超限報告系列總 08剪重比

1、 -KP001超限報告中的幾點(diǎn)問題08剪重比在超限報告中，剪重比是一個逐漸被淡化的概念。剪重比給我的印象，無非是“滿足最小剪重比最好，滿足不了，按比例調(diào)整”罷了。如果是這樣的話，剪重比這個概念，是否成了“雞肋”？它究竟在限制什么呢？又能限制什么呢？我們從頭說起。為何需要定義剪重比這個參數(shù)？規(guī)范給出的解釋是這樣的。“由于地震影響系數(shù)在長周期下降段較快，對于基本周期大于3s的結(jié)構(gòu)，由此計算所得的水平地震作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)可能過小。而對于長周期結(jié)構(gòu)，地震地面運(yùn)動速度和位移可能對結(jié)構(gòu)的破壞具有更大影響，但是規(guī)范所采用的振型分解反映譜法尚無法對此作出合理估計。出于結(jié)構(gòu)安全的考慮，增加了對各樓層水平地震剪力

2、最小值（剪重比）的要求。”關(guān)于振型分解反應(yīng)譜法對長周期地震估計不足的原因，尚有以下說法：1）強(qiáng)震記錄儀自身的缺點(diǎn)，記錄強(qiáng)震數(shù)據(jù)可能出現(xiàn)問題；2）大震級地震發(fā)生的幾率較小，記錄到的長周期地震動時程不多，對反應(yīng)譜長周期段的可靠性沒有把握。如果不滿足剪重比，規(guī)范給出的解決辦法是“調(diào)整地震剪力，或改變結(jié)構(gòu)剛度”。在實際工程中，常見的情況是，結(jié)構(gòu)底部若干層剪重比不滿足要求，但中上部樓層可滿足要求，通常的做法是，全部樓層按比例放大。我們來看看規(guī)范是如何規(guī)定的。抗規(guī)，“只要底部總剪力不滿足要求，則結(jié)構(gòu)各樓層的剪力均需要調(diào)整，不能僅調(diào)整不滿足的樓層”。這個觀點(diǎn)的逆否命題是，“可以僅調(diào)整局部不滿足的樓層，如果底

3、部總剪力滿足要求?！毕鄬Χ?，廣東省高規(guī)要講得更直白一點(diǎn)，“僅部分樓層不滿足要求時，可直接放大這些樓層的地震剪力使之滿足要求，當(dāng)基底剪力不滿足時，則全部樓層放大，放大系數(shù)為由基底剪力確定的系數(shù)?！辈煌氖?，抗規(guī)還有規(guī)定，“當(dāng)?shù)撞靠偧袅ο嗖钶^多時，結(jié)構(gòu)的選型和總體布置需重新調(diào)整，不能僅采用乘以增大系數(shù)的方法處理”?？吹?jīng)]有？前面啰里啰嗦講剪力調(diào)整的內(nèi)容，都只是“小孩子過家家”，而真正“真槍實彈”的內(nèi)容是調(diào)整結(jié)構(gòu)選型和布置?；氐介_頭的問題，“剪重比究竟在限制什么？”按照規(guī)范，它可以限制結(jié)構(gòu)布置。用剪重比限制結(jié)構(gòu)布置？這種邏輯聽起來有些詭異。想想看，剪重比的誕生是因為反應(yīng)譜法（長周期）及強(qiáng)震記錄儀自

4、身的缺陷所做的彌補(bǔ)，如果計算剪力不足，人為補(bǔ)足，這是可以理解的。但以剪重比來評判結(jié)構(gòu)布置，卻是截然不同的一個概念，規(guī)范并未為此概念提供依據(jù)。規(guī)范也未說明“底部剪力相差多少，才算得上相差較多?！痹谌珖薷邔咏ㄖこ炭拐鹪O(shè)防專項審查技術(shù)要點(diǎn)中，有這樣一句話，“基本周期大于6s的結(jié)構(gòu)，計算的底部剪力系數(shù)比規(guī)定值低20%以內(nèi)，基本周期3.5s5s的結(jié)構(gòu)比規(guī)定值低15%以內(nèi)，即可采用規(guī)范關(guān)于剪力系數(shù)最小值的規(guī)定進(jìn)行設(shè)計。（個人理解，即可采用剪力調(diào)整的方法）”。也許，這句話，即為抗規(guī)“底部剪力相差較多”做了一個注解。插句題外話。很早以前，有小姐姐問我一個貌似很深奧的問題，對X型（或其他異型）平面住宅，剪

5、重比計算時，取哪個方向的剪力呢？根據(jù)剪重比的含義，自然應(yīng)該取各個方向中最小的基底剪力呀，這個方向可能既不是平面坐標(biāo)中的X向，也不是Y向。要知道，地震方向是隨機(jī)的，而X、Y僅是人為設(shè)定的。最后再來談?wù)劶糁乇认拗档暮侠硇?。在我印象中，很多大牛都談?wù)撨^這個問題。在此，僅摘取黃吉峰博士和劉暢博士的部分觀點(diǎn)。黃吉峰在建筑結(jié)構(gòu)剪重比規(guī)律及控制方法研究中提到：“1）剪重比主要取決于結(jié)構(gòu)的周期和阻尼比，縮短周期、降低阻尼是提高剪重比的直接、有效手段；如果認(rèn)為長周期不是問題的話，剪重比是否滿足規(guī)范限值與結(jié)構(gòu)形式、結(jié)構(gòu)布置的合理性沒有明顯關(guān)系；2）規(guī)范規(guī)定的剪重比限值，對于某些特征周期較長的結(jié)構(gòu)不控制，不能起到彌補(bǔ)長周期分量缺失的作用；而對于某些特征周期較短的結(jié)構(gòu)，剪重比限值甚至超過了理論最大估計值，又過于嚴(yán)格。”劉暢博士曾提到：“1）剪重比不滿足的本質(zhì)問題在于第一振型對于基底剪力的貢獻(xiàn)與其對質(zhì)量的貢獻(xiàn)不一致；2）單自由度體系，天然滿足剪重比，無論周期長短，長周期結(jié)構(gòu)，剛度正常的情況下不可能滿足剪重比要求?！監(jiān)K，關(guān)于剪重比，情況就是這么個情況。大家也不用太較真。廣東省超限專家對剪重比已經(jīng)看得比較淡了，不用擔(dān)心因為