结构整体性能控制总论之五---结构薄弱层的控制

5 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。
规范规定：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65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。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。

C 计算方法及程序实现
薄弱层方法之一：按层刚度比来判断
薄弱层方法之二：按楼层承载力比来判断
薄弱层方法之三：按楼层弹塑性层间位移角来判断

>>按层刚度比来判断
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建议的方法即剪切刚度：Ki = Gi Ai / hi
方法2：高规附录E.0.2建议的方法即剪弯刚度：Ki = Vi / 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即地震剪力位移比刚度：Ki = Vi / Δi
由于层刚度产生的薄弱层，可以通过调整结构布置、材料强度来改变。

>>按楼层承载力比来判断
程序将薄弱层地震作用标准值乘以1.15的增大系数。
选择剪力位移比方法计算层刚度时，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，用户都应强制该层为“薄弱层”。对于错层、刚度削弱层，以及承载力比值不满足规范的楼层，也应采用“强制薄弱层”来特别指定。
由楼层承载力产生的薄弱层，只能通过调整配筋来解决。如提高“超配系数”等。

>>按楼层弹塑性层间位移角来判断
结构弹塑性变形验算，指罕遇地震下结构层间位移不超过弹塑性层间位移角，属变形能力极限状态验算。
规范：罕遇地震影响系数最大值的取值，7度αmax为0.50或0.72；8度αmax为0.9或1.2；9度αmax 为 1.4。
计算方法：简化方法，适用于不超过12层，且层侧向刚度无突变的框架结构；弹塑性静力分析方法；弹塑性动力分析方法。

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