框架结构设计计算步骤探讨

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框架结构设计计算步骤探讨

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框架结构设计计算步骤探讨 作者:李维敦

(甘肃建筑职业技术学院建筑工程系结构教研室,甘肃省 兰州市 730050)

【摘要】 新规范对建筑结构设计提出了更高的要求,结构计算更加复杂多样,因此不可能一次完成,而应当从整体到局部、分层次完成。主要计算过程可以分为四步进行:整体参数计算,整体合理性计算,构件优化计算和抗震性能验算。每步计算中又包含多次试算,在上一步计算取得合理结果以后,方可进行下一步计算,以便使结构计算过程科学化,提高设计工作效率。 【关键字】 建筑结构设计 计算步骤 参数

新的建筑结构设计规范在结构可靠度、设计计算、配筋构造方面均有重大更新和补充,特别是对抗震及结构的整体性,规则性作出了更高的要求,使结构设计不可能一次完成。如何正确运用设计软件进行结构设计计算,以满足新规范的要求,是每个设计人员都非常关心的问题。以SETWE软件为例,进行结构设计计算步骤的讨论,对一个典型工程而言,使用结构软件进行结构计算分四步较为科学。 一.完成整体参数的正确设定

计算开始以前,设计人员首先要根据新规范的具体规定和软件手册对参数意义的描述,以及工程的实际情况,对软件初始参数和特殊构件进行正确设置。但有几个参数是关系到整体计算结果的,必须首先确定其合理取值,才能保证后续计算结果的正确性。这些参数包括振型组合数、最大地震力作用方向和结构基本周期等,在计算前很难估计,需要经过试算才能得到。

1.振型组合数是软件在做抗震计算时考虑振型的数量。该值取值太小不能正确反映模型应当考虑的振型数量,使计算结果失真;取值太大,不仅浪费时间,还可能使计算结果发生畸变。《高层建筑混凝土结构技术规程》5.1.13-2条规定,抗震计算时,宜考虑平扭藕联计算结构的扭转效应,振型数不宜小于15,对多塔结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。一般而言,振型数的多少于结构层数及结构自由度有关,当结构层数较多或结构层刚度突变较大时,振型数应当取得多些,如有弹性节点、多塔楼、转换层等结构形式。振型组合数是否取值合理,可以看软件计算书中的x,y向的有效质量系数是否大于0.9。具体操作是,首先根据工程实际情况及设计经验预设一个振型数计算后考察有效质量系数是否大于0.9,若小于0.9,可逐步加大振型个数,直到x,y两个方向的有效质量系数都大于0.9为止。必须指出的是,结构的振型组合数并不是越大越好,其最大值不能超过结构得总自由度数。例如对采用刚性板假定得单塔结构,考虑扭转藕联作用时,其振型不得超过结构层数的3倍。如果选取的振型组合数已经增加到结构层数的3倍,其有效质量系数仍不能满足要求,也不能再增加振型数,而应认真分析原因,考虑结构方案是否合理。

2. 最大地震力作用方向是指地震沿着不同方向作用,结构地震反映的大小也各不相同,那么必然存在某各角度使得结构地震反应值最大的最不利地震作用方向。设计软件可以自动计算出最大地震力作用方向并在计算书中输出,设计人员如发现该角度绝对值大于15度时,应将该数值回填(代入设计参数中)到软件的“水平力与整体坐标夹角”选项里并重新计算,以体现最不利地震作用方向的影响。

3. 结构基本周期是计算风荷载的重要指标。设计人员如果不能事先知道其准确值,可先按经验公式:T1=0.25+0.35×10-3H2/3√B计算代入软件,亦可以保留软件的缺省值,待计算后从计算书中读取其值,填入软件的“结构基本周期”选项,重新计算即可。

上述的计算目的是将这些对全局有控制作用的整体参数先行计算出来,正确设置,否则其后的计算结果与实际差别很大。 二.确定整体结构的合理性

整体结构的科学性和合理性是新规范特别强调内容。新规范用于控制结构整体性的主要指标主要有:周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比等。

1. 周期比是控制结构扭转效应的重要指标。它的目的是使抗侧力的构件的平面布置更有效更合理,使结构不至出现过大的扭转。也就是说,周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构承载布局合理。《高规》第4.3.5条对结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比的要求给出了规定。如果周期比不满足规范的要求,说明该结构的扭转效应明显,设计人员需要增加结构周边构件的刚度,降低结构中间构件的刚度,以增大结构的整体抗扭刚度。设计软件通常不直接给出结构的周期比,需要设计人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转(平动)周期。以下介绍实用周期比计算方法:1)扭转周期与平动周期的判断:从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的平动周期,按周期值从大到小排列。同理,将所有平动系数大于0.5的平动周期值从大到小排列;2)第一周期的判断:从列队中选出数值最大的扭转(平动)周期,查看软件的“结构整体空间振动简图”,看该周期值所对应的振型的空间振动是否为整体振动,如果其仅仅引起局部振动,则不能作为第一扭转(平动)周期,要从队列中取出下一个周期进行考察,以此类推,直到选出不仅周期值较大而且其对应的振型为结构整体振动的值即为第一扭转(平动)周期;3)周期比计算:将第一扭转周期值除以第一平动周期即可。

2.位移比(层间位移比)是控制结构平面不规则性的重要指标。其限值在《建筑抗震设计规范》和《高规》中均有明确的规定[见附表3.4.2-1]。需要指出的是,新规范中规定的位移比限值是按刚性板假定作出的,如果在结构模型中设定了弹性板,则必须在软件参数设置时选择“对所有楼层强制采用刚性楼板假定”,以便计算出正确的位移比。在位移比满足要求后,再去掉“对所有楼层强制采用刚性楼板假定的选择,以弹性楼板设定进行后续配筋计算。

平面不规则的类型 表3.4.2-1 不规则类型 定 义

扭转不规则 楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),大于该楼层两端弹性水平位移(或层间位移)平均值的1.2倍

凹凸不规则 结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%

楼板局部不连续 楼板的尺寸和平面刚度急剧变化,例如,有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,或较大的楼层错层

3. 刚度比和层间受剪承载力之比是控制结构竖向不规则的重要指标。根据《抗震规范》和《高规》的要求,软件提供了三种刚度比的计算方式,分别是剪切刚度,剪弯刚度和地震力与相应的层间位移比。正确认识这三种刚度比的计算方法和适用范围是刚度比计算的关键:1)剪切刚度主要用于底部大空间为一层的转换结构及对地下室嵌固条件的判定;2)剪弯刚度主要用于底部大空间为多层的转换结构;3)地震力与层间位移比是执行《抗震规范》第3.4.2条和《高规》4.3.5条的相关规定,通常绝大多数工程都可以用此法计算刚度比,这也是软件的缺省方式。

竖向不规则的类型 表3.4.2-2 不规则类型 定 义

侧向刚度不规则 该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%,或小于其上相邻三个搂层侧向刚度平均值的80%;除顶层外,局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%

竖向抗侧力构件不连续 竖向抗侧力构件(柱、抗震墙、抗震支撑)的内力由水平转换构件向下传递 楼层承载力突变 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%

4. 刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重要因素,也是影响重力二阶效应(P—△效应)的主要参数。通常用增大系数法来考虑结构的重力二阶效应,如考虑重力二阶效应的结构位移可用未考虑P—△效应的计算结果乘以位移增大系数,但保持位移限制条件不变(框架结构层间位移角

≤1/550);考虑结构构件重力二阶效应的端部弯矩和剪力值,可采用未考虑P—△效应的计算结果乘以内力增大系数。一般情况下,对于框架结构若满足:Dj≥20∑Gj/hj(j=1,2,…n)结构不考虑重力二阶效应的影响。结构的刚重比增大P—△效应减小,P—△效应控制在20%以内,结构的稳定具有适宜的安全储备,该值如果不满足要求,则可能引起结构失稳倒塌,应当引起设计人员的足够重视。

5. 剪重比(指楼层剪力与其上各层重力荷载代表值之和的比值)是抗震设计中非常重要的参数。规范之所以规定剪重比,主要是因为长期作用下,地震影响系数下降较快,由此计算出来的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构,地震动态作用下的地面加速度和位移可能对结构具有更大的破坏作用,若剪重比小于0.02,结构刚度虽然满足水平位移限制要求(框架结构层间位移角≤1/550),但往往不能满足结构的整体稳定条件。设计人员应在设计过程中综合考虑刚重比与剪重比的合理取值。 三。对单构件作优化设计

前几步主要是对结构整体合理性的计算和调整,这一步则主要进行结构单个构件内力和配筋计算,包括梁、柱轴压比计算,构件截面优化设计等。

1.软件对混凝土梁计算显示超筋信息有以下情况:1)当梁的弯矩设计值M大于梁的极限承载弯矩Mu时,提示超筋;2)规范对混凝土受压区高度限制: 四级框架及非抗震框架:ξ≤ξb

二、三级框架:ξ≤0.35( 计算时取AS ’=0.3 AS ) 一级框架: ξ≤0.25( 计算时取AS ’=0.5 AS )

当ξ不满足以上要求时,程序提示超筋;3)《抗震规范》要求梁端纵向受拉钢筋的最大配筋率2.5%,当大于此值时,提示超筋;4)混凝土梁斜截面计算要满足最小截面的要求,如不满足则提示超筋。

出现以上超筋信息时,设计人员可采用下列方法做以下调整:1)增大梁截面,提高混凝土强度等级。2)对双筋梁受压区钢筋面积增大,受拉区钢筋面积不变,使梁受压区高度减小,从而使ξ减小。

2.柱轴压比计算: 柱轴压比越小说明结构的延性越好,柱轴压比越大说明结构的刚度越大,结构的侧移越大抗震性能越差。要确定合理的轴压比必须满足:N/fcA≤n(n=0.7、0.8、0.9)。柱轴压比的计算在《高规》和《抗震规范》中的规定并不完全一样,《抗震规范》第6.3.7条规定,计算轴压比的柱轴力设计值既包括地震组合,也包括非地震组合,而《高规》第6.4.2条规定,计算轴压比的柱轴力设计值仅考虑地震作用组合下的柱轴力。软件在计算柱轴压比时,当工程考虑地震作用,程序仅取地震作用组合下的的柱轴力设计值计算;当该工程不考虑地震作用时,程序才取非地震作用组合下的柱轴力设计值计算。因此设计人员会发现,对于同一个工程,计算地震力和不计算地震力其柱轴压比结果会不一样。当轴压比不满足要求时,一般可增大柱截面,提高柱混凝土强度等级或增大地震作用折减系数来加以改善。 3.构件截面优化设计:计算结构不超筋,并不表示构件初始设置的截面和形状合理,设计人员还应进行构件优化设计,使构件在保证受力要求的条件下截面的大小和形状合理,并节省材料。但需要注意的是,在进行截面优化设计时,应以保证整体结构合理性为前提,因为构件截面的大小直接影响到结构的刚度,从而对整体结构的周期、位移、地震力等一系列参数产生影响,不可盲目减小构件截面尺寸,使结构整体安全性降低。

四. 满足规范抗震措施的要求

在施工图设计阶段,还必须满足规范规定的抗震措施要求。《混凝土规范》、《高规》和《抗震规范》对结构的构造提出了非常详尽的规定,这些措施是很多震害调查和抗震设计经验的总结,也是保证结构安全的最后一道防线,设计人员不可麻痹大意。

1.设计软件进行施工图配筋计算时,要求输入合理的归并系数、支座方式、钢筋选筋库等,如一次计算结果不满意,要进行多次试算和调整。

2.生成施工图以前,要认真输入出图参数,如梁柱钢筋最小直径、框架顶角处配筋方式、梁挑耳形式、柱纵筋搭接方式,箍筋形式,钢筋放大系数等,以便生成符合需要的施工图。软件可以根据允许裂缝宽度

自动选筋,还可以考虑支座宽度对裂缝宽度的影响。

3.施工图生成以后,设计人员还应仔细验证各特殊或薄弱部位构件的最小纵筋直径、最小配筋率、最小配箍率、箍筋加密区长度、钢筋搭接锚固长度、配筋方式等是否满足规范规定的抗震措施要求。规范这一部分的要求往往是以黑体字写出,属于强制执行条文,万万不可以掉以轻心。

4.最后设计人员还应根据工程的实际情况,对计算机生成的配筋结果作合理性审核,如钢筋排数、直径、架构等,如不符合工程需要或不便于施工,还要做最后的调整计算。 参考文献:

1.《建筑抗震设计》郭继武,中国建筑工业出版社 2.《抗震结构设计》丰定国,王社良,武汉工业出版社

3.《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3—2002,中国建筑工业出版社 4.《建筑抗震设计规范》GB50011—2001,中国建筑工业出版社 高层结构设计的控制参数及调整方法

一、轴压比:主要为限制结构的轴压比,保证结构的延性要求,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,高规 6.4.2和7.2.14及相应的条文说明。轴压比不满足规范要求,结构的延性要求无法保证;轴压比过小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少相应墙、柱的截面面积。 轴压比不满足规范要求时的调整方法: 1、程序调整:SATWE程序不能实现。

2、结构调整:增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。

二、剪重比:主要为限制各楼层的最小水平地震剪力,确保周期较长的结构的安全。见抗规5.2.5,高规3.3.13及相应的条文说明。剪重比不满足规范要求,说明结构的刚度相对于水平地震剪力过小;但剪重比过分大,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。 剪重比不满足规范要求时的调整方法:

1、程序调整:当剪重比偏小但与规范限值相差不大(如剪重比达到规范限值的80%以上)时,可按下列方法之一进行调整:

1)在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”,SATWE按抗规5.2.5自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和,用以调整该楼层地震剪力,以满足剪重比要求。

2)在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数,增大地震作用,以满足剪重比要求。

3)在SATWE的“地震信息”中的“周期折减系数”中适当减小系数,增大地震作用,以满足剪重比要求。 2、结构调整:当剪重比偏小且与规范限值相差较大时,宜调整增强竖向构件,加强墙、柱等竖向构件的刚度。

三、刚重比:规范上限主要用于确定重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应是否可以忽略不计。见高规5.4.1和5.4.2及相应的条文说明。刚重比不满足规范上限要求,说明重力二阶效应的影响较大,应该予以考虑。规范下限主要是控制重力荷载在水平作用位移效应引起的二阶效应不致过大,避免结构的失稳倒塌。见高规5.4.4及相应的条文说明。刚重比不满足规范下限要求,说明结构的刚度相对于重力荷载过小。但刚重比过分大,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。 刚重比不满足规范要求时的调整方法:

1、程序调整:刚重比不满足规范上限要求,在SATWE的“设计信息”中勾选“考虑P-Δ效应”,程序自动计入重力二阶效应的影响。

2、结构调整:刚重比不满足规范下限要求,只能通过调整增强竖向构件,加强墙、柱等竖向构件的刚度。

四、层间位移角:主要为限制结构在正常使用条件下的水平位移,确保高层结构应具备的刚度,避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。见高规 4.6.1、4.6.2和4.6.3及相应的条文说

明。层间位移角不满足规范要求,说明结构的上述要求无法得到满足。但层间位移角过分小,则说明结构的经济技术指标较差,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。 层间位移角不满足规范要求时的调整方法: 1、程序调整:SATWE程序不能实现。

2、结构调整:只能通过调整增强竖向构件,加强墙、柱等竖向构件的刚度。

1)由于高层结构在水平力的作用下将不可避免地发生扭转,所以符合刚性楼板假定的高层结构的最大层间位移往往出现在结构的边角部位,因此应注意加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,减小结构的侧移变形。同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。

2)利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到层间位移角超过规范限值的节点,加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度。节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。

五、位移比(层间位移比):主要为限制结构平面布置的不规则性,以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。见抗规3.4.2,高规 4.3.5及相应的条文说明。位移比(包括层间位移比,下同)不满足规范要求,说明结构的刚心偏离质心的距离较大,扭转效应过大,结构抗侧力构件布置不合理。 位移比不满足规范要求时的调整方法: 1、程序调整:SATWE程序不能实现。

2、结构调整:只能通过调整改变结构平面布置,减小结构刚心与质心的偏心距;调整方法如下: 1)由于位移比是在刚性楼板假定下计算的,结构最大水平位移与层间位移往往出现在结构的边角部位;因此应注意调整结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,减小结构刚心与质心的偏心距。同时在设计中,应在构造措施上对楼板的刚度予以保证。

2)对于位移比不满足规范要求的楼层,也可利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中,快速找到位移最大的节点,加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度。节点号在“SATWE位移输出文件”中查找。也可找出位移最小的节点削弱其刚度,直到位移比满足要求。

六、周期比:主要为限制结构的抗扭刚度不能太弱,使结构具有必要的抗扭刚度,减小扭转对结构产生的不利影响。见高规4.3.5及相应的条文说明。周期比不满足规范要求,说明结构的抗扭刚度相对于侧移刚度较小,扭转效应过大,结构抗侧力构件布置不合理。 周期比不满足规范要求时的调整方法: 1、程序调整:SATWE程序不能实现。

2、结构调整:只能通过调整改变结构布置,提高结构的抗扭刚度。由于结构外围的抗侧力构件对结构的抗扭刚度贡献最大,所以总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度,或适当削弱结构中间墙、柱的刚度。利用结构刚度与周期的反比关系,合理布置抗侧力构件,加强需要减小周期方向(包括平动方向和扭转方向)的刚度,削弱需要增大周期方向的刚度。当结构的第一或第二振型为扭转时,可按以下方法调整:

1)SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。

2)结构的第一、第二振型宜为平动,扭转周期宜出现在第三振型及以后。见抗规3.5.3条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近”。

3)当第一振型为扭转时,说明结构的抗扭刚度相对于其两个主轴(第二振型转角方向和第三振型转角方向,一般都靠近X轴和Y轴)的抗侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,并适当削弱结构内部的刚度。

4)当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的抗侧移刚度相差较大,结构的抗扭刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的抗侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振型转角方向)的抗侧移刚度则过小,此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度,并适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。

5)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足规范的要求。

6)当第一振型为扭转时,周期比肯定不满足规范的要求;当第二振型为扭转时,周期比较难满足规范的要求。

七、刚度比:主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免结构刚度沿竖向突变,形成薄弱层。见抗规3.4.2,高规4.4.2及相应的条文说明;对于形成的薄弱层则按高规5.1.14予以加强。 刚度比不满足规范要求时的调整方法:

1、程序调整:如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求,SATWE自动将该楼层定义为薄弱层,并按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。

2、结构调整:如果还需人工干预,可按以下方法调整: 1)适当降低本层层高,或适当提高上部相关楼层的层高。

2)适当加强本层墙、柱和梁的刚度,或适当削弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度。

八、层间受剪承载力比:主要为限制结构竖向布置的不规则性,避免楼层抗侧力结构的受剪承载能力沿竖向突变,形成薄弱层。见抗规3.4.2,高规4.4.3及相应的条文说明;对于形成的薄弱层应按高规5.1.14予以加强。

层间受剪承载力比不满足规范要求时的调整方法:

1、程序调整:在SATWE的“调整信息”中的“指定薄弱层个数”中填入该楼层层号,将该楼层强制定义为薄弱层,SATWE按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。

2、结构调整:如果还需人工干预,可适当提高本层构件强度(如增大配筋、提高混凝土强度或加大截面)以提高本层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力,或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的抗剪承载力。

几个参数的调整涉及构件截面、刚度及平面位置的改变,在调整过程中可能相互关联,应注意不要顾此失彼。

应该注意,对于类似于框剪结构的组合体系,有个彼此刚度适宜的问题。分析框架的剪切型变形曲线和剪力墙的弯曲型变形曲线,可以发现,在下部楼层,剪力墙的位移较小,框架的位移较大,是剪力墙拉着框架来限制其层间位移角;上部几层则相反,剪力墙的层间位移角逐渐增大,框架的层间位移角逐渐减小,框架反过来拉着剪力墙以限制其层间位移角。而改变剪力墙的刚度与部置是控制框剪结构的位移和周期的主要手段,所以当框剪结构上部几层的层间位移角较大时,适当削弱这几层的剪力墙刚度应该更为有效。

如果结构竖向较规则,第一次试算时可只建一个结构标准层,待结构的周期比、位移比、剪重比、刚重比等满足之后再添加其它标准层;这样可以减少建模过程中的重复修改,加快建模速度。 未完成

高层结构整体控制参数的关联性及刚度控制

结构整体控制是高层结构抗震设计的重要环节,各控制参数与结构抗侧力构件的刚度都有着直接的或间接的关系,因此也就不可避免地相互关联。认识各控制参数之间的关联性,有助于提高结构整体控制的效率,也有助于使结构设计更加经济合理。本文就此抛砖引玉,和大家共同探讨这一课题。

结构整体控制的过程,也就是对结构的刚度控制、调整的过程。控制参数中,位移比和周期比不仅与结构的刚度有关,也与结构刚度的分布状况有关。这两个参数反映了结构的扭转效应,是结构整体控制的难点,也是结构整体控制的入手之处。

位移比&周期比:由于位移比是在“全楼刚性楼板”的假定下计算的,这时的每层楼板在楼层平面内被假定为刚度无限大。因为位移比的计算要考虑偶然偏心,这样在水平地震力的作用下,即使是规则对称的结构也不可能是纯粹的平动,其最大水平位移与层间位移一定是发生在楼层边角部位的某处。所以一般情况下位移比是由结构边角部位的水平位移与层间位移决定的。因此调整结构外围抗侧力构件的刚度是控制位移比的最为有效的方法。周期比的控制在于结构具备足够的抗扭转刚度,而结构外围抗侧力构件对结构的抗扭转刚度贡献最大。因此调整结构外围抗侧力构件刚度以控制位移比时,必然对周期比产生较大影响。

考虑到对周期比的影响,调整位移比时,特别是当周期比接近规范限值时,应注意不要削弱结构外围抗侧力构件的刚度。同样,对周期比的调整也可能影响位移比。特别是当某主轴方向的位移比接近规范限值时,此时对抗侧力构件刚度的调整应以结构的质心为中心尽量对称。

周期比&剪重比:分析反应谱曲线(地震影响系数曲线)可以发现,当结构的自振周期超过特征周期后,地震影响系数呈减小趋势,并且在自振周期较小的情况下,减小的较快。也就是说,结构的周期越大,地震的作用越小;结构的周期越小,地震的作用越大。利用这个规律,当结构某主轴方向的剪重比不满足规范要求时,可通过加强该主轴方向的刚度来减小结构的自振周期,以增大结构的地震作用,进而增大剪重比。还可以根据反应谱曲线将结构的自振周期控制在适当的范围内,以获得更大的地震作用或减小地震作用。同样,在调整周期比时,也应根据剪重比的大小区别对待,当某主轴方向的剪重比小于或接近规范限值时,宜加强该主轴方向结构外围抗侧力构件的刚度;当某主轴方向的剪重比大于规范限值较多时,宜削弱该主轴方向结构内部抗侧力构件的刚度,以取得较好的经济技术指标。

位移比&剪重比:如前面所述,位移比的调整将影响到结构的自振周期,进而对结构的地震作用产生影响,使结构的剪重比发生变化。因此调整位移比时应根据剪重比的大小区别对待,当某主轴方向的剪重比小于或接近规范限值时,宜在结构刚心相对于质心偏心的一侧加强抗侧力构件的刚度;当某主轴方向剪重比大于规范限值较多时,宜在结构刚心相对于质心偏心的另一侧削弱抗侧力构件的刚度。同样,对剪重比的调整也可能影响位移比。特别是当某主轴方向的位移比接近规范限值时,此时对该主轴方向抗侧力构件刚度的调整应以结构的质心为中心尽量对称。

位移比&刚重比:分析刚重比的定义可以发现,刚重比与结构的侧移刚度成正比关系。即在结构的质量基本保持不变的情况下,结构的侧移刚度越大,刚重比越大;结构的侧移刚度越小,刚重比越小。如前面所述,位移比的调整将导致结构侧移刚度的变化,从而影响到刚重比。因此调整位移比时应根据刚重比的大小区别对待,当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时,宜在结构刚心相对于质心偏心的一侧加强抗侧力构件的刚度;当某主轴方向刚重比大于规范限值较多时,宜在结构刚心相对于质心偏心的另一侧削弱抗侧力构件的刚度。同样,对刚重比的调整也可能影响位移比。特别是当某主轴方向的位移比接近规范限值时,此时对该主轴方向抗侧力构件刚度的调整应以结构的质心为中心尽量对称。

周期比&刚重比:如前面所述,刚重比与结构的侧移刚度成正比关系;周期比的调整将导致结构侧移刚度的变化,从而影响到刚重比。因此调整周期比时应根据刚重比的大小区别对待,当某主轴方向的刚重比小于或接近规范限值时,宜加强该主轴方向结构外围抗侧力构件的刚度;当某主轴方向的刚重比大于规范限值较多时,宜削弱该主轴方向结构内部抗侧力构件的刚度,以取得较好的经济技术指标。同样,对刚重比的调整也可能影响周期比。特别是当结构的周期比接近规范限值时,宜加强结构外围抗侧力构件的刚度。

剪重比&刚重比:如前面所述,两个参数都与结构的刚度密切相关,且成正比关系。当结构的刚度发生变化时,这两个参数的变化趋势基本相同。当剪重比较小,如小于0.02时,结构的刚度虽能满足水平位移限值的要求,但往往不能满足刚重比的要求。这两个参数都反映了结构对刚度的绝对需求,在设计时是必须满足的。

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