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文檔簡介

1、層剛度計算的三種計算方法?層剛度比的含義是什么?(一)地震力與地震層間位移比的理解與應用規(guī)范要求:抗震規(guī)范第 3.4.2和3.4.3條及高規(guī)第4.4.2條均規(guī)定:其樓層側向剛度不宜小于上部相鄰樓層側向剛度的70或其上相鄰三層側向剛度平均值的80。計算公式:Ki=Vi/ Aui應用范圍:可用于執(zhí)行抗震規(guī)范第 3.4.2和3.4.3條及高規(guī)第4.4.2條規(guī)定的 工程剛度比計算??捎糜谂袛嗟叵率翼敯迥芊褡鳛樯喜拷Y構的嵌固端。(二)剪切剛度的理解與應用規(guī)范要求:高規(guī)第E.0.1條規(guī)定:底部大空間為一層時,可近似采用轉換層上、下 層結構等效剪切剛度比丫表示轉換層上、下層結構剛度的變化,丫直接近1,非抗震

2、設計時丫不應大于3,抗震設計時丫不應大于2.計算公式見高規(guī)151頁??拐鹨?guī)范第6.1.14條規(guī)定:當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構的側向剛度之比不宜小于2.其側向剛度的計算方法按照條文說明可以采用剪切剛度。計算公式見抗震規(guī)范253 頁。 SATWE 軟件所提供的計算方法為抗震規(guī)范提供的方法。應用范圍:可用于執(zhí)行高規(guī)第 E.0.1條和抗震規(guī)范第6.1.14條規(guī) 定的工程的剛度比的計算。(三)剪彎剛度的理解與應用規(guī)范要求:高規(guī)第E.0.2條規(guī)定:底部大空間大于一層時,其轉換層上部與下部結 構等效側向剛度比“可采用圖E所示的計算模型按公式(E.0.2)計算?!耙?

3、接近1,非抗震設計時yc不應大于2,抗震設計時丫壞應大于1.3.計算公式見 高規(guī)151 頁。高規(guī)第E.0.2條還規(guī)定:當轉換層設置在3層及3層以上時,其樓層側 60。 SATWE 軟件所采用的計算方法:高位側移剛度的簡化計算應用范圍:可用于執(zhí)行高規(guī)第 E.0.2條規(guī)定的工程的剛度比的計算。(四)上海規(guī)程對剛度比的規(guī)定上海規(guī)程中關于剛度比的適用范圍與國家規(guī)范的主要不同之處在于:上海規(guī)程第6.1.19條規(guī)定:地下室作為上部結構的嵌固端時,地下室的樓層側向剛度不宜小于上部樓層剛度的1.5 倍。上海規(guī)程已將三種剛度比統(tǒng)一為采用剪切剛度比計算。(五)工程算例:工程概況:某工程為框支剪力墻結構,共 27層

4、(包括二層地下室),第六層為框支轉換層。結構三維軸測圖、第六層及第七層平面圖如圖1 所示 (圖略) 。該工程的地震設防烈度為8 度,設計基本加速度為0.3g.113層X向剛度比的計算結果:由于列表困難,下面每行數(shù)字的意義如下:以“ ”分開三種剛度的計算方法,第一段為地震剪力與地震層間位移比的算法,第二段為剪切剛度,第三段為剪彎剛度。具體數(shù)據(jù)依次為:層號,RJX, Ratx1 ,薄弱層RJX, Ratx1 ,薄弱層RJX, Ratx1 ,薄弱層。其中 RJX 是結構總體坐標系中塔的側移剛度(應乘以10 的 7 次方); Ratx1為本層塔側移剛度與上一層相應塔側移剛度70的比值或上三層平均剛度8

5、0的比值中的較小者。具體數(shù)據(jù)如下:1,7.8225,2.3367,否13.204,1.6408,否11.694,1.9251 ,否2, 4.7283, 3.9602,否11.444, 1.5127,否8.6776, 1.6336,否3,1.7251 ,1.6527,否9.0995,1.2496,否6.0967,1.2598,否4,1.3407,1.2595,否9.6348,1.0726,否6.9007,1.1557,否5,1.2304,1.2556,否9.6348,0.9018,是6.9221 ,0.9716,是6,1.3433,1.3534,否8.0373,0.6439,是4.3251 ,0

6、.4951 ,是7,1.4179,2.2177,否16.014,1.3146,否11.145,1.3066,否8,0.9138,1.9275,否16.014,1.3542,否11.247.1.3559 ,否9,0.6770,1.7992,否14.782,1.2500,否10.369,1.2500,否10,0.5375,1.7193,否14.782,1.2500,否10.369,1.2500,否11,0.4466,1.6676,否14.782,1.2500,否10.369,1.2500,否12,0.3812,1.6107,否14.782,1.2500,否10.369,1.2500,否13,0.3

7、310, 1.5464,否14.782, 1.2500,否10.369, 1.2500,否注 1 : SATWE 軟件在進行“地震剪力與地震層間位移比”的計算時 “地下室信息中的 “回填土對地下室約束相對剛度比 ”里的值填 “ 0; ”注 2:在SATWE 軟件中沒有單獨定義薄弱層層數(shù)及相應的層號;注 3: 本算例主要用于說明三種剛度比在SATWE 軟件中的實現(xiàn)過程,對結構方案的合理性不做討論。計算結果分析按不同方法計算剛度比,其薄弱層的判斷結果不同。設計人員在SATWE 軟件的 “調整信息 ”中應指定轉換層第六層薄弱層層號。指定薄弱層層號并不影響程序對其它薄弱層的自動判斷。當轉換層設置在3

8、層及 3 層以上時,高規(guī)還規(guī)定其樓層側向剛度比不應小于相鄰上部樓層的60。這一項SATWE 軟件并沒有直接輸出結果,需要設計人員根據(jù)程序輸出的每層剛度單獨計算。例如本工程計算結果如下:1.3433 M07 / (1.4179 X07) =94.74%>60%滿足規(guī)范要求。地下室頂板能否作為上部結構的嵌固端的判斷:a)采用地震剪力與地震層間位移比= 4.7283 >107/ (1.7251 M07) =2.74 >2地下室頂板能夠作為上部結構的嵌固端b)采用剪切剛度比= 11.444 >107/ (9.0995 M07) = 1.25 <2地下室頂板不能夠作為上部結

9、構的嵌固端 SATWE 軟件計算剪彎剛度時,H1 的取值范圍包括地下室的高度,H2 則取等于小于H1 的高度。 這對于希望H1 的值取自0.00 以上的設計人員來說,或者將地下室去掉,重新計算剪彎剛度,或者根據(jù)程序輸出的剪彎剛度,人工計算剛度比。以本工程為例,H1 從 0.00 算起,采用剛度串模型,計算結果如下:轉換層所在層號為6層(含地下室),轉換層下部起止層號為36,H1=21.9m , 轉換層上部起止層號為 713, H2=21.0m.K1=1/ (1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251) >107=1.4607 X107K2=1/ (1/11.145+1/11.247+1/10.369 ) X107=1.5132 X107A 1=1/K1 ; A2=1/K2則剪彎剛度比 T e=( 1 X H2 / (A2XH1 =0.9933(六)關于三種剛度比性質的探討地震剪力與地震層間位移比:是一種與外力有關的計算方法。規(guī)范中規(guī)定的A ui不僅包括了地震力產生的位移,還包括了用于該樓層的傾覆力矩Mi產生的位移和由于下一層的樓層轉動而引起的本層剛體轉動位移。剪切剛度:其計算方法主要是剪切面積與相應層高的比,其大小跟結構豎向構件的剪切面積和層高密切相關。

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