面布置，减小结构刚心与质心的偏心距；调整方法如下：1）由于位移比是在刚性楼板假定下计算的，结构最大水平位移与层间位移往往出现在结构的边角部位；因此应注意调整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度，减小结构刚心与质心的偏心距。同时在设计中，应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。2）对于位移比不满足规范要求的楼层，也可利用程序的节点搜索功能在SATWE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。节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。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。六、周期比：主要为限制结构的抗扭刚度不能太弱，使结构具有必要的抗扭刚度，减小扭转对结构产生的不利影响。见高规4.3.5及相应的条文说明。周期比不满足规范要求，说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小，扭转效应过大，结构抗侧力构件布置不合理。见PKPM的W2Q.out中“周期”。规范：4.3.5 结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。周期比不满足规范要求时的调整方法：1、程序调整：SATWE程序不能实现。2、结构调整：只能通过调整改变结构布置，提高结构的抗扭刚度。由于结构外围的抗侧力构件对结构的抗扭刚度贡献最大，所以总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度，或适当削弱结构中间墙、柱的刚度。利用结构刚度与周期的反比关系，合理布置抗侧力构件，加强需要减小周期方向（包括平动方向和扭转方向）的刚度，削弱需要增大周期方向的刚度。当结构的第一或第二振型为扭转时，可按以下方法调整：1）SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。2）结构的第一、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。见抗规3.5.3（P10）条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近”。3）当第一振型为扭转时，说明结构的抗扭刚度相对于其两个主轴（第二振型转角方向和第三振型转角方向，一般都靠近X轴和Y轴）的抗侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，并适当削弱结构内部的刚度。4）当第二振型为扭转时，说明结构沿两个主轴方向的抗侧移刚度相差较大，结构的抗扭刚度相对其中一主轴（第一振型转角方向）的抗侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（第三振型转角方向）的抗侧移刚度则过小，此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度，并适当加强结构外围（主要是沿第一振型转角方向）的刚度。5）在进行上述调整的同时，应注意使周期比满足规范的要求。6）当第一振型为扭转时，周期比肯定不满足规范的要求；当第二振型为扭转时，周期比较难满足规范的要求。七、刚度比：主要为限制结构竖向布置的不规则性，避免结构刚度沿竖向突变，形成薄弱层。见抗规3.4.2（P8），高规4.4.2（P28）及相应的条文说明；对于形成的薄弱层则按高规5.1.14（P39）予以加强。见PKPM的WMASS.out中“各层刚心，偏心率，相邻层侧移刚度比”规范：4.4.3 A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。刚度比不满足规范要求时的调整方法：1、程序调整：如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求，SATWE自动将该楼层定义为薄弱层，并按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。2、结构调整：如果还需人工干预，可按以下方法调整：1）适当降低本层层高，或适当提高上部相关楼层的层高。2）适当加强本层墙、柱和梁的刚度，或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度。八、层间受剪承载力比：主要为限制结构竖向布置的不规则性，避免楼层抗侧力结构的受剪承载能力沿竖向突变，形成薄弱层。见抗规3.4.2（P8），高规4.4.3（P28）及相应的条文说明；对于形成的薄弱层应按高规5.1.14（P39）予以加强。见PKPM的WMASS.out的最后几行“楼层抗剪承载力及承载力比值”一般不小于0.8。层间受剪承载力比不满足规范要求时的调整方法：1、程序调整：在SATWE的“调整信息”中的“指定薄弱层个数”中填入该楼层层号，将该楼层强制定义为薄弱层，SATWE按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。2、结构调整：如果还需人工干预，可适当提高本层构件强度（如增大配筋、提高混凝土强度或加大截面）以提高本层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力，或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力。几个参数的调整涉及构件截面、刚度及平面位置的改变，在调整过程中可能相互关联，应注意不要顾此失彼。一、对重力荷载作用下计算结果的分析审查重力荷载作用下的内力图是否符合受力规律；可以利用结构底层检查竖向内外力的平衡，即底层柱、墙在重力荷载作用下的轴力之和应等于总重量；如果结构对称、荷载对称，其结构内力图必然对称，即检查其对称性。当以上三者出现异常情况时，需要返回原始数据进行检查。二、对风荷载作用下计算结果的分析审查风荷载作用下的内力图和位移是否符合受力规律；可以利用结构底层检查侧向内外力的平衡，即底层柱、墙在风荷载作用下的剪力之和应等于全部风力值（需注意局部坐标与整体坐标的方向）；如果结构沿竖向的刚度变化较均匀、且风荷载沿高度的变化也较均匀时，其结构的内力和位移沿高度的变化也应该是均匀的，不应有大正大负、大出大进等突变。三、 对水平地震荷载作用下计算结果的分析水平地震荷载作用下，可以利用其结果进行如同风荷载作用下的渐变性分析，但不能进行对称性分析，也不能利用结构底层进行内外力平衡的分析（因为振型组合后的内力与地震作用力不再平衡）。水平地震荷载作用下，对其计算结果的分析重点如下。1结构的自振周期对一般的工程，结构的自振周期在考虑折减系数后应控制在一定的范围内。如结构的基本自振周期（即第一周期）大致为：框架结构T1 ( 0.120.15) n框-剪和框-筒结构T1 ( 0.080.12) n剪力墙和筒中筒结构 T1(0.040.06)n式中,n为建筑物的总层数。第二周期、第三周期与第一周期的关系大致为：T2(1/31/5)T1T3(1/51/7)T1周期偏长，说明结构过“软”、所承担的地震剪力偏小，应考虑抗侧力构件（柱、墙）截面太小或布置不当；如周期偏短，说明结构过“刚”、所承担的地震力偏大，应考虑抗侧力构件截面太大或墙的布置太多或墙的刚度太大（宜设结构洞予以减小其刚度）。如果抗侧力构件的截面尺寸、布置都很正常，无特殊情况而自振周期偏离太远，则应检查输入数据是否有错误。对20层以上的高层建筑结构，如果一切正常，其基本自振周期往往在2.03.0之间（叫次长周期），则需要增加地震力（调整系数取1.51.8）重新进行计算。 以上的判断是根据平移振动振型分解方法得出来的。考虑弯扭耦连振动时情况要复杂得多，可以挑出与平移振动相对应的自振周期来进行上述比较，至于扭转周期的合理数值，由于缺乏经验尚难提出。2各振型曲线对于竖向刚度和质量比较均匀的结构，如果计算正常，其振型曲线应是比较连续光滑的曲线（见图5-4），不应有大进大出、大的凹凸曲折。第一振型无零点；第二振型在（0.70.8 ）H处有一个零点；第三振型分别在（0.40.5）H及（0.80.9）H处有两个零点。(二)、 水平位移特征将结构各层位移（经振型组合后的位移）连成侧移曲线，应具有图5-5所示的特征。(三)、 剪力墙结构的位移曲线，具有悬臂弯曲梁的特征，位移越往上增长越快，呈外弯型曲线；四、 框架结构的位移曲线，具有剪切梁的特征，位移越往上增长越慢，呈内收型曲线；五、 框-剪结构及框-筒结构的位移曲线，介于以上两者之间，呈反S型曲线、中部接近为直线。在竖向刚度较均匀的情况下，以上三种曲线均应连续光滑、无突然凹凸变化和明显的折点。六、 层间水平位移的限值抗震规范提出的层间弹性位移角和层间弹塑性位移角限值，实际上是控制层间水平位移不得过大，避免带来结构的P-效应。两个阶段的层间位移要分别满足以下要求：UeeHUppH式中Ue多于地震作用标准之产生的层间弹性位移； Up罕遇地震作用下按弹性分析产生的层间位移； e层间弹性位移角限制；p层间弹塑性位移角限制； H第二阶段时指薄弱层（部位）的层高； 由于规范对层间弹性位移角限制放松较多，所以第一阶段抗震的变形验算往往容易满足。而对结构的自振周期、各振型曲线、水平位移特征和结构承受的地震力大小，规范并未提出定性或定量的要求，于是不少设计人会造成一种误解，认为满足层间弹性位移角限制即为合理的结构。事实上，这种理解是片面的。 因为抗震计算中，自振周期、水平位移、地震力大小均与结构的刚度有关。结构刚度偏小时，自振周期偏长，水平地震力也偏小，水平位移也偏小，虽然位移也有可能在限制范围内，但由于承担的地震力太小，结构并不安全。 5地震力大小结构承担的地震力大小可用底部总剪力与结构总质量之比（剪质比）来衡量。对抗侧力构件布置、截面尺寸都比较正常的结构，其剪质比在下述范围内：8度近震，类场地 Fek/G0.030.067度近震，类场地 Fek/G0.0150.03式中 Fek 结构总水平地震作用标准值 G结构等效总重力荷载（即结构总质量）。层数多、刚度小的结构，其剪质比偏小，如小于上述范围或接近最小值，宜适当增大构件截面或提高结构刚度，从而增大地震力以保证结构的安全；反之，地震力过大，宜适