【结构设计】“楼层位移比”和“层间位移角”解析
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。
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。
详解位移比
位移（层间位移比）：此数比值是控制结构平面规则兼有控制扭转的作用。
此数值可以在SATWE 位移输出文件 WDISP.OUT 中查看。
解释下位移比和层间位移比以及位移角的意思（这2个比值应该有很多人搞不清，也包括我）。
1.位移比：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：楼层竖向构件的最大层间位移角与平均位移角的比值。
3.位移角：楼层竖向构件层间位移与层高只比。
（《高规》4.6.3对最大层间位移角也有明确的规定，从1/550、1/800、1/1000不同结构体系限制不同。
）《高规》4.3.5条对此有明确的规定，最大水平位移和最大层间位移角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级高度不应大于1.5倍，B级高度、混合结构、以及复杂高层，不应大于1.4倍。
从WDISP.OUT 中即是要求Ratio-(X),Ratio-(Y)=Max-(X)，Max-(Y)/Ave-(X)，Ave-(Y),最好小于1.2，对于A级高度不能超过1.5，B级高度、混合结构、以及复杂高层，不超过1.4倍。
（位移比）Ratio-Dx,Ratio-Dy=Max-Dx ，Max-Dy/Ave-Dx ，Ave-Dy 最好小于1.2，对于A 级高度不能超过1.5，B级高度、混合结构、以及复杂高层，不超过1.4倍。
（层间位移比）还需控制层间最大位移角的限制，即《高规》4.6.3条规定。
以上这些数值WDISP.OUT 都有输出，所以操作起来还是比较方便的，在设计时只要注意就行假如位移（层间位移比）超过限制需要考虑双向地地震作用。
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。
验算位移比还需要考虑偶然偏心，验算层间位移角则不需要考虑。
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。
关于楼层位移比和层间位移角
关于楼层位移比和层间位移角关于楼层位移比和层间位移角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。
朱炳寅老师回答问题1：谈到楼层位移比是限制结构的扭转，扭平周期比也是控制结构扭转，一直没有搞清楚二者对于扭转的控制实质上是一致的？还是从不同的角度加以控制？回答：限制楼层位移比是限制结构实际扭转的量值；限制扭转平动周期比，限制的是结构的抗扭能力，扭转周期过大，说明该结构抗扭能力弱（注意，结构不一定有扭转，可能是完全对称的结构），这类结构一旦遭遇意外扭转情况将会导致较大的扭转破坏。
2：多塔结构转换层设置在塔楼内时，该采取何种加强措施？规范条文说明不够详细。
你说的这种情况，属于多重复杂结构，不是采取简单加强措施所能解决的，按建设部【建质2006第220号】文件要求，一般应进行超限审查，建议慎重考虑。
周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定
周期比位移比层间位移角与刚性楼板假定 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#结构的位移比、周期比、楼层侧向刚度比都是要求在刚性楼板假定条件下进行的。
层间位移角，对于一般的结构，可以采用刚性楼板的假定；对于有转换层等复杂高层建筑，不宜采用刚性楼板的假定。
而且计算层间位移角时，不考虑偶然偏心，不考虑双向地震。
首先：SATWE参数---对所有楼层强制采用刚性楼板假定：规范规定：高规（2010）5.1.5条：进行高层建筑内力与位移计算时，可假定楼板在其自身平面内为无限刚性。
条文说明：可把楼板视作水平放置的深梁，可近似认为楼板在其自身平面内为无限刚性。
采用这一假设后，结构分析的自由度数目大大减少，使计算过程及计算结果大为简化。
且满足工程精度。
程序实现：选择该项后，程序可以将用户设定的弹性楼板强制为刚性楼板参与计算。
操作要点：1：如果设定了弹性楼板活楼板开大洞，在计算位移、周期等控制参数时，应选择该项，将弹性楼板强制为刚性楼板参与计算，以满足规范要求的计算条件；计算完成后应去掉此项选择，以弹性楼板方式进行配筋和其他计算分析。
?2：如果没有定义弹性板或楼板开大洞，一般不选择此项，避免出现异常情况。
***********************************************************************（1）判断结构的位移比与周期比必须考虑强制刚性楼板：《抗震规范》的条文说明3.4.2，3.4.3指出：对于扭转不规则，按刚性楼板计算，当最大层间位移与其平均值的比值为1.2时，相当于一端为1.0，另一端为1.45；当比值为1.5时，相当于一端为1.0，另一端为3。
《抗震规范》的条文说明隐约透露出了判断结构的位移比应该是基于刚性楼板的假定。
而《抗震规范》的主编王亚勇在《建筑抗震设计规范疑问解答》一书4.2中更是明确指出：在刚性楼板假定条件下，当计算小震作用的楼层最大弹性水平位移（或层间位移）值与该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的比值大于1.2时，判断为扭转不规则；当比值接近1.5时，判断为特别不规则；当比值大于1.5时，一般判断为严重不规则。
【结构设计】层间位移角、有害层间位移角和广义剪切变形
层间位移角、有害层间位移角和广义剪切变形层间位移限值是钢筋混凝土高层结构设计中的一个重要参数,《高层建筑混凝土结构技术规程》在规定结构的弹性层间位移限值时划分了各种不同的结构形式,高度不大于150米的高层建筑,其楼层层间最大位移与层高之比框架结构为1/550,框架-剪力墙、框架-核心筒、板柱剪力墙结构体系为1/800,筒中筒、剪力墙结构体系为1/1000,框支层为1/1000.层间位移限值是保证结构具有必要的刚度,避免过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和舒适度,高层建筑在风载作用下将产生振动,过大的振动加速度将导致建筑物的摇摆,使在建筑内居住和工作的人产生不舒适和恐慌.国外高层建筑多采用钢结构,一般对层间位移角（剪切变形角）加以限制,主要是考虑非结构构件的损坏,它不包括建筑物整体弯曲产生的水平位移,数值较宽松.对钢筋混凝土结构的高层建筑而言,层间位移限值既要考虑结构构件的开裂,又要考虑非结构构件的损坏.限制层间位移的目的是：1、保证主结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙、柱等主要抗侧力构件开裂,同时将梁的裂缝限制在规定允许范围内.2、保证填充墙、隔墙、幕墙等非结构构件的基本完好,避免出现明显损坏.高层建筑结构是按弹性阶段进行设计的,地震按小震考虑,风按50年一遇风压标准,结构构件的刚度采用弹性阶段的刚度；内力与位移分析不考虑弹塑性变形.有三种不同的层间位移变形参数：层间位移角、有害层间位移角和广义剪切变形.层间变形传统上以层间位移角表示,它反映剪切型结构的受力特征较为合理,但与弯曲型或弯剪型结构的受力特征的相关性较差.有害层间位移角主要用来反映剪力墙等弯曲型结构的受力特征,对整个楼盖的变形采用了平截面假定.高层或超高层建筑多为弯剪型结构,一方面构件的变形中存在与受力不相关的楼盖刚性转动成分,另一方面整个楼盖的变形不符合平截面假定,即存在楼盖的竖向翘曲变形.广义剪切变形的实质是将层间位移角中剪力墙、框架和连梁区格各自不同的刚性位移（转动）部分去除,剩下部分则是受力引起的变形,即是对层间位移角的“去伪存真”.区格的广义剪切变形中包括弯曲变形和剪切变形.与弹性力学中剪切变形的定义相似.将一个楼层划分为剪力墙、框架和连梁三类不同的区格后,由于三类区格下楼盖的转动各不相同,在相同的层间位移角下不同区格的广义剪切变形也不相同.同时,因为将空间结构划分为平面区格,可用不同位置的实际位移计算广义剪切变形,则既可以考虑侧向位移的影响,也可考虑楼盖扭转变形的影响.最大层间位移角一般位于建筑物的中上部位,与受力相关性较差；剪力墙区格的最大广义剪切变形一般位于建筑物的底部或加强层附近,框架与连梁区格的最大广义剪切变形一般位于框架梁和连梁内力最大部位,与受力相关性较好.剪力墙区格的最大剪切变形数值远小于最大层间位移角,当层间位移角限制在1/500以内时,剪力墙区格的最大广义剪切变形均小于1/3000.加之超高层结构竖向构件轴压力远大于剪力,墙肢不会出现裂缝,层间变形的限值主要由框架和连梁区格的广义剪切变形允许值控制.限制广义剪切变形在理论上比限制层间位移角合理,但计算较繁琐,对于特别复杂的结构,可用广义剪切变形形式代替层间位移角进行计算和限制.。
【干货】各结构计算概念解析(层间位移角、剪跨比、剪重比、位移比、周期比、轴压比)
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。
规范要求：高规3.4.5条，应在质量偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，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，此时如果采用“强制刚性楼板假定”，结构分析严重失真，位移比也没有意义。所以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。
剪重比解析
名词解释
剪重比为地震作用与重力荷载代表值的比值。
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。
剪重比是规范考虑长周期结构用振型分解反应谱法和底部剪力法计算时,因地震影响系数取值可能偏低,相应计算的地震作用也偏低,因此出于安全考虑,规范规定了楼层水平地震剪力的最小值.若楼层水平地震剪力小于规范对剪重比的要求,水平地震剪力的取值应进行调整,
剪跨比指的是构件截面弯矩与剪力和有效高度乘积的比值。
简支梁上集中荷载作用点到支座边缘的最小距离a（a称剪跨）与截面有效高度h0之比。以λ=a/h0表示。它反映计算截面上正应力与剪应力的相对关系，是影响抗剪破坏形态和抗剪承载力的重要参数。
在其它因素相同时，剪跨比越大，抗剪能力越小。当剪跨比大于3时，抗剪能力基本不再变化。
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“楼层位移比”和“层间位移角”解析关于“楼层位移比”和“层间位移角”,很多人会迷糊,这里做详细说明：
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）.。