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文档简介

1、 控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,使结构的抗扭刚度不能太弱。第1页/共31页1)根据各振型平动系数、扭转系数大于0.5区分2)通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T13)对照“结构整体空间振动简图”4)考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大 5)计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)第2页/共31页 对于多塔楼结构,不能直接按上面的方法验算,而应该将多塔结构切分成多个单塔,按多个单塔结构分别计算。第3页/共31页 振型号 周期 转角 平动系数 (X+Y) 扭转系数1 0.6306 110.18 0.99 ( 0.12

2、+0.88 ) 0.012 0.6144 21.19 0.95 ( 0.82+0.12 ) 0.053 0.4248 2.39 0.06 ( 0.06+0.00 ) 0.944 0.1876 174.52 0.96 ( 0.95+0.01 ) 0.045 0.1718 85.00 1.00 ( 0.01+0.99 ) 0.006 0.1355 5.03 0.05 ( 0.05+0.00 ) 0.95X 方向的有效质量系数: 97.72% Y 方向的有效质量系数: 96.71% 即要求: 0.4248/0.6306=0.67 90% 说明无需再增加振型计算第4页/共31页第5页/共31页 1 对

3、于刚度均匀的结构,在考虑扭转耦连计算时,一般来说前两个或几个振型为其主振型,但对于刚度不均匀的复杂结构,上述规律不一定存在。总之在高层结构设计中,使得扭转振型不应靠前,以减小震害。SATWE程序中给出了各振型下基底剪力,可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小。 各振型作用下 Y 方向的基底剪力 振型号 剪力(kN) 1 8473.66 2 13374.28 3 123.33 4 560.45第6页/共31页 计算模型的选择与振型数的确定: 1.计算模型的选择:当全楼作刚性楼板假定后,计算时宜选择“侧刚模型”进行计算。而当结构定义有弹性楼板时则应选择“总刚模型”进行计算较为合理。第7页/共31页

4、 计算模型的选择与振型数的确定: 2.振型数的确定:高规5.1.13条(宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小于15,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%),振型数是否足够,应以计算振型数使振型参与质量不小于总质量的90%作为唯一的条件进行判别。第8页/共31页目的: 使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。调整原则: 加强外圈结构刚度、增设抗震墙、增加外围连梁的高度、削弱内筒的刚度。第9页/共31页 高规3.5.2 “抗震设计时,高层建筑的侧向刚度变化应符合下列规定:” “1 对框架结构

5、” “2 对框架-剪力墙、板柱剪力墙、剪力墙、框架-核心筒、筒中筒结构”SATWE - 楼层刚度比控制1i1iii1a/V/V1i1i1iiii2)h/(V)h/(V第10页/共31页SATWE - 楼层刚度比控制 上述条文对侧向刚度均采用地震力比地震位移的算法。 对非框架结构的刚度计算考虑了层高的因素。 对非框架的比值提出了更细化的要求:“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”第11页/共31页楼层刚度比软件实施 软件只提供“地震剪力与地震层间位移的比”的选项 软件默认同时计算“剪切刚度”和“

6、地震剪力与地震层间位移的比”,并以后者判断薄弱层 在1、2层转换时按“剪切刚度”计算等效刚度比,在3层以上转换时按“剪弯刚度”计算等效刚度比 新高规修改了原附录E公式(倒数),条文略有修改。E.0.1非抗震时不应小于0.4,E.0.2抗震设计时不应小于0.8第12页/共31页 抗规的刚度比控制无变化,仍然要求本层刚度不小于上层刚度的70%及上三层刚度平均值的80%; 对于框架结构的刚度比控制,高规与抗规一致; 对于非框架结构,高规采用“引入层高修正的单层刚度比”控制,不再要求本层刚度与上三层刚度平均值的比值。据初步估算,高规的控制通常要比抗规松一些; 对于非框架结构的薄弱判断SATWE - 楼

7、层刚度比控制第13页/共31页2011年版本,软件两本规范同时执行,并从严控制;2012年版本,由用户选择判断标准SATWEPMSAP第14页/共31页选择“按抗规和高规从严判断”时选择“仅按高规判断”时第15页/共31页 刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值(也称层刚度比),该值主要为了控制高层结构的竖向规则性,以免竖向刚度突变,形成薄弱层。第16页/共31页各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息Ratx1,Raty1 : X,Y 方向本层塔侧移刚度与上一层相应塔侧移刚度70%的比值,或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者即要求: Ratx1、Raty1 不小于规范规定值。第1

8、7页/共31页1. 规范对结构层刚度比和位移比的控制一样,也要求在刚性楼板假定条件下计算。对于有弹性板或板厚为零的工程,应计算两次,在刚性楼板假定条件下计算层刚度比并找出薄弱层,然后在真实条件下完成其它结构计算。第18页/共31页2. 层刚比计算及薄弱层地震剪力放大系数的结果。一般来说,结构的抗侧刚度应该是沿高度均匀或沿高度逐渐减少,由于薄弱层容易遭受严重震害,故程序根据刚度比的计算结果或层间剪力的大小自动判定薄弱层,并乘以放大系数,以保证结构安全。当然,薄弱层也可在调整信息中通过人工强制指定。第19页/共31页l 规范条文: 高规的3.4.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,A

9、、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A级高度高层建筑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复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。第20页/共31页 SATWE输出2套位移指标。位移比指标看规定水平力项计算结果,其他位移指标看CQC计算结果。第21页/共31页 框剪结构、短肢墙较多的剪力墙结构、转换层以下楼层框支框架按规定水平力计算倾覆弯矩。第22页/共31页地震作用位移结果取消位移比的输出第23页/共31页规定水平力作用位移结果取消位移角的输出第24页/共31页对于比较规则的结构,新抗规采用规定水平力计算的扭转位移比与02规范相比差别不大

10、,一般在5以内。例如某剪力墙结构,结构三维轴测图如图所示第25页/共31页02规范计算位移比vs10版采用规定水平力计算位移比的结果第26页/共31页l 高规3.7.3条规定,高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层间之比(即最大层间位移角)u/h应满足以下要求: 结构体系 u/h限值 框架 1/550 框架-剪力墙,框架-核心筒,板柱-剪力墙 1/800 筒中筒,剪力墙 1/1000 除框架结构外的转换层 1/1000第27页/共31页 高层建筑层数多,高度大,为了保证高层建筑结构具有必要的刚度: 1保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量

11、,宽度 2保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。 3控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。第28页/共31页 Max-(X),Max-(Y) : X,Y方向的节点最大位移 Ave-(X),Ave-(Y) : X,Y方向的层平均位移 Max-Dx ,Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移 Ave-Dx ,Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移 Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移与层平均位移的比值 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值 Max-Dx/h,Max-Dy/h : X,Y方向的最大层间位移角即要求: Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最好1.2 不能超过1.5 Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好1.2 不能超过1.5 Y方向相同 第29页/共31页1若位移比(层间位移比)超过1.2,则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用; 2验算位移比需要考虑偶然偏心作用,验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心;3验算位移比应选择强制刚性楼板假定,但当凸凹不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响

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