淺談鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中需控制的幾個比值

淺談鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中需控制的幾個比值高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中豎向構(gòu)件布置是控制整體設(shè)計的關(guān)鍵，而確定結(jié)構(gòu)布置合理性及結(jié)構(gòu)體系的經(jīng)濟性能，這些都是通過控制目標(biāo)參數(shù)來實現(xiàn)的，因此目標(biāo)參數(shù)合理性是關(guān)鍵所在。

TU973+.3文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-2104（2013）

高層結(jié)構(gòu)設(shè)計中對豎向承重構(gòu)件（柱、剪力墻等）采用合理截面及合理的布置是通過計算不斷調(diào)整使其趨于完善的過程，在這個設(shè)計過程中控制的目標(biāo)參數(shù)主要有如下七個：

1、軸壓比：主要為控制結(jié)構(gòu)的延性，規(guī)范對墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求，見抗規(guī)6.3.6和6.4.5，高規(guī)6.4.2和7.2.13。

軸壓比不滿足時的調(diào)整方法：

1）程序調(diào)整：SATWE程序不能實現(xiàn)。

2）人工調(diào)整：增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度。

2、剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結(jié)構(gòu)安全性，見抗規(guī)5.2.5，高規(guī)4.3.12。這個要求如同最小配筋率的要求，算出來的地震剪力如果達(dá)不到規(guī)范的最低要求，就要人為提高，并按這個最低要求完成后續(xù)的計算。

剪重比不滿足時的調(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）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：

a）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又偏大時，說明結(jié)構(gòu)過柔，宜適當(dāng)加大墻、柱截面，提高剛度；

b）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g側(cè)移角又偏小時，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)濟技術(shù)指標(biāo)；

c）當(dāng)?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側(cè)移角又恰當(dāng)時，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。

3、剛度比：主要為控制結(jié)構(gòu)豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層，見抗規(guī)3.4.3，高規(guī)3.5.2；對于形成的薄弱層則按高規(guī)3.5.8予以加強。

剛度比不滿足時的調(diào)整方法：

1）程序調(diào)整：如果某樓層剛度比的計算結(jié)果不滿足要求，SATWE自動將該樓層定義為薄弱層，并按高規(guī)3.5.8將該樓層地震剪力放大1.25倍。

2）人工調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可適當(dāng)降低本層層高和加強本層墻、柱或梁的剛度，適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高和削弱上部相關(guān)樓層墻、柱或梁的剛度。

4、位移比：主要為控制結(jié)構(gòu)平面規(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)3.4.3，高規(guī)3.4.5。

位移比不滿足時的調(diào)整方法：

1）程序調(diào)整：SATWE程序不能實現(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；可利用程序的節(jié)點搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號簡圖”中快速找到位移最大的節(jié)點，加強該節(jié)點對應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度；也可找出位移最小的節(jié)點削弱其剛度；直到位移比滿足要求。

5、周期比：主要為控制結(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，見高規(guī)3.4.5。周期比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于側(cè)移剛度較小，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過大。

周期比不滿足時的調(diào)整方法：

1）程序調(diào)整：SATWE程序不能實現(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)的扭轉(zhuǎn)剛度；總的調(diào)整原則是加強結(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。

第一或第二振型為扭轉(zhuǎn)時的調(diào)整方法：

a）SATWE程序中的振型是以其周期的長短排序的。b）結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動，扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見抗規(guī)3.4.5條及條文說明“結(jié)構(gòu)在兩個主軸方向的動力特性(周期和振型)宜相近”。c）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時，說明結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對于其兩個主軸（一般都靠近X軸和Y軸）方向的側(cè)移剛度過小，此時宜沿兩主軸適當(dāng)加強結(jié)構(gòu)外圍的剛度，并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。d）當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時，說明結(jié)構(gòu)沿兩個主軸方向的側(cè)移剛度相差較大，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度相對其中一主軸（側(cè)移剛度較小方向）的側(cè)移剛度是合理的；但相對于另一主軸（側(cè)移剛度較大方向）的側(cè)移剛度則過小，此時宜適當(dāng)加強結(jié)構(gòu)外圍（主要是沿側(cè)移剛度較大方向）的剛度，并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿側(cè)移剛度較大方向的剛度。e）在進(jìn)行上述調(diào)整的同時，應(yīng)注意使周期比滿足規(guī)范的要求。f）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時，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，周期比較難滿足規(guī)范的要求。

6、剛重比：主要為控制結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，避免結(jié)構(gòu)在風(fēng)載或地震力的作用下整體失穩(wěn)，見高規(guī)5.4.4。剛重比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的剛度相對于重力荷載過??；但剛重比過分大，則說明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟技術(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。

剛重比不滿足時的調(diào)整方法：

1）程序調(diào)整：SATWE程序不能實現(xiàn)。

2）人工調(diào)整：只能通過人工調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，加強墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。

7、層間受剪承載力比：控制豎向不規(guī)則性，以免豎向樓層受剪承載力突變，形成薄弱層，見抗規(guī)3.4.3，高規(guī)3.5.3；對于形成的薄弱層應(yīng)按高規(guī)3.5.8予以加強。

層間受剪承載力比不滿足時的調(diào)整方法：

1）程序調(diào)整：在SATWE的“調(diào)整信息”中的“指定薄弱層個數(shù)”中填入該樓層層號，將該樓層強制定義為薄弱層，SATWE按高規(guī)3.5.8將該樓層地震剪力放大1.25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)件強度（如增大配筋、提高混凝土強度或加大截面）以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的承載力，或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的承載力。

如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則，第一次試算時可只建一個結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重