调整结构抗扭刚度与抗侧刚度之比调整

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钢筋砼结构规则性的判断和设计方法

钢筋砼结构规则性的判断和设计方法

整结构抗扭刚度与抗侧 刚度之 比一般 采取 以下 措施 :①在
建 筑 允 许 的 情 况 下 ,尽 量 加 长 或 加 厚 周 边 剪 力 墙 尤 其 是 离 刚心最远处的剪力墙 ,提高抗扭 刚度 ,减小结构扭 转周期 ;
构工程师密切 配合 ,适 当调 整建筑方 案 ,尽量减 少不规 则
类 型 和不 规 则 的 程 度 。
2 1 扭 转 不规 则 的 设 计 方 法 .
震设计 规范 》( B 0 1 G 50 1—2 1 , 0 0 以下 简称 新 抗 震 规范 ) 第
102规 定 :抗 震 设 防 烈度 为 6度 及 以 上地 区 的建 筑 ,必 须 .. 进行抗震设计 。建筑设计 应根据 抗震概念设 计的要求 明确
f r e o c ee sr cu e o d tr n o c d c n rt tu tr s t ee mi e, a x li st e p a t, nd e pa n h r ei
c la p iain o sg t o s a p lc t fde in me h d . o
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抗侧力结构 单元。当不设 置防震缝 时 ,应 采用 符合 实际的
0 前

计算模型 ,分析判 明其应 力集 中、变形集 中或 地震扭 转效
应 等 导致 的 易 损 部 位 ,采 取 相 应 的加 强 措 施 。建 筑 师 和 结
为 了满 足建 筑 功 能 和 美 观 的 要 求 ,或 者 建 设 场 地 的 限 制 ,越 来越 多 的不 规 则 建 筑 丰 富着 城 市 的 天 际 线 。 《 筑 抗 建
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PKPM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”

PKPM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”

PKPM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”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-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-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-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。

-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-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-位移比(层间位移比):-1.1 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。

-1.3 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。

-1.2 相关规范条文的控制:-[抗规]3.4.2条规定,建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移(或层间位移),不宜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。

高层结构抗扭设计两个“比”

高层结构抗扭设计两个“比”

高层结构抗扭设计的两个“比”摘要:结构设计人员在高层建筑设计中会通过七大比值来判断结构是否合理,本文主要通过“位移比”和“周期比”两个比值并结合相对扭转效应公式展开关于抗扭设计的论述,且介绍高层建筑结构设计中控制扭转的一些具体措施。

关键词:位移比周期比相对扭转效应抗扭措施1 位移比、周期比的概念位移比、周期比都是限制扭转,但概念不同。

位移比是控制结构整体抗扭特性和平面规则性的重要指标。

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。

侧重结构实际存在的扭转量值。

控制周期比的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不出现过大的扭转效应。

控制结构周期比的实质是控制结构的扭转变形要小于结构的平动变形。

周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构刚度布局合理,以此控制地震作用下结构扭转振动效应不成为主振动效应,避免结构扭转破坏。

扭转周期过大,说明该结构的抗扭能力弱(结构可能完全对称,不一定扭转,但抗侧刚度集中在平面中部的框架—核心筒等结构,但周期比可能会比较大)这也说明两个概念的差别。

侧重结构的抗扭能力。

2 位移比、周期比控制的标准及解说文献[5]给出了一个相对扭转效应式(为结构相对扭转效应,为结构相对偏心距,为周期比),若周期比 tt/t1小于 0.5,则相对扭转振动效应θr/u一般较小,即使结构的刚度偏心很大,偏心距e达到 0.7r,其相对扭转效应θr/u值亦仅为0.2 。

而当周期比tt/t1大于 0.85 以后,相对扭振效应θr/u值急剧增加。

即使刚度偏心很小,偏心距e仅为 0.1r ,当周期比 tt/t1等于 0.85 时,相对扭转效应θr/u值可达0.25 ;当周期比tt/t1接近 1 时,相对扭转效应θr/u值可达 0.5 。

由此可见,抗震设计中应采取措施减小周期比tt/t1值。

文献[5]中还绘制出θr/u与e/r及tt/t1的关系曲线,从图中可以看出结构相对扭转反应随着周期比的增大存在明显的动力增大效应。

高层结构设计中六个“比”的控制与调整

高层结构设计中六个“比”的控制与调整

引言:高层建筑(10层及10层以上或房屋高度超过28m的建筑物)的应用日益广泛,由于高层建筑相对较柔,水平荷载作用效应明显,在满足使用条件下如何才能达到既安全又经济的设计要求,这是结构设计人员必须去追求与面对的。

对于混凝土结构,一般需要控制一些参数,宏观控制的5大比值:周期比,位移比,刚度比,剪重比,刚重比。

微观控制的6大比值:轴压比,剪压比,剪跨比,跨高比,高厚比(剪力墙),长细比(柱),位移比。

对于高层结构设计来说,位移比、周期比、刚度比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的六个极其重要的参数,《建筑抗震设计规范GB 50011-2010》(以下简称为抗规);《混凝土结构设计规范GB 50010-2010》(以下简称为砼规);《高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010》(以下简称为高规)均在相关章节对以上”六个比”进行了严格控制。

在初步设计和施工图设计阶段,结构设计和审图人员对以上”六个比”都非常重视,各类结构设计软件也对这”六个比”有详细的电算结果输出,便于设计人员进行分析与调整。

本文仅以我国目前较为权威且应用最为广泛的PKPM软件中的SATWE程序的电算结果,结合规范条文的要求,谈谈如何对电算结果进行判读、控制与调整。

1.位移比(层间位移比):1.1名词释义: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。

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。

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。

1.2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,位移比的大小是反映结构平面规则与否的重要依据,它侧重控制的是结构侧向刚度和扭转之间的一种相对关系,而非绝对大小,它的目的是使结构抗侧力构件布置更有效、更合理。

高层结构周期比的调整

高层结构周期比的调整

浅析高层结构周期比的调整摘要:通过周期比的相关概念分析,指出控制周期比的目的,实际是控制结构的扭转效应;控制周期比的实质,实际是避免结构的扭转破坏。

同时,对周期比计算时应注意的问题做了一些总结。

重点阐述了几种周期比有效调整的方式方法。

关键词:周期比;扭转周期;平动周期;振型;扭转刚度;侧移刚度abstract: through the analysis of related concepts of cycle ratio, and points out that the control cycle than the objective, practical is to control the torsion effect; the control cycle than real, practical is to avoid the damage of structure torsion. the methods for several cycles than effective adjustment method.keywords: periodic ratio;torsional period;translation period;vibration; torsional stiffness;lateral stiffness 中图分类号:tu973文献标识码:a 文章编号:2095-2104(2012)引言国内、外历次大地震震害表明,平面不规则、质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构,在地震中极易遭受到严重的破坏。

国内一些振动台模型试验结果也表明,过大的扭转效应会导致结构的严重破坏。

限制结构的抗扭刚度成为限制结构扭转效应的一个主要方面,而限制结构的抗扭刚度不能太弱,关键是限制结构的周期比。

1周期比的相关概念新《高层建筑混凝土结构技术规程》第3.4.5条规定: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,a级高度高层建筑不应大于0.9,b级高度高层建筑、超过a级高度的混合结构及复杂高层建筑不应大于0.85。

结构扭转刚度与平动刚度之比不满足要求的处理方法

结构扭转刚度与平动刚度之比不满足要求的处理方法

首先周期比反映的是结构扭转刚度和平动刚度之间的一种比值关系,如果周期比大于0.9的话说明你的结构扭转刚度相对于平动刚度来说小了,地震中会发生扭转严重破坏,,既然周期比反映的是扭转刚度合平动刚度的关系的话很显然,处理办法就是两个:第一增加结构的扭转刚度,第二,减小结构的平动刚度。

那么什么时侯用第一呢,当结构的平动刚度比较合适的时候就是层间相对转角位移比较大(当然不能超过规范限制)这时候可以考虑增加扭转刚度,具体的做法是加强结构周边的梁和柱。

很多新人搞不懂为什么要加强周边,在这里可以举个简单的列子,同志们你们的自行车车架为什么用钢管做而不用相同钢材的钢筋做,一个很重要的因素就是钢管抗扭比钢筋强,当然自行车还涉及到抗压等其他的因素。

用第二种方法的话和第一个相反,就是结构平动刚度比较大(层间相对转角位移比较小)而导致动周期小,着时候考虑消减平动周期,具体做法是消减结构中部刚度,达到降低平动刚度同时增强扭转刚度的目的。

建筑结构设计中地震扭转效应的分析与控制

建筑结构设计中地震扭转效应的分析与控制

建筑结构设计中地震扭转效应的分析与控制广东博意建筑设计院有限公司 王浩摘要:本文在分析结构扭转机理、扭转变形特点以及扭转效应影响因素的基础上,提出控制结构扭转效应的控制指标和技术措施。

关键词:地震作用 扭转效应 周期比 位移比 控制指标1 概述历次地震震害表明,扭转效应是引起建筑结构地震破坏的重要因素,许多不规则的偏心建筑物表现出了明显的扭转破坏特征。

1972年南美洲马那瓜地震、1985年墨西哥地震、1995年日本阪神地震、1999年9月台湾集集地震中,许多房屋都出现了明显的扭转震害特征。

为了控制结构在地震中的扭转效应和提高其抗扭能力,我国学者和专家在研究并参考国外资料的基础上,在《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)[1]和《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)[2](以下简称《抗规》和《高规》)中都对结构扭转问题从周期比和位移比两方面做了相关的规定。

2 结构扭转机理及扭转变形分析2.1结构扭转机理[3]根据材料力学可知,当一个构件受到扭矩作用时,离构件刚度中心越远的地方剪应力越大,剪切变形也越大。

在整体建筑结构中,当结构受到扭矩作用时,竖向构件将承受剪力。

如图1所示的一均匀对称的结构,质心和刚心重合于O点,当结构受到一扭矩T,那么将在各柱中产生F1和F2的剪力。

其中离刚心远的柱受的剪力F1要大于离刚心近的柱受的剪力F2。

也就是说当结构受到扭矩作用时,离刚心越远的竖向构件将承受越大的剪力。

根据结构理论可知,构件的剪切破坏是脆性的;一旦由于扭转作用而使得地震作用产生的水平剪力大于竖向墙柱构件所能承担的剪力,这将导致结构竖向墙柱构件发生脆性剪切破坏,结构将可能在瞬间发生脆性破坏而倒塌。

2.2结构扭转变形分析假定楼板为平面内无限刚,当结构发生平动和扭转时,将发生图2所示的变形。

那么δavg=(δmax-δmin)/2 (1)图1 结构扭转受力示意图 图2结构扭转变形示意图式中,δmax为按刚性楼盖假定,同一侧楼层角点竖向构件最大水平位移或最大层间位移;δmin为按刚性楼盖假定,同一侧楼层角点竖向构件最小水平位移或最小层间位移;δavg为按刚性楼盖假定,该楼层平均水平位移或平均层间位移;令位移比ζ=δmax/δavg,将其代入(1)式,可得,δmax/δmin=ζ/(2-ζ) (2)由此可得下表数据:ζ=δmax/δavg 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 δmax/δmin 1 1.22 1.50 1.86 2.33 3.0 4.0 5.679.0 19 ∞ 从上表中数据可以看出,当ζ<1.5时,随着位移比ζ的增大,δmax/δmin增加缓慢;当ζ>1.5时,δmax>3δmax,此时随着ζ的增加,δmax/δmin迅速增大,整个结构变形受力将变得十分不均匀,结构在地震作用下将在变形最大的竖向构件处首先破坏,从而造成结构破坏。

高层建筑结构扭转控制及调整

高层建筑结构扭转控制及调整

高层建筑结构扭转控制及调整高层建筑结构扭转控制及调整【摘要】:本文详细阐述了高层建筑结构扭转问题,探讨了引起扭转的两个指标位移比和周期比的参数,结合设计经验指出在设计中进行相应的调整,加强结构抵抗扭转的能力,以减小结构的扭转,是结构更加合理。

【关键词】:结构扭转楼层位移比周期比中图分类号: [TU208.3]文献标识码:A 文章编号:1.前言地震造成的建筑物扭转破坏的实例很多,对结构的危害很大。

减小结构扭转引起的破坏一般从两个方面考虑,一是减小结构在地震作用下的扭转效应,二是增加结构抵抗扭转的能力。

结构的楼层位移比和周期比是结构扭转控制的两个重要指标,在高层结构设计时如何计算和调整,必须予以重视。

2、结构扭转控制的两个指标1)楼层位移比楼层位移比是指在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层最大水平位移和层间位移与该楼层平均水平位移和层间位移的比值。

《高规》3.4.5条规定A级高度高层建筑不宜大于1.2,不应大于1.5;B级高度高层建筑、复杂高层建筑不宜大于1.2,不应大于1.4。

2)扭转平动周期比结构的扭转平动周期比是指在结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第一自振周期之比。

《高规》3.4.5条规定A级高度高层建筑不应大于0.9,;B级高度高层建筑、复杂高层建筑不应大于0.85。

3)楼层位移比与周期比在限制结构扭转方面的异同楼层位移比的限制的是楼层端部的最大位移与平均位移的相对关系,关注的是结构实际承受的扭转效应;而扭转平动周期比限制的是对结构扭转刚度与平动刚度的相对关系,关注的是结构抗扭能力大小的要求。

通过以上分析可以看出,结构实际存在的扭转和结构的抗扭能力是两个不完全相同的问题,二者都与结构的抗扭有关,但关注的角度不同。

3、结构扭转位移比计算和周期比计算时应注意的问题1)在进行结构的楼层位移比和周期比计算时应采用刚性楼板假定。

结构的楼层位移比和周期比计算主要是考察结构的整体扭转效应和抗扭能力。

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调整结构抗扭刚度与抗侧刚度之比一般采取以下措施:
(1)在建筑允许的情况下,尽量加长与加厚周边剪力墙尤其是离刚心最远处的剪
力墙,提高抗扭刚度,减小结构扭转周期T1;
(2)减少核心筒的剪力墙厚度或采用弱连梁连接剪力墙,从而减少核心筒刚度,
削弱结构侧移刚度,加入第一平动周期T1;
(3)在结构周边加设拉梁,加强周边连梁刚度,增强结构抗扭刚度,减小结构扭
转周期T1;
(4)结构刚心附近的剪力墙对结构抗扭刚度贡献不大,但对侧移刚度贡献较大,
因此削弱刚心附近的剪力墙,可以加入第一平动周期T1;
(5)在即不能加强周边剪力墙也不能削弱中部剪力墙的情况下,可以适当加强周
边框架梁的刚度,从而对结构整体形成套箍效应,增强结构抗扭刚度,减小结构扭转周期T,显然这种方法是不经济的,只有在以上办法行不通的情况下才迫不得已的情况下采用。

在Autocad中点取下拉菜单【工具(T)/加载应用程序(L)],选择加载PKPM\cfg\目录中的ET.lsp程序,在命令行中键入ETS命令,用窗口选择需要修改的范围,再用鼠标双击已经选择的修改对象,即可以将文字对齐方式改为其他对齐方式。

(PKPM出图文字对齐?)。

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