結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之剛度比詳解

1、一、定義：剛度比是指結(jié)構(gòu)豎向不同樓層的側(cè)向剛度比值。二、計(jì)算公式：1、按地震力與地震層間位移比計(jì)算規(guī)范要求： 、抗震規(guī)范第 3.4.2和3.4.3條及高規(guī)第 3.5.2條均規(guī)定：其樓層側(cè)向剛度不宜小于上部相鄰 樓層側(cè)向剛度的70 %或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80 %。 高規(guī)第E.0.2條規(guī)定當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時(shí)，按本規(guī)程式（3.5.2-1 ）計(jì)算的轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比不應(yīng)小于0.6。 抗震規(guī)范第6.1.14-2 條規(guī)定：結(jié)構(gòu)地上一層的側(cè)向剛度，不宜大于相關(guān)范圍地下一層側(cè)向剛度的0.5倍；地下室周邊宜有與其頂板相連的抗震墻。計(jì)算公式：框架:V. i i 1Vi 1 i;其他（

2、框剪、剪）V . “ hi i 1iV - h ii 1 ii 1詳見高規(guī)P15應(yīng)用范圍： 抗震規(guī)范第 3.4.2和3.4.3條用來判斷豎向不規(guī)則 高規(guī)第3.5.2條規(guī)定的工程剛度比計(jì)算。用來避免豎向不規(guī)則 高規(guī)第E.0.2條用來計(jì)算轉(zhuǎn)換層在二層以上時(shí)的側(cè)向剛度比 抗震規(guī)范第 6.1.14條規(guī)定的工程的剛度比的計(jì)算方法1。用于判斷地下室頂板能否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。注：SATWE軟件在進(jìn)行 地震剪力與地震層間位移比”的計(jì)算時(shí) 地下室信息”中的 回填土對(duì)地下室約束相對(duì)剛度比”里的值填“0”2、按剪切剛度計(jì)算規(guī)范要求： 高規(guī)第E.0.1條規(guī)定：當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在1、2層時(shí)，可近似采用轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層

3、結(jié)構(gòu)的等效剪切剛度比丫表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化，丫宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時(shí) 丫不應(yīng)小于0.4，抗震設(shè)計(jì)時(shí) 丫不應(yīng)小于0.5。 抗震規(guī)范第6.1.14-2 條規(guī)定：結(jié)構(gòu)地上一層的側(cè)向剛度，不宜大于相關(guān)范圍地下一層側(cè)向剛度的0.5倍；地下室周邊宜有與其頂板相連的抗震墻。計(jì)算公式：G1A1h?G2A2h1詳見高規(guī)P177應(yīng)用范圍： 高規(guī)第E.0.1條用來計(jì)算轉(zhuǎn)換層在一二層時(shí)的側(cè)向剛度比 抗震規(guī)范第6.1.14條規(guī)定的工程的剛度比的計(jì)算方法2。用于判斷地下室頂板能否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。3、按剪彎剛度計(jì)算規(guī)范要求：高規(guī)第 E.0.3條規(guī)定：當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第二層以上時(shí)，尚宜采用圖E所示的計(jì)算模型按

4、公式（E.0.3）計(jì)算轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比Ye 2。丫e2宜接近1，非抗震設(shè)計(jì)時(shí) ye不應(yīng)小于0.5 ,抗震設(shè)計(jì)時(shí) ye不應(yīng)小于0.8。計(jì)算公式：詳見高規(guī)P178應(yīng)用范圍：高規(guī)第E.0.3條規(guī)定的工程的剛度比的計(jì)算。用來計(jì)算轉(zhuǎn)換層在二層以上時(shí)的側(cè)向剛度比三、控制目的：該值主要為了控制高層結(jié)構(gòu)的豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層。對(duì)于地下室結(jié)構(gòu)頂板能否作為 嵌固端，轉(zhuǎn)換層上、下結(jié)構(gòu)剛度能否滿足要求，及薄弱層的判斷，均以層剛度比作為依據(jù)。四、規(guī)范要求：（見第二條）五、SATW中怎么看：各層剛心、偏心率、相鄰層側(cè)移剛度比等計(jì)算信息Floor No:層號(hào)Tower No:塔號(hào)

5、Xstif , Ystif :剛心的X , Y坐標(biāo)值A(chǔ)lf:層剛性主軸的方向Xmass , Ymass :質(zhì)心的X , Y坐標(biāo)值Gmass:總質(zhì)量Eex , Eey: X,Y方向的偏心率WMAS文件t各層剛心、偏心率、相鄰層側(cè)移剛度比等計(jì)算信息tRatx , Raty : X , Y方向本層塔側(cè)移剛度與下一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度的比值（剪切剛度）Ratxl , Ratyl : X , Y方向本層塔側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度70%勺比值或上三層平均側(cè)移剛度 80%的比值中之較小者RJX1 , RJY1, RJZ1:結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系中塔的側(cè)移剛度和扭轉(zhuǎn)剛度（剪切剛度）RJX3 , RJY3, RJZ3

6、:結(jié)構(gòu)總體坐標(biāo)系中塔的側(cè)移剛度和扭轉(zhuǎn)剛度（地震剪力與地震層間位移的比）Floor No. 1 Tower No. 1Xstif= 58.9926(m) Ystif= 7.6376(m) Alf =-0.4660(Degree)Xmass= 55.7612(m) Ymass= 33.6246(m) Gmass(活荷折減)=3325.5215( 2998.5144)(t)Eex = 0.3715Eey =1.4870Ratx =1.0000Raty =1.0000Ratx仁 10.9663Rat y仁 16.4594薄弱層地震剪力放大系數(shù) =1.00RJX1 = 3.5845E+07(kN/m)

7、RJY1 = 4.9779E+06(kN/m) RJZ1 = 0.0000E+00(kN/m)RJX3 = 5.2885E+06(kN/m) RJY3 = 6.5435E+06(kN/m) RJZ3 = 0.0000E+00(kN/m)六、超了怎么辦：（1）規(guī)范對(duì)結(jié)構(gòu)層剛度比和位移比的控制一樣，也要求在剛性樓板假定條件下計(jì)算。對(duì)于有彈性板或板厚為 零的工程，應(yīng)計(jì)算兩次，在剛性樓板假定條件下計(jì)算層剛度比并找出薄弱層，然后在真實(shí)條件下完成其它結(jié) 構(gòu)計(jì)算。（2）一般來說，結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度應(yīng)該是沿高度均勻或沿高度逐漸減少，但對(duì)于框支層或抽空墻柱的中間樓層 通常表現(xiàn)為薄弱層，由于薄弱層容易遭受嚴(yán)重震害，故程序根據(jù)剛度比的計(jì)算結(jié)果或?qū)娱g剪力的大小自動(dòng)判 定薄弱層，并乘以放大系數(shù)，以保證結(jié)構(gòu)安全。當(dāng)然，薄弱層也可在調(diào)整信息中通過人工強(qiáng)制指定。（3）對(duì)于上述三種計(jì)算層剛度的方法，我們應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行選擇：對(duì)于底部大空間為一層時(shí)或多層建筑及磚混結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇 剪切剛度”；對(duì)于底部大空間為多層時(shí)或有支撐的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇剪彎剛度”；而對(duì)于通常工程來說，則可選用第三種規(guī)范建議方法，此法也是SATWE程序的默認(rèn)方法。剛度比不滿足時(shí)的調(diào)整方法：1、 程序調(diào)整：如果某樓層剛度比的計(jì)算結(jié)果不滿足要求，SA TWE自動(dòng)將該樓層