浅谈一些调整层间位移角的方法
楼层位移比”和“层间位移角”
关于“楼层位移比”和“层间位移角”问题结构 2009-08-02 23:30:53 阅读1481 评论0 字号：大中小订阅常有人问起“楼层位移比”和“层间位移角”的相关问题，此处一并答复：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“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。
4、相关索引1）江苏省房屋建筑工程抗震设防审查细则第5.1.3条规定：先计算在刚性楼板、偶然偏心情况下的扭转位移比，当扭转位移比大于等于1.2时，分别按偶然偏心和双向地震计算，再取最不利的扭转位移比进行扭转不规则判别。
（博主提示：请注意，这是很严格的要求）。
2）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。
结构的层间位移角
结构的层间位移角
层间位移角是指在多层结构中，每层之间的位移角度。
它是一种重要的结构参数，可以用来描述多层结构的结构特性。
层间位移角的计算方法是：首先，将多层结构的每一层的边界点连接起来，形成一个多边形；然后，计算多边形的每一条边的夹角，即层间位移角。
层间位移角的计算结果可以用来描述多层结构的结构特性，如结构的强度、刚度、稳定性等。
例如，当层间位移角较大时，多层结构的强度和刚度会变得较弱，而当层间位移角较小时，多层结构的强度和刚度会变得较强。
此外，层间位移角还可以用来描述多层结构的稳定性。
当层间位移角较大时，多层结构的稳定性会变得较差，而当层间位移角较小时，多层结构的稳定性会变得较好。
因此，层间位移角是一种重要的结构参数，可以用来描述多层结构的结构特性，如强度、刚度、稳定性等。
因此，在设计多层结构时，应该注意层间位移角的大小，以保证多层结构的结构特性。
多层民用建筑的层间位移控制
是计算时注意指定这层为地下室, 否则由于层数的变 化会加大地震作用, 反而加大了首层的最大弹性层间 位移。另外, 应注意拉梁截面满足框架梁刚度要求, 拉 梁下部柱主筋按全高加密。
对埋深较深的柱基, 也有人认为埋深应算至室外 地面下 500 mm, 毕竟密实的回填土及内外刚性地面及 散水对柱有一定嵌固作用。若是这样, 柱高就没必要 按上述方法处理来降低, 只要都算至室外地 面下 500 mm 就够 了 ( 外墙 室内 有地 沟处 应算 至地 沟垫 层位 置 )。规范中对 此没有明确的说明, 可 深入探讨。笔 者比较认同此观点, 依据 #新抗规 ∃表 6 1 1对各种结 构形式在不同设防烈度下有高度限值, 并在附注 1中 说明高度指室外地面至主要屋面的高度, 而高度和计 算有关。可以推测, 埋深的深与浅与计算的结果关系 不大, 更明确的说法是埋深很深是否要适当降低该结 构类型的最大建筑物高度。
北京地区有很多办公楼、学校、超市类的民用建筑 层数为 3~ 5层, 高度 20m 左右, 结构形式多为框架结 构。由于北京地区抗震按 8度设防, 加上很多区域为 ∀类场地 土, 在 这种条件 下, 执行 #建 筑抗震 设计规 范 ∃ ( GB50011 2002) (以下简称 #新抗规 ∃ ) 在实际设 计过程中经常会碰到侧移超限的问题。
[ 1] 陆耀庆. 供暖 通风 设 计手 册 [M ]. 北 京: 中国 建筑 工业 出版 社, 1986.
[ 2] G B50019 2003, 采暖通风与空气调节设计规范 [ S] .
83
房屋建筑
王晓枫, 张永良 多层民用建筑的层间位移控 制
足此要求, 就需重新调整建筑平面或结构形式。 例如某中学 ( 图 1) , 建筑平面为一口形封闭建筑,
楼层位移比”和“层间位移角”
关于“楼层位移比”和“层间位移角”问题结构2009-08-02 23:30:53 阅读1481 评论0 字号大中小订阅常有人问起“楼层位移比”和“层间位移角”的相关问题此处一并答复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“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。
4、相关索引1江苏省房屋建筑工程抗震设防审查细则第5.1.3条规定先计算在刚性楼板、偶然偏心情况下的扭转位移比当扭转位移比大于等于1.2时分别按偶然偏心和双向地震计算再取最不利的扭转位移比进行扭转不规则判别。
博主提示请注意这是很严格的要求。
2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。
浅谈基坑深层水平位移监测技术
浅谈基坑深层水平位移监测技术深层水平位移监测是指通过使用测斜仪，全面监测基坑挖掘、公路地基、坝体等工程土体内部位移变化情况，这对实时掌握工程质量、保证安全施工可发挥重要作用。
基于此，本文以某工程实例为背景，简述基坑监测中深层水平位移的监测原理以及误差分析。
标签：基坑监测;深层水平位移;测斜仪;原理;误差分析随着我国城市化进程的不断发展，深基坑工程在地铁、立体交通、人防工程、超高层建筑以及地下大型构筑物建设中越来越常见。
深层水平位移监测成为众多深大基坑施工监测工作中至关重要的监测项目。
本文主要论证测斜仪在深层水平位移监测中的应用，通过对观测原理的介绍，分析基坑深层水平位移监测时产生误差的原因及测斜管变形成因。
0概述基坑监测主要由桩（坡）顶水平位移、锚杆（索）拉力地下水位、深层水平位移及支撑轴力等几部分检测工作组成，其中深层水平位移监测工作以反映基坑变化为主要监测目的。
深层水平位移监测是一项技术性较强的测试项目，在挖掘基坑过程中，开展围护结构及其周边环境变化的监测工作，获取监测结果可在施工期间作为评价支护结构工程安全性和施工对周边环境产生影响的重要依据，同时还可及时准确地预测危害环境安全的隐患，以便针对性开展预防工作，避免事故发生。
深层水平位移监测主要使用测斜仪来监测。
测斜仪可分为四个部分：探头、导管、电缆、读数仪。
1测斜仪测斜原理测斜仪是一种伺服加速器式测斜器，主要通过对仪器与铅垂线之间倾角θ的变化值进行精准测量，并以此计算出基坑支护监测点垂直水平位移。
测斜仪以准确测定解构桩（墙）体倾斜值为主要观测方式。
测斜仪是由可以连续多点测量的滑动式仪器作为其主要构成部分，滑动式仪器由测斜管、探头和数据采集系统组成。
选用伺服加速度计作为探头的敏感元件，作为一种力平衡式伺服系统，在重力影响下，其可以将传感器探头和地球重心方向产生的倾斜角θ为基础，向铅垂做出一个角度的摆动，并通过高灵敏度换能器转换为一个信号，待完成信号分析后，监测点水平位移值ΔXi会直接计算出来，并显示于液晶屏。
位移比周期比超限的解决高效措施
位移比超限解决方法：高规要求楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的倍，不应大于倍。
如果建筑方案较规那么，那么该条很容易满足，但现今随着建筑理念的不断开展，平面较不规那么的高层建筑层出不穷〔想搞死做结构的〕。
那么对于高规条那么较难满足，常常是超过倍的不宜限值。
我在做了几个18层，高度60m的不规那么高层住宅后，有了一些心得。
要满足该条高规，在结构抗侧力构件布置时，应尽量对称，均匀。
这是第一步。
但往往因建筑条件的限值，完全对称是不可能的〔看来做建筑的还是想搞死做结构的〕，那么只有在计算一次后进行调整。
切记切记，该条只与平面布置是否均匀有关，切不可认为是抗侧力缺乏而全面增加剪力墙或柱。
调整的方法是：模型建好后计算一次，如果超出限值，PKPM上会告诉你是第几号节点的构件侧移最大，你可以丛SATWE的第一步中“图形检查与修改〞下的“各层平面简图〞中找到那个节点对应的抗侧力构件，并针对其加强，〔记得每个标准层都要〕然后在计算，这次一定比第一次好些了，接近了〔如果小于那么恭喜你〕，然后再重复刚刚的步骤，一直到小于为止。
这样有目标的调整，比盲目的试算好得多。
对于更高的建筑该调整方法是否可行，因我没有做过，不敢乱说〔哪位出事了进去，让我送饭就不好办了〕希望大家试试，并把结果告诉我，谢谢了。
2、我来补充一下，第一次试算时按建筑标准层建一个结构标准层，目的是算主要控制指标，如周期比位移比剪重比等，等这些满足之后再按建筑图添加其它的标准层，这样快多了。
如一开始建了好多标准层，指标不满足时每个标准层都要调整，如果墙长调整后荷载还要调，很烦的。
3、楼主的方法我也经常的用，但是有时候往往只加强位移最大的节点号的构件也是不理想的，有时还受某些条件的限制(比方说建筑上的)，其实还有一个方法，找出刚度最大的点即位移最小的点，然后减小其刚度，(如剪力墙上开洞等)。
也可以起到相同的作用。
4、我也补充一下:1.位移角和位移比的调整是结构分析的重点和难点,不管是剪力墙结构还是框架结构,根本上都可以采用楼主和10楼兄弟的做法。
pkpm周期比、位移比、刚度比、层间受剪承载力之比、刚重比、剪重比的调整
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。
一、位移比、层间位移比控制规范条文：新高规的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。
名词释义：（1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
（2）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
其中：最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。
层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。
最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。
控制目的:高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：1．保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。
2．保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。
3．控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。
结构位移输出文件（WDISP.OUT）Max-(X)、Max-(Y)----最大X、Y向位移。
（mm）Ave-(X)、Ave-(Y)----X、Y平均位移。
（mm）Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大层间位移Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均层间位移Ratio-(X)、Ratio-(Y)---- X、Y向最大位移与平均位移的比值。
Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大层间位移与平均层间位移的比值即要求：Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X) 最好<1.2 不能超过1.5Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx 最好<1.2 不能超过1.5Y方向相同电算结果的判别与调整要点:1．若位移比（层间位移比）超过1.2，则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用；2．验算位移比需要考虑偶然偏心作用，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心；3．验算位移比应选择强制刚性楼板假定，但当凸凹不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响4．最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。
剪力墙控制参数及调整方法
剪力墙控制参数及调整方法剪力墙控制参数及调整方法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。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
5
Building Structure
设计交流
We learn we go
浅谈一些调整层间位移角的方法
赵 兵/中国建筑科学研究院PKPM 工程部，北京 100013
0 引言
层间位移角限值是结构设计的一项重要指标，当不满足要求时如何对其调整是广大设计人员比较关心的问题。
结合具体工程实例，利用SATWE 软件，讨论层间位移角的调整过程，供同类工程借鉴。
1 工程实例
某工程为框剪结构，地面以下4层，地上17层，结构主体总高度62.9m 。
地震设防烈度8度，基本加速度0.2g ，场地土类别Ⅱ类。
工程在层10存在较大收进（图1），层11结构平面见图2。
图1 工程示意图 图2 层11的结构平面图
采用SATWE 软件计算，其X ，Y 向层间位移角曲线如图3所示。
Y 向最大层间位移角出现在层13，其值为1/956，满足规范要求，而X 向最大层间位移角出现在层12，其值为1/761，不满足规范要求。
X
Y
位移角/rad
楼层
图3 各层层间位移角曲线 图4 层11~15在X 向
地震作用下的变形图
2 计算结果分析
（1）增加最大节点位移所在位置竖向构件的刚度 上述计算结果显示，本工程层12，13的层间位移角均不满足要求，其最大节点位移均出现在图2所示
的节点1处，经分析，这是由于墙1开设了两个较大的洞口，使其侧向刚度明显减小。
由于建筑师只允许增加墙厚，不允许减小洞口尺寸，因此只对墙体厚度进行了调整，将层4~17墙体厚度由原来的250mm 改为300mm ，墙厚增加后的计算结果显示，X 向最大层间位移角刚好满足1/800的限值要求，但并没有多少安全储备，稍有变化就有可能满足不了规范要求，而此时墙厚已不能再继续增加，这就需要提高其他构件的抗侧刚度以提高最大层间位移角的安全储备。
（2）查看变形图，寻找最需要加强的部位 本工程层11~15在X 向地震作用下的变形见图4。
图中显示，在X 向地震作用下，层11~15的变形图并
不是沿正X 向振动，而是沿某一个与X 轴呈一定角度的方向，所以同时加强X ，Y 向构件的刚度要比仅加强X 向刚度有效一些。
从图中还可以看出，结构的角部变形明显大于周边的，因此加大角部竖向构件的刚
度也是比较有效的。
为此，将层11~15的柱1截面尺寸由原来的600×600增加至800×800，将梁1（600×500）和梁2（600×600）截面尺寸调整为500×650。
调整后计算结果显示，X 向最大层间位移角为1/848，基本可以满足设计要求。
层间位移角的大小跟结构的抗扭转效应的好坏是紧密相关的，在很多情况下，与其增加刚度使结构的层间位移角满足要求，不如从调整结构的扭转效应入手，通过提高结构的抗扭刚度降低层间位移角。
比如此工程，通过图4显示结构存在一定的扭转变形，由变形最大位置出现在角部可知，加强角部竖向构件刚
度对提高结构抗扭刚度最有效。
本工程方案调整前，X 向最大层间位移比为1.22>1.2，方案调整后，X 向最大层间位移比为1.12<1.2，显示结构X 向抗扭转效
应得到了很大的改善。
3 结语
在进行结构层间位移角的调整中，对结构进行正确的分析，合理地选取设计参数，通过变形图找到需要加强的构件，可以避免在调整过程中的盲目性，提高工作效率。
作者简介：赵兵，高级工程师，Email ：pkpmzb@ 。