【原创总结系列.1】七大指标调控之概念

指标调控

控制的 七个比值及调整方法
高层设计的难点在于竖向承重构件（柱、 剪力墙等）的合理布置，设计过程中控制的目标参数主要有如下七个：
一、 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。轴压比不满足时的调整方法：
1.1程序调整：SATWE程序不能实现。
1.2人工调整：增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。

二、 剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性。这个要求如同最小配筋率的要求，算出来的地震剪力如果达不到规范的最低要求，就要人为提高，并按这个最低要求完成后续的计算。
剪重比不满足时的调整方法：
2.1程序调整：在SATWE的“调整信息”中勾选“按 抗震规范调整各楼层地震内力”后，SATWE按抗规自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和，用以调整该楼层地震剪力，以满足剪重比要求。
2.2人工调整：如果还需人工干预，可按下列三种情况进行调整：
a）当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时，说明结构过柔，宜适当加大墙、柱截面，提高刚度；
b）当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时，说明结构过刚，宜适当减小墙、柱截面，降低刚度以取得合适的 经济技术指标；
c）当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时，可在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。

插叙

1.剪重比看《抗规》5.2.5，剪重比不看地下室，即正负零零以下不理。

2.当剪重比不够的时候，《抗规》条文说明5.2.5那里详解。剪重比可以小于规范值，但是不能小于规范值得85%，若小于则说明这个方向的刚度不够，需要加长剪力墙长度或者厚度，且小于规范值得层数不能超过总层数的15%,超过说明刚度不够。

3.剪重比的底层的数据可以小于规范的数据，但是不能小于其85%。

4.剪重比不满足则调整剪力墙。

5.当剪重比不够的时候可以增加刚度（上策，重新布置结构），也可以放大地震力（下策）。

6.X和Y方向调整系数要小于等于1.15，若超过则要调整结构布置。

三、 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，对于形成的薄弱层则按高规予以加强。
刚度比不满足时的调整方法：
3.1程序调整：如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求，SATWE自动将该楼层定义为薄弱层，并按高规将该楼层地震剪力放大1.15倍。
3.2人工调整：如果还需人工干预，可适当降低本层层高和加强本层墙、柱或梁的刚度，适当提高上部相关楼层的层高和削弱上部相关楼层墙、柱或梁的刚度。

插叙

1、层间刚度比不够有两种情况，一对应的可能是层高突变，例如首层6米高（含架空层）上面3米一层，为了满足层间刚度比，则把上面的剪力墙做厚，不加长。二对应的是框支转换层，加厚加长转换层的剪力墙。

2、侧向刚度，对于高层则看《高规》3.5.2，框架结构是剪切变形为主，剪力墙结构是弯曲变形为主。

3、反应整栋楼整体刚度的有层间位移角，剪重比，刚重比（意义不大），这三个是硬性指标。周期不是。

4、如果X方向的刚度不够，为了不增加边缘构件，L型剪力墙选择长支方向的加长，而不是短向的加长。

5、框架结构刚度不满足，加大抗侧力构件截面和梁高最有效，剪力墙截面则是加长剪力墙长度。

四、 位移比：主要为控制结构平面规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。
位移比不满足时的调整方法：
4.1程序调整：SATWE程序不能实现。
4.2人工调整：只能通过人工调整改变结构平面布置，减小结构刚心与形心的偏心距；可利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到位移最大的节点，加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度；也可找出位移最小的节点削弱其刚度；直到位移比满足要求。

插叙 “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）。

3、抗扭的指标：周期比和位移比。(周期比和建筑规则不规则无关，和结构布置合适有关，位移比一般不超过1.3后者1.4都不怎么调整）

4、位移比《高规》3.4.5——在考虑偶然偏心的规定水平地震力作用下（两者），

多层也要看偶然偏心《抗规》3.4.3，条文说明那里补充，不看周期比。

五、 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，见高规4.3.5。周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，结构扭转效应过大。
周期比不满足时的调整方法：
5.1程序调整：SATWE程序不能实现。
5.2人工调整：只能通过人工调整改变结构布置，提高结构的扭转刚度；总的调整原则是加强结构外 围墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。
第一或第二振型为扭转时的调整方法：
a）SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。
b）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。“结构在两个主轴方向的动力特性(周期和振型)宜相近”。
c）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（一般都靠近X轴和Y轴）方向的侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，有条件加墙，无条件可以试着和 建筑商量加高外 圈梁，将高宽比较小的框梁以墙梁形式建模也大有裨益，另外还应适当削弱结构内部的刚度，尤其是核心筒区域。
d）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（侧移刚度较小方向）的侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（侧移刚度较大方向）的侧移刚度则过小，此时宜适当加强结构外围（主要是沿侧移刚度较大方向）的刚度，并适当削弱结构内部沿侧移刚度较大方向的刚度。
e）在进行上述调整的同时，应注意使周期比满足规范的要求。
f）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。

插叙

1.第一周期为扭转，第二第三周期为平动的时候，削弱里面刚度，加强外围刚度即可，一般情况下，第一第二平动周期不宜相差20%。但若第一第三周期为平动，第二周期为扭转，这种情况就是长宽比相差太大.

2.第一扭转周期的扭转系数必须是大于等于0.9. ≥0.8,越大越好。

3.周期T=2π （k为刚度）对于7度区T=0.1n(n为层数）

6度区T=0.12n(n为层数）

8度区 0.2g T=0.08n(n为层数）

8度区 0.3g T=0.06n(n为层数）

以上都是不是风控

4、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。

5、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.
6、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。

六、 刚重比：主要为控制结构的稳定性，避免结构在风载或地震力的作用下整体失稳，刚重比不满足要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小；但刚重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。
刚重比不满足时的调整方法：
6.1程序调整：SATWE程序不能实现。
6.2人工调整：只能通过人工调整改变结构布置，加强墙、柱等竖向构件的刚度。

插叙

1、刚重比不够直接影响重力二阶效应。楼越高越不容易满足。

七、 层间受剪承载力比：控制竖向不规则性，以免竖向楼层受剪承载力突变，形成薄弱层，见抗规3.4.2，高规4.4.3；对于形成的薄弱层应按高规5.1.14予以加强。
层间受剪承载力比不满足时的调整方法：
7.1程序调整：在SATWE的“调整信息”中的“指定薄弱层个数”中填入该楼层层号，将该楼层强制定义为薄弱层，SATWE按高规5.1.14将该楼层地震剪力放大1.15倍。
7.2人工调整：如果还需人工干预，可适当提高本层构件强度（如增大配筋、提高混凝土强度或加大截面）以提高本层墙、柱等抗侧力构件的承载力，或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的承载力。
如果结构竖向较规则，第一次试算时可只建一个结构标准层，待结构的周期比、位移比、剪重比、刚度比等满足之后再添加其它标准层；这样可以减少建模过程中的重复修改，加快建模速度。

插叙

1.楼层抗剪承载力体现了强剪弱弯思想，即构件应首先弯曲屈服、破坏，剪切破坏属于脆性破坏，应避免。最好调过（竖向构件截面），不然要指定薄弱层，X与Y方向最小楼层抗剪承载力之比不能小于0.8.

2.楼层抗剪承载力之比不满足有两个因素，一个是截面收缩太大（层高均匀情况），二是层高突变（这种因素就把底层的剪力墙加长，梁高加高，上一层的剪力墙做短，梁高降低）。

3.楼层抗侧力结构的层间受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。