扭转周期比 规范
整体计算时Satwe后处理结果查看及与规范的关系

整体计算时Satwe后处理结果查看及与规范的关系何为整体计算?要知道每个指标的结构假设,即前提条件,反映到实际操作上就是satwe参数设置。
整体计算前提条件——刚性楼板假定一、每层单位面积重力:高规5.1.8条文说明。
(高层多层均适用) 多层11KN/M2也可以.此处折减与不折减,活荷载均为折减之后的结果。
二、层间位移角:抗规5.5.1 高规:3.7.3 (高层抗震设计时不考虑偶然偏心)(刚度问题)限制结构的水平位移,确保结构具备足够的刚度,避免产生过大的位移。
计算要求:抗震设计时不考虑偶然偏心,不考虑双向地震。
层间位移角不满足规范要求,说明结构较柔。
但层间位移角过分小,则说明结构的经济技术指标较差,浪费,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。
层间位移角不满足条件时调整方式:对于八度区,位移较难通过,可以调整中梁刚度放大系数为2,周期折减系数稍微变大一些,放大M=6数值,若位移角还是不满足,加大截面。
位移相差较多的时候,应当增加截面,保证结构刚度,位移相差较少的时候,可以通过修改satwe参数达到目的。
荷载影响位移角:知道原因,因此荷载一定要统计准确。
此处地下室层数、荷载等不能填错,注意。
周期折减系数:高规4.3.17,对比周期折减系数不同,对位移的影响。
三、扭转位移比:前提:刚性楼板假定,只控制地震作用下的位移比限值,风荷载不考虑。
理解位移比的含义,位移比:1.2时候,一端为1.0,另一端为1.51.6时,比值为4。
规范规定的水平地震作用计算:单向水平地震作用计算;考虑偶然偏心的单向水平地震作用计算;不考虑偶然偏心的双向水平地震作用计算。
要分清楚何时采用以上三种计算方式。
两者取不利,结果不叠加。
偶然偏心:高规4.3.3. 即由偶然因素引起的结构质量分布的变化,会导致结构固有振动特性的变化,因而结构在相同地震作用下的反应也将发生变化。
考虑偶然偏心,也就是考虑由偶然偏心引起的可能的最不利的地震作用。
位移比、周期比、轴压比、剪重比、侧向刚度比、刚重比等关键技术指标

构整体分析计算结果位移比、周期比、轴压比、剪重比、侧向刚度比、刚重比等关键技术指标。
1. 位移比:主要控制构造平面规那么性,以免形成扭转.1、“楼层位移比〞1〕定义——“楼层位移比〞指:楼层最大弹性水平位移〔或层间位移〕与楼层两端弹性水平位移〔或层间位移〕平均值比值;2〕目——限制构造扭转;3〕计算要求——考虑偶然偏心〔注意:不考虑双向地震〕.2、综合说明:1〕现行标准通过两个途径实现对构造扭转和侧向刚度控制,即通过对“扭转位移比〞控制,到达限制构造扭转目;通过对“层间位移角〞控制,到达限制构造最小侧向刚度目.2〕对“层间位移角〞限制是宏观.“层间位移角〞计算时只需考虑构造自身扭转藕联,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一种放大,属于承载能力计算范畴,不涉及对构造扭转控制判别和对构造抗侧刚度大小判断.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.但对特别重要或特别复杂构造,作为一种高于标准标准性能设计要求也有它一定合理性.高规条规定,楼层竖向构件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倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值倍,B级高度高层建筑、混合构造高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值倍.位移比限值:是根据刚性楼板假定条件下确定,其平均位移计算方法,也基于“刚性楼板假定〞.控制位移比计算模型:按照标准要求定义,位移比表示为“最大位移/平均位移〞,而平均位移表示为“〔最大位移+最小位移〕/2〞,其中关键是“最小位移〞,当楼层中产生0位移节点,那么最小位移一定为0,从而造成平均位移为最大位移一半,位移比为 2.那么失去了位移比这个构造特征参数参考意义,所以计算位移比时,如果楼层中产生“弹性节点〞,应选择“强制刚性楼板假定〞.高规条,应在质量偶然偏心条件下,考察构造楼层位移比情况.层间位移角:程序采用“最大柱〔墙〕间位移角〞作为楼层层间位移角,此时可以“不考虑偶然偏心〞计算条件.复杂构造,如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等,这些构造或者柱、墙不在同一标高,或者本层根本没有楼板,这类构造可以通过位移“详细输出〞或观察构造变形示意图,来考察构造扭转效应.复杂高层建筑构造设计〔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,当扭转位移比小于时,按偶然偏心计算;二是,当扭转位移比大于等于时,按双向地震计算.再根据两次计算结果取不利情况对构造扭转不规那么进展判别.〔博主提示:请注意,这里对采用双向地震判别是比1〕放松许多,注意,这里规定都是对复杂高层建筑而言,对一般工程,原那么上不需要进展这样严格判别〕.对于错层构造或带有夹层构造,这类构造总是伴有大量越层柱,中选择“强制刚性楼板假定〞后,越层柱将受到楼层约束,如果越层柱很多,计算失真.总之,构造位移特征计算模型之合理性,应根据构造实际出发,对复杂构造应采用多种手段.2. 周期比周期比控制什么?如同位移比控制一样,周期比侧重控制是侧向刚度与扭转刚度之间一种相对关系,而非其绝对大小,它目是使抗侧力构件平面布置更有效、更合理,使构造不致于出现过大〔相对于侧移〕扭转效应。
扭转振型

今天看到一个悬赏的帖子,关于振型为扭转时的调整的,给他回复了,不过很多人可能不容易找到,并且这是我们这种新手一般会遇到的问题,所以就再发一个帖子,当然了,帖子的内容不是我写的,谁写的这些也无从查起了,但是其内容还是很有价值的,在这里对其人表示敬意。
如其人看到了,感觉有不妥之处联系我,立刻删除,绝对尊重别人的成果,当然了,最好一直留着供是大家互相学习。
型)宜相近”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
3)结构的刚度(包括侧移刚度和扭转刚度)献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的;但相对于另一主轴(第三振型转角方向)的侧移刚度则过小,此时宜适当削弱结构内部“第三振型转角方向”的刚度,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型扭转)的刚度。
7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求。
9)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,周期比较难满足度。
把扭转周期下面那个轴的刚度调弱或把第一周期对应的轴刚度调强就解决了。
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。
高层建筑周期比判断

摘要:高层建筑结构设计不仅要满足构件承载力的计算,而且要保证建筑结构整体刚度,满足位移和周期比的要求。
高层建筑结构的自振周期是高层建筑结构在设计过程中的一个重要参数。
是判断高层建筑结构设计是否合理的一个重要依据。
本文结合自己多年结构设计经验,对结构主自振周期的判定、周期比值等进行了分析,以便合理控制结构的扭转刚度,保证结构的整体稳定性。
关键词:主自振周期;周期比;刚度引言:《高层建筑混凝土结构设计规程》(JGJ3—2010)第3.4.5 条规定:结构平面布置应减少扭转的影响。
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本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
《高规》用周期比要求结构的平面布置以增强结构的抗扭能力,周期比不满足要求说明结构的扭转效应明显,即结构平面布置不合理,下面对如何确定结构的T?t、T1 及比值进行分析。
1 高层建筑结构主自振周期的判定方法结构的基本自振周期决定于多方而因素。
如建筑物的高宽比、结构形式、平面布置、建筑物层数等。
在不同的荷载作用下结构的自振周期并不是一个常数,而是随着结构变形的改变而变化。
高层建筑结构体系是一个空间体系,振动形式十分复杂。
结构的自振周期短则刚度强,反之则刚度弱。
主自振周期是对结构影响较大的低阶周期,一般指前三振型对应的周期。
1.1通过计算振型方向因子判定《高规》3.4.5 的条文解释:扭转偶联振动的主振型,可以通过计算振型方向因子来判断,在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中,当扭转方向因子大于0.5 时,则该振型可认为是扭转为主的振型。
以上条文说明明确给出了判断扭转振型的方法,平动振型即为平动因子大于0.5 时所对应的振型。
这种方法能准确判定高阶振型,对判定第一自振周期的振型是不够精确的,从结构整体计算软件生成结构整体空间振动简图中可以明显看出,即使主平动方向因子达到0.6、0.7 时结构的扭转效应也非常明显,只有因子达到0.9 以上时结构的扭转效应才会很小。
不规则结构设计及规范要求

建筑方案是否“规则”的判定及设计控制1、不规则的划分抗震规范把不规则的建筑方案分为三个级别,区别对待:∙一般不规则——按规范、规程的有关规定采取加强措施;∙特别不规则——经过专门研究和论证后采取高于规范、规程规定的加强措施,对于高层建筑应严格按建设部令第111号进行抗震设防专项检查;∙严重不规则——应要求建筑师予以修改、调整。
抗震规范原文如下:3.4.1 建筑设计应符合抗震概念设计的要求,不规则的建筑方案应按规定采取加强措施;特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证,采取特别的加强措施;不应采用严重不规则的建筑方案。
[修订说明]:本次修订,对建筑方案的各种不规则性,分别给出处理对策,以提高建筑设计和结构设计的协调性。
2、不规则的判定(1)抗震规范正文——比较含糊3.4.2 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;建筑的立面和竖向剖面宜规则,结构的侧向刚度宜均匀变化,竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小,避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
当存在表3.4.2-1所列举的平面不规则类型或表3.4.2-2所列举的竖向不规则类型时,应符合本章第3.4.3 条的有关规定。
表3.4.2-1平面不规则类型表3.4.2-2竖向不规则类型(2)抗震规范条文说明——稍微清晰,仍笼统3.4.1条之条文说明:规则与不规则的区分,本规范在第3.4.2条规定了一些定量的界限,但实际上引起建筑结构不规则的因素还有很多,特别是复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围,但是,有经验的、有抗震知识素养的建筑设计人员,应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计,要区分不规则、特别不规则和严重不规则等不规则程度,避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。
这里:“不规则”指的是超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中一项及以上的不规则指标;特别不规则,指的是多项均超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中不规则指标或某一项超过规定指标较多,具有较明显的抗震薄弱部位,将会引起不良后果者;严重不规则,指的是体型复杂,多项不规则指标超过第3.4.3条上限值或某一项大大超过规定值,具有严重的抗震薄弱环节,将会导致地震破坏的严重后果者。
规范条文说明关于特别不规则、严重不规则的解释

【拓展知识2-8】——规范条文说明关于特别不规则、严重不规则的解释
抗震规范条文说明明确提出,要区分不规则、特别不规则、严重不规则等不同程度。
特别不规则,指具有较明显的抗震薄弱部位,可能引起不良后果者,一般具有规范所列平面、竖向不规则类型的三种或三种以上。
对于特别不规则的情况,一般可以采取更为严格的计算要求、内力调整和抗震构造措施。
特别不规则的项目举例见下表。
表1 特别不规则的项目举例
严重不规则,指体型复杂,多项不规则指标超过规范上限值或者某一项不规则指标大大规定值的情况,一般存在现有技术和经济条件不能克服的严重的抗震薄弱环节,可能会导致地震破坏的严重后果,应在设计中避免。
第一或第二振型为扭转的调整方法

第一或第二振型为扭转时的调整方法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”;高规7.1.1条条文说明“在抗震结构中……宜使两个方向的刚度接近”;高规8.1.7条7款“抗震设计时,剪力墙的布置宜使各主轴方向的侧移刚度接近”。
3)结构的刚度(包括侧移刚度和扭转刚度)与对应周期成反比关系,即刚度越大周期越小,刚度越小周期越大。
4)抗侧力构件对结构扭转刚度的贡献与其距结构刚心的距离成正比关系,结构外围的抗侧力构件对结构的扭转刚度贡献最大。
5)当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度,或沿两主轴适当削弱结构内部的刚度。
6)当第二振型为扭转时,说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大,结构的扭转刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的;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,或适当加强结构外围(主要是沿第一振型转角方向)的刚度。
7)某主轴方向的层间位移角小于限值(见高规表4.6.3,下同)较多时,对该主轴方向宜采用“加强结构外围刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角大于限值较多时,对该主轴方向宜采用“削弱结构内部刚度”的方法;某主轴方向的层间位移角接近限值时,对该主轴方向宜同时采用“加强结构外围刚度”和“削弱结构内部刚度”的方法。
8)在进行上述调整的同时,应注意使周期比满足高规4.3.5条的要求。
9)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。
【答1】简单的说,当扭转周期不在第一周期时,就是有一个轴的平面刚度超过了扭转刚度。
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扭转周期比
3.4.5 结构平面布置应减少扭转的影响。
在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的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1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
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Tl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本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
注:当楼层的最大层间位移角不大于本规程第3.7.3条规定的限值的40%时,该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松,但不应大于1.6。
结构扭转为主的第一周期Tt 与平动为主的第一周期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、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。
在两个平动和一个扭转方向因子中,当扭转方向因子大于0.5时,则该振型可认为是扭转为主的振型。
反之,为平动为主的振型,但是一般我们控制平动系数大于等于0.95.
只有高层控制,多层可以不满足周期比,但是一般的体型,周期
比不好的时候位移比也很难控制,因此多层周期比也要尽量满足。
周期比显示的是结构的扭转能力,而位移比是计算得出的结构实际存在的扭转量值。
本质(扭转刚度问题):控制结构的扭转刚度,避免扭转破坏,增加结构的抗扭能力。
计算要求:选择刚性楼板假定。
周期比不满足时调整方法:
1、总体调整原则是加强结构外部刚度,削弱内部刚度;
2、找到位移大的位置,刚度加大。
3、当第一振型为扭转时,说明结构的扭转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)的侧移刚度过小,此时沿两主轴加强结构外围的刚度,并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侧移刚度相差较大,结构的扭转刚度相对其中一主轴(第一振型转角方向)的侧移刚度是合理的;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”的内部刚度,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、001的情况要注意,也有不满足的时候,此时削弱内部刚度即可。
为什么要调成两平一扭(001)?抗规274页倒数第五行。
平动系数尽量调整为1.0或者接近1.0,建议0.95以上. 有效质量系数:大于90%。
见高规5.1.13。