关于“楼层位移比”和“层间位移角”问题

关于“楼层位移比”和“层间位移角”问题

1、“楼层位移比”

1）定义——“楼层位移比”指：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值；

2）目的——限制结构的扭转；

3）计算要求——考虑偶然偏心（注意：不考虑双向地震）。

2、“层间位移角”

1）定义——按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比；

2）目的——控制结构的侧向刚度；

3）计算要求——不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。

3、综合说明：

1）现行规范通过两个途径实现对结构扭转和侧向刚度的控制，即通过对“楼层位移比”的控制，达到限制结构扭转的目的；通过对“层间位移角”的控制，达到限制结构最小侧向刚度的目的。

2）对“层间位移角”的限制是宏观的。“层间位移角”计算时只需考虑结构自身的扭转藕联，无需考虑偶然偏心及双向地震。

3）双向地震作用计算，本质是对抗侧力构件承载力的一种放大，属于承载能力计算范畴，不涉及对结构扭转控制的判别和对结构抗侧刚度大小的判断。

4）常有单位要求按双向地震作用计算控制“楼层位移比”和“层间位移角”，这是没有依据的。但对特别重要或特别复杂的结构，作为一种高于规范标准的性能设计要求也有它一定的合理性。

高层结构设计中经常要控制轴压比、剪重比、刚度比、周期比、位移比和刚重比“六种比值”，1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规6.3.7和

6.4.6。

2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规5.2.5。

3、刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，见抗规3.4.2。

4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。见抗规3.4.2。

5、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，要求见高规

6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆，要求见高规。

转自钢结构论坛。

1.一个建筑物结构设计部分，一般来说，包含两个过程：

1）结构分析；2）结构设计

方案选定后要结构分析，结构分析就是看方案的布置是否合理，包括水平布置和竖向布置；

具体的说就是八个比值：

轴压比，周期比，位移比，剪重比，刚重比，层间受剪承载力比，侧向刚度比，层间位移角。

2.下面来说说这个比值是用来控制结构哪个方面的。

轴压比: 保证结构的延性；

周期比和位移比：判断和控制结构的扭转效应；

剪重比：是用来确保长周期结构的安全。

刚重比：控制P-Δ效应作用下的稳定性。当刚重比比较大时，是可以不用考虑其P-Δ效应的，当刚重比比较小时，就要考虑其P-Δ效应。规范采用的是对未考虑重力二阶效应的计算

结果乘以增大系数的方法近似考虑。

但是刚重比不能过小，是有一个限值的。

层间受剪承载力比：限制结构的竖向布置规则性，可以用来判断薄弱层。

注：层间受剪承载力是指是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪

承载力之和。

也就是说，当混凝土的等级，构件截面以及配筋定下之后，由《高规》6.2.8以及7.2.11的公式就确定了层间受剪承载力。注意，由于有压力Ｎ的影响，即使有完全相同的标准层

楼层，得出的层间受剪承载力比都会略大于1.

刚度比：限制结构的竖向布置规则性，也可以用来判断薄弱层。

注：对于混凝土结构来说，楼层的侧向刚度，与所配的钢筋多少无关，只与混凝土和其相应

构件的截面有关，即EcIb,EcIc,EcIw等有关。

层间位移角：限制正常使用下的水平位移，确保结构有足够的刚度。

3.在确定计算参数时，

1）对刚度的调整，会影响到结构整体的分析，如连梁刚度的折减，中梁的刚

度增大。

2）对力（如弯矩，扭矩或地震力）的调整，不会影响结构的整体分析。只会影响后面的结

构设计，即配筋等。

位移比:主要控制结构的平面规则性，以免形成扭转。

1、“楼层位移比”

1）定义——“楼层位移比”指：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值；

2）目的——限制结构的扭转；

3）计算要求——考虑偶然偏心（注意：不考虑双向地震）。

2、综合说明：

1）现行规范通过两个途径实现对结构扭转和侧向刚度的控制，即通过对“扭转位移比”的控制，达到限制结构扭转的目的；通过对“层间位移角”的控制，达到限制结构最小侧向刚度的目的。

2）对“层间位移角”的限制是宏观的。“层间位移角”计算时只需考虑结构自身的扭转藕联，无需考虑偶然偏心及双向地震。

3）双向地震作用计算，本质是对抗侧力构件承载力的一种放大，属于承载能力计算范畴，不涉及对结构扭转控制的判别和对结构抗侧刚度大小的判断。

4）常有单位要求按双向地震作用计算控制“扭转位移比”和“层间位移角”，这是没有依据的。但对特别重要或特别复杂的结构，作为一种高于规范标准的性能设计要求也有它一定的合理性。

高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。位移比的限值：是根据刚性楼板假定的条件下确定的，其平均位移的计算方法，也基于“刚性楼板假定”。

控制位移比的计算模型：按照规范要求的定义，位移比表示为“最大位移/平均位移”，而平均位移表示为“（最大位移+最小位移）/2”，其中的关键是“最小位移”，当楼层中产生0位移节点，则最小位移一定为0，从而造成平均位移为最大位移的一半，位移比为2。则失去了位移比这个结构特征参数的参考意义，所以计算位移比时，如果楼层中产生“弹性节点”，应选择“强制刚性楼板假定”。

高规4.3.5条，应在质量偶然偏心的条件下，考察结构楼层位移比的情况。

层间位移角：程序采用“最大柱（墙）间位移角”作为楼层的层间位移角，此时可以“不考虑偶然偏心”的计算条件。

复杂结构，如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等，这些结构或者柱、墙不在同一标高，或者本层根本没有楼板，这类结构可以通过位移的“详细输出”或观察结构的变形示意图，来考察结构的扭转效应。复杂高层建筑结构设计（徐培福主编）第195页，图7.1.7，先按不考虑偶然偏心计算扭转位移比，根据计算结果分两种情况分别计算，一是，当扭转位移比小于1.2时，按偶然偏心计算；二是，当扭转位移比大于等于1.2时，按双向地震计算。再根据两次计算结果取不利情况对结构的扭转不规则进行判别。（博主提示：请注意，这里对采用双向地震的判别是比1）放松许多，注意，这里的规定都是对复杂高层建筑而言的，对一般工程，原则上不需要进行这样严格的判别）。

对于错层结构或带有夹层的结构，这类结构总是伴有大量的越层柱，当选择“强制刚性楼板

假定”后，越层柱将受到楼层的约束，如果越层柱很多，计算失真。

总之，结构位移特征的计算模型之合理性，应根据结构的实际出发，对复杂结构应采用多种手段。

位移比:主要控制结构的平面规则性，以免形成扭转。

1、“楼层位移比”

1）定义——“楼层位移比”指：楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）与楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值；

2）目的——限制结构的扭转；

3）计算要求——考虑偶然偏心（注意：不考虑双向地震）。

2、综合说明：

1）现行规范通过两个途径实现对结构扭转和侧向刚度的控制，即通过对“扭转位移比”的控制，达到限制结构扭转的目的；通过对“层间位移角”的控制，达到限制结构最小侧向刚度的目的。

2）对“层间位移角”的限制是宏观的。“层间位移角”计算时只需考虑结构自身的扭转藕联，无需考虑偶然偏心及双向地震。

3）双向地震作用计算，本质是对抗侧力构件承载力的一种放大，属于承载能力计算范畴，不涉及对结构扭转控制的判别和对结构抗侧刚度大小的判断。

4）常有单位要求按双向地震作用计算控制“扭转位移比”和“层间位移角”，这是没有依据的。但对特别重要或特别复杂的结构，作为一种高于规范标准的性能设计要求也有它一定的合理性。

高规的4.3.5条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。

位移比的限值：是根据刚性楼板假定的条件下确定的，其平均位移的计算方法，也基于“刚性楼板假定”。

控制位移比的计算模型：按照规范要求的定义，位移比表示为“最大位移/平均位移”，而平均位移表示为“（最大位移+最小位移）/2”，其中的关键是“最小位移”，当楼层中产生0位移节点，则最小位移一定为0，从而造成平均位移为最大位移的一半，位移比为2。则失去了位移比这个结构特征参数的参考意义，所以计算位移比时，如果楼层中产生“弹性节点”，应选择“强制刚性楼板假定”。

高规4.3.5条，应在质量偶然偏心的条件下，考察结构楼层位移比的情况。

层间位移角：程序采用“最大柱（墙）间位移角”作为楼层的层间位移角，此时可以“不考虑偶然偏心”的计算条件。

复杂结构，如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等，这些结构或者柱、墙不在同一标高，或者本层根本没有楼板，这类结构可以通过位移的“详细输出”或观察

结构的变形示意图，来考察结构的扭转效应。复杂高层建筑结构设计（徐培福主编）第195页，图7.1.7，先按不考虑偶然偏心计算扭转位移比，根据计算结果分两种情况分别计算，一是，当扭转位移比小于1.2时，按偶然偏心计算；二是，当扭转位移比大于等于1.2时，按双向地震计算。再根据两次计算结果取不利情况对结构的扭转不规则进行判别。（博主提示：请注意，这里对采用双向地震的判别是比1）放松许多，注意，这里的规定都是对复杂高层建筑而言的，对一般工程，原则上不需要进行这样严格的判别）。

对于错层结构或带有夹层的结构，这类结构总是伴有大量的越层柱，当选择“强制刚性楼板假定”后，越层柱将受到楼层的约束，如果越层柱很多，计算失真。总之，结构位移特征的计算模型之合理性，应根据结构的实际出发，对复杂结构应采用多种手段。

关于高层结构位移角的问题

最近做了一个地上16层，地下1层的高层公建，选型用了框架结构，柱网间距7800，1层层高4500，二层4200，以上层高为3000。最大位移角达到1/1500，而规范只要求1/550。底层柱子用C40砼。抗震审查时，提出刚度偏刚了，最好采用高强砼，柱子截面减小。其实在开会前，我们自己也觉得位移角太小，刚度很大。但由于柱网间距大，柱荷较大，把轴压比控制在0.8左右，柱子尺寸很难调小了。底层柱子是800x800,顶部几层柱子是400x400（由于间距较大，没敢用350x350,300x300)。

想请教大家的是这样的情况下（大柱网），位移角1/1500是不是不合理了？是不是一定要接近1/550才合理？

换句话说，想请教大家，框架高层位移角做到接近1/550（如1/800），是不是需要什么前提条件？如柱网太大,层高低是不是会客观影响位移角不可能做到太大、结构太柔？

你可以把梁的截面调小一点，这样刚度就下来了。我觉得你的柱子设计的还是很好的。象框架的层间位移角做到1/1000左右就可以了。剪力墙做到1/2000~1/3000就比较可以了。关于限制层间位移角的作用高规条文说明里面有，当然层间位移角小，结构的安全肯定没问题，只是经济性要差些。并不是一定要向规范的最小值靠，因为结构的刚度是由多方面原因影响的，尤其是柱子的承载能力、轴压比就基本决定了需要多大的截面。我们理解的结构一般都希望他不要太柔也不要太刚，所以一般有设计经验的结构做多了自己都知道根据层间位移角的大小调整结构刚度，使其符合我们的一般经验。

梁截面调小的话，配筋率就上去了。是否用宽扁梁要好些？

框架梁截面高度一般可以做到1/10~1/18，按1/12取，7800mm的柱距，梁高650mm；按1/15取，梁高520mm。你的框架具体是几度区的？如果是六度区，梁截面高度小点应该行。7度区最多做到700mm。

此外，你的柱子截面变了几次？下面是800×800，怎么顶层就做到400×400了，你的房子才16层，柱子截面是不是变得多了点。而且变柱子截面应该和变混凝土强度交替渐变。我觉得顶层还是要做到500×500左右比较合适。

1 回liu_wei朋友，裙房以上的层高是3米，要求净高2。4米，也就是说梁最高取600。7800跨的梁如果梁高取520，配筋大得吓人，配筋率太高了。

2 变了4次，平均4层变一次截面。最上边两层用的400x400。你说的也对，跨度大顶层用大点。

我冒昧地说一句，你的位移这么小，可能是因为你的柱子变化得太合适了，沿竖向刚度的变化，与外力要求相当的适应，所以才导致位移很理想。

其实，对付审图的，有很多种办法。你和他们亮出轴压比，他们就不会再要求截面变小了。当然，你还可以把标高降低点儿，位移会增大，试试嘛，不一定非得提标高，降截面。提柱标号的话，再提就C45，C50了，那梁标号也跟着提高？得不偿失啊。

所以呢降标号成为一个办法。把标号降到C30,C25,C20,位移会下来相当一些。标号低了，抗裂性能好啊

再有，你把柱截面变化2次，也就是说只有三种截面时，刚度与外力不准确相适应时，位移角会增大，少变一次截面，施工的会省事很多啊。

也可以把周期折减到规范要求的最低值，位移会下来，当然配筋会增加一些。

如果有地下室的话，不取正负零为嵌固。

实在不行了，就象征性地在楼梯电梯处加几片剪力墙，这样，限值提高到800。

1、结构方案有问题，

这类高度跨度，采用框架结构体系，依据中国现行规范的轴压比的要求,会造成侧移刚度偏大的效果。

2、中国现行规范关于轴压比的规定存在必须要商讨的问题，

限制轴压比是为了使柱发生延性更好的大偏压破坏，但是发生延性破坏，轴压比仅仅是一个控制因素而已，例如配箍特征，纵筋配筋率，混凝土强度等级，截面形状等等，虽然现行规范有相关的一些规定，但是却没有体现出这些控制因素的相关性，而大部分都由这个轴压比控制，造成了超过一定高度的框架结构，框架柱截面偏大,框架侧移刚度偏大。这也是中国规范的狭隘性造成的。

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/d9gq.html