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文档简介
1、SATWE分析结果查改方法一、关于结构抗震设计的基础理论和措施1、地震作用1.1首先明确几个定义:地震作用指地震引起的地面震动给结构施加的荷载,包括水平、竖向和扭转作用,一般应首先考虑水平地震荷载对结构的影响;地震效应指地震引起的结构振动效应,包括:结构的位移、振动速度、加速度、内力、变形等。1.2水平地震作用计算常用的水平地震作用计算方法有两类:底部剪力法和振型分解反应谱法,时程分析法可作为特殊结构的补充计算。底部剪力法假定结构位移以第一振型(某个方向的平动)为主,为一直线,可将上部结构简化为一等效单质点,认为结构振动为有阻尼的单质点简谐振动,先求出等效单质点的地震作用力(即底部剪力),然后
2、按照一定方法分配到各个质点(即各楼层),最后按静力法计算结构的内力和变形,如图1.1:GeqGiGeqFekFekGiFi图1.1底部剪力法计算示意图H1G1GiHiFEK图1.2 剪力分配抗规2010节提出底部剪力法的适用范围:“高度不超过40m、以剪切变形为主且质量和刚度沿高度分布比较均匀的结构,以及近似于单质点体系的结构,可采用底部剪力法等简化方法”,因为这种建筑结构总的地震效应与第一振型的地震剪力分布相似,均为一倒三角形。节规定了底部剪力的计算和分配方法如右图1.2,底部剪力为: ,各层(即图中各质点)分得的地震作用标准值为:(i=1、2n)式中:结构总水平地震作用标准值; 相应于结构
3、基本自振周期(即第一自振周期)的水平地震影响系数,可查抗规2010和5.1.5规定取值,多层砌体房屋、底部框架砌体房屋,宜取水平地震影响系数最大值,其实是单质点体系在地震作用下最大水平加速度与重力加速度的比值,即。结构等效重力荷载,单层应取总重力荷载代表值,多层可取总重力荷载代表值的85%;,分别为质点(层)i、j的计算高度。此时,第K层(第K质点)剪力为:。以上公式仅用于基本自振周期的情况,当时,由于高振型的影响,顶部计算结果偏小,且误差较大,可达25%,工程上采取顶部附加地震作用系数的方法来放大顶部地震作用计算值,即,可以理解为在进行剪力分配时,预留出,分配完毕后将其加到顶部质点处,即:,
4、的取值见抗规2010表。注:当建筑顶层有突出屋面的小型建筑物时,应置于主体房屋顶层,而不是小建筑物顶部,但小建筑物顶部地震作用仍可按计算。鞭端效应底部剪力法适用于重量和刚度沿高度分布较均匀的结构,但当建筑物顶部有突出屋面的小建筑,如屋顶间、女儿墙、烟囱等时,由于此处重量和刚度突然变小,小建筑对地震的反应会特别强烈,其强烈程度取决于突出物与建筑物的质量比、刚度比、地质条件等,即为鞭端效应。此时,可将小建筑计算的地震效应乘以3,此增大部分不应往下传递,只用于小建筑及其与与小建筑直接相连构件的计算。问题:地震效应分配时,小建筑是否应算作一层参与分配?振型分解反应谱法抗规2010节给出振型分解反应谱法
5、的使用范围:“除适用底部剪力法以外的一般建筑均用振型分解反应谱法”,理论上讲,对于层高较高、质量比较分散的结构,单质点体系无法有效反应结构真实的动力性能,于是才采用多质点体系对结构地震反应进行分析。此时,一般规定质点数量等于楼层数目,即n层结构便有n个质点,且每个质点只有一个自由度(x方向的平动),整个结构体系有n个自由度。如图1.3:m1m2mimNxixg(t)图1.3 多自由度结构变形每个质点的位移都随时间变化,即,同时受到每个振子的影响,即:其中:第i振子在第j振型下的相对位移(m); j振型的振型参与系数;如图1.4所示图1.4 振型分解反应谱法位移叠加示意图由于计算繁琐,设计中,我
6、们只取地震作用的最大值,即先求出每一振型的最大地震作用和地震作用效应,然后按照一定的方式将其叠加得到整个结构的最大地震作用和地震作用效应。抗规2010规定了结构水平地震作用标准值的计算方法:(1)结构第j振型第i质点的水平地震作用标准值,应按下式确定:(i=1、2.n,j=1、2.m)式中:第j振型下第i质点地震作用标准值; 第j振型下第i质点的相对位移(m,不包括地面平动位移); 第j振型的参与系数,即当各质点位移满足时的值(单位); 第i质点(层)重力荷载代表值(KN); 相应于第j振型的地震影响系数,按照抗规2010和5.1.5取值。(2)水平地震作用效应地震作用使结构产生的内力和变形,
7、当相邻振型的周期比<0.85时,可按下式确定:式中:水平地震作用标准值的效应(内力和变形); 第j振型水平地震作用标准值的效应,一般取23个振型,当基本自振周期>1.5s或房屋高宽比>5时,振型个数应适当增加。2、抗震措施PKPM在结构设计中的抗震措施体现在结构整体参数的设置和构造措施方面。2.1 SATWE参数设置抗震等级确定结构抗震等级之前,须先明确几个概念:震级表征地震大小的一个无量纲量,用M表示,是以每次地震活动震源释放的能量多少来确定的,中国通用的是里氏震级,每升高一级,释放的能量增加约32倍,但因其未考虑震源物理特性,无法确切表征对地面的影响。烈度地震烈度表征地震
8、对地表和地表建筑物影响的强弱程度,与震级、震源深度、震中距、地质条件、建筑物性能、震源机制、地下水状况等因素有关,起初没有定量分类标准,只是根据人的感觉和震后地面状况的描述来定性确定,现行的烈度表加入了加速度和速度两项物理指标。抗震设防烈度国家根据建筑物所在城市的大小、建筑物类别、高度以及当地抗震设防标准确定的建筑物须抵抗的地震烈度,可查抗规2010附录A。抗震等级根据地震对建筑的影响一般、较严重、严重、很严重分为一四级,其确定过程中需考虑抗震设防烈度、建筑高度、结构类型,具体确定方法可查抗规20106.1节。抗震设计要求抗震设计中,要求“强柱弱梁、强剪弱弯、强节点弱构件”,在规范中有如下体现
9、:抗规20106.2节有如下规定(根据自己的理解将内容重新归并)(1)柱承载力的放大一、二、三、四级框架结构的梁祝节点处,处框架顶层和柱轴压比小于0.15以及框支梁和框支柱的节点外,柱端组合的弯矩设计值应符合以下要求:式中:节点上下柱端截面顺时针或逆时针方向组合的弯矩设计值之和; 框架柱端弯矩放大系数,对框架结构,一、二、三、四级可分别取1.7、1.5、1.3、1.2;其他类型结构中的框架,一级可取1.4,二级可取1.2,三、四级可取1.1; 节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向组合的弯矩设计值之和,以及框架节点左右梁端均为负弯矩时,绝对值较小者取0。一级框架结构和9度抗震的一级框架另有要求,如
10、下:式中:节点左右梁端截面逆时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值之和,根据实配钢筋面积(计入梁受压筋和相关楼板钢筋)和材料强度标准值确定。当反弯点不在柱的层高范围时,柱端截面组合的弯矩设计值可乘以上述柱端弯矩增大系数。框架结构底层柱下端弯矩设计值放大:一四级框架结构底层,柱下端截面组合的弯矩设计值,应分别乘以增大系数1.7、1.5、1.3、1.2,底层柱纵向钢筋应按上下端的不利情况配置。框架柱和框支柱剪力设计值的放大一四级框架柱和框支柱组合的剪力设计值应按下式调整:一级的框架或9度的一级框架结构可按下式调整:式中:V柱端截面组合的剪力设计值;框支柱剪力设计值尚应符合本规范规
11、定; 柱的净高; ,分别为柱上下端顺时针或逆时针方向截面组合的弯矩设计值,应符合本规范、6.2.3规定;框支柱该项应符合6.2.10规定; ,分别为偏心受压柱上下端顺时针或逆时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩设计值,根据实配钢筋面积、材料强度标准值和轴压力等确定; 柱剪力放大系数;对框架结构,一四级分别取1.5、1.3、1.2、1.1;对其他结构类型的框架,一级可取1.4,二级可取1.2,三、四级可取1.1。角柱的设计一四级框架结构的角柱,经本规范、6.2.3、6.2.5、6.2.10调整后的组合弯矩设计值、剪力设计值尚应乘以不小于1.1的增大系数。部分框支剪力墙结构框支柱调整1
12、框支柱承受的地震剪力,当框支柱数量10时,柱承受的地震剪力之和应底部总地震剪力的20%;当框支柱数量<10时,每根柱承受的地震剪力应底部总地震剪力的2%。框支柱的地震弯矩应相应调整。2 一、二级框支柱由地震作用引起的附加轴力应分别乘以增大系数1.5、1.2;计算轴压比时,该附加系数可不乘以增大系数。3 一、二级框支柱顶层上端和底层下端,其组合的弯矩设计值应分别乘以增大系数1.5和1.25,框支柱的中间节点应满足本规范条要求。4 框支梁中线宜与框支柱中线重合。钢筋砼结构抗震设计时,柱还应满足如下要求: 1 侧向刚度沿竖向分布基本均匀的框剪结构和框架-核心筒结构,任一层框架部分承担的剪力值,
13、不应小于结构底部总地震剪力的20%和按框剪结构、框架-核心筒结构计算的框架部分各楼层地震剪力最大值1.5倍二者的较小值。 2 设置少量抗震墙的框架结构,其框架部分的地震剪力值,宜采用框架结构模型和框剪结构模型二者计算结果的较大值。(2)梁承载力的放大 一三级的框架梁和剪力墙的连梁,其梁端截面组合的剪力设计值应按下式调整:一级框架结构和9度抗震的一级框架梁、连梁可不按上式调整,但应符合以下要求:式中:V梁端截面组合的剪力设计值; 梁净跨; 梁在重力荷载代表值(9度时高层结构还应包括竖向地震作用标准值)作用下,按简支梁分析所得的梁端截面剪力设计值; ,分别为梁左右梁端顺时针或逆时针方向组合的弯矩设
14、计值,一级框架梁端弯矩均为负弯矩时,绝对值较小者取0; ,分别为梁左右两端逆时针或顺时针方向实配的正截面抗震受弯承载力所对应的弯矩值,根据实配钢筋面积和材料强度标准值来确定; 梁端剪力增大系数,一级可取1.3,二级可取1.2,三级可取1.1。 钢砼结构的梁、柱、剪力墙和连梁,其截面组合的剪力设计值应符合下列要求:跨高比(计算跨度/截面高度)>2.5的梁、连梁和剪跨比>2的柱和抗震墙:跨高比2.5的连梁、剪跨比2的柱和抗震墙、部分框支剪力墙结构的框支柱和框支梁、以及落地抗震墙的底部加强部位:剪跨比应按下式计算:式中:剪跨比,应按柱端或墙端截面组合的弯矩设计值、对应的截面组合剪力计算值
15、和截面有效高度确定,并取上下端计算结果的较大值;反弯点位于柱高中部的框架柱可按柱净高与2倍柱截面高度之比计算; V按本规范6.2.6、6.2.8、6.2.10调整后的梁端、柱端和墙端剪力设计值; 梁、柱截面宽度或抗震墙墙肢截面宽度;圆形截面柱可按面积相等的方形截面柱计算; 截面有效高度,抗震墙可取墙肢长度;高规2010相关条文的对比角柱节关于角柱,与抗规20106.2.6相比,增加规定:抗震设计时,框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计。框架梁、柱,其受剪截面的要求应符合:1 持久、短暂设计状况2 抗震设计状况跨高比(计算跨度/截面高度)>2.5的梁、连梁和剪跨比>2的柱
16、:跨高比2.5的连梁、剪跨比2的柱:框架柱剪跨比应按下式计算:式中:砼强度影响系数,取值整理为下表砼强度等级C50C80C50C801.00.8在0.81.0间线性插值其他符号意义砼抗规2010所示。2.2抗震构造措施抗规2010规定的框架结构的基本抗震构造措施如下: 梁截面尺寸宜满足以下要求:1 ;2 ;3 净跨/h 4。 梁宽>柱宽的扁梁应符合以下要求:1 采用扁梁的楼、屋盖应现浇,梁中线宜与柱中线重合,扁梁应双向布置,扁梁截面尺寸应符合以下要求,同时满足现行相关规范对挠度和裂缝的要求:式中:柱截面宽度; ,梁截面宽度和高度; 柱纵筋直径。2 扁梁不宜用于一级框架结构。 梁的钢筋配置
17、应符合以下要求:1 梁端计入受压钢筋的混凝土受压区高度/有效高度,一级应0.25,二、三级应0.35;2 梁端截面的底面积和顶面纵向钢筋配筋量的比值,除按计算确定外,一级应0.5,二、三级应0.3;3 梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径应按表取值,当梁端纵向受拉钢筋配筋率>2%时,表中箍筋最小直径数值应增大2mm。表 梁端箍筋加密区的长度、箍筋最大间距和最小直径抗震等级加密区长度(采用较大值)/mm箍筋最大间距(采用最小值)/mm箍筋最小直径/mm一2,500/4,6d,10010二1.5,500/4,8d,1008三1.5,500/4,8d,1508四1.5,500/4,8d
18、,1506注: 1 d为纵筋直径,为梁截面高度; 2 箍筋直径>12mm、数量4肢且肢距150mm时,一、二级的最大间距应允许适当放宽,但不得>150mm。 梁的钢筋配置尚应符合下列要求1 梁端纵向受拉钢筋的配筋率宜2.5%。沿梁全长顶面、底面的配筋,一、二级应,且分别不应少于梁顶面、底面两端纵向配筋中较大截面面积的1/4;三、四级不应少于。2 一三级框架梁内贯通中柱的每根纵向钢筋直径,对框架结构不应大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20,或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长的1/20;对其他结构类型的框架不宜大于矩形截面柱在该方向截面尺寸的1/20,或纵向钢筋所在位置圆形截面柱弦长
19、的1/20。3 梁端加密区的箍筋肢距,一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值,二、三级不宜大于250mm和20倍箍筋直径的较大值,四级不宜大于300mm。 柱的截面尺寸宜符合下面要求:1 截面宽度和高度,四级或不超过2层时,不宜小于300mm,一三级且超过2层时不宜小于400mm;圆柱的直径,四级或不超过2层时不宜小于350mm,一三级且超过2层时不宜小于450mm。2 剪跨比宜大于2。3 截面长边与短边边长之比不宜大于3。 柱轴压比不宜超过表6.3.6的规定;建造与IV类场地且较高的高层建筑,轴压比限值应适当减小。表 柱轴压比限值结构类型抗震等级一二三四框架结构0.650.750.8
20、50.9框剪、板柱-剪力墙、框架-核心筒、筒中筒0.750.850.90.95部分框支剪力墙0.60.7-注: 1轴压比指柱组合的轴压力设计值与柱的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值;对本规范规定不进行地震作用计算的结构,可取无地震作用组合的轴力设计值计算; 2 表内限值适用于剪跨比大于2、混凝土强度等级不高于C60的柱;剪跨比不大于2的柱,轴压比限值应降低0.05;剪跨比小于1. 5的柱,轴压比限值应专门研究并采取特殊构造措施;3 沿柱全高采用井字复合箍且箍筋肢距不大于200mm、间距不大于100mm,直径不小于12mm,或沿柱全高采用复合螺旋箍、螺旋间距不大于100mm、箍筋肢
21、距不大于200mm,直径不小于12mm,或沿柱全高采用连续复合矩形螺旋箍、螺旋净距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直径不小于10mm,轴压比限值均可增加0.10;上述三种箍筋的最小配箍特征值均应按增大的轴压比由本规范表确定;4 在柱的截面中部附加芯柱,其中另加的纵向钢筋的总面积不少于柱截面面积的0.8%,轴压比限值可增加0. 05;此项措施与注3的措施共同采用时,轴压比限值可增加0.15,但箍筋的体积配箍率仍可按轴压比增加0.10的要求确定;5 柱轴压比不应大于1.05.6. 3. 7柱的钢筋配置,应符合下列各项要求:1 柱纵向受力钢筋的最小总配筋率应按表-1采用,同时每一侧配筋率不
22、应小于0.2%;对建造于IV类场地且较高的高层建筑,最小总配筋率应增加0.1%。表-1 柱截面纵向钢筋的最小总配筋率(百分率)类别抗震等级一二三四中柱和边柱0.9(1.0)0.7(0.8)0.6(0.7)0.5(0.6)角柱和框支柱1.10.90.80.7注:1 表中括号内数值用于框架结构的柱;2 钢筋强度标准值小于400MPa时,表中数值应增加0.1,钢筋强度标准值为400MPa时,表中数值应增加0.05;3 混凝土强度等级高于C60时,上述数值应相应增加0.1.2 柱箍筋在规定的范围内应加密,加密区的箍筋间距和直径,应符合下列要求: 1)一般情况下,箍筋的最大间距和最小直径,应按表-2采用
23、。表-2 柱箍筋加密区的箍筋最大间距和最小直径抗震等级箍筋最大间距(采用较小值,mm)箍筋最小直径/mm一6d,10010二8d,1008三8d,150(柱根100)8四8d,150(柱根100)6(柱根8)注: 1 d为柱纵筋最小直径;2 柱根指底层柱下端箍筋加密区。2)一级框架柱的箍筋直径大于12mm且箍筋肢距不大于150mm及二级框架柱的箍筋直径不小于10mm且箍筋肢距不大于200mm时,除底层柱下端外,最大间距应允许采用150mm;三级框架柱的截面尺寸不大于400mm时,箍筋最小直径应允许采用6mm;四级框架柱剪跨比不大于2时,箍筋直径不应小于8mm。3)框支柱和剪跨比不大于2的框架柱
24、,箍筋间距不应大于100mm。6.3.8柱的纵向钢筋配置,尚应符合下列规定:1 柱的纵向钢筋宜对称配置;2 截面边长大于400mm的柱,纵向钢筋间距不宜大于200mm; 3柱总配筋率不应大于5%,剪跨比不大于2的一级框架的柱,每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%; 4 边柱、角柱及抗震墙端柱在小偏心受拉时,柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%; 5柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密区。 柱的箍筋配置,尚应符合下列要求: 1柱的箍筋加密范围,应按下列规定采用: 1)柱端,取截面高度(圆柱直径)、柱净高的1/6和500mrn三者的最大值; 2)底层柱的下端不小于柱净高的1/3; 3)刚性地面
25、上下各500mm; 4)剪跨比不大于2的柱、因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱、框支柱、一级和二级框架的角柱,取全高。2 柱箍筋加密区的箍筋肢距,一级不宜大于200mm,二、三级不宜大于250mm,四级不宜大于300mm。至少每隔一根纵向钢筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束;采用拉筋复合箍时,拉筋宜紧靠纵向钢筋并钩住箍筋。3 柱箍筋加密区的体积配箍率,应按下列规定采用:1)柱箍筋加密区的体积配箍率应符合下式要求:式中:柱箍筋加密区的体积配箍率,一级不应小于0.8%,二级不应小于0.6%,三、四级不应小于0.4%;计算复合螺旋箍的体积配箍率时,其非螺旋箍的箍筋体积应乘以折减系数0
26、.8.混凝土轴心抗压强度设计值,强度等级低于C35时,应按C35计算;箍筋或拉筋抗拉强度设计值;最小配箍特征值,宜按表采用:。表 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
27、、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注:普通箍指单个矩形箍和单个圆形箍,复合箍指由矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;复合螺旋箍指由螺旋箍与矩形、多边形、圆形箍或拉筋组成的箍筋;连续复合矩形螺旋箍指用一根通长钢筋加工而成的箍筋。 2)框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其最小配箍特征值应比表内数值增加0.02,且体积配箍率不应小于1. 5%。 3)剪跨比不大于2的柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,其体积配箍率不应小于1.2%,9度一级时不
28、应小于1.5%。4 柱箍筋非加密区的箍筋配置,应符合下列要求: 1)柱箍筋非加密区的体积配箍率不宜小于加密区的50%。 2)箍筋间距,一、二级框架柱不应大于10倍纵向钢筋直径,三、四级框架柱不应大于15倍纵向钢筋直径。 框架节点核芯区箍筋的最大间距和最小直径宜按本规范第6.3.7条采用;一、二、三级框架节点核芯区配箍特征值分别不宜小于0.12、0.10和0.08,且体积配箍率分别不宜小于0.6%、0.5%、0.4%;柱剪跨比不大于2的框架节点核芯区,体积配箍率不宜小于核芯区上、下柱端的较大体积配箍率。二、SATWE处理结果的查看、校核与模型调整方法SATWE分析完以后,结构的各项数据指标可在“
29、分析结果图形和文本显示”的“文本输出”中查看,综合起来,需要复合的量有:侧向刚度比、刚重比、抗倾覆力矩、扭转和平动系数、周期比、地震作用方向角、有效质量系数、剪重比、楼层最大位移角、位移比。1 侧向刚度比WMASS.OUT文件中输出三组刚度比Ratx、Raty;Ratx1、Raty1;Ratx2、Raty2;RJx、RJy、RJz;介绍如下:(1)Ratx、Raty?分别表示X、Y方向本层塔剪切刚度和下一层塔剪切刚度的比值,用于判断地下室是否是上部结构的嵌固端。某层剪切刚度计算公式为:(2)RJx、RJy、RJz分别表示楼层侧向剪切刚度和抗扭刚度对应有地下室且地下室顶板作为上部结构嵌固部位的建
30、筑,对该顶板上下两层的剪切刚度比值有要求:高规2010规定“高层建筑结构整体计算中,当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下一层与首层(该顶板上一层)侧向刚度(剪切刚度)比值不宜小于2”,如图2.1:图2.1 涉及嵌固层的剪切刚度比和抗弯刚度比图中,地下室嵌固端1即作为嵌固端的地下室,其上部顶板即为嵌固部位。与之相对应的有抗规2010-2:“地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,结构地上一层的侧向刚度(剪切刚度)不宜大于相关范围地下一层侧向刚度(剪切刚度)的0.5倍;地下室周边宜有与其顶板相连的抗震墙。”此处“0.5”与前处“2”恰好对应。在WMASS.OUT文件中,与之对应的是哪个(若Rat
31、x表示剪切刚度比,应满足Ratx<0.5?还是根据输出的剪切刚度值RJx自己计算刚度比?)?无地下室的嵌固部位为基础顶部,输出的Ratx、Raty和RJx、RJy、RJz还有没有意义?(3)Ratx1、Raty1;Ratx2、Raty2这四项分别表示本层与上一层抗侧移刚度的比值,是控制结构竖向规则性的指标,抗规2010表-2规定,为保证结构侧向刚度的规则性,应满足“某层侧向刚度(抗弯刚度)大于相邻上一层的70%,或大于其上相邻三层侧向刚度(抗弯刚度)平均值的80%”,具体计算公式可查高规20103.5.2-1规定:对框架结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比可按下式计算,且本层与相邻上层的比
32、值不宜小于0.7,与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8:或: 式中:楼层剪切刚度比; 第i层的地震剪力标准值(KN); 第i层在地震作用标准值作用下的层间位移(m)。与Ratx1、Raty1对应,分别表示x和y方向本层与相邻上一层或相邻上三层剪切刚度平均值的比值,根据上述规范要求,二者均应>1。若Ratx1、Raty1中至少有一项<1,则说明该层抗弯刚度不满足要求,应采取措施加大,如加大梁柱截面(提高梁高度影响最大,因其与抗弯刚度EI是三次方的关系)、增大配筋、提高混凝土强度等级等。注:抗侧移刚度指的是使结构发生整体单位侧移须施加的相应方向的力,即,它是弯矩、剪力、轴力等各
33、种效应的综合效果,并非单指抗弯刚度(EI)。Ratx2、Raty2表示的是经楼层高度修正的抗弯刚度比,即将乘以层高度比,高规2010-2对其规定如下:对框剪、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度(抗弯刚度)比可按下式计算,且本层与相邻上层的比值不宜小于0.9;当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时,该比值不宜小于1.1;对结构底部嵌固层,该比值不宜小于1.5,如图2.1所示。注:与前面在公式推导上无关,只是个附加的修正系数,本式不是相邻层线刚度的比值。2 刚重比刚重比可以理解为结构等效侧向刚度和重力荷载代表值的比值,它是反映结构整体稳定性和是否
34、考虑P-效应的指标,高规2010和5.4.4规定了其计算方法和下限值: 当高层建筑结构满足下列规定时,弹性分析时可不考虑重力二阶效应(P-效应)的不利影响:(这里只分析框架结构)式中:第i楼层的弹性等效侧向刚度,可取该层剪力与层间位移的比值; 第j层重力荷载设计值,取1.2g+1.4Q来组合,即1.2倍恒载+1.4倍活载,注意,不是重力荷载代表值; 第i层高度; 高层建筑整体稳定性应符合以下要求:从规范可以看出,整体稳定性的要求低于考虑重力二阶效应的要求,即满足整体稳定性要求时可能还需要考虑P-效应;但满足不考虑P-效应时,就不须考虑整体稳定性了。这里,刚重比可理解为:,并非纯粹的刚度/重力。
35、(WMASS.OUT文件中是这样考虑的)3 抗倾覆力矩WMASS.OUT文件中给出了倾覆力矩和抗倾覆力矩,这一项是判断建筑是否有整体倾覆危险的指标,主要检查零应力区所占的面积百分比,查高规2010节: 在重力荷载和水平荷载标准值或重力荷载代表值与多遇水平地震标准值共同作用下,高宽比>4的高层建筑,基础底面不宜出现零应力区;高宽比4的高层建筑,基础底面与地基之间零应力区的面积不应超过基础底面面积的15%。质量偏心较大的裙楼和主楼可分别计算基底应力。4 平动和扭转系数 表征结构模型是否合理,水平荷载作用下变形是否规则的量。WZQ.OUT文件输出每一振型x、y方向的平动和扭转系数,平动系数+扭
36、转系数=1。当平动系数=1,扭转系数=0时,表示该振型为纯平动;若平动系数=0,扭转系数=1,表示该振型为纯扭转;若平动系数=01,扭转系数=01,表示该振型既包括平动,又包括扭转;转角表示该振型平动或扭转运动方向与x轴的夹角,例如:转角位0.61,平动系数=1,扭转系数=0,则表示该振型为纯平动,平动方向与x轴夹角为0.61度。一般来讲,最理想的效果是前三个振型为:振型转角平动系数(x+y)扭转系数10102901039001即前三个振型分别为:沿x和y方向的纯平动、纯扭转,但一般很难达到这个效果,要求前两个振型平动系数>0.5,第三个扭转系数>0.5即可,即要求前两个振型以平动
37、为主,第三个振型以扭转为主。5 周期比高规2010条规定了周期比的计算:“结构以扭转为主的第一周期Tt与以平动为主的第一周期T1之比即为周期比Tt/T1,对A级高度建筑,Tt/T1 0.9;对B级高度建筑,Tt/T1 0.85。”具体运用时,即可用WZQ.OUT文件中的第三振型周期除以第一振型周期。意义: 易知周期正比于位移的1/2次方,位移又反比于结构刚度,即:T, Tt/T1平动刚度/扭转刚度0.9或0.85即规定扭转刚度相对平动刚度不得低于某个值 规定周期比的上限实际是规定扭转刚度相对平动刚度的下限,保证结构有足够的扭转刚度。6 地震作用最大方向角 WZQ.OUT文件周期输出下面即是。显
38、示地震作用方向与x轴的夹角,当此值超过15度时,说明地震作用于既有坐标系主轴方向相差过大,继续按照主轴方向施加地震力会造成计算结果不准确,应沿该方向附加地震作用的数目,既返回到“接PM生成SATWE数据=>分析与设计参数补充定义=>地震信息=>斜交抗侧力构件方向附加地震数(填1)=>相应角度(填WZQ.OUT文件显示的地震作用最大方向角)”,填好后重新运行一次。7 有效质量系数WZQ.OUT文件中输出,包括x和y向有效质量系数。有效质量系数是表征计算的振型数目能否包含足够的结构振动形式的指标,也可以理解为参与计算振型振动的质量占总质量的比例,此值越大,说明计算时考虑的振动情况越全面,但对于复杂结构,振型数太多会导致计算速率下降,因此没必要过分追求太高的有效质量系数,软件要求其值应大于90%,否则说明代入计算的振型数目过少,应退回到“接PM生成SATWE数据=&
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