剪重比的要求及调整方法
高宽比超限高层建筑设计
高宽比超限高层建筑设计 摘要：为了最大限度的获取土地的经济效益，建筑开始进军第三维空间，并且愈演愈烈，高宽比超限的高层建筑在现在社会是越来越常见，本文结合笔者的实践经验对某高宽比超限的高层建筑进行计算和分析，并对该建筑进行了合理的设计，从而为以后同类建筑的设计人员提供参考。 关键字：高宽比超限;计算分析;抗震加强措施 1 工程概况 某栋高层建筑层数为28，其中局部层数为31，另带负2层得地下室，此建筑除地上第一层高为3.6米外，一层以上的各层高度均为3.9米。本建筑主体高83.4米，计算宽度为12.1米，其结构为现浇混凝土剪力墙，其平面为矩形，如图1所示，为标准层平面图。建筑外墙厚度为300毫米，建筑地上1、2、3层内墙的厚度是250毫米，其上各层内墙厚度均为200毫米，在建筑的中央部分，由电梯井道、楼梯、通风井、电缆井、公共卫生间、部分设备间围护形成中央核心筒的厚度均为250毫米，建筑抗震设防烈度应为8级，基本地震加速度为0.20倍的重力加速度，地震分组为第二组，特征周期0.4s，Ⅱ类场地。 2 地质概况 本工程所在地自上而下的岩体组成依次为杂填土、黄土状粉土、粉细砂、卵石层，其中卵石层位于地下7.0—8.5米，并且其分布中密，地基能够承载500千帕的作用力，在部分侧限条件下，其应力增量与相应的应变增量的比值即面向模量为50兆帕。此处地下水管位置较深，在进行设计时，可不考虑其影响。 3结构设计 本工程建筑结构安全等级为二级，抗震设防烈度为8，丙类(0.20g,第二组)；此建筑设计使用年限为50。 3.1 上部结构选型 本工程上部结构是全现浇混凝土剪力墙结构，根据《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3 - 2002 规定，该建筑结构属于A级高度钢筋混凝土高层结构。剪力墙抗震等级为一级。嵌固端选取±0.000楼板处；本工程中建筑的高宽比为
6.剪重比
地震作用下结构剪重比及其调整 Vx,Vy(kN): 地震作用下结构楼层的剪力 RSW: 剪重比 Coef1: 用户定义的剪重比调整系数 Coef2: 按抗规(5.2.5)条计算的剪重比调整系数 Coef_RSWx,Coef_RSWy: 程序综合考虑最终采用的剪重比调整系数(如果用户定义了则采用用户定义值) 表1 EX工况下指标 层号Vx(kN)RSW Coef1Coef2Coef_RSWx 9116.17.01% 1.00 1.00 8139.2 6.31% 1.00 1.00 7329.7 4.76% 1.00 1.00 6451.4 3.96% 1.00 1.00 5538.1 3.39% 1.00 1.00 4616.4 3.02% 1.00 1.00 3691.5 2.78% 1.00 1.00 2749.4 2.53% 1.00 1.00 1755.0 2.03% 1.00 1.00 EX工况下的剪重比限值为1.67% Vx,Vy(kN): 地震作用下结构楼层的剪力 RSW: 剪重比 Coef1: 用户定义的剪重比调整系数 Coef2: 按抗规(5.2.5)条计算的剪重比调整系数 Coef_RSWx,Coef_RSWy: 程序综合考虑最终采用的剪重比调整系数(如果用户定义了则采用用户定义值) 表2 EY工况下指标 层号Vy(kN)RSW Coef1Coef2Coef_RSWy 9132.88.02% 1.00 1.00 8158.37.17% 1.00 1.00 7353.6 5.10% 1.00 1.00 6473.2 4.15% 1.00 1.00 5553.0 3.48% 1.00 1.00 4634.3 3.11% 1.00 1.00 3717.1 2.88% 1.00 1.00 2777.2 2.63% 1.00 1.00
结构设计之剪重比详解
第五章剪重比2014.7.17 一、定义： 剪重比即最小地震剪力系数λ。（查表） 二、计算公式： V eki V eki:第i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力； j n i G j G j：第j 层重力荷载代表值。 三、控制目的： 主要为限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长结构的安全，尤其是对于基本周期大于 3.5S 的结构,以及存在薄弱层的结构,出于对结构安全的考虑,规范增加了对剪重比的要求。 四、规范要求： ①《抗规》 5.2.5 条规定: 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： n V eki G j ，（其余同高规 4.3.12 ）j i 我说的：λ查表 5.2.5 ，对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大 1.15 倍，即楼层最小剪力系数λ应乘以 1.15 倍。 ②《高规》 4.3.12 条规定: 我说的：这个要求如同最小配筋率的要求，算出来的水平地震剪力如果达不到规范的最低要求，就要人为提高，并按这个最低要求完成后续的计算。 五、SATWE中怎么看： WZQ文件→周期、地震力与振型输出文件→ 各层X 方向的作用力(CQC) Floor : 层号 Tower : 塔号 Fx : X 向地震作用下结构的地震反应力 Vx : X 向地震作用下结构的楼层剪力
Mx : X 向地震作用下结构的弯矩 Static Fx: 静力法X 向的地震力 ------------------------------------------------------------------------------------------ Floor Tower Fx Vx ( 分塔剪重比) ( 整层剪重比) Mx Static Fx (kN) (kN) (kN-m) (kN) ( 注意: 下面分塔输出的剪重比不适合于上连多塔结构) ?? 3 1 667.5 4 1811.39( 1.53%) ( 1.53%) 36475.79 191.92 2 1 504.56 2093.45( 1.42%) ( 1.42%) 42587.5 3 137.11 1 1 251.76 2261.43( 1.27%) ( 1.27%) 49811.77 72.27 抗震规范(5.2.5) 条要求的X 向楼层最小剪重比= 0.80% X 方向的有效质量系数: 99.66% ??还有Y向，此处省略 六、超了怎么办： 1.对于一般高层建筑而言,结构剪重比底层为最小,顶层最大,故实际工程中,结构剪重比由底层控制,由下 到上,哪层的地震剪力不够，就放大哪层的设计地震内力. 2.结构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值,结果详S ATWE 周期、地震力与振型输出 文件WZQ.OUT) 3.各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关；如果用户考虑自动放大，SATWE 将在WZQ.OUT 中输出程序内部采用的放大系数. 4.六度区剪重比可在0.7 ％～1％取。若剪重比过小，均为构造配筋,说明底部剪力过小，要对构件截面 数设置是否正 检查;若剪重比过大，说明底部剪力很大，也应检查结构模型，参大小、周期折减等进行 确或结构布置是否太刚。 剪重比不满足时的调整方法： 1、程序调整：在SA TWE 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”后，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、人工调整：如果还需人工干预，可按下列三种情况进行调整： 1）当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时，说明结构过柔，宜适当加大墙、柱截面，提高刚度。 2）当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时，说明结构过刚，宜适当减小墙、柱截面，降低刚度以取得 。 合适的经济技术指标 3）当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时，可在SA TWE 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。
高层高宽比超限措施
甘肃省钢筋混凝土高层建筑结构高宽比超限 抗震措施暂行规定 甘肃省超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会 2011年08月
目录 前言 一、适用范围 二、设计原则 三、总体设计 四、抗震验算 五、构造措施 附录A 房屋宽度计算方法 附录B 基础底面零应力区简化计算方法
前言 本暂行规定由“甘肃省抗震防灾协会”组织，“甘肃省超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会”和“甘肃省建筑设计研究院”联合编制完成。 高层建筑的高宽比是对结构整体刚度、抗倾覆能力、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制，由于近年来我省高度接近100米的高层钢筋混凝土剪力墙住宅日趋增多，房屋高宽比较大（即比《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010【以下简称“2010高规”】限值大于1但不大于2者），各院设计人员因无相应的设计依据，采用的计算分析方法及措施差异较大；审查人员由于缺乏统一的审查标准，也难以进行定量判断。鉴于此，甘肃省抗震防灾协会于2009年9月22日组织有关人员成立了“钢筋混凝土高层建筑高宽比超限抗震措施暂行规定”编制组。 编制组依据国家和甘肃省有关规范、规程及建设部《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》，通过对十二个高宽比较大的实际工程的多种计算结果分析，注重概念设计并结合兰州市近两年来针对高宽比较大的超限高层建筑的设计及审查经验和工程实践，经多次研究讨论和征求意见，编制完成了“甘肃省钢筋混凝土高层建筑结构高宽比超限抗震措施暂行规定”（以下简称“暂行规定”）。 “暂行规定”的抗震验算及构造措施较全面、合理且便于操作，可指导甘肃省高宽比较大的高层钢筋混凝土剪力墙和框架-剪力墙结构超限工程的超限审查和工程设计。 本《暂行规定》由“甘肃省超限高层建筑工程抗震设防审查专家委员会”负责解释。请各设计单位在执行的过程中，能结合工程实践，认
YJK剪重比说明
第三节 剪重比 一、规范规定 《抗震规范》5.2.5条、《高规》4.3.12条明确规定了抗震验算时楼层剪重比不应小于规范给出的剪力系数λ，这是强制性条文。 关于剪重比的意义及调整规则，《抗震规范》5.2.5条文说明给出了具体解释： 由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3.5s的结构，由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构，地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但是规范所采用的振型分解反应谱法尚无法对此作出估计。出于结构安全的考虑，提出了对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的要求，规定了不同烈度下的剪力系数，当不满足时，需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求。例如，当结构底部的总地震剪力略小于本条规定而中、上部楼层均满足最小值时，可采用下列方法调整：若结构基本周期位于设计反应谱的加速度控制段时，则各楼层均需乘以同样大小的增大系数；若结构基本周期位于反应谱的位移控制段时，则各楼层i均需按底部的剪力系数的差值 λ0增加该层的地震剪力—— FEki ＝ λ0GEi；若结构基本周期位于反应谱的速度控制段时，则增加值应大于 λ0GEi，顶部增加值可取动位移作用和加速度作用二者的平均值，中间各层的增加值可近似按线性分布。 需要注意： （1）当底部总剪力相差较多时，结构的选型和总体布置需重新调整，不能仅采用乘以增大系数方法处理； （2）只要底部总剪力不满足要求，则结构各楼层的剪力均需要调整，不能仅调整不满足的楼层； （3）满足最小地震剪力是结构后续抗震计算的前提，只有调整到符合最小剪力要求才能进行相应的地震倾覆力矩、构件内力、位移等等的计算分析；即意味着，当各层的地震剪力需要调整时，原先计算的倾覆力矩、内力和位移均需要相应调整； （4）采用时程分析法时，其计算的总剪力也需符合最小地震剪力的要求； （5）本条规定不考虑阻尼比的不同，是最低要求，各类结构，包括钢结构、隔震和消能减震结构均需一律遵守。 《建筑抗震设计规范（GB 50011‐2010）统一培训教材》中指出： 按楼层最小地震剪力系数对结构水平地震作用效应进行调整时应该注意，如果较多楼层的剪力系数不满足最小剪力系数要求（例如15%以上的楼层）、或底部楼层剪力系数小于最小剪力系数要求太多（例如小于85%），说明结构整体刚度偏弱（或结构太重），应调整结构体系，增强结构刚度（或减小结构重量），而不能简单采用放大楼层剪力系数的方法。
高层剪重比的调整思路
剪重比的调整思路 https://www.360docs.net/doc/7c7291001.html, “剪重比”是结构整体控制设计的一项重要指标，当其不能满足规范的要求时，就应该进行必要的调整。对于需调整楼层层数较少（不超过楼层总数的1／3），且“剪重比”与规范限值相差不大（不小于规范限值的80％，或地震剪力调整系数不大于1.2-1.3）的情况，我们可以通过选择“地震力放大系数”等SATWE 的相关参数来达到目的；对于需调整楼层层数较多，或与规范限值相差较大的情况，就只能提高结构的刚度。但是在对结构刚度进行调整的时候，我们有时会遇到这样一种情况，我们加大了结构下部“剪重比”不满足规范要求楼层的侧移刚度，但这些楼层的“剪重比”没有多大的变化，有时反而略有减小。问题出在哪里呢？ 我们先来看看规范：规范对结构“剪重比”的要求是基于“振型分解反应谱法”在结构基本周期大于3s时，计算水平地震作用可能偏小的情况，为保证结构的安全而考虑的。这不是简单的局部刚度或承载能力不足的问题，而是规范针对上述情况对“振型分解反应谱法”的修正，即规定了水平地震作用的最小值。因此，只加大结构下部“剪重比”不满足规范要求楼层的侧移刚度，是把结构整体刚度偏柔的问题，当成了局部刚度或承载能力不足的问题，以至于收效不大。 我们再来看看结构自振周期与水平地震作用的关系：抗震结构中起主要作用的基本振型（靠近两个主轴的方向和扭转方向，其中两个平动为主振型的基底剪力分别沿两个主轴方向为最大值），其自振周期（基本周期）一般都大于设计特征周期。根据规范的“地震影响系数曲线”，此时的地震影响系数与结构基本周期成反比关系。即结构的基本周期越小，水平地震作用效应就越大。而结构的自振周期与结构的刚度成反比关系。这说明采用结构调整的方法加大“剪重比”，需要增大结构的刚度，以减小结构的基本周期。那么，为什么我们加大了结构下部“剪重比”不满足规范要求楼层的侧移刚度，但这些楼层的“剪重比”没有多大的变化，有时反而略有减小呢？ 通过对具体结构的分析，不难发现，当仅增大结构下部少数楼层的侧移刚度时，结构的基本周期变化不大，水平地震作用增幅有限。同时，因为结构刚度的增大，使结构的质量略有增加，致使结构的“剪重比”变化不大。特别是在受到建筑方案的限制，仅能加厚剪力墙的墙厚时，结构质量增加的比率可能大于水平地震作用的增大比率，反而可能导致“剪重比”的减小。但是，当我们改变方式，沿结构自下而上的大多数楼层（包括“剪重比”满足规范要求的楼层）直致结构全高增大结构的侧移刚度时，结构基本周期的减小愈发显著，结构水平地震作用的增大比率愈发大于结构质量的增大比率，结构的“剪重比”也随之增大。这样，我们就找到了解决问题的思路。 结论：结构“剪重比”的大小与结构的整体刚度密切相关。当需要通过结构调整的方法来增大结构的“剪重比”时，宜自下而上的沿结构的大多数楼层以致结构的全高增大结构的侧移刚度，才能有效的减小结构基本周期，增大水平地震作用，从而增大“剪重比”，使其接近规范限值，为最终采用“地震力放大系数”等SATWE的相关参数来调整结构的“剪重比”创造条件。 控制结构的局部振动使有效质量系数满足规范要求 https://www.360docs.net/doc/7c7291001.html,
建筑高宽比
关于建筑结构高宽比的思考 摘要：高宽比是结构抗侧刚度，整体稳定，抗倾覆能力，承载能力和经济合理的宏观控制指标，以最小投影宽度，等效宽度等合理指标控制高宽比，对高层建筑突破高度比限值后采取相应的措施。 关键词：高宽比限值高宽比计算抗侧刚度最小投影宽度等效宽度 1 前言 房屋的高宽比是指房屋的总高度与总宽度（最小宽度）的最大比值，在建筑、结构设计中，有些设计人员往往把握不好高宽比的取值，以及规范、规程中高宽比限值的实际意义，特别是高层建筑，超过规范、规程的高宽比限值的建筑，不知道如何着手，因此，我们有必要弄清房屋高宽比的计算方法，以及规范、规程中有关高宽比限值的实际意义，探讨高层建筑中超过高宽比限值的建筑在设计中的产生问题解决方法。 我国现行的结构设计规范《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008版）中，并无高宽比限值，而《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002对高层建筑规定：A级高度钢筋混凝土高层建筑的高宽比不宜超过规范中表4.2.3—1表中规定数值，B级高度钢筋混凝土高层建筑的高度比不宜超过规范中表4.2.3—2表中数值，均没有把高宽比作为一项限制指标，是“适用的最大高宽比”，即当高宽比超过这个规定值时，规程中的内容不一定完全适用，需经设计人员采取一定的措施，通过计算、构造来满足有关要求，以保安全。 2 高宽比与结构的抗侧刚度，整体稳定，抗倾覆能力的关系 2.1 建筑应具有充分的刚度，在高层建筑设计中，侧向刚度为主要考虑的因素，这是因为必须限制水平位移，防止产生二阶P~△效应使建筑失稳，另外必须控制位移在一个相当小的范围内，使结构处于弹性状态，对于混凝土结构需要限制裂缝不超过允许范围，保证填充墙、等非结构构件的完好，避免产生明显的损伤，还有结构必须具有充分的刚性，用以防止动力运动较大时对居住者产生不舒适感，避免柔性状态工作以致使建筑过于敏感。抗侧刚度的主要控制参数，我国有关规范均采用控制层间位移角来实现，即层间最大位移与层高之比 =Qi ，实际上，高层建筑的侧向刚度控制，就是通过对其层间位移角加以控制而实现的，而层间位移的控制就是对构件的截面大小、刚度大小、抗侧构件的设置，如平面的设置（框架跨数、剪力墙间距）等，竖向的设置（高度、层数、层高），这样就关联到了整个建筑的高宽比这样一个宏观控制的相对指标。 2.2 结构的稳定设计，主要是控制和验算结构在风或地震作用下，重力荷载产生的P~△效应对结构性能降低的影响，以及由此引起的结构失稳。通过计算
轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比
轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比 高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”， 1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规6.3.7和6.4.6。
2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规5.2.5。
3、刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，见抗规3.4.2。
4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。见抗规3.4.2。高规4.3.5 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T，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 5、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，要求
见高规 6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆，要求见高规。 1.一个建筑物结构设计部分，一般来说，包含两个过程： 1）结构分析；2）结构设计 方案选定后要结构分析，结构分析就是看方案的布置是否合理，包括水平布置和竖向布置；具体的说就是八个比值： 轴压比，周期比，位移比，剪重比，刚重比，层间受剪承载力比，侧向刚度比，层间位移角。 2.下面来说说这个比值是用来控制结构哪个方面的。 轴压比: 保证结构的延性； 周期比和位移比：判断和控制结构的扭转效应； 剪重比：是用来确保长周期结构的安全。 刚重比：控制P-Δ效应作用下的稳定性。当刚重比比较大时，是可以不用考虑其P-Δ效应的，当刚重比比较小时，就要考虑其P-Δ效应。规范采用的是对未考虑重力二阶效应的计算结果乘以增大系数的方法近似考虑。 但是刚重比不能过小，是有一个限值的。 层间受剪承载力比：限制结构的竖向布置规则性，可以用来判断薄弱层。 注：层间受剪承载力是指是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。 也就是说，当混凝土的等级，构件截面以及配筋定下之后，由《高规》6.2.8以及7.2.11的公式就确定了层间受剪承载力。注意，由于有压力Ｎ的影响，即使有完全相同的标准层楼层，得出的层间受剪承载力比都会略大于1. 刚度比：限制结构的竖向布置规则性，也可以用来判断薄弱层。 注：对于混凝土结构来说，楼层的侧向刚度，与所配的钢筋多少无关，只与混凝土和其相应构件的截面有关，即EcIb,EcIc,EcIw等有关。 层间位移角：限制正常使用下的水平位移，确保结构有足够的刚度。
新《抗规》5.2.5条 关于剪重比不足的调整
新《抗规》5.2.5条关于剪重比不足的调整 1、三段的调整方法不同。 根据新《抗规》5.2.5条的条文说明，当结构底部总剪力小于规定时，则各楼层均需要进行调整，不能只调整不满足的楼层，按照条文说明，调整方法如下：1）加速度控制段，即T1< p="" style="margin: 0px; padding: 0px; border: 0px; outline: 0px;"> 2）位移控制段，即T1>5Tg时，各楼层均需按底部的剪力差值放大楼层地震剪力； 3）速度控制段，即5Tg >T1>Tg时，则增加值应大于底部的剪力差值，顶部增加值取动位移作用和速度作用二者的平均值，中间各层的增加值可近似按线性分布。 2、举例，一栋十层建筑，底部剪力2000KN，顶部剪力1000KN，若底部计算需要放大至1.10倍， 1）如结构基本周期小于Tg，则各层乘以1.10倍放大系数即可； 2）如结构基本周期大于5Tg，则各层应放大2000x0.1＝200KN，以上各层按各层剪力与200KN的比值，乘以放大系数，比如顶层需放大1.20倍. 3）如结构基本周期小于5Tg，但大于Tg，则顶层按前两种情况的平均值放大，第一种放大了1000x0.1＝100KN，第二种放大了200KN，则应放大(100＋ 200)/2=150KN，即顶层放大系数为1.15，中间各层按从底层的200KN到顶层的150KN差值线性分布，比如第九层就应当放大155KN，假设楼层地震剪力为 1100KN，放大系数就是1.14。 按此条文说明，编制者对放大系数的规定如此详细，也暗示剪重比不足是不宜出现在底层的，而实际上大部分结构都是底层剪重比不足，必须对结构进行调整来满足剪重比的规定。 3、新版PKPM这样解释（原话）：“10版按照抗震规范5.2.5条的条文说明，当首层地震剪力不满足要求需进行调整时，对其上所有楼层进行调整。且同时调整位移和倾覆力矩。”看来并没有分这三种情况详细计算。 4、至于为何分三种情况计算，我认为是考虑到周期越长、放大应越多的缘故。
轴压比,剪重比的定义和介绍(精)
1.什么是轴压比 轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规6.3.7和6.4.6。u=N/A*fc， u—轴压比，对非抗震地区，u=0.9 N—柱轴力设计值 A—柱截面面积 fc—砼抗压强度设计值 2.什么是周期比?剪重比?位移比?楼层最小剪力系数? 新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充，特别是对抗震及结构的整体性，规则性作出了更高的要求，使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算，以满足新规范的要求，是每个设计人员都非常关心的问题。以SATWE软件为例，进行结构设计计算步骤的讨论，对一个典型工程而言，使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 1．完成整体参数的正确设定计算开始以前，设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述，以及工程的实际情况，对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的，必须首先确定其合理取值，才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等，在计算前很难估计，需要经过试算才能得到。 (1)振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量，使计算结果失真；取值太大，不仅浪费时间，还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定，抗震计算时，宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应，振型数不宜小于15，对多塔结构的振型数不应小于塔楼的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90％。一般而言，振型数的多少于结构层数及结构自由度有关，当结构层数较多或结构层刚度突变较大时，振型数应当取得多些，如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理，可以看软件计算书中的x，y向的有效质量系数是否大于0.9。具体操作是，首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9，若小于0.9，可逐步加大振型个数，直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。必须指出的是，结构的振型组合数并不是越大越好，其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构，考虑扭转藕联作用时，其振型不得超过结构层数的3倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍，其有效质量系数仍不能满足要求，也不能再增加振型数，而应认真分析原因，考虑结构方案是否合理。 （2）最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用，结构地震反映的大小也各不相同，那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出，设计人员如发祥该角度绝对值大于15度，应将该数值回填到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算，以体现最不利地震作用方向的影响。 （3）结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值，可以保留软件的缺省值，待计算后从计算书中读取其值，填入软件的“结构基本周期”选项，重新计算即可。
结构设计之剪重比详解
第五章 剪重比 2014.7.17 一、定义： 剪重比即最小地震剪力系数λ。（查表） 二、计算公式： V eki :第i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力； G j ：第j 层重力荷载代表值。 三、控制目的： 主要为限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长结构的安全，尤其是对于基本周期大于3.5S 的结构,以及存在薄弱层的结构,出于对结构安全的考虑,规范增加了对剪重比的要求。 四、规范要求： ①《抗规》5.2.5条规定: 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：∑>=n i j G V j eki λ，（其余同高规4.3.12） 我说的：λ查表5.2.5，对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大1.15倍，即楼层最小剪力系数λ应乘以1.15倍。 ②《高规》4.3.12条规定 : 我说的：这个要求如同最小配筋率的要求，算出来的水平地震剪力如果达不到规范的最低要求，就要人为提高，并按这个最低要求完成后续的计算。 五、SATWE 中怎么看： WZQ 文件→周期、地震力与振型输出文件→ 各层 X 方向的作用力(CQC) Floor : 层号 Tower : 塔号 Fx : X 向地震作用下结构的地震反应力 Vx : X 向地震作用下结构的楼层剪力 ∑==n i j G V j eki λ
Mx : X 向地震作用下结构的弯矩 Static Fx: 静力法 X 向的地震力 ------------------------------------------------------------------------------------------ Floor Tower Fx Vx (分塔剪重比) (整层剪重比) Mx Static Fx (kN) (kN) (kN-m) (kN) (注意:下面分塔输出的剪重比不适合于上连多塔结构) …… 3 1 667.5 4 1811.39( 1.53%) ( 1.53%) 36475.79 191.92 2 1 504.56 2093.45( 1.42%) ( 1.42%) 42587.5 3 137.11 1 1 251.76 2261.43( 1.27%) ( 1.27%) 49811.77 72.27 抗震规范(5.2.5)条要求的X向楼层最小剪重比 = 0.80% X 方向的有效质量系数: 99.66% ……还有Y向，此处省略 六、超了怎么办： 1.对于一般高层建筑而言,结构剪重比底层为最小,顶层最大,故实际工程中,结构剪重比由底层控制,由下 到上,哪层的地震剪力不够，就放大哪层的设计地震内力. 2.结构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值,结果详SATWE周期、地震力与振型输出 文件WZQ.OUT) 3.各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关；如果用户考虑自动放大，SATWE将在WZQ.OUT 中输出程序内部采用的放大系数. 4.六度区剪重比可在0.7％～1％取。若剪重比过小，均为构造配筋,说明底部剪力过小，要对构件截面 大小、周期折减等进行检查;若剪重比过大，说明底部剪力很大，也应检查结构模型，参数设置是否正确或结构布置是否太刚。 剪重比不满足时的调整方法： 1、程序调整：在SA TWE 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”后，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、人工调整：如果还需人工干预，可按下列三种情况进行调整： 1）当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时，说明结构过柔，宜适当加大墙、柱截面，提高刚度。 2）当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时，说明结构过刚，宜适当减小墙、柱截面，降低刚度以取得合适的经济技术指标。 3）当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时，可在SA TWE 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。
结构设计中剪重比不合格时候的调整方法
根据新《抗规》5.2.5条的条文说明，当结构底部总剪力小于规定时，则各楼层均需要进行调整，不能只调整不满足的楼层，按照条文说明，调整方法如下： 1、结构基本周期位于设计反应谱的加速度控制段，既T1
简析建筑结构高宽比
简析建筑结构高宽比 摘要：高宽比是结构抗侧刚度，整体稳定，抗倾覆能力，承载能力和经济合理的宏观控制指标，以最小投影宽度，等效宽度等合理指标控制高宽比，对高层建筑突破高度比限值后采取相应的措施。 关键词：高宽比限值高宽比计算抗侧刚度最小投影宽度等效宽度 1 前言 房屋的高宽比是指房屋的总高度与总宽度（最小宽度）的最大比值，在建筑、结构设计中，有些设计人员往往把握不好高宽比的取值，以及规范、规程中高宽比限值的实际意义，特别是高层建筑，超过规范、规程的高宽比限值的建筑，不知道如何着手，因此，我们有必要弄清房屋高宽比的计算方法，以及规范、规程中有关高宽比限值的实际意义，探讨高层建筑中超过高宽比限值的建筑在设计中的产生问题解决方法。 我国现行的结构设计规范《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008版）中，并无高宽比限值，而《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002对高层建筑规定：A级高度钢筋混凝土高层建筑的高宽比不宜超过规范中表4.2.3—1表中规定数值，B级高度钢筋混凝土高层建筑的高度比不宜超过规范中表4.2.3—2表中数值，均没有把高宽比作为一项限制指标，是“适用的最大高宽比”，即当高宽比超过这个规定值时，规程中的内容不一定完全适用，需经设计人员采取一定的措施，通过计算、构造来满足有关要求，以保安全。 2 高宽比与结构的抗侧刚度，整体稳定，抗倾覆能力的关系 2.1 建筑应具有充分的刚度，在高层建筑设计中，侧向刚度为主要考虑的因素，这是因为必须限制水平位移，防止产生二阶P~△效应使建筑失稳，另外必须控制位移在一个相当小的范围内，使结构处于弹性状态，对于混凝土结构需要限制裂缝不超过允许范围，保证填充墙、等非结构构件的完好，避免产生明显的损伤，还有结构必须具有充分的刚性，用以防止动力运动较大时对居住者产生不舒适感，避免柔性状态工作以致使建筑过于敏感。抗侧刚度的主要控制参数，我国有关规范均采用控制层间位移角来实现，即层间最大位移与层高之比 =Qi ，实际上，高层建筑的侧向刚度控制，就是通过对其层间位移角加以控制而实现的，而层间位移的控制就是对构件的截面大小、刚度大小、抗侧构件的设置，如平面的设置（框架跨数、剪力墙间距）等，竖向的设置（高度、层数、层高），这样就关联到了整个建筑的高宽比这样一个宏观控制的相对指标。 2.2 结构的稳定设计，主要是控制和验算结构在风或地震作用下，重力荷载产生的P~△效应对结构性能降低的影响，以及由此引起的结构失稳。通过计算分析，影响P~△效应及结构失稳的主要参数是结构的刚重比，所谓刚重比就是结构的侧向刚度与重力荷载之比，刚重比是一个与水平力大小无关的一个参数，仅与结构自身的几何形状，结构自重，有关的参数，而结构的侧向刚度是与结构自身抗侧构件的设置等有关的参数（如前所述），因此，结构的稳定设计是与建筑的高宽比紧密相关的，在控制结构稳定的同时，也就必然要考虑结构高宽比。在结构稳定满足规范要求的同时，结构的高宽比取值也是在一个合理的范围。在实际计算中，一般钢筋混凝土结构，通常不需考虑P~△效应（满足Ejd≥2.7H2 Di≥20 /hi（i=1、2……h）有时当结构设计水平荷载较小时，结构刚度虽然较低，但结构计算位移仍能满足限值要求，但刚重比并不一定满足要求，因此，对刚重比控制是与水平力大小无关的。 2.3 整体倾覆与高宽比的关系 《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《高层建筑混凝土结构技术堆积》JGJ3-2002对高层建筑高宽比大于4的高层建筑。基础底石不应出现抗筋区，对于高宽比不大于4的建筑零动区面积不大于基础底面积的15%，对高层建筑，尤其是高宽比大于4的高层建筑，整体抗倾覆提出了更严格要求。 倾覆力矩 Mov=Vo（ H+C）
对抗震规范GB5011-2010 中 (5.2.5) (楼层最小剪重比)的重新理解
对抗震规范GB5011-2010 中(5.2.5) （楼层最小剪重比）的重新理解 周期、地震力与振型输出文件 (VSS求解器) 考虑扭转耦联时的振动周期(秒)、X,Y 方向的平动系数、扭转系数 振型号周期转角平动系数(X+Y) 扭转系数 1 3.701 2 98.14 1.00 ( 0.02+0.98 ) 0.00 2 3.4728 8.20 0.98 ( 0.96+0.02 ) 0.02 3 3.3175 4.90 0.02 ( 0.02+0.00 ) 0.98 X 方向的作用力(分塔剪重比) (整层剪重比) 2 1 426.19 3728.83( 0.68%) ( 0.68%) 190574.44 1 1 207.14 3844.81( 0.65%) ( 0.65%)213160.84 抗震规范(5.2.5)条要求的X向楼层最小剪重比= 0.80% X 方向的有效质量系数: 93.63% Y方向的作用力(分塔剪重比) (整层剪重比) 2 1 518.66 3753.01( 0.68%) ( 0.68%) 185527.73 1 1 249.9 2 3895.26( 0.66%) ( 0.66%) 207764.14 抗震规范(5.2.5)条要求的Y向楼层最小剪重比= 0.77% Y 方向的有效质量系数: 94.97% ==========各楼层地震剪力系数调整情况[抗震规范(5.2.5)验算]========== 层号塔号X向调整系数Y向调整系数 1 1 1.233 1.177 :本层地震剪力不满足抗震规范(5.2.5),已作调整 （对于调整系数X向0.65x1.233=0.80,Y向0.66x1.177=0.77） 今天修改扩初说明中的参数楼层最小剪重比这一条时，无意中发现本层地震剪力不满足抗震规范(5.2.5),已作调整，但调整后的抗震规范(5.2.5)条要求的Y向楼层最小剪重比= 0.77%不是0.80%,顿时非常纳闷，怎么回事？抗震规范(5.2.5)条中对于6度区明明规定是0.8%，到底是哪里出了问题？（之前此数据没有见过不是0.8的） 后来仔细看规范并在总工的指点下，才发现原来相应规范条文下面的注释里有取插值这一说，才豁然开朗。 此值由来：(5-3.5)/(0.8-0.6)=(5-3.7012)/(x-0.6) 解得x=0.77 图集、手册、规范偶尔温故一下还是没坏处的...........
浅谈超限结构设计方法及其注意事项
浅谈超限结构设计方法及其注意事项 发表时间：2017-12-06T11:08:51.213Z 来源：《基层建设》2017年第25期作者：陈茂杰[导读] 摘要：随着近些年来我国社会经济和科学技术不断地飞速发展，多种多样的复杂的建筑造型投入实际使用，建筑物也不断突破新的高度。 深圳市碧桂园房地产投资有限公司摘要：随着近些年来我国社会经济和科学技术不断地飞速发展，多种多样的复杂的建筑造型投入实际使用，建筑物也不断突破新的高度。超限的高层结构数量增多，提高了土地资源的利用率，使人们拥有更多的生活和工作空间。超限结构的设计方法对高层建筑的建设至关重要，本文通过解析亲身参与设计的超限项目，浅谈高层建筑中超限结构的设计方法，并提出相应的注意事项。 关键词：超限结构设计方法；高层建筑；注意事项 1.引言 我国社会经济和科学技术的进步，促使建筑行业走向蓬勃发展的局面。高层建筑在社会生活中发挥着越来越多的作用，在全国各地区均有使用。高层建筑的现代化，使设计者设计出了许多新颖个性的建筑结构，具有复杂特殊的平面、立面和体型外观。根据我国目前建筑工程的要求，追求新异的高层建筑在结构方面已经不符合相关标准、规定与规范，属于超限结构，极大地影响了建筑结构的实际性能。超限结构是指结构的高度，平面的规律性和垂直规律性等不符合标准的应用范围，根据现行标准的设计已经不能保证结构的安全性能。当面对自然灾害时，不符合要求的超限高层建筑将可能造成巨大的人员和经济损失。汶川地震、玉树地震等使我们深刻地认识到，建筑结构、抗震等设计方法对建筑的安全性无比重要，对超限高层建筑结构的仔细设计与深入分析十分必要。 2.工程实例介绍 项目位于深圳坪山新区比亚迪路和新合路交汇处。总用地面积16826.91㎡，建筑面积约104264.03㎡。裙房4层为集中商业，A~C座为住宅，D座为办公，地下室两层。其中A~C座为高层住宅，地上均为29层，裙房四层，转换层设在六层楼面，建筑总高度为98.6m。该A~C 三栋为超限高层建筑，须进行抗震设防可行性论证。现仅以A栋为例。 3.超限高层建筑的判定 我国以及部分地方主管部门对于使用钢筋混凝土为建筑材料的高层建筑，关于其最大高度、高宽比、体型规则等制定了具体的规定，发布了《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，同时还说明了达到超限的条件。建筑物超限总体上可以分为五大类：高度超限、规则性超限、新体系新材料超限、混合超限以及大空间超限。同时将高度和规则性进行考虑时，超过规定的界限值，就构成了混合超限。高层建筑结构类型的最大高度、高宽比以及体型规则性的详细规定在《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）和《高层建筑混凝土结构设计规程》中都有所说明。本项目A栋平面布置如下图：
结构剪重比的小结
一、各规范对剪重比的规定： 《建筑抗震设计规范》 GB50011-2010第5.2.5条及《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010第4.3.12条规定： 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： n EKi j j i V G λ=>∑ 式中：EKi V -----第i 层对应于水平地震作用标准值的楼层剪力； λ-----剪力系数，不小于表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； j G ----第j 层的重力荷载代表值; n-----结构计算总层数。 表5.2.5 楼层最小地震剪力系数值 注：基本周期介于3.5s 和5.0s 之间的结构，按插入法取值； 二、对规范规定的理解 （一）剪重比（剪力系数）定义： 楼层剪力与其上各层重力荷载代表值之和的比值。 （二）意义：由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3.5s 的结构，由此计 算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构，地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但是规范所采用的振型分解反应谱法只反映加速度对结构的影响，对长周期结构往往是不全面的。出于结构安全的考虑，当计算的楼层剪力过小时，提出了对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的要求，规定了不同烈度下的剪力系数，当不满足时，需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之
满足要求。（《抗规》第5.2.5条文解释） 简而言之，控制剪重比，是要求结构承担足够的地震作用，设计时不能小于规范的要求。剪重比与地震影响系数由内在联系:λ=0.2αmax。 （三）调整范围：只要底部总剪力不满足要求，则结构各楼层的剪力均需要调整 （地下室不做控制），不能仅调整不满足的楼层。 （四）调整目标：剪重比调整后，除了内力以外，倾覆力矩和位移也需要调整。 即意味着，当各层的地震剪力需要调整时，原先计算的倾覆力矩、内力和位移均需要相应调整。剪重比调整系数直接乘在该层构件的内力和位移上。 （五）调整方式分为三段：加速度控制段、位移控制段和速度控制段 底部总剪力不满足最小要求而中、上部楼层均满足最小值时，分三段调整： A、加速度控制段（0.1