0 前言 本文总结了剪重比、周期比、位移比、轴压比、刚度比、刚重比、受剪承载力比这 7个重要控制指标的基本概念、作用、规范要求、调整方法,帮助大家理解。 No.1 轴压比 1、定义 柱或者墙的轴压力设计值与柱或者墙的全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值。 2、作用 反映了构件正截面的受压情况;限制竖向构件的轴压比主要是为了控制其延性,因为轴压比越大,构件的延性就越差,在地震作用下构件的破坏越容易呈脆性。 3、规范限值 (1) 柱轴压比限值 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)第11.4.16条 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第6.3.6条(同上) 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)第6.4.2条(同上) (2) 剪力墙轴压比限值 《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)第11. 7.16条 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第6.4.5条(同上) 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)第7.2.14条(同上) 4、不满足规范限值时的调整方案 轴压比较大则结构的延性无法保证,应当增大构件的截面尺寸或者提高该楼层混凝土强度等级,轴压比较小虽然满足规范规定,但是经济性不好。 No.2 周期比 1、定义 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。 2、作用 周期比控制的是结构侧向刚度与扭转刚度之间的相对关系,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更合理,使结构不致于出现过大的扭转效应,即要求结构的第一、第二振型宜为平动,扭转周期宜出现在第三振型及以后。总之,周期比不是要求结构足够结实,而是要求结构承载布置合理。 3、规范限值 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)第3.4.5条 4、周期比不满足时的调整方案 建筑以扭转为主的第一自振周期Tt与以平动为主的第一自振周期T1之比为大于规范限制,则不满足规范要求,说明结构的抗扭刚度相对较弱,在地震作用下会产生较大的扭转效应导致结构破坏,因此需加强结构的抗扭刚度。如何加强抗扭刚度呢?我们通过人工调整改变结构布置来达到提高结构的抗扭刚度的效果,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。其次是利用结构刚度与周期的反比关系,合理布置抗侧力构件,加强需要减小周期方向(包括平动方向和扭转方向)的刚度,或削弱需要增大周期方向的刚度。 No.3 剪重比 1、定义 规范中称剪力系数,水平地震力作用下楼层剪力标准值与其上各层重力荷载代表值之和的比值。 2、作用 为了控制结构总水平地震剪力与各楼层最小水平地震剪力,确保结构的安全。 3、规范限值 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第5.2.5条; 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)第3.3.13条(同上) 规范规定最小剪重比主要是针对于长周期结构(基本周期大于3.5秒,这类结构在地震中的破坏影响相对较大)。 4、调整方案 外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;外地震剪力偏大而层间侧移角偏小时,说明结构过刚,宜适当减小墙、柱截面,降低刚度,以取得适宜的经济技术目的。 No.4 刚重比 1、定义 结构的刚度和重力荷载之比。 2、作用 主要为控制结构的稳定性,一面产生滑移和倾覆。高层建筑结构的稳定设计主要是控制结构在风荷载或水平地震作用下,重力荷载产生的二阶效应(重力P-Δ效应)不致过大,以免引起结构的失稳、倒塌。若刚重比过小,则说明结构的刚度相对于重力荷载过小;若刚重比过大,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而降低侧向刚度。 低侧向刚度。 3、规范限值 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)第5.4.1条 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)第5.4.4条 4、调整方案 刚重比小于规范值,说明结构的刚度相对于重力荷载过小,应增加竖向构件的侧向刚度,如增大截面面积,提高强度等。 No.5 位移比 1、定义 位移比实际上包含两个指标,一个是该层竖向构件最大水平位移与平均水平位移的比;另一个是该层竖向构件最大层间位移与平均层间位移的比。 2、作用 主要为控制结构平面规则性,以免产生较大扭转,对结构产生不利影响。 3、规范限值 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第3.4.3条 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2010)第3.4.5条 4、调整方案 位移比不满足要求,可能是由于扭转不规则导致的位移不均或是部分构件薄弱导致的位移不均,针对不同情况需要采取不同的措施,如果是刚心与形心偏心距较大,术语扭转严重导致的位移不均,应该调整结构平面布置,减小刚心与形心的偏心距,如果是因为部分构件薄弱导致的位移不均,则找到位移最大的节点加强其抗侧刚度,位移小的削弱抗侧刚度。 No.6 刚度比 1、定义 相邻楼层侧向刚度的比值。 2、作用 控制结构竖向布置的规则性,以免产生竖向刚度突变,形成薄弱层。 3、规范限值 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)第3.5.2条 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)第3.4.3条 4、调整方案 对于形成的薄弱层按规范乘以放大系数;适当降低本层层高,或适当提高上部相关楼层层高;适当加强本层墙、柱和梁的刚度,或适当消弱上部相关楼层墙、柱和梁的刚度。 No.7 层间受剪承载力之比 1、定义 该层所有抗侧力构件的层间受剪承载力之和与相邻上一楼层所有抗侧力构件的层间受剪承载力之和的比值。 2、作用 控制结构竖向不规则,避免竖向楼层受剪承载力突变,形成薄弱层。 3、规范限值 《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)第3.5.3条 4、调整方案 调试方法和刚度比一样。 |
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