整体计算分析---层间位移角、周期比概念讲解及模型调整

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一、 层间位移角:抗规5.5.1  高规:3.7.3 (抗震设计时不考虑偶然偏心) 即层间位移角需要看风和地震工况,但是不考虑偶然偏心。 本质:(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。要判断是风控制还是地震力控制,若风控制,层间位移角富余很少,尽量增加竖向构件的刚度。 进行多遇地震作用下的弹性变形验算,实现第一水准下的设防要求。弹性变形验算属于正常使用极限状态的验算的范畴。

一、 层间位移角:抗规5.5.1  高规:3.7.3 (抗震设计时不考虑偶然偏心)

即层间位移角需要看风和地震工况,但是不考虑偶然偏心。

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本质:(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。要判断是风控制还是地震力控制,若风控制,层间位移角富余很少,尽量增加竖向构件的刚度。

进行多遇地震作用下的弹性变形验算,实现第一水准下的设防要求。弹性变形验算属于正常使用极限状态的验算的范畴。

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,宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积或梁高。

影响层间位移角的因素:竖向构件截面尺寸,梁截面尺寸,中梁刚度放大系数(高规5.2.2),周期折减系数(高规4.3.17),地下室信息中的M值(建议6~10),连梁刚度折减系数(高规5.2.1及条文说明),墙梁跨中节点作为刚性楼板从节点,荷载。


高规5.2.2

5.2.2 在结构内力与位移计算中,现浇楼盖和装配整体式楼盖中,梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大。近似考虑时,楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.3~2.0。

对于无现浇面层的装配式楼盖,不宜考虑楼面梁刚度的增大。


高规4.3.17

4.3.17 当非承重墙体为砌体墙时,高层建筑结构的计算自振周期折减系数可按下列规定取值:

1 框架结构可取0.6~0.7;

2 框架-剪力墙结构可取0.7~0.8;

3 框架-核心筒结构可取0.8~0.9;

4 剪力墙结构可取0.8~1.0。

对于其他结构体系或采用其他非承重墙体时,可根据工程情况确定周期折减系数。

5.2.1 高层建筑结构地震作用效应计算时,可对剪力墙连梁刚度予以折减,折减系数不宜小于0.5。

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。

如果计算得出的最大层间位移角与规范相距甚远,在结构构件增加刚度的同时应当兼顾结构的扭转效应,此时应当结合整体空间振动简图,加强结构外围对应位置抗侧力构件的刚度,避免较大扭转。

如果层间位移角与规范限制相差不大的时候,可以采取修改satwe参数来解决。

此处地下室层数、荷载等不能填错,注意。

另外,注意:对于风荷载工况下的层间位移角不满足规范限值的时候,只能通过加大结构构件的刚度来解决刚度不足的问题,而且,风荷载工况下层间位移角尽量富余多一些。

一、 扭转周期比:高规3.4.5  

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.

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