高層建筑結(jié)構(gòu)實用設(shè)計方法入門

1、高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計20102010年年3 3月月實用方法入門實用方法入門主要內(nèi)容n 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計基本流程n 高層建筑結(jié)構(gòu)幾個基本概念n 建立模型，進行結(jié)構(gòu)計算n 施工圖的繪制1.在接到建筑專業(yè)作業(yè)圖以及地質(zhì)報告之后，進行結(jié)構(gòu)方案討論（實踐證明，方案討論非常有效） a.結(jié)構(gòu)形式的選型 b.基礎(chǔ)形式選型 c.豎向構(gòu)件墻、柱的粗略布置2.與建筑以及其他專業(yè)進行協(xié)商、調(diào)整，通過計算機進行初算3.初步考察計算結(jié)果指標，根據(jù)計算指標對結(jié)構(gòu)進行調(diào)整，包括構(gòu)件布置與斷面等4.對模型進行調(diào)整、深化，與各個專業(yè)詳細配合，確定計算指標符合規(guī)范要求，并進行構(gòu)件、地下結(jié)構(gòu)的計算設(shè)計5.繪圖、打印計算書

2、6.提交設(shè)計成果7.對審查意見進行回復(fù)如果需要提供初步設(shè)計文件， 基本流程同上，只是計算模型不用太精確，在滿足計算指標的情況下，提供一個文本的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書，和簡單的圖紙，包括荷載、結(jié)構(gòu)布置與斷面、計算結(jié)果、結(jié)構(gòu)方案圖等。詳見國家圖樣設(shè)計深度文件。1.高層建筑結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)形式概念2.荷載、荷載效應(yīng)的概念3.計算方法的概念4.概念設(shè)計1.高層建筑結(jié)構(gòu)基本概念高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程（JGJ32002）里規(guī)定：）里規(guī)定：10層及層及10層以上或高度超過層以上或高度超過28m的的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稱為高層建筑結(jié)構(gòu)。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)稱為高層建筑結(jié)構(gòu)。當建筑高度超過當建筑高度超過

3、100m時，稱為超高層建筑。時，稱為超高層建筑。1.高層建筑結(jié)構(gòu)基本概念我國的房屋一般我國的房屋一般8層以上就需要設(shè)置電梯，層以上就需要設(shè)置電梯，對對10層以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火規(guī)范，層以上的房屋就有提出特殊的防火要求的防火規(guī)范，因此我國的因此我國的民用建筑設(shè)計通則民用建筑設(shè)計通則（GB 503522005）、）、高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范（GB 50045-95）將將10層及層及10層以上的住宅建筑和高度超過層以上的住宅建筑和高度超過24m的公共建筑和綜合性建筑劃稱為高層建筑。的公共建筑和綜合性建筑劃稱為高層建筑。高層建筑鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)主要形式框架結(jié)構(gòu)框

4、架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)框架框架- -剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)筒體結(jié)構(gòu)板柱結(jié)構(gòu)板柱結(jié)構(gòu)異形柱結(jié)構(gòu)異形柱結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)的概念、特點框架結(jié)構(gòu)的概念、特點 框架結(jié)構(gòu)的適用高度，太高，側(cè)移大，不框架結(jié)構(gòu)的適用高度，太高，側(cè)移大，不經(jīng)濟經(jīng)濟 框架結(jié)構(gòu)梁柱偏心時，需要加腋框架結(jié)構(gòu)梁柱偏心時，需要加腋 對于短柱要箍筋加密對于短柱要箍筋加密，（層高，（層高-梁高）梁高）=柱子柱子凈高，凈高，柱子凈高柱子凈高4倍柱長邊倍柱長邊。即是短柱。即是短柱。樓梯平臺梁所交的框架柱，一二級框架的樓梯平臺梁所交的框架柱，一二級框架的角柱。都需要箍筋加密角柱。都需要箍筋加密框架結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)的概念、特

5、點剪力墻結(jié)構(gòu)的概念、特點 剪力墻布置的要求剪力墻布置的要求 盡量避免過多的短肢剪力墻盡量避免過多的短肢剪力墻(短肢剪力墻是指截面厚度不短肢剪力墻是指截面厚度不大于大于300mm、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于、各肢截面高度與厚度之比的最大值大于4但不但不大于大于8的剪力墻；的剪力墻；)（怎樣判斷短肢剪力墻結(jié)構(gòu)（怎樣判斷短肢剪力墻結(jié)構(gòu)-第一陣型的第一陣型的傾覆力矩傾覆力矩40%50%），）， 剪力墻的加強區(qū)的高度，剪力墻的加強區(qū)的高度， 剪力墻的配筋率，剪力墻的配筋率， 剪力墻的邊緣構(gòu)件設(shè)置，剪力墻的邊緣構(gòu)件設(shè)置， 剪力墻開洞，剪力墻開洞， 剪力墻的墻長要求（剪力墻的墻長要求（3倍墻厚以下按

6、照框架柱來設(shè)計，倍墻厚以下按照框架柱來設(shè)計，5-8倍為短肢剪力墻，長度不宜大于倍為短肢剪力墻，長度不宜大于8米，不宜小于米，不宜小于5倍墻厚）倍墻厚） 剪力墻墻厚的要求剪力墻墻厚的要求-否則，驗算穩(wěn)定高規(guī)附錄否則，驗算穩(wěn)定高規(guī)附錄D 剪力墻避免與粱垂直相交剪力墻避免與粱垂直相交 剪力墻連梁不宜作為主梁支座，跨高比較大時按框粱剪力墻連梁不宜作為主梁支座，跨高比較大時按框粱剪力墻結(jié)構(gòu)框架-剪力墻結(jié)構(gòu) 框架框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的概念、特點剪力墻結(jié)構(gòu)的概念、特點連梁連梁-剪力墻剪力墻-框架框架 框架剪力墻布置的問題框架剪力墻布置的問題 剪力墻宜均勻、對稱、分散、周圈。剪力墻宜均勻、對稱、分散、周圈。 框架

7、部分承擔的傾覆彎矩不應(yīng)大于總值的框架部分承擔的傾覆彎矩不應(yīng)大于總值的50%，（哪，（哪幾層？）。幾層？）。 框架部分的抗剪承載力?？蚣懿糠值目辜舫休d力。 剪力墻間距。剪力墻間距。 墻厚、配筋率墻厚、配筋率 底部加強部位底部加強部位 邊緣構(gòu)件邊緣構(gòu)件框架-剪力墻結(jié)構(gòu)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)高層結(jié)構(gòu)設(shè)計的基本原理 荷載模型荷載模型-豎向，水平荷載（風荷載的計算，底部剪力法，陣型分解反應(yīng)譜法計算地震力） 結(jié)構(gòu)模型結(jié)構(gòu)模型-桿件，殼元（彈性階段） 計算方法計算方法-計算水平、豎向荷載下效應(yīng)，通過組合，使其滿足兩種極限狀態(tài)，三個階段等等設(shè)計要求。 構(gòu)構(gòu) 造造-通過經(jīng)驗，概念對結(jié)構(gòu)采取措施1.高層建筑結(jié)構(gòu)基本概念

8、高層建筑結(jié)構(gòu)的基本荷載高層建筑結(jié)構(gòu)的基本荷載豎向荷載（恒載、活載）風載（等效后的分布圖）地震荷載+1.高層建筑結(jié)構(gòu)基本概念豎向荷載（恒載、活載）豎向荷載的計算：1、恒載2、活載，查荷載規(guī)范1.高層建筑結(jié)構(gòu)基本概念風荷載的計算：1、根據(jù)使用年限確定基本風壓，特別重要或者對風荷載敏感的，要取100年（超過60m）2、根據(jù)場地所在場地粗糙度類別，確定風壓高度變化系數(shù)z3、根據(jù)建筑平面確定體型系數(shù)s4、根據(jù)建筑物周期確定風振系數(shù)z風載（實際分布不均勻）地震荷載底部剪力法陣型分解反應(yīng)譜法原理，見相關(guān)規(guī)范。設(shè)計中，程序來計算，但是要指定相應(yīng)的指標。主要包括：a)場地土類別與地震分組，來確定場地的特征周期。

9、b)地震烈度，確定設(shè)計用地震加速度值1.高層建筑結(jié)構(gòu)基本概念結(jié)構(gòu)模型現(xiàn)在常用結(jié)構(gòu)構(gòu)件模型：桿元-模擬梁柱殼元-模擬墻、板高層建筑結(jié)構(gòu)中，主要抗側(cè)力構(gòu)件：柱，剪力墻高層建筑結(jié)構(gòu)，高度對內(nèi)力與位移（效應(yīng)）的影響：高層建筑結(jié)構(gòu)，高度對內(nèi)力與位移（效應(yīng)）的影響：軸力軸力與高度成正比。與高度成正比。彎矩彎矩與高度的二次方成正比。與高度的二次方成正比。位移位移與高度的四次方成正比。與高度的四次方成正比。水平位移受水平荷載，位移過大容易引起水平位移受水平荷載，位移過大容易引起填充墻與裝修破壞，填充墻與裝修破壞，電梯軌道變形，電梯軌道變形，主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，主體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，產(chǎn)生附加應(yīng)力產(chǎn)生附加應(yīng)力P-效應(yīng)效

10、應(yīng)。所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，與多層建筑相比，位移控制更嚴格。所以，高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計，與多層建筑相比，位移控制更嚴格。1.高層建筑結(jié)構(gòu)基本概念設(shè)計原則以概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。以概率為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計法。承載力極限狀態(tài)。承載力極限狀態(tài)。如如 (1) 喪失平衡喪失平衡;(2) 材料強度不足材料強度不足;(3) 結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成為機動體結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成為機動體;(4) 喪失穩(wěn)定；喪失穩(wěn)定； 正常使用極限狀態(tài)。正常使用極限狀態(tài)。如如 (1) 影響正常使用或外觀的變形影響正常使用或外觀的變形;(2) 影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；(3) 影響正常使

11、用的振動；影響正常使用的振動；(4) 影響正常使用的其他特定狀態(tài)；影響正常使用的其他特定狀態(tài)； 抗震設(shè)計抗震設(shè)計的內(nèi)容，可以簡稱為三水準，兩階段。三水準是指抗震設(shè)防目標：小震不壞，中震可修、大震不倒 1）當遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時，一般不受損）當遭受低于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的多遇地震影響時，一般不受損失或者不需要修理可繼續(xù)使用；失或者不需要修理可繼續(xù)使用；2）當遭受相當于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)）當遭受相當于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)一般修理或者不需要修理仍然可以繼續(xù)使用；一般修理或者不需要修理仍然可以繼續(xù)使用；3）當遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防

12、烈度預(yù)計的罕遇地震影響時，不至于）當遭受高于本地區(qū)抗震設(shè)防烈度預(yù)計的罕遇地震影響時，不至于倒塌或者發(fā)生危危及生命的嚴重破壞。倒塌或者發(fā)生危危及生命的嚴重破壞。抗震設(shè)計方法第一階段為結(jié)構(gòu)設(shè)計計算階段： 主要任務(wù)是承載能力計算和一系列基本抗震構(gòu)造措施設(shè)計。確定結(jié)構(gòu)方案和結(jié)構(gòu)布置，用小震作用計算結(jié)構(gòu)彈性位移和構(gòu)件的內(nèi)力，并用極限狀態(tài)法設(shè)計各構(gòu)件（譬如確定配筋），同時進行結(jié)構(gòu)的抗震變形驗算，按照延性和耗能要求，采用相應(yīng)的構(gòu)造措施。這樣就基本可以做到保證前面所說的“三水準”中的前兩個水準：小震不壞，中震可修。第二階段為驗算階段： 主要對抗震有特殊要求或者對地震特別敏感、存在大震作用時容易發(fā)生災(zāi)害的薄弱部

13、位進行彈塑性變形驗算，要求其值在避免結(jié)構(gòu)發(fā)生倒塌的范圍內(nèi)。如果層間位移超過允許值，認為結(jié)構(gòu)可能發(fā)生嚴重破壞或者倒塌，則需要對薄弱部位采取必要的措施，直到滿足要求為止。 通過彈性階段的設(shè)計計算和塑性階段的驗算，并保證抗震構(gòu)造措施，實現(xiàn)“小震不壞，中震可修、大震不倒”的抗震要求。 滿足強度要求-在豎向，水平荷載作用下，結(jié)構(gòu) 構(gòu)件不發(fā)生強度破壞。 滿足剛度要求-在豎向，水平荷載作用下 要滿足位移的限值要求，還要使高層建 筑結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度足夠大，使得扭轉(zhuǎn)陣 型不是第一陣型，扭轉(zhuǎn)周期與平動周期的比值要滿足規(guī)定的限制。 強度的問題，就是截面的抗拉，抗壓，抗彎，抗剪承載力，能夠抵抗豎向，水平荷載等產(chǎn)生的作用

14、。 對于位移、變形的控制，就是剛度的問題，首先要理解一個基本概念“剛度”。建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計術(shù)語和符號標準建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計術(shù)語和符號標準GB/T 50083-972.7.4 截面剛度-截面抵抗變形的能力。為材料彈性模量或剪切模量和相應(yīng)的截面慣性矩或截面面積的乘積。 2.7.4.2 截面彎曲剛度-材料彈性模量和截面慣性矩的乘積。 2.7.4.3 截面剪變剛度-材料剪變模量和截面面積的乘積。 2.7.5 構(gòu)件剛度-構(gòu)件抵抗變形的能力。為施加于構(gòu)件上的作用所引起的內(nèi)力與其相應(yīng)的構(gòu)件變形的比值。 2.7.5.1 構(gòu)件抗拉（抗壓）剛度-施加在受拉（受壓）構(gòu)件上的軸向力與其引起的拉伸（壓縮）變形的比值。 2.7.5

15、.2 構(gòu)件抗彎剛度-施加在受彎構(gòu)件上的彎矩與其引起的曲率變化量的比值。 2.7.5.3 構(gòu)件抗剪剛度-施加在受剪構(gòu)件上的剪力與其引起的正交夾角變化量的比值。 2.7.5.4 構(gòu)件抗扭剛度-施加在受扭構(gòu)件上的扭矩與其引起的扭轉(zhuǎn)角的比值。 2.7.6 結(jié)構(gòu)側(cè)移剛度-結(jié)構(gòu)抵抗側(cè)向變形的能力。為施加于結(jié)構(gòu)上的水平力與其引起的水平位移的比值。 2.7.6.1 樓層側(cè)移剛度-樓層抵抗水平變形的能力。為施加于樓層的水平力與其引起的水平位移的比值。 2.7.7.2 抗震結(jié)構(gòu)層間位移角限值-結(jié)構(gòu)或構(gòu)件在地震中相對變位角的容許值。 分析一下剪力墻和柱子的剛度區(qū)別，抗側(cè)剛度包括抗剪、抗彎剛度，截面的慣性矩計 算公式

16、bh3/12,截面的抗彎剛度就是EI，抗剪剛度是剪切模量和面積的乘積。面積相同，材料相同，剪力墻和柱子的剪變剛度相同，剪力墻的截面抗彎剛度是柱子的10.23倍。因此，在高層建筑結(jié)構(gòu)中，采用剪力墻提高整個結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，更有效的控制位移。高層建筑結(jié)構(gòu)，在滿足構(gòu)件承載力的情況下，另外的重要目標就是要控制結(jié)構(gòu)的位移，在水平力一定的情況下，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)的剛度（抗彎、抗剪、抗扭）來達到規(guī)范要求?？刂频淖冃伟ㄆ揭谱冃魏团まD(zhuǎn)變形。產(chǎn)生機理：水平力水平位移。 扭矩扭轉(zhuǎn)位移。簡化的講：質(zhì)量中心，就是結(jié)構(gòu)的水平力作用點。剛度中心（扭轉(zhuǎn)），就是結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)中心點，就是轉(zhuǎn)動的軸。高層鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)最大適用高度和高寬比

17、 分為分為A級和級和B級。級。B級因為高度更高，其受力、級因為高度更高，其受力、變形、整體穩(wěn)定、承載能力要求更高。變形、整體穩(wěn)定、承載能力要求更高。 房屋高度的確定房屋高度的確定 高寬比高寬比高寬比不是一個必須要滿足的指標，高寬比不是一個必須要滿足的指標， 需要根據(jù)高度來確定抗震等級需要根據(jù)高度來確定抗震等級PKPM建立模型設(shè)定參數(shù)計算考察結(jié)果調(diào)整，重復(fù)上述步驟，至滿足規(guī)范PKPM建立模型1、CAD導入模型，快速建模2、文件提取設(shè)定參數(shù) PM里面有4個參數(shù)。 SATWE里面有10頁。總體三載調(diào)設(shè)計，總體三載調(diào)設(shè)計，配筋組合地下室。配筋組合地下室。包括風與地震抹灰、飾面等三比：周期、位移、剛度第

18、一頁 總信息剪力墻之間的粱，跨高比大于5時，宜按照框架梁來計算高規(guī)7.1.8荷載規(guī)范7.2.1超過60米或者特別重要的，選100年計算一次之后，重新填入圓形，橢圓形：0.8矩形，鼓形、十字形1.3V、Y、L、井字形1.4詳見荷載規(guī)范多塔結(jié)構(gòu)、可以在前處理第6項，指定多塔的擋風面第二頁 風荷載信息不起作用增加四個工況，高層建筑結(jié)構(gòu)一定要計算質(zhì)剛明顯不對稱，考慮雙向扭轉(zhuǎn)宜為3的倍數(shù)，多塔，不宜小于塔數(shù)的9倍陣型分解反應(yīng)譜法，扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)，不應(yīng)小于9最終要保證振型參與質(zhì)量不小于90%第三頁 地震信息指的是計算重力荷載代表值的活荷載組合值系數(shù)，一般取0.5，抗規(guī)5.1.3只改變樓層質(zhì)量，影響地震作用，不改

19、變荷載總量，不影響豎向荷載計算。只增加地震力的方向（不增加風），最多5組當最大地震力交角大于15度時，也應(yīng)填入該角度質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱、不均勻的結(jié)構(gòu)即特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)，用位移比來衡量。通常是指：（1）多層建筑結(jié)構(gòu)，不考慮偶然偏心，扭轉(zhuǎn)位移比不小于1.3，考慮偶然偏心，不小于1.4。質(zhì)量和剛度分布明顯不對稱、不均勻的多層結(jié)構(gòu)應(yīng)計入雙向水平地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響。（2）A級高度，扭轉(zhuǎn)位移比不小于1.4；B級不小于1.3。-姜學詩建筑結(jié)構(gòu)施工圖設(shè)計 文件審查常見問題分析荷載規(guī)范4.1.2第四頁 活荷信息計算完成后，WDCNL.OUT文件中，地基設(shè)計可以折減活載考慮不利組合的層數(shù)高規(guī)5.2.3調(diào)幅0

20、.81.0之間第五頁 調(diào)整信息對活荷載作用下的粱內(nèi)力，放大之后，進行組合，而不是組合后放大。建議1.11.2，如果考慮不利組合，則為1剛性樓板假定時，進行折減，彈性樓板時，則不折減。建議將次梁與邊梁的連接變成鉸，0.41.0之間一般是從地面1層算起，將加強部位延伸至地下2層，高規(guī)5.2.1，不小于0.5現(xiàn)澆取1.32.0第五頁 調(diào)整信息高規(guī)5.2.5，最小剪重比只對框剪結(jié)構(gòu)的梁柱起作用上限為2，如果層數(shù)填負數(shù)，則無上限但是，如果放大系數(shù)過大，說明模型不合理第五頁 調(diào)整信息抗震規(guī)范5.2.5規(guī)定已得出最小剪重比數(shù)值（如3.2）。原因：陣型分解反應(yīng)譜法，對于長周期計算的地震力非常小。出于安全的考慮

21、，規(guī)定最小的剪力與重力的比值。第五頁 調(diào)整信息高規(guī)4.4.2 抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小與相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%，或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。高規(guī)5.1.14 對于豎向不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)，包括某樓層抗側(cè)剛度小于其上一層的70%或小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%，或結(jié)構(gòu)樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力小于其上一層的80%，或某樓層豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)（轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)），其薄弱層對應(yīng)于地震作用標準值的地震剪應(yīng)力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)；抗震規(guī)范3.4.3，第2條，豎向不規(guī)則，薄弱層應(yīng)該乘以1.15的增大系數(shù)。0.2Q的設(shè)置：框剪結(jié)構(gòu)中，底部剪力墻承受大部分剪力，框架作

22、為第二道防線，應(yīng)該具有足夠的抗剪能力。高規(guī)8.1.4，一般從地面首層部位到頂部。高規(guī)5.4.1，有P-效應(yīng)說明Wmass.out文件中，剛重比結(jié)果來判斷（2.7，20），如果不滿足，首選方法是調(diào)整剛重比，避免復(fù)雜的二階效應(yīng)驗算和穩(wěn)定性驗算第六頁 設(shè)計信息當柱子截面大于1米時，可以考慮，否則粱長度則延伸至節(jié)點中心按高規(guī)或者高鋼進行荷載組合甲類、乙類特殊設(shè)防類、重點設(shè)防類1.1高規(guī)：6.2.4，抗震設(shè)計時，角柱應(yīng)按雙偏壓計算?？臻g結(jié)構(gòu)中，都宜按照雙偏壓，由于雙偏壓，存在多個解。取0，則無約束，填-m，則認為有m層無水平位移。一般13，隱含值為3第九頁 地下室信息主要計算結(jié)果的考察 周期、周期比、振

23、型參與質(zhì)量 位移比、層間位移角 軸壓比 薄弱層 剪重比 剛重比 最大地震力角度 配筋面積 框剪結(jié)構(gòu)框架傾覆力矩等 周期、周期比、振型參與質(zhì)量將第一振型的周期，填入到風荷載項目中。高規(guī)4.3.5規(guī)定：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一周期Tt與平動為主的第一周期T1之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9；B高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑、復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。實現(xiàn)：1.本條是限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。周期比Tt/T1不滿足本條規(guī)定的上限時，應(yīng)調(diào)整抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置，增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。即增加外圍構(gòu)件的剛度。2.程序計算出每個振型的側(cè)震成分和扭振成分，二者之和為1.0.若某個振型側(cè)振成分大于扭振成分，那么這

24、個振型就是平動振型，反之則是扭轉(zhuǎn)振型。3.周期最長的扭轉(zhuǎn)振型是第一扭轉(zhuǎn)周期Tt，周期最長的平動振型是第一平動周期T1。4.周期比的計算也要滿足“剛性樓板假定”。5.多層建筑不需要控制周期比，高層建筑才要控制控制周期比。 周期、周期比、振型參與質(zhì)量1.SATWE結(jié)果在wzq.out文件中= 周期、地震力與振型輸出文件 (側(cè)剛分析方法) = 考慮扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)時的振動周期(秒)、X,Y 方向的平動系數(shù)、扭轉(zhuǎn)系數(shù) 振型號 周 期 轉(zhuǎn) 角 平動系數(shù) (X+Y) 扭轉(zhuǎn)系數(shù) 1 0.6929 148.21 0.97 ( 0.70+0.27 ) 0.03 2 0.6807 57.38 0.99 ( 0.29+0.

25、71 ) 0.01 3 0.6118 117.50 0.06 ( 0.02+0.04 ) 0.94分析：Tt=0.6118，T1=0.6929， Tt/T1=0.88，滿足要求。填入到風荷載參數(shù)中 周期、周期比、振型參與質(zhì)量 - Floor Tower Fy Vy (分塔剪重比) (整層剪重比) My Static Fy (kN) (kN) (kN-m) (kN) (注意:下面分塔輸出的剪重比不適合于上連多塔結(jié)構(gòu)) 15 1 711.33 711.33( 8.17%) ( 8.17%) 2774.19 2089.50 14 1 1574.89 2230.61( 6.30%) ( 6.30%)

26、10914.32 1412.02 13 1 1305.00 3429.50( 5.40%) ( 5.40%) 23410.70 1384.11 12 1 1129.71 4300.94( 4.71%) ( 4.71%) 38917.91 1269.51 11 1 1084.18 4966.88( 4.17%) ( 4.17%) 56549.84 1168.93 10 1 1118.46 5512.40( 3.74%) ( 3.74%) 75749.94 1082.10 9 1 1106.10 5974.40( 3.43%) ( 3.43%) 96174.91 933.21 8 1 1153.5

27、1 6418.08( 3.19%) ( 3.19%) 117684.59 836.22 7 1 1183.15 6871.47( 3.02%) ( 3.02%) 140277.11 739.23 6 1 1176.43 7335.22( 2.88%) ( 2.88%) 164034.05 642.24 5 1 1211.74 7825.35( 2.77%) ( 2.77%) 189077.52 577.09 4 1 1119.78 8283.59( 2.66%) ( 2.66%) 215498.70 474.44 3 1 1048.48 8688.58( 2.54%) ( 2.54%) 243

28、304.89 394.48 2 1 708.65 8950.72( 2.41%) ( 2.41%) 279550.81 288.07 1 1 51.89 8966.85( 1.98%) ( 1.98%) 321157.56 399.27 抗震規(guī)范(5.2.5)條要求的Y向樓層最小剪重比 = 1.60% Y 方向的有效質(zhì)量系數(shù): 99.54%振型參與質(zhì)量wzq.out2.位移比、位移角1、“樓層位移比樓層位移比”1）定義）定義“樓層位移比樓層位移比”指：樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g指：樓層的最大彈性水平位移（或?qū)娱g位移）與樓層兩端彈性水平位移（或?qū)娱g位移）平均值的比值；位移）與樓層兩端彈性水平

29、位移（或?qū)娱g位移）平均值的比值；2）目的）目的限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)；限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)；3）計算要求）計算要求考慮偶然偏心（注意：不考慮雙向地震）?？紤]偶然偏心（注意：不考慮雙向地震）。2、“層間位移角層間位移角”1）定義）定義按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比；按彈性方法計算的樓層層間最大位移與層高之比；2）目的）目的控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度；控制結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度；3）計算要求）計算要求不考慮偶然偏心，不考慮雙向地震。不考慮偶然偏心，不考慮雙向地震。2.位移比、位移角高規(guī)4.3.5規(guī)定：結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜

30、大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑、復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍.PKPM的實現(xiàn)：1.要滿足“剛性樓板的假設(shè)”條件。 對于有彈性板和板厚為零的工程應(yīng)計算兩次，即滿足“剛性樓板的假設(shè)”條件和實際情況下分別計算一次，實際情況下要剔除懸挑構(gòu)件、屋面突出房屋的影響。2.程序?qū)γ恳粯菍佣驾敵觯鹤畲笏轿灰?、最大層間位移、平均水平位移、平均層間位移以及相應(yīng)的比值。3.位移比的驗算要考慮偶然偏心的影響。4.位移比反映結(jié)構(gòu)在水平力作用下的扭轉(zhuǎn)程度，位移比不滿足表示結(jié)構(gòu)剛度布置不均勻。5.位移比接近限制，說

31、明結(jié)構(gòu)平面布置嚴重不規(guī)則，應(yīng)考慮“雙向水平地震作用”的影響。操作：1.satwe “對所用樓板強制采用剛性假定”關(guān)聯(lián)操作：“偶然偏心”必須設(shè)置“雙向地震作用下的扭轉(zhuǎn)影響” 位移比接近限值時要選擇此項，建議選擇，程序會按照最不利情況計算“層間位移角”不考慮偶然偏心2.位移比、位移角結(jié)果說明： 文件為wdisp.out Floor : 層號Tower : 塔號Jmax : 最大位移對應(yīng)的節(jié)點號JmaxD : 最大層間位移對應(yīng)的節(jié)點號Max-(Z) : 節(jié)點的最大豎向位移h : 層高Max-(X)，Max-(Y) : X,Y方向的節(jié)點最大位移Ave-(X)，Ave-(Y) : X,Y方向的層平均位移

32、Max-Dx ，Max-Dy : X,Y方向的最大層間位移Ave-Dx ，Ave-Dy : X,Y方向的平均層間位移Ratio-(X),Ratio-(Y): 最大位移與層平均位移的比值Ratio-Dx,Ratio-Dy : 最大層間位移與平均層間位移的比值Max-Dx/h，Max-Dy/h : X,Y方向的最大層間位移角DxR/Dx,DyR/Dy : X,Y方向的有害位移角占總位移角的百分比例Ratio_AX,Ratio_AY : 本層位移角與上層位移角的1.3倍及上三層平均位移角的1.2倍的比值的大者X-Disp，Y-Disp，Z-Disp:節(jié)點X,Y,Z方向的位移= 工況 1 = X 方向

33、地震力作用下的樓層最大位移Floor Tower Jmax Max-(X) Ave-(X) Ratio-(X) h JmaxD Max-Dx Ave-Dx Ratio-Dx Max-Dx/h DxR/Dx Ratio_AX 4 1 435 12.17 11.80 1.03 3500. 427 1.61 1.53 1.05 1/2168. 99.9% 0.83 3 1 319 11.05 10.43 1.06 4500. 319 5.02 4.74 1.06 1/ 896. 24.4% 2.01 2 1 176 6.03 5.69 1.06 4200. 176 5.86 5.53 1.06 1/

34、 716. 92.5% 1.70 1 1 71 0.16 0.16 1.00 1650. 71 0.16 0.16 1.00 1/9999. 99.9% 0.08 X方向最大值層間位移角: 1/ 716.2.位移比、位移角高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程4.6.3框架結(jié)構(gòu)為1/550，框架-剪力墻、框架-核心筒、板柱剪力墻結(jié)構(gòu)體系為1/800，筒中筒、剪力墻結(jié)構(gòu)體系為1/1000，框支層為1/1000。3.軸壓比框架柱的軸壓比 6.4.2框架柱的軸壓比不滿足時，可以通過加大截面、提高混凝土強度、以及按照小注里面的要求，加大箍筋，增加芯柱等方法剪力墻軸壓比7.2.14Pkpm，在圖形結(jié)果里面可以看到4

35、.薄弱層高規(guī)4.4.2 抗震設(shè)計的高層建筑結(jié)構(gòu)，其樓層側(cè)向剛度不宜小與相鄰上部樓層側(cè)向剛度的70%，或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。高規(guī)5.1.14 對于豎向不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)，包括（1）某樓層抗側(cè)剛度小于其上一層的70%或小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%，（2）結(jié)構(gòu)樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力小于其上一層的80%，（3）某樓層豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，其薄弱層對應(yīng)于地震作用標準值的地震剪應(yīng)力應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)；高規(guī)附錄E.0.2 底部大空間層數(shù)大于一層時，其轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比re宜接近1，非抗震設(shè)計不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計不應(yīng)大于1.3。當轉(zhuǎn)換層設(shè)置在3層及三層以

36、上時，其樓層側(cè)向剛度不應(yīng)小于相鄰上部樓層側(cè)向剛度的60%。抗震E.2.1 轉(zhuǎn)換層上下層的側(cè)向剛度比不宜大于2。4.薄弱層實現(xiàn)：1.規(guī)范對結(jié)構(gòu)的層剛度有明確的要求，在判斷樓層是否為薄弱層、地下室是否能作為嵌固端、轉(zhuǎn)換層剛度是否滿足要求等，都要求有層剛度作為依據(jù)。2.層剛度的計算方法：剪切剛度；剪彎剛度；地震剪力與地震層間位移比。3.對于薄弱層，程序?qū)⒃搶拥卣鹱饔脴藴手档牡卣鸺袅Τ艘?.15的放大系數(shù)。4.用戶可以人工指定薄弱層。5.對于大多數(shù)一般的結(jié)構(gòu)應(yīng)選擇第三種層剛度算法；多層結(jié)構(gòu)選第一種，有斜撐的鋼結(jié)構(gòu)選第二種。6.用第三種方法時，要采用“剛性樓板假定”。對于有彈性板或板厚為零的工程應(yīng)計算2

37、遍，剛性樓板一遍，彈性樓板一遍。確認原找出薄弱層。7.轉(zhuǎn)換層是樓層豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)的薄弱層。不管該層是否滿足剛度比的要求，都要手工定義為“薄弱層”。8.第三種方法適用于所有結(jié)構(gòu)形式，且比其他2種方法更容易通過剛度比驗算。4.薄弱層剛度計算結(jié)果1.SATWE結(jié)果在wmass.out文件中。= 各層剛心、偏心率、相鄰層側(cè)移剛度比等計算信息Floor No : 層號Tower No : 塔號Xstif，Ystif : 剛心的 X，Y 坐標值A(chǔ)lf : 層剛性主軸的方向Xmass，Ymass : 質(zhì)心的 X，Y 坐標值Gmass : 總質(zhì)量Eex，Eey : X，Y 方向的偏心率Ratx，Raty

38、 : X，Y 方向本層塔側(cè)移剛度與下一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度的比值Ratx1，Raty1 : X，Y 方向本層塔側(cè)移剛度與上一層相應(yīng)塔側(cè)移剛度70%的比值 或上三層平均側(cè)移剛度80%的比值中之較小者RJX，RJY，RJZ: 結(jié)構(gòu)總體坐標系中塔的側(cè)移剛度和扭轉(zhuǎn)剛度=Floor No. 1 Tower No. 1Xstif= 20.7396(m) Ystif= 8.3784(m) Alf = 0.0000(Degree)Xmass= 21.3928(m) Ymass= 9.0576(m) Gmass= 479.2641(t)Eex = 0.0314 Eey = 0.0344Ratx = 1.0000 R

39、aty = 1.0000Ratx1= 50.5794 Raty1= 50.6663 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.00RJX = 1.3259E+07(kN/m) RJY = 1.4090E+07(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m)-Floor No. 2 Tower No. 1Xstif= 21.0051(m) Ystif= 8.3826(m) Alf = 0.0000(Degree)Xmass= 19.5268(m) Ymass= 9.4149(m) Gmass= 1592.2095(t)Eex = 0.0708 Eey = 0.0527Ratx = 0.0282 R

40、aty = 0.0282Ratx1= 1.8463 Raty1= 2.1349 薄弱層地震剪力放大系數(shù)= 1.00RJX = 3.7448E+05(kN/m) RJY = 3.9728E+05(kN/m) RJZ = 0.0000E+00(kN/m)-4.薄弱層承載力計算結(jié)果高規(guī)4.4.3、5.1.14規(guī)定，A級高度高層建筑的樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載力不宜小于其上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)小于其上一層的受剪承載力的65%；B級高度高層建筑樓層層間抗側(cè)力構(gòu)件的受剪力不應(yīng)小于上一層的75%?？拐鹪O(shè)計的高層建筑，結(jié)構(gòu)樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力小于其上一層的80%，其薄弱層對應(yīng)于地震作用標準值的

41、地震剪應(yīng)力系數(shù)乘以1.15的增大系數(shù)。實現(xiàn)：1.程序無自動進行樓層層間受剪承載力不滿足的判斷2.用戶在確定某層的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)受剪承載力小于其上一層的80%時，應(yīng)將該層手工設(shè)置為薄弱層。4.薄弱層承載力計算結(jié)果.SATWE WMASS.OUT* * 樓層抗剪承載力、及承載力比值 * * Ratio_Bu: 表示本層與上一層的承載力之比 - 層號 塔號 X向承載力 Y向承載力 Ratio_Bu:X,Y - 4 1 0.6596E+03 0.5091E+03 1.00 1.00 3 1 0.3640E+04 0.3894E+04 5.52 7.65 2 1 0.5116E+04 0.5209E+04

42、1.41 1.34 1 1 0.1194E+05 0.1280E+05 2.33 2.465.剪重比. Floor Tower Fy Vy (分塔剪重比) (整層剪重比) My Static Fy (kN) (kN) (kN-m) (kN) (注意:下面分塔輸出的剪重比不適合于上連多塔結(jié)構(gòu))7 1 1183.15 6871.47( 3.02%) ( 3.02%) 140277.11 739.23 6 1 1176.43 7335.22( 2.88%) ( 2.88%) 164034.05 642.24 5 1 1211.74 7825.35( 2.77%) ( 2.77%) 189077.52

43、 577.09 4 1 1119.78 8283.59( 2.66%) ( 2.66%) 215498.70 474.44 3 1 1048.48 8688.58( 2.54%) ( 2.54%) 243304.89 394.48 2 1 708.65 8950.72( 2.41%) ( 2.41%) 279550.81 288.07 1 1 51.89 8966.85( 1.98%) ( 1.98%) 321157.56 399.27 抗震規(guī)范(5.2.5)條要求的Y向樓層最小剪重比 = 1.60% Y 方向的有效質(zhì)量系數(shù): 99.54%Wzq.out文件中 周期、地震力與振型輸出文件 (總剛分析方法) 6.剛重比= 結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定驗算結(jié)果= X向剛重比 EJd/GH*2= 6.72 Y向剛重比 EJd/GH*2= 6.15 該結(jié)構(gòu)剛重比EJd/GH*2大于1.4,能夠通過高規(guī)(5.4.4)的整體穩(wěn)定驗算