PKPM2010SATWE周期比位移比剛度比結(jié)果分析

1、l 規(guī)范條文： 高規(guī)的3.4.5條規(guī)定，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1 之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。周期比控制 控制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，減小扭轉(zhuǎn)對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響，使結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。1）根據(jù)各振型平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù)大于0.5區(qū)分2）通常周期最長的扭轉(zhuǎn)振型對應(yīng)的就是第一扭轉(zhuǎn)周期Tt，周期最長的平動振型對應(yīng)的就是第一平動周期T13）對照“結(jié)構(gòu)整體空間振動簡圖”4）考察第一平動周期的基底剪力比是否為最大 5）計算Tt/T1，看是否超過0.9 (0.85) 對于多塔樓結(jié)構(gòu)，不能直接按上面的方法驗算，而應(yīng)

2、該將多塔結(jié)構(gòu)切分成多個單塔，按多個單塔結(jié)構(gòu)分別計算。 振型號 周期 轉(zhuǎn)角 平動系數(shù) (X+Y) 扭轉(zhuǎn)系數(shù)1 0.6306 110.18 0.99 ( 0.12+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 ) 0.0060.1355 5.03 0.05 ( 0.05+0.00 ) 0.95X 方向的有效質(zhì)量系數(shù): 97.72% Y

3、 方向的有效質(zhì)量系數(shù): 96.71% 即要求： 0.4248/0.6306=0.67 90% 說明無需再增加振型計算 1 對于剛度均勻的結(jié)構(gòu)，在考慮扭轉(zhuǎn)耦連計算時，一般來說前兩個或幾個振型為其主振型，但對于剛度不均勻的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，上述規(guī)律不一定存在。總之在高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中，使得扭轉(zhuǎn)振型不應(yīng)靠前，以減小震害。SATWE程序中給出了各振型下基底剪力,可查看以及每個振型對基底剪力的貢獻大小。 各振型作用下 Y 方向的基底剪力 振型號 剪力(kN) 1 8473.66 2 13374.28 3 123.33 4 560.45 計算模型的選擇與振型數(shù)的確定: 1.計算模型的選擇:當全樓作剛性樓板假定后，計算

4、時宜選擇“側(cè)剛模型”進行計算。而當結(jié)構(gòu)定義有彈性樓板時則應(yīng)選擇“總剛模型”進行計算較為合理。 計算模型的選擇與振型數(shù)的確定: 2.振型數(shù)的確定：高規(guī)5.1.13條（宜考慮平扭藕連計算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng),振型數(shù)不小于15,對于多塔樓結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的9倍,且計算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%），振型數(shù)是否足夠，應(yīng)以計算振型數(shù)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的90%作為唯一的條件進行判別。目的： 使抗側(cè)力構(gòu)件的平面布置更有效、更合理，使結(jié)構(gòu)不致于出現(xiàn)過大（相對于側(cè)移）的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。調(diào)整原則： 加強外圈結(jié)構(gòu)剛度、增設(shè)抗震墻、增加外圍連梁的高度、削弱內(nèi)筒的剛度。 高規(guī)3.5.2 “抗震設(shè)計時

5、，高層建筑的側(cè)向剛度變化應(yīng)符合下列規(guī)定:” “1 對框架結(jié)構(gòu)” “2 對框架-剪力墻、板柱剪力墻、剪力墻、框架-核心筒、筒中筒結(jié)構(gòu)”SATWE - 樓層剛度比控制1i1iii1a/V/V1i1i1iiii2)h/(V)h/(VSATWE - 樓層剛度比控制 上述條文對側(cè)向剛度均采用地震力比地震位移的算法。 對非框架結(jié)構(gòu)的剛度計算考慮了層高的因素。 對非框架的比值提出了更細化的要求：“本層與相鄰上層的比值不宜小于0.9；當本層層高大于相鄰上層層高的1.5倍時，該比值不宜小于1.1；對結(jié)構(gòu)底部嵌固層，該比值不宜小于1.5”樓層剛度比軟件實施 軟件只提供“地震剪力與地震層間位移的比”的選項 軟件默認

6、同時計算“剪切剛度”和“地震剪力與地震層間位移的比”，并以后者判斷薄弱層 在1、2層轉(zhuǎn)換時按“剪切剛度”計算等效剛度比，在3層以上轉(zhuǎn)換時按“剪彎剛度”計算等效剛度比 新高規(guī)修改了原附錄E公式（倒數(shù)），條文略有修改。E.0.1非抗震時不應(yīng)小于0.4，E.0.2抗震設(shè)計時不應(yīng)小于0.8 抗規(guī)的剛度比控制無變化，仍然要求本層剛度不小于上層剛度的70%及上三層剛度平均值的80%； 對于框架結(jié)構(gòu)的剛度比控制，高規(guī)與抗規(guī)一致； 對于非框架結(jié)構(gòu)，高規(guī)采用“引入層高修正的單層剛度比”控制，不再要求本層剛度與上三層剛度平均值的比值。據(jù)初步估算，高規(guī)的控制通常要比抗規(guī)松一些； 對于非框架結(jié)構(gòu)的薄弱判斷SATWE

7、- 樓層剛度比控制2011年版本，軟件兩本規(guī)范同時執(zhí)行，并從嚴控制；2012年版本，由用戶選擇判斷標準SATWEPMSAP選擇“按抗規(guī)和高規(guī)從嚴判斷”時選擇“僅按高規(guī)判斷”時 剛度比指結(jié)構(gòu)豎向不同樓層的側(cè)向剛度的比值（也稱層剛度比），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。各層剛心、偏心率、相鄰層側(cè)移剛度比等計算信息Ratx1，Raty1 : 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%的比值，或上三層平均側(cè)移剛度80%的比值中之較小者即要求： Ratx1、Raty1 不小于規(guī)范規(guī)定值。1. 規(guī)范對結(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

8、計算。對于有彈性板或板厚為零的工程，應(yīng)計算兩次，在剛性樓板假定條件下計算層剛度比并找出薄弱層，然后在真實條件下完成其它結(jié)構(gòu)計算。2. 層剛比計算及薄弱層地震剪力放大系數(shù)的結(jié)果。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，由于薄弱層容易遭受嚴重震害，故程序根據(jù)剛度比的計算結(jié)果或?qū)娱g剪力的大小自動判定薄弱層，并乘以放大系數(shù)，以保證結(jié)構(gòu)安全。當然，薄弱層也可在調(diào)整信息中通過人工強制指定。l 規(guī)范條文： 高規(guī)的3.4.5條規(guī)定，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移角，A、B級高度高層建筑均不宜大于該樓層平均值的1.2倍；且A級高度高層建筑不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍，B級高度高層建筑、

9、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。 SATWE輸出2套位移指標。位移比指標看規(guī)定水平力項計算結(jié)果，其他位移指標看CQC計算結(jié)果。 框剪結(jié)構(gòu)、短肢墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)換層以下樓層框支框架按規(guī)定水平力計算傾覆彎矩。地震作用位移結(jié)果取消位移比的輸出規(guī)定水平力作用位移結(jié)果取消位移角的輸出對于比較規(guī)則的結(jié)構(gòu)，新抗規(guī)采用規(guī)定水平力計算的扭轉(zhuǎn)位移比與02規(guī)范相比差別不大，一般在5以內(nèi)。例如某剪力墻結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)三維軸測圖如圖所示02規(guī)范計算位移比vs10版采用規(guī)定水平力計算位移比的結(jié)果l 高規(guī)3.7.3條規(guī)定，高度不大于150m的高層建筑，其樓層層間最大位移與層間之比（即最大層間

10、位移角）u/h應(yīng)滿足以下要求： 結(jié)構(gòu)體系 u/h限值 框架 1/550 框架-剪力墻，框架-核心筒，板柱-剪力墻 1/800 筒中筒，剪力墻 1/1000 除框架結(jié)構(gòu)外的轉(zhuǎn)換層 1/1000 高層建筑層數(shù)多，高度大，為了保證高層建筑結(jié)構(gòu)具有必要的剛度： 1保證主體結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài),避免混凝土墻柱出現(xiàn)裂縫,控制樓面梁板的裂縫數(shù)量,寬度 2保證填充墻,隔墻,幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好,避免產(chǎn)生明顯的損壞。 3控制結(jié)構(gòu)平面規(guī)則性，以免形成扭轉(zhuǎn)，對結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。 Max-(X)，Max-(Y) : X,Y方向的節(jié)點最大位移 Ave-(X)，Ave-(Y) : X,Y方向的層平均位移 Max-D

11、x ，Max-Dy : X,Y方向的最大層間位移 Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均層間位移 Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移與層平均位移的比值 Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大層間位移與平均層間位移的比值 Max-Dx/h，Max-Dy/h : X,Y方向的最大層間位移角即要求： Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最好1.2 不能超過1.5 Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好1.2 不能超過1.5 Y方向相同 1若位移比（層間位移比）超過1.2，則需要在總信息參數(shù)設(shè)置中考慮雙向地震作用； 2驗算位移比需要考慮偶然偏心作用，驗算層間位移角則不需要考慮偶然偏心；3驗算位移比應(yīng)選擇強制剛性樓板假定，但當凸凹不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時，應(yīng)采用符合樓板平面內(nèi)實際剛度變化的計算模