薄弱层
薄弱层的定义-文档资料
验算目的，防止结构在罕遇地震时倒塌。
楼层屈服强度系数是指，按构件实际配筋和材料强 度标准值计算的楼层受剪承载力与按罕遇地震作用 计算的楼层弹性地震剪力的比值。
3.2 弹塑性变形计算方法
（1）罕遇地震作用取值
烈度 7
8
9
αmax 0.50(0.72) 0.9(1.2) 1.4 （2）作用效应组合
结构薄弱层的概念和结构薄弱层的概念和控制控制11规范条文高规的4425114条规定抗震设计的高层建筑结构其楼层侧向刚度小于其上一层的70或小于其上相临三层侧向刚度平均值的80或某楼层竖向抗侧力构件不连续其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以115的增大系数
结构薄弱层的概念和 控制
一、结构层刚度沿竖向突变产生的 薄弱层
可以选用其中之一。程序隐含的方法是第3种，即地震 作用下层剪力与层间位移之比。
对于薄弱层：
（1）程序将该层地震作用标准值的地震剪力 乘以1.15的增大系数；
（2）程序设有‘指定薄弱层’项。用户可手 工指定薄弱层；
（3）这三种计算方法有差异是正常的，可以 根据需要选择；
（4）对于大多数一般的结构应选择第3种层刚 度算法；
结构的弹塑性位移增大系数η pLeabharlann 框架总层数ξy0.5
0.4
0.3
2--4
1.3
1.4
1.60
5--7
1.5
1.65
1.80
8--12
1.8
2.00
2.20
ξy---楼层屈服强度系数。
ξy=VY/Ve VY--- 楼层受剪承载力，按构件实际配
筋和材料强度标准值计算；
Ve--- 罕遇地震作用标准值产生的框架 层间地震剪力；可采用多遇地震作用标 准值产生的层间地震剪力乘以罕遇地震 与多遇地震的水平地震影响系数最大值 的比值；对于7、8、9度，此比值分别有 6.25、5.625和4.375。
结构薄弱层的概念和控制
结构薄弱层的概念和控制
结构薄弱层是指建筑或土木工程中的某些部位的结构强度或稳定性相对较弱的区域。
这些区域可能由于设计、材料、施工或其他因素而出现薄弱层现象。
控制结构薄弱层的主要方法包括以下几个方面：
1. 资料研究：在设计之前，进行详细的资料研究，包括类似于已有结构的分析和评估，以确定可能出现薄弱层的位置和原因。
这可以帮助工程师在设计中避免或减少薄弱层的出现。
2. 强度分析：进行详细的强度分析，包括使用适当的材料参数和实际载荷来计算各个部位的应力和变形。
这样可以确保结构在实际使用条件下，不会出现过大的应力集中或变形超过允许范围。
3. 合理设计：在结构设计中，要考虑到可能出现薄弱层的位置，并采取适当的措施来增强这些区域的结构强度。
例如，可以增加钢筋数量、采用更高强度的材料、增加构件的截面尺寸等。
4. 质量控制：在施工过程中，要进行严格的质量控制，确保所有的施工步骤按照设计要求进行。
例如，对于混凝土结构，需要对混凝土的配料、浇筑和养护进行监控，以确保混凝土的强度和质量符合要求。
5. 监测和维护：对于存在结构薄弱层的建筑或工程，在使用过程中应进行定期的结构监测和维护，及时发现和修复薄弱层问
题，确保结构的安全和稳定。
综上所述，控制结构薄弱层需要从设计、施工和维护等方面进行全面考虑和控制，以确保结构的安全和可靠。
薄弱层的判断及控制方法
结构薄弱层控制及验算SATWE软件对结构薄弱层的判断一、规范要求，程序也能自动判断为薄弱层的情况程序自动验算抗规表3.4.2-2的第1条“侧向刚度不规则”，自动判断出满足这条规定的薄弱层。
需要说明的是，抗规3.4.2条表3.4.2-2中刚度比的计算方法采用的是地震力与层间位移比受结，并非剪弯刚度和剪切刚度，这一点在3.4.3的条文说明中有明确规定。
二、规范要求，但程序不能自动判断为薄弱层的情况（1）有些情况，如框支转换层结构的转换层，程序可能根据计算结果，按照表3.4.2-2的第1条判断出它不属于薄弱层，但是按照表3.4-2-2的第2条“竖向抗侧力构件不连续”判断，转换层应该为薄弱层转，因此设计人员要人为指定转换层为薄弱层，否则会留下遗患。
（2）程序不能自动判断满足表3.4-2-2第3条“楼层承载力突变”的楼层为薄弱层，但在WMASS.OUT文件中输出了楼层受剪承载力的计算结果，其是否为薄弱层需要设计人员人为指定。
（3）抗规条文3.4.2和3.4.3说明：除了表3.4.2 所列的不规则，美国UBC (1997)的规定中，…，对竖向不规则尚有相邻楼层质量比大于150%或竖向抗侧力构件在平面内收进的尺寸大于构件的长度(如棋盘式布置)等。
最新版的程序在WMASS.OUT文件中输出了相邻楼层质量比，但没有做薄弱层的判断，需要设计人员人为指定。
（4）错层结构其层间刚度很难定义，所以为保险起见，可将所有错层都定义为薄弱层。
对于这种由于填充墙相邻层布置数量差异大造成的薄弱楼层，也最好指定为薄弱层。
类似于这样的例子在工程中还有很多很多，就不一一列举结构薄弱层的验算和控制A 控制意义：避免薄弱层的轻易出现,若不可避免要采取相应措施予以加强B 规范条文高规的4.4.2、5.1.14条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度小于其上一层的70%或小于其上相临三层侧向刚度平均值的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。
软弱层和薄弱层的概念
软弱层和薄弱层的概念
《软弱层和薄弱层的概念》
软弱层和薄弱层是社会学中的重要概念，它们指的是社会结构中最薄弱的群体，也是最容易受到外部环境和内部因素影响的群体。
软弱层是指社会中最贫穷、最弱势的群体，它们面临着资源短缺、社会地位较低、受到歧视、受到政治排斥等问题。
薄弱层是指社会中受到政治、经济、文化和社会环境影响最大的群体，它们往往处于较低的社会地位，受到政治和经济上的不公平待遇。
软弱层和薄弱层的概念提醒我们，社会结构中的空间不平等，需要我们采取有效的措施来促进社会的公平和公正，确保社会的发展和繁荣。
结构中软弱层和薄弱层区别
结构中软弱层和薄弱层区别软弱层是指结构中存在着一些较弱的区域，与周围的材料相比，这些区域的材料强度较低或者承载能力较差。
软弱层的产生有许多原因，如设计不当、施工质量差、材料老化等。
软弱层的存在可能会导致结构的局部破坏或者整体失稳，进而危及建筑物的安全。
例如，在混凝土结构中，软弱层可能是由于混凝土配合比问题导致的，或者是由于混凝土中存在空鼓或裂缝等问题。
薄弱层是指结构中存在着一些较薄的区域，与周围的材料相比，这些区域的厚度较小。
薄弱层的产生可能是由于设计尺寸不合理、施工误差等原因导致的。
与软弱层相比，薄弱层更加容易引发结构的破坏，因为薄弱层的承载能力比较低，容易造成结构的局部破坏甚至塌陷。
例如，在混凝土梁中，如果梁的底部存在薄弱层，当荷载增加时，这些薄弱层可能会出现剪切破坏，导致梁的失稳。
软弱层和薄弱层的区别在于主要原因和表现形式。
软弱层是由较低强度的材料或者较差的承载能力导致的，它们可能会引发结构的局部破坏。
而薄弱层则是由于结构材料薄度较小导致的，它们更容易引发结构的整体破坏。
另外，软弱层的产生更多会涉及到材料的性质和配合比等问题，而薄弱层的产生更多涉及到结构的几何形状和尺寸等问题。
为了解决软弱层和薄弱层的问题，可以采取以下一些措施：1.设计合理：在结构设计阶段，需要根据结构的受力情况和使用要求，合理确定结构的材料性质和尺寸。
同时，需要注意材料的承载能力和强度要求，避免在结构中出现过多的软弱层和薄弱层。
2.施工质量控制：在结构施工过程中，需要加强质量管理，确保结构中各个部分的材料配合比和施工工艺符合设计要求。
同时，需要加强对软弱层和薄弱层的加固处理，以提高结构的整体稳定性和安全性。
3.维护管理：在结构的使用过程中，需要定期进行维护管理，检查结构中是否存在软弱层和薄弱层等问题。
一旦发现问题，及时采取措施修复或加固，以确保结构的稳定性和安全性。
总之，软弱层和薄弱层是结构中常见的问题，它们都可能会影响结构的稳定性和安全性。
pkpm专题之结构薄弱层的概念和控制_secret
专题三结构薄弱层的概念和控制在02版“抗规”关于结构沿竖向规则性要求中，对侧向刚度不规则定义一种薄弱层的概念；在89版“抗规”中，原先就有的弹塑性薄弱层的概念。
这两种薄弱层概念一并在此说明，解释在计算机软件中怎样实现的，要注意些什么问题。
1 结构层刚度沿竖向突变产生的薄弱层1.1 规范条文高规的4.4.2、5.1.14条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度小于其上一层的70%或小于其上相临三层侧向刚度平均值的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数。
另外高规附录E.0.2条规定，当底部带转换层高层建筑结构的转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60%。
抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。
1.2 软件实现规范对结构的层刚度有明确的要求，在判断楼层是否为薄弱层时，抗震规范和高规建议的计算层刚度的下列方法（地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等，都要求有层刚度作为依据）：方法1：高规附录E.0.1建议的方法——剪切刚度：K i = G i A i / h i方法2：高规附录E.0.2建议的方法——剪弯刚度：K i = V i / Δi方法3：抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明及高规建议的方法――地震剪力与地震层间位移的比：K i = V i / Δi软件已全部实现。
程序提供三种方法的选择项，用户可以选用其中之一。
程序隐含的方法是第3种，即地震作用下层剪力与层间位移之比。
对于薄弱层：（1）程序将该层地震作用标准值的地震剪力乘以1.15的增大系数；（2）程序设有‘指定薄弱层’项。
用户可手工指定薄弱层；（3）这三种计算方法有差异是正常的，可以根据需要选择；（4）对于大多数一般的结构应选择第第3种层刚度算法；（5）对于多层结构可以选择第1种层刚度算法；（6）对于有斜支撑的钢结构可以选择第2种层刚度算法。
软弱层和薄弱层
新的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》，第7页中第一行：“（四）应避免软弱层和薄弱层出现在同一楼层。
”
这句话至少说明两个问题：（1）软弱层和薄弱层指的对象不是同一个；（2）它们之间也不是包含关系。
用GOOGLE或BAIDU搜索就能查到关于这两个概念的一些解释，但这里呢，从抗震规范和高规涉及到这块的知识简要地整理一下。
（一）属性
结构的层概念，是从立面上进行区分的。
因此“软弱层和薄弱层”出现的部位必然也是从不同的层之间比较确定的，而相邻层存在某种突变这属于竖向不规则范畴。
（二）抗震规范涉及内容
抗震规范涉及的内容为3.4.2条表3.4.2-2 & 条文说明；5.5条薄弱层的弹塑性变形验算& 条文说明。
1. 表3.4.2-2 提到竖向不规则类型包含三种:侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不规则和楼层承载力突变。
第一种和第三种分别属刚度和强度方面。
2. 条文说明P209 图
3.
4.2-4和图3.4.2-6两个图名中诠释了软弱层和薄弱层的定义：侧向刚度不规则属于软弱层（刚度）；楼层承载力突变属于薄弱层（强度）。
（三）高规涉及内容
高规涉及的内容为4.4.2条& 条文说明；4.4.3条& 条文说明。
条文说明里面没有再次出现软弱层和薄弱层一说，均以薄弱层出现。
（四）小结
不论是软弱层还是薄弱层，均表达的是竖向不规则，可以以薄弱层统称，在超限项目中应避免刚度薄弱和强度薄弱出现在同一层。
试述薄弱层确定原则
试述薄弱层确定原则
薄弱层确定原则是指在地质工程中，为了保证工程的安全和稳定，确定薄弱层的方法和原则。
薄弱层是指地质中存在的对工程具有较大不利影响的层。
确定薄弱层的原则主要有以下几点：
1.综合判断原则：综合考虑不同的地质因素，如地层岩性、地层结构、地下水状况等，通过对地质资料的分析和判断，确定薄弱层的范围和特征。
2.现场勘察原则：通过野外地质勘察和取样分析，获取准确的地质资料。
现场勘察可以包括钻孔、试坑、地质雷达等技术手段，以获取地下地质信息和材料特性。
3.试验检测原则：通过实验室试验和现场测试，对地质材料的物理力学性质进行测定和评估。
试验检测可以包括土壤试验、岩石力学试验等方法，以确定薄弱层的强度和承载能力。
4.经验总结原则：结合过往类似工程的经验数据，总结出薄弱层的一般特征和分布规律。
根据这些经验，可以初步确定薄弱层的位置和范围，并在实际工程设计中予以考虑。
总之，确定薄弱层的原则是基于综合判断、现场勘察、试验检测和经验总结等方法，并根据地质工程的具体需求进行合理选择和运用。
通过准确确定薄弱层，可以有效避免在工程中出现地质灾害和工程失稳等问题。
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(4)上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房 屋高度H之比大于0.2时,上部楼层收进后的水平尺 寸B1小于下部楼层水平尺寸的0.75倍; (5)上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,下部楼 层的水平尺寸B小于上部楼层水平尺寸B1 0.9倍,且 大于4m. 类场地和8度抗震设防的乙类建筑 (B)7度 Ⅲ , Ⅳ 类场地和 度抗震设防的乙类建筑 ) 度 结构; 结构; 剪力墙结构. (C)板柱 剪力墙结构. )板柱--剪力墙结构 验算目的,防止结构在罕遇地震时倒塌. 验算目的,防止结构在罕遇地震时倒塌. 楼层屈服强度系数是指, 楼层屈服强度系数是指,按构件实际配筋和材料强 楼层受剪承载力与按罕遇地震作用 度标准值计算的楼层受剪承载力 度标准值计算的楼层受剪承载力与按罕遇地震作用 计算的楼层弹性地震剪力的比值. 楼层弹性地震剪力的比值 计算的楼层弹性地震剪力的比值.
1.2 软件实现 规范对结构的层刚度有明确的要求,在判断楼层是否 为薄弱层时,抗震规范和高规建议的计算层刚度的下 列方法(地下室是否能作为嵌固端,转换层刚度是否 满足要求等,都要求有层刚度作为依据): 方法1:高规附录E.0.1建议的方法——剪切刚度: Ki = Gi Ai / hi 方法2:高规附录E.0.2建议的方法——剪弯刚度: Ki = 1 / i 方法3:抗震规范的3.4.2和3.4.3条文说明及高规建议的 方法――地震剪力与地震层间位移的比: Ki = Vi / i 软件已全部实现.程序提供三种方法的选择项,用户 可以选用其中之一.程序隐含的方法是第3种,即地震 作用下层剪力与层间位移之比.
抗震规范" "抗震规范" 表3.4.2—2 竖向不规则的 类型中, 类型中 , 除侧向刚度不规则和楼层承载 力突变以外, 力突变以外 , 还有竖向抗侧力构件不连 竖向抗侧力构件( 剪力墙, 续 : 竖向抗侧力构件 ( 柱 , 剪力墙 , 抗 震支撑) 的内力由水平转换构件( 震支撑 ) 的内力由水平转换构件 ( 梁 , 桁架等) 向下传递. 这是带转换层结构, 桁架等 ) 向下传递 . 这是带转换层结构 , 转换层是竖向抗侧力构件不连续部位, 转换层是竖向抗侧力构件不连续部位 , 属薄弱层,该层的地震剪力应乘1.15. 属薄弱层,该层的地震剪力应乘 .
1.4 关联操作 '刚性楼板假定':详见1.4节.设定第三种层 刚度比计算方法(地震剪力与地震层间位移的比) 时,一般应该有刚性楼板假定. 1.5 结果说明 程序逐层输出每一层层刚度比和薄弱层地震剪力 放大系数.
SATWE 层刚度比和薄弱层地震剪力放大系数的结果可在 WMASS.OUT中查看.如以下所示: 各层刚心,偏心率,相邻层侧移刚度比等计 算信息 Ratx,Raty:X,Y方向本层塔侧移刚度与下一层 相应塔侧移刚度的比值 Ratx1,Raty1:X,Y方向本层塔侧移刚度与上一 层相应塔侧移刚度70%的比值 或上三层平均侧移刚度80%的比值中之较小者 RJX,RJY,RJZ:结构总体坐标系中塔的侧移 刚度和扭转刚度
C. 弹塑性位移验算
u p ≤ θ p H
其中: θ p 层间弹塑性位移角限值,一般情况可采 用1/50,当柱轴压比小于0.40时,可提高 10%;当柱全高的箍筋构造比规范规定 的最小配筋特征值大30%时,可提高20%, 但累计不超过25%.
D. 楼层受剪承载力的估算 楼层受剪承载力 受剪承载力的估算
1.3 操作方法 分为'层刚度比计算方法的设定'和'指定薄弱层'的操作. SATWE 层刚度比计算方法的设定 ①进入菜单《2.结构分析和构件能力计算》→《SATWE计算 控制参数》 在'层刚度比计算'框中的三个任选项-'剪切刚度', '剪弯刚度'或'地震剪力与地震层间位移的比'内选一打 '',则可. 指定薄弱层, 指定薄弱层,此时程序自动判定的薄弱层仍旧调整 进入菜单《1.接PM生成SATWE数据》→《1.分析与设计参 数补充定义》→《调整信息》 在'指定的薄弱层个数'项内填入要用户设定薄弱层的总层 数,再在'各薄弱层层号'项内填入薄弱层的结构层号.
B. 层间弹塑性位移可按下列公式计算
u p = η p e
ηp ----弹塑性位移增大系数,当薄弱层的 屈服强度系数不小于相邻层该系数平均 值的0.8,按下表采用;当不大于该平均 值的0.5时,可按表内相应数值的1.5倍采 用;其他情况可采用用内插.
框架总层数 2--4 5--7 8--12
结构的弹塑性位移增大系数ηp ξy 0.5 0.4 1.3 1.4 1.5 1.65 1.8 2.00
三,结构弹塑性变形验算
我国的抗震设计的基本思想,是"三水准设防和两 阶段设计";三水准设防是"小震不坏,中震可修, 大震不倒";两阶段设计是: 第一阶段,小震下弹性设计,即多遇地震下结构和 构件 承载力验算和结构弹性变形验算,对各类结构按规 范要求采取抗震措施; 第二阶段,罕遇地震下的弹塑性变形验算. 结构弹塑性变形验算,指罕遇地震下结构层间位移不 超过层间弹塑性位移角限值,属变形能力极限状态验 算.
TAT,SATWE采用"拟弱柱化法",计算公式如下:
au al M cy (i ) + M cy (i )
VYj =
H
m
VY = ∑VYj (i )
j =1
M
a cy
= f yk A ( h0 a ) + 0.5 N G hc (1 N G / bc hc f cmk )
a s ' s
Mcya---柱端按实际配筋和材料强度标准 值计算的正截面受弯承载力; Fyk----钢筋强度标准值; Asa----受拉区纵向钢筋实际配筋截面面积; NG-----重力荷载代表值的柱轴向力; Fcmk-----混凝土轴心抗压强度标准值.
3.1 验算范围 "高规"4.6.4条,高层建筑结构在罕遇地震作 用下薄弱层弹塑性变形验算,符合下列结构应 应 进行弹塑性变形验算: (1)7--9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框 架结构; (2)甲类建筑和9度抗震设防的乙类建筑结构; (3)采用隔震和消能减震技术的建筑结构.
下列结构宜进行弹塑性变形验算: 宜 (A)在下列高度范围: )在下列高度范围: (1)8度Ⅰ,Ⅱ类场地和7度,建筑高度大于 100m; (2)8度Ⅲ,Ⅳ类场地,建筑高度大于80m; (3)9度,建筑高度大于60m. 并且存在以下问题的: (1)刚度突变的软弱层; (2)受剪承载力的突变层; (3)结构竖向抗侧力构件上下不连续贯通;
3.2 弹塑性变形计算方 弹塑性变形计算方法 (1)罕遇地震作用取值 烈度 7 8 9 αmax 0.50(0.72) 0.9(1.2) 1.4 (2)作用效应组合 只考虑罕遇地震下的弹塑性层间变形,不考 虑其它荷载下产生的变形;地震作用分项系 数取1.0,其它荷载组合值系数取 0.0.
(3)计算方法 "高规"5.5.1条规定,7,8,9度抗震设 计的高层建筑结构,在罕遇地震作用下 薄弱层(部位)弹塑性变形计算可采用: (a)弹塑性位移增大系数法; "高规"5.5.3条的简化方法,适用于 5.5.3 不超过12层,且层侧向刚度无突变的框 架结构. (b)弹塑性时程分析方法;(EPDA) (c)"抗震规范"5.5.3条,提出还可采 用静力弹塑性分析方法.(PUSHOVER)
Floor No:1,Tower No.:1 Xstif= 45.7917(m),Ystif= -11.6787(m),Alf = 0.0000(Degree) Xmass= 50.9751(m),Ymass= -13.9529(m), Gmass= 1022.9373(t) Eex = 0.4070,Eey = 0.1706 Ratx = 1.0000,Raty = 1.0000 Ratx1= 2.1582,Raty1= 2.3140, 薄弱层地震剪力放大系数= 1.00 RJX = 4.7175E+06(kN/m), RJY = 4.7783E+06(kN/m), RJZ = 0.0000E+00(kN/m)
二,结构楼层受剪承载力沿竖 向突变产生的薄弱层
2.1 规范条文
高规的4.4.3,5.1.14条规定,A级高度高层建筑的楼 层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受 剪承载力的80%,不应小于其上一层受剪承载力的6应小于其上一层受剪承载力的75%.
结构薄弱层的概念和 控制
一,结构层刚度沿竖向突变产生的 薄弱层
1.1 规范条文 高规的4.4.2,5.1.14条规定,抗震设计的高层 建筑结构,其楼层侧向刚度小于其上一层的 70%或小于其上相临三层侧向刚度平均值的 70% 80%,或某楼层竖向抗侧力构件不连续,其薄 弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以 1.15的增大系数.
对于薄弱层: 对于薄弱层: (1)程序将该层地震作用标准值的地震剪力 乘以1.15的增大系数; (2)程序设有'指定薄弱层'项.用户可手 工指定薄弱层; (3)这三种计算方法有差异是正常的,可以 根据需要选择; (4)对于大多数一般的结构应选择第3种层刚 度算法;
选择第3种方法计算层刚度和刚度比控 制时,一般要采用"刚性楼板假定"的 条件.对于有弹性板或板厚为零的工程, 应计算两次.在刚性楼板假定条件下计 算层刚度并找出薄弱层.再在真实条件 下计算,并且检查原找出的薄弱层是否 得到确认,完成其它计算. 转换层是楼层竖向抗侧力构件不连续的 薄弱层.不管该层程序判断是否满足刚 度比要求,用户都应将该层手工置为 "薄弱层".
抗震设计的高层建筑结构, 结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一 层的80%,其薄弱层对应于地震作用标准值的 地震剪力应乘以1.15的增大系数.