高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制參數(shù)

1、高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的控制參數(shù)及調(diào)整方法本文在筆者高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的七個(gè)比值及調(diào)整方法的基礎(chǔ)上編寫，編寫中針對(duì)原文中的一些錯(cuò)誤及不足之處做了必要的修改和補(bǔ)充，并在原文的基礎(chǔ)上增加了部分內(nèi)容。高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于豎向承重構(gòu)件（柱、剪力墻等）的合理布置，設(shè)計(jì)過程中主要通過對(duì)一些目標(biāo)參數(shù)的控制來達(dá)到這一目的。一、軸壓比：主要為限制結(jié)構(gòu)的軸壓比，保證結(jié)構(gòu)的延性要求，規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求。見抗規(guī)6.3.7和6.4.6，高規(guī) 6.4.2和7.2.14及相應(yīng)的條文說明。軸壓比不滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)的延性要求無法保證；軸壓比過小，則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少相應(yīng)墻、柱的截面面積。軸壓比不滿足

2、規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度。二、剪重比：主要為限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結(jié)構(gòu)的安全。見抗規(guī)5.2.5，高規(guī)3.3.13及相應(yīng)的條文說明。剪重比不滿足規(guī)范要求，說明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于水平地震剪力過??；但剪重比過分大，則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。剪重比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：1、程序調(diào)整：當(dāng)剪重比偏小但與規(guī)范限值相差不大（如剪重比達(dá)到規(guī)范限值的80以上）時(shí)，可按下列方法之一進(jìn)行調(diào)整：1）在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓

3、層地震內(nèi)力”，SATWE按抗規(guī)5.2.5自動(dòng)將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和，用以調(diào)整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。2）在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)，增大地震作用，以滿足剪重比要求。3）在SATWE的“地震信息”中的“周期折減系數(shù)”中適當(dāng)減小系數(shù)，增大地震作用，以滿足剪重比要求。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：當(dāng)剪重比偏小且與規(guī)范限值相差較大時(shí)，宜調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。三、剛重比：規(guī)范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)是否可以忽略不計(jì)。見高規(guī)5.4.1和5.4.2及相應(yīng)的條文說明。剛重比不滿足

4、規(guī)范上限要求，說明重力二階效應(yīng)的影響較大，應(yīng)該予以考慮。規(guī)范下限主要是控制重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)不致過大，避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌。見高規(guī)5.4.4及相應(yīng)的條文說明。剛重比不滿足規(guī)范下限要求，說明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于重力荷載過小。但剛重比過分大，則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。剛重比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：1、程序調(diào)整：剛重比不滿足規(guī)范上限要求，在SATWE的“設(shè)計(jì)信息”中勾選“考慮P-效應(yīng)”，程序自動(dòng)計(jì)入重力二階效應(yīng)的影響。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：剛重比不滿足規(guī)范下限要求，只能通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。四、層間位移角：主要為限制結(jié)

5、構(gòu)在正常使用條件下的水平位移，確保高層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度，避免產(chǎn)生過大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。見高規(guī) 4.6.1、4.6.2和4.6.3及相應(yīng)的條文說明。層間位移角不滿足規(guī)范要求，說明結(jié)構(gòu)的上述要求無法得到滿足。但層間位移角過分小，則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。層間位移角不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：只能通過調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。1）由于高層結(jié)構(gòu)在水平力的作用下將不可避免地發(fā)生扭轉(zhuǎn)，所以符合剛性樓板假定的高層結(jié)構(gòu)的最大層間位移往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的邊角部位，因此應(yīng)注意加強(qiáng)

6、結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，減小結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。2）利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡圖”中快速找到層間位移角超過規(guī)范限值的節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度。節(jié)點(diǎn)號(hào)在“SATWE位移輸出文件”中查找。五、位移比（層間位移比）：主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。見抗規(guī)3.4.2，高規(guī) 4.3.5及相應(yīng)的條文說明。位移比（包括層間位移比，下同）不滿足規(guī)范要求，說明結(jié)構(gòu)的剛心偏離質(zhì)心的距離較大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。位

7、移比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：只能通過調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距；調(diào)整方法如下：1）由于位移比是在剛性樓板假定下計(jì)算的，結(jié)構(gòu)最大水平位移與層間位移往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的邊角部位；因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。2）對(duì)于位移比不滿足規(guī)范要求的樓層，也可利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡圖”中，快速找到位移最大的節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度。節(jié)點(diǎn)號(hào)在“SATWE位移輸出文件

8、”中查找。也可找出位移最小的節(jié)點(diǎn)削弱其剛度，直到位移比滿足要求。六、周期比：主要為限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。見高規(guī)4.3.5及相應(yīng)的條文說明。周期比不滿足規(guī)范要求，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。周期比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：只能通過調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。由于結(jié)構(gòu)外圍的抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭剛度貢獻(xiàn)最大，所以總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍墻、柱或梁的剛度，或適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度。利用結(jié)構(gòu)剛度與周期的反比關(guān)系，合理布置

9、抗側(cè)力構(gòu)件，加強(qiáng)需要減小周期方向（包括平動(dòng)方向和扭轉(zhuǎn)方向）的剛度，削弱需要增大周期方向的剛度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的第一或第二振型為扭轉(zhuǎn)時(shí)，可按以下方法調(diào)整：1）SATWE程序中的振型是以其周期的長短排序的。2）結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動(dòng)，扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見抗規(guī)3.5.3條3款及條文說明“結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性(周期和振型)宜相近”。3）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于其兩個(gè)主軸（第二振型轉(zhuǎn)角方向和第三振型轉(zhuǎn)角方向，一般都靠近X軸和Y軸）的抗側(cè)移剛度過小，此時(shí)宜沿兩主軸適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍的剛度，并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。4）當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的抗側(cè)移

10、剛度相差較大，結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)其中一主軸（第一振型轉(zhuǎn)角方向）的抗側(cè)移剛度是合理的；但相對(duì)于另一主軸（第三振型轉(zhuǎn)角方向）的抗側(cè)移剛度則過小，此時(shí)宜適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿“第三振型轉(zhuǎn)角方向”的剛度，并適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍（主要是沿第一振型轉(zhuǎn)角方向）的剛度。5）在進(jìn)行上述調(diào)整的同時(shí)，應(yīng)注意使周期比滿足規(guī)范的要求。6）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，周期比肯定不滿足規(guī)范的要求；當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，周期比較難滿足規(guī)范的要求。七、剛度比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層。見抗規(guī)3.4.2，高規(guī)4.4.2及相應(yīng)的條文說明；對(duì)于形成的薄弱層則按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。剛度比不滿足規(guī)范要求時(shí)

11、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，SATWE自動(dòng)將該樓層定義為薄弱層，并按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可按以下方法調(diào)整：1）適當(dāng)降低本層層高，或適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高。2）適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度。八、層間受剪承載力比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層。見抗規(guī)3.4.2，高規(guī)4.4.3及相應(yīng)的條文說明；對(duì)于形成的薄弱層應(yīng)按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。層間受剪承載力比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：1、程序調(diào)整：在SA

12、TWE的“調(diào)整信息”中的“指定薄弱層個(gè)數(shù)”中填入該樓層層號(hào)，將該樓層強(qiáng)制定義為薄弱層，SATWE按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強(qiáng)度（如增大配筋、提高混凝土強(qiáng)度或加大截面）以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力，或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力。幾個(gè)參數(shù)的調(diào)整涉及構(gòu)件截面、剛度及平面位置的改變，在調(diào)整過程中可能相互關(guān)聯(lián)，應(yīng)注意不要顧此失彼。應(yīng)該注意，對(duì)于類似于框剪結(jié)構(gòu)的組合體系，有個(gè)彼此剛度適宜的問題。分析框架的剪切型變形曲線和剪力墻的彎曲型變形曲線，可以發(fā)現(xiàn)，在下部樓層，剪力墻的位移較小，框架的位移較大

13、，是剪力墻拉著框架來限制其層間位移角；上部幾層則相反，剪力墻的層間位移角逐漸增大，框架的層間位移角逐漸減小，框架反過來拉著剪力墻以限制其層間位移角。而改變剪力墻的剛度與部置是控制框剪結(jié)構(gòu)的位移和周期的主要手段，所以當(dāng)框剪結(jié)構(gòu)上部幾層的層間位移角較大時(shí)，適當(dāng)削弱這幾層的剪力墻剛度應(yīng)該更為有效。如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則，第一次試算時(shí)可只建一個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛重比等滿足之后再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層；這樣可以減少建模過程中的重復(fù)修改，加快建模速度。未完成高層結(jié)構(gòu)整體控制參數(shù)的關(guān)聯(lián)性及剛度控制結(jié)構(gòu)整體控制是高層結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的重要環(huán)節(jié)，各控制參數(shù)與結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件的剛度都有著直接的或間接的關(guān)

14、系，因此也就不可避免地相互關(guān)聯(lián)。認(rèn)識(shí)各控制參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)性，有助于提高結(jié)構(gòu)整體控制的效率，也有助于使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加經(jīng)濟(jì)合理。本文就此拋磚引玉，和大家共同探討這一課題。結(jié)構(gòu)整體控制的過程，也就是對(duì)結(jié)構(gòu)的剛度控制、調(diào)整的過程?？刂茀?shù)中，位移比和周期比不僅與結(jié)構(gòu)的剛度有關(guān)，也與結(jié)構(gòu)剛度的分布狀況有關(guān)。這兩個(gè)參數(shù)反映了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，是結(jié)構(gòu)整體控制的難點(diǎn)，也是結(jié)構(gòu)整體控制的入手之處。位移比&周期比：由于位移比是在“全樓剛性樓板”的假定下計(jì)算的，這時(shí)的每層樓板在樓層平面內(nèi)被假定為剛度無限大。因?yàn)槲灰票鹊挠?jì)算要考慮偶然偏心，這樣在水平地震力的作用下，即使是規(guī)則對(duì)稱的結(jié)構(gòu)也不可能是純粹的平動(dòng)，其最大水平位移

15、與層間位移一定是發(fā)生在樓層邊角部位的某處。所以一般情況下位移比是由結(jié)構(gòu)邊角部位的水平位移與層間位移決定的。因此調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件的剛度是控制位移比的最為有效的方法。周期比的控制在于結(jié)構(gòu)具備足夠的抗扭轉(zhuǎn)剛度，而結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭轉(zhuǎn)剛度貢獻(xiàn)最大。因此調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件剛度以控制位移比時(shí)，必然對(duì)周期比產(chǎn)生較大影響?？紤]到對(duì)周期比的影響，調(diào)整位移比時(shí)，特別是當(dāng)周期比接近規(guī)范限值時(shí)，應(yīng)注意不要削弱結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件的剛度。同樣，對(duì)周期比的調(diào)整也可能影響位移比。特別是當(dāng)某主軸方向的位移比接近規(guī)范限值時(shí)，此時(shí)對(duì)抗側(cè)力構(gòu)件剛度的調(diào)整應(yīng)以結(jié)構(gòu)的質(zhì)心為中心盡量對(duì)稱。周期比&剪重比：分析反應(yīng)譜曲

16、線（地震影響系數(shù)曲線）可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)結(jié)構(gòu)的自振周期超過特征周期后，地震影響系數(shù)呈減小趨勢，并且在自振周期較小的情況下，減小的較快。也就是說，結(jié)構(gòu)的周期越大，地震的作用越??；結(jié)構(gòu)的周期越小，地震的作用越大。利用這個(gè)規(guī)律，當(dāng)結(jié)構(gòu)某主軸方向的剪重比不滿足規(guī)范要求時(shí)，可通過加強(qiáng)該主軸方向的剛度來減小結(jié)構(gòu)的自振周期，以增大結(jié)構(gòu)的地震作用，進(jìn)而增大剪重比。還可以根據(jù)反應(yīng)譜曲線將結(jié)構(gòu)的自振周期控制在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，以獲得更大的地震作用或減小地震作用。同樣，在調(diào)整周期比時(shí)，也應(yīng)根據(jù)剪重比的大小區(qū)別對(duì)待，當(dāng)某主軸方向的剪重比小于或接近規(guī)范限值時(shí)，宜加強(qiáng)該主軸方向結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件的剛度；當(dāng)某主軸方向的剪重比大于規(guī)范

17、限值較多時(shí)，宜削弱該主軸方向結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，以取得較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。位移比&剪重比：如前面所述，位移比的調(diào)整將影響到結(jié)構(gòu)的自振周期，進(jìn)而對(duì)結(jié)構(gòu)的地震作用產(chǎn)生影響，使結(jié)構(gòu)的剪重比發(fā)生變化。因此調(diào)整位移比時(shí)應(yīng)根據(jù)剪重比的大小區(qū)別對(duì)待，當(dāng)某主軸方向的剪重比小于或接近規(guī)范限值時(shí)，宜在結(jié)構(gòu)剛心相對(duì)于質(zhì)心偏心的一側(cè)加強(qiáng)抗側(cè)力構(gòu)件的剛度；當(dāng)某主軸方向剪重比大于規(guī)范限值較多時(shí)，宜在結(jié)構(gòu)剛心相對(duì)于質(zhì)心偏心的另一側(cè)削弱抗側(cè)力構(gòu)件的剛度。同樣，對(duì)剪重比的調(diào)整也可能影響位移比。特別是當(dāng)某主軸方向的位移比接近規(guī)范限值時(shí)，此時(shí)對(duì)該主軸方向抗側(cè)力構(gòu)件剛度的調(diào)整應(yīng)以結(jié)構(gòu)的質(zhì)心為中心盡量對(duì)稱。位移比&剛重比：分析剛

18、重比的定義可以發(fā)現(xiàn)，剛重比與結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度成正比關(guān)系。即在結(jié)構(gòu)的質(zhì)量基本保持不變的情況下，結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度越大，剛重比越大；結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度越小，剛重比越小。如前面所述，位移比的調(diào)整將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的變化，從而影響到剛重比。因此調(diào)整位移比時(shí)應(yīng)根據(jù)剛重比的大小區(qū)別對(duì)待，當(dāng)某主軸方向的剛重比小于或接近規(guī)范限值時(shí)，宜在結(jié)構(gòu)剛心相對(duì)于質(zhì)心偏心的一側(cè)加強(qiáng)抗側(cè)力構(gòu)件的剛度；當(dāng)某主軸方向剛重比大于規(guī)范限值較多時(shí)，宜在結(jié)構(gòu)剛心相對(duì)于質(zhì)心偏心的另一側(cè)削弱抗側(cè)力構(gòu)件的剛度。同樣，對(duì)剛重比的調(diào)整也可能影響位移比。特別是當(dāng)某主軸方向的位移比接近規(guī)范限值時(shí)，此時(shí)對(duì)該主軸方向抗側(cè)力構(gòu)件剛度的調(diào)整應(yīng)以結(jié)構(gòu)的質(zhì)心為中心盡量對(duì)稱

19、。周期比&剛重比：如前面所述，剛重比與結(jié)構(gòu)的側(cè)移剛度成正比關(guān)系；周期比的調(diào)整將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度的變化，從而影響到剛重比。因此調(diào)整周期比時(shí)應(yīng)根據(jù)剛重比的大小區(qū)別對(duì)待，當(dāng)某主軸方向的剛重比小于或接近規(guī)范限值時(shí)，宜加強(qiáng)該主軸方向結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件的剛度；當(dāng)某主軸方向的剛重比大于規(guī)范限值較多時(shí)，宜削弱該主軸方向結(jié)構(gòu)內(nèi)部抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，以取得較好的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。同樣，對(duì)剛重比的調(diào)整也可能影響周期比。特別是當(dāng)結(jié)構(gòu)的周期比接近規(guī)范限值時(shí)，宜加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍抗側(cè)力構(gòu)件的剛度。剪重比&剛重比：如前面所述，兩個(gè)參數(shù)都與結(jié)構(gòu)的剛度密切相關(guān)，且成正比關(guān)系。當(dāng)結(jié)構(gòu)的剛度發(fā)生變化時(shí)，這兩個(gè)參數(shù)的變化趨勢基本相同。當(dāng)剪重比較

20、小，如小于0.02時(shí)，結(jié)構(gòu)的剛度雖能滿足水平位移限值的要求，但往往不能滿足剛重比的要求。這兩個(gè)參數(shù)都反映了結(jié)構(gòu)對(duì)剛度的絕對(duì)需求，在設(shè)計(jì)時(shí)是必須滿足的。 未完成，待續(xù)。高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的七個(gè)比值及調(diào)整方法(轉(zhuǎn)自u(píng)ser的博客)2008-11-13 14:27高層設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于豎向承重構(gòu)件（柱、剪力墻等）的合理布置，設(shè)計(jì)過程中控制的目標(biāo)參數(shù)主要有如下七個(gè)：一、軸壓比：主要為限制結(jié)構(gòu)的軸壓比，保證結(jié)構(gòu)的延性要求，規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求，見抗規(guī)6.3.7和6.4.6，高規(guī) 6.4.2和7.2.14及相應(yīng)的條文說明。軸壓比不滿足要求，結(jié)構(gòu)的延性要求無法保證；軸壓比過小，則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指

21、標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少相應(yīng)墻、柱的截面面積。 軸壓比不滿足時(shí)的調(diào)整方法： 1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。 2、人工調(diào)整：增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度。二、剪重比：主要為限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結(jié)構(gòu)的安全，見抗規(guī)5.2.5，高規(guī)3.3.13及相應(yīng)的條文說明。這個(gè)要求如同最小配筋率的要求，算出來的水平地震剪力如果達(dá)不到規(guī)范的最低要求，就要人為提高，并按這個(gè)最低要求完成后續(xù)的計(jì)算。 剪重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法： 1、程序調(diào)整：在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”后，SATWE按抗規(guī)5.2.5自動(dòng)將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以

22、該層及以上重力荷載代表值之和，用以調(diào)整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。 2、人工調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可按下列三種情況進(jìn)行調(diào)整： 1）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又偏大時(shí)，說明結(jié)構(gòu)過柔，宜適當(dāng)加大墻、柱截面，提高剛度。 2）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g側(cè)移角又偏小時(shí)，說明結(jié)構(gòu)過剛，宜適當(dāng)減小墻、柱截面，降低剛度以取得合適的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)。 3）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當(dāng)時(shí)，可在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)增大地震作用，以滿足剪重比要求。三、剛度比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層，見抗規(guī)3.4.2，高規(guī)4.4.2及相應(yīng)

23、的條文說明；對(duì)于形成的薄弱層則按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。 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，SATWE自動(dòng)將該樓層定義為薄弱層，并按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。 2、人工調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可按以下方法調(diào)整： 1）適當(dāng)降低本層層高，或適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高。 2）適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度。四、位移比：主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。見抗規(guī)3.4.2，高規(guī) 4.3.5及相應(yīng)的條文說明。 位移比不滿足時(shí)的調(diào)整方法： 1、程序調(diào)整

24、：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。 2、人工調(diào)整：只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置，減小結(jié)構(gòu)剛心與形心的偏心距；調(diào)整方法如下： 1）由于位移比是在剛性樓板假定下計(jì)算的，最大位移比往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的四角部位；因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度；同時(shí)在設(shè)計(jì)中，應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。 2）利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡圖”中快速找到位移最大的節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度；也可找出位移最小的節(jié)點(diǎn)削弱其剛度；直到位移比滿足要求。五、周期比：主要為限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不

25、利影響，見高規(guī)4.3.5及相應(yīng)的條文說明。周期比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。 周期比不滿足時(shí)的調(diào)整方法： 1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。 2、人工調(diào)整：只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度；總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍墻、柱或梁的剛度，適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度；利用結(jié)構(gòu)剛度與周期的反比關(guān)系，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件，加強(qiáng)需要減小周期方向（包括平動(dòng)方向和扭轉(zhuǎn)方向）的剛度，或削弱需要增大周期方向的剛度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的第一或第二振型為扭轉(zhuǎn)時(shí)可按以下方法調(diào)整：1）SATWE程序中的振型是以其周期的長短排序的。2）結(jié)構(gòu)的第一、第二振

26、型宜為平動(dòng)，扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見抗規(guī)3.5.3條3款及條文說明“結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性（周期和振型）宜相近”；高規(guī)7.1.1條條文說明“在抗震結(jié)構(gòu)中宜使兩個(gè)方向的剛度接近”；高規(guī)8.1.7條7款“抗震設(shè)計(jì)時(shí)，剪力墻的布置宜使各主軸方向的側(cè)移剛度接近”。3）結(jié)構(gòu)的剛度（包括側(cè)移剛度和扭轉(zhuǎn)剛度）與對(duì)應(yīng)周期成反比關(guān)系，即剛度越大周期越小，剛度越小周期越大。4）抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)剛度的貢獻(xiàn)與其距結(jié)構(gòu)剛心的距離成正比關(guān)系，結(jié)構(gòu)外圍的抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度貢獻(xiàn)最大。5）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)于其兩個(gè)主軸（第二振型轉(zhuǎn)角方向和第三振型轉(zhuǎn)角方向，一般都靠近X軸和Y軸

27、）的側(cè)移剛度過小，此時(shí)宜沿兩主軸適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍的剛度，或沿兩主軸適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。6）當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說明結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的側(cè)移剛度相差較大，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對(duì)其中一主軸（第一振型轉(zhuǎn)角方向）的側(cè)移剛度是合理的；但相對(duì)于另一主軸（第三振型轉(zhuǎn)角方向）的側(cè)移剛度則過小，此時(shí)宜適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿“第三振型轉(zhuǎn)角方向”的剛度，或適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍（主要是沿第一振型轉(zhuǎn)角方向）的剛度。7）某主軸方向的層間位移角小于限值（見高規(guī)表4.6.3，下同）較多時(shí)，對(duì)該主軸方向宜采用“加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍剛度”的方法；某主軸方向的層間位移角大于限值較多時(shí)，對(duì)該主軸方向宜采用“削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部剛度”的方法；某主軸方向的層間

28、位移角接近限值時(shí)，對(duì)該主軸方向宜同時(shí)采用“加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍剛度”和“削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部剛度”的方法。8）在進(jìn)行上述調(diào)整的同時(shí)，應(yīng)注意使周期比滿足高規(guī)4.3.5條的要求。9）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，周期比肯定不滿足規(guī)范的要求；當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，周期比較難滿足規(guī)范的要求。六、剛重比：主要是控制在風(fēng)荷載或水平地震作用下，重力荷載產(chǎn)生的二階效應(yīng)不致過大，避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌，見高規(guī)5.4.1和5.4.4及相應(yīng)的條文說明。剛重比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于重力荷載過?。坏珓傊乇冗^分大，則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。 剛重比不滿足時(shí)的調(diào)整方法： 1、程序調(diào)整：SATWE程序不能

29、實(shí)現(xiàn)。 2、人工調(diào)整：只能通過人工調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。七、層間受剪承載力比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層，見抗規(guī)3.4.2，高規(guī)4.4.3及相應(yīng)的條文說明；對(duì)于形成的薄弱層應(yīng)按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。 層間受剪承載力比不滿足時(shí)的調(diào)整方法： 1、程序調(diào)整：在SATWE的“調(diào)整信息”中的“指定薄弱層個(gè)數(shù)”中填入該樓層層號(hào)，將該樓層強(qiáng)制定義為薄弱層，SATWE按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。 2、人工調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強(qiáng)度（如增大柱箍筋和墻水平分布筋、提高混凝土強(qiáng)度或加大

30、截面）以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力，或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力。上述幾個(gè)參數(shù)的調(diào)整涉及構(gòu)件截面、剛度及平面位置的改變，在調(diào)整過程中可能相互關(guān)聯(lián)，應(yīng)注意不要顧此失彼。如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則，第一次試算時(shí)可只建一個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛重比等滿足之后再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層；這樣可以減少建模過程中的重復(fù)修改，加快建模速度。高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的六個(gè)比值2008-11-13 13:28高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要控制的六個(gè)比值1、軸壓比：主要為控制結(jié)構(gòu)的延性，規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求，見抗規(guī)6.3.7和6.4.6。6.3.7 柱軸壓比不宜超過表6.3.7的

31、規(guī)定；建造于類場地且較高的高層建筑，柱軸壓比限值應(yīng)適當(dāng)減小。注：1 軸壓比指柱組合的軸壓力設(shè)計(jì)值與柱的全截面面積和混凝土軸心抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘積之比值；可不進(jìn)行地震作用計(jì)算的結(jié)構(gòu)，取無地震作用組合的軸力設(shè)計(jì)值；2 表內(nèi)限值適用于剪跨比大于2、混凝土強(qiáng)度等級(jí)不高于C60的柱；剪跨比不大于2的柱軸壓比限值應(yīng)降低0.05；剪跨比小于1.5的柱，軸壓比限值應(yīng)專門研究并采取特殊構(gòu)造措施； 3 沿柱全高采用井字復(fù)合箍且箍筋肢距不大于200mm、間距不大于100mm、直徑不小于12mm，或沿柱全高采用復(fù)合螺旋箍、螺旋間距不大于100mm、箍筋肢距不大于200mm、直徑不小于12mm，或沿柱全高采用連續(xù)復(fù)合矩形

32、螺旋箍、螺旋凈距不大于80mm、箍筋肢距不大于200mm、直徑不小于10mm、軸壓比限值均可增加0.10；上述三種箍筋的配箍特征值均應(yīng)按增大的軸壓比由本節(jié)表6.3.12確定；4 在柱的截面中部附加芯柱，其中另加的縱向鋼筋的總面積不少于柱截面面積的0.8%，軸壓比限值可增加0.05；此項(xiàng)措施與注3的措施共同采用時(shí)，軸壓比限值可增加0.15，但箍筋的配箍特征值仍可按抽壓比增加0.10 的要求確定；5 柱軸壓比不應(yīng)大于1.05。6.4.6 抗震墻兩端和洞口兩側(cè)應(yīng)設(shè)置邊緣構(gòu)件，并應(yīng)符合下列要求：1 抗震墻結(jié)構(gòu)，一、二級(jí)抗震墻底部加強(qiáng)部位及相鄰的上一層應(yīng)按本章第6.4.7條設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，但墻肢底截面在重力荷載代表值作用下的軸壓比小于表6.4.6的規(guī)定