結(jié)構(gòu)剪重比的小結(jié)

一、各規(guī)范對剪重比的規(guī)定：《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010第5.2.5條及《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第4.3.12條規(guī)定：抗震驗(yàn)算時，結(jié)構(gòu)任一樓層的水平地震剪力應(yīng)符合下式要求：n—V>fGj=i式中：V破-….第i層對應(yīng)于水平地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的樓層剪力；人?….剪力系數(shù)，不小于表5.2.5規(guī)定的樓層最小地震剪力系數(shù)值，對豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)的薄弱層，尚應(yīng)乘以1.15的增大系數(shù)；Gj?…第j層的重力荷載代表值；n-----結(jié)構(gòu)計算總層數(shù)。表5.2.5樓層最小地震剪力系數(shù)值類別6度7度8度9度0.05g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于3.5s的結(jié)構(gòu)0.0080.0160.0240.0320.0480.064基本周期大于5.0sd的結(jié)構(gòu)0.0060.0120.0180.0240.0360.048注：基本周期介于3.5s和5.0s之間的結(jié)構(gòu)，按插入法取值二、對規(guī)范規(guī)定的理解（一） 剪重比（剪力系數(shù)）定義：樓層剪力與其上各層重力荷載代表值之和的比值。（二） 意義：由于地震影響系數(shù)在長周期段下降較快，對于基本周期大于3.5s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)可能太小。而對于長周期結(jié)構(gòu)，地震動態(tài)作用中的地面運(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應(yīng)譜法只反映加速度對結(jié)構(gòu)的影響，對長周期結(jié)構(gòu)往往是不全面的。出于結(jié)構(gòu)安全的考慮，當(dāng)計算的樓層剪力過小時，提出了對結(jié)構(gòu)總水平地震剪力及各樓層水平地震剪力最小值的要求，規(guī)定了不同烈度下的剪力系數(shù)，當(dāng)不滿足時，需改變結(jié)構(gòu)布置或調(diào)整結(jié)構(gòu)總剪力和各樓層的水平地震剪力使之滿足要求。（《抗規(guī)》第5.2.5條文解釋）簡而言之，控制剪重比，是要求結(jié)構(gòu)承擔(dān)足夠的地震作用，設(shè)計時不能小于規(guī)范的要求。剪重比與地震影響系數(shù)由內(nèi)在聯(lián)系：A=0.2amax。（三） 調(diào)整范圍：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)整地下室不做控制），不能僅調(diào)整不滿足的樓層。（四） 調(diào)整目標(biāo)：剪重比調(diào)整后，除了內(nèi)力以外，傾覆力矩和位移也需要調(diào)整。即意味著，當(dāng)各層的地震剪力需要調(diào)整時，原先計算的傾覆力矩、內(nèi)力和位移均需要相應(yīng)調(diào)整。剪重比調(diào)整系數(shù)直接乘在該層構(gòu)件的內(nèi)力和位移上。（五） 調(diào)整方式分為三段：加速度控制段、位移控制段和速度控制段底部總剪力不滿足最小要求而中、上部樓層均滿足最小值時，分三段調(diào)整：A、 加速度控制段（0.1<T<Tg）：各樓層均需乘以同樣大小的增大系數(shù)B、 位移控制段（Tg<T<5Tg）：各樓層i均需按底部的剪力系數(shù)的差值△扁增加該層的地震剪力——郵垃=*與C、 速度控制段（5Tg<T）：增加值應(yīng)大于△扁GEi，頂部增加值可取動位移作用和加速度作用二者的平均值，中間各層的增加值可近似按線性分布。如下面:?剪力系數(shù)立面變化規(guī)律1=1層號?剪力系數(shù)立面變化規(guī)律1=1層號塔號累計質(zhì)量加速度調(diào)整系數(shù)速匿調(diào)整系數(shù)位移調(diào)整系數(shù)111503.2X20322,0322.032W02.0302.030211202.6X1032L.9ML8752.03UL9521.S7331901.9X2.0321.3941.7E62.0301.3921.T5&41601.3X2.0321,明61.6592.030L.B441.&5351SOIL6X2,032L805L5772.03A1,8031..576（六）程序?qū)崿F(xiàn)方式:PMSAPSATWEPMSAPSATWEP軟件自動考慮抗震規(guī)范（5.2.P軟件自動考慮抗震規(guī)范（5.2.3）手弱兼方向動位移比例〔CH）強(qiáng)軸方向動位移比制ODo :0妾五利於平地震作弟及技知怎2土）條巷亨M動差慮最不木義地宸佇乓E￡0,E夷二-又對地震竺用討箕號虐芝凳可度于德F僦差規(guī)茍侶點(diǎn)5潮整我層地是內(nèi)力

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空史聘系或?qū)τ诩糁乇日{(diào)整，抗規(guī)5.2.5條文說明給出了詳細(xì)的調(diào)整方法：當(dāng)?shù)撞考袅Σ粷M足規(guī)范規(guī)定時，判斷結(jié)構(gòu)的主要平動周期位于反應(yīng)譜的哪一段，如果位于加速度控制段（＜Tg）,則各層的剪力放大系數(shù)相同，此時動位移比例填0；如果基本周期位于位移控制段（＞5Tg）,各層位移比調(diào)整的幅度一致，此時動位移比例填1；如果基本周期在Tg和5Tg之間，是速度控制段，取兩種調(diào)整方式的平均值，此時可填0.5。程序中所說的強(qiáng)軸指的是短周期的方向，弱軸指的是長周期的方向例如某工程：場地類別:KD=II;設(shè)計地震分組：三組；特征周期Tg=0.45s，兩層地下室振型號周期轉(zhuǎn)角平動系數(shù)（X+Y）扭轉(zhuǎn)系數(shù)13.1624166.151.00(0.94+0.06)0.00

FloorTowerFxVx（分塔剪重比）（整層剪重比）MxStaticFx(kN)(kN)(kN-m)(kN)101200.472008.95(0.87%)(0.87%)83450.3144.0991203.332055.49(0.85%)(0.85%)88832.5140.0581200.702104.76(0.84%)(0.84%)94324.1636.0271196.712154.99(0.82%)(0.82%)99927.3631.9961194.442204.97(0.81%)(0.81%)105644.3327.9451188.402254.04(0.80%)(0.80%)111476.6523.9041340.032355.58(0.78%)(0.78%)120064.9539.5331178.062418.60(0.76%)(0.76%)129341.2824.722137.712431.54(0.72%)(0.72%)135665.6616.13119.252434.64(0.69%)(0.69%)142085.195.3532.509530.690.00(0.00+0.00)1.00抗震規(guī)范（5.2.5）條要求的X向樓層最小剪重比=0.80%FloorTowerFy(kN)Vy（分塔剪重比）（整層剪重比）（kN）My(kN-m)StaticFy(kN)101229.212089.91(0.90%)(0.90%)81994.9845.2691225.412162.66(0.89%)(0.89%)86920.0241.1281221.392235.74(0.89%)(0.89%)92030.7336.9871218.262307.68(0.88%)(0.88%)97337.7032.8461212.862377.40(0.87%)(0.87%)102847.8928.6851199.442443.02(0.87%)(0.87%)108564.4424.5441359.982570.15(0.85%)(0.85%)117146.2340.5831203.862653.37(0.83%)(0.83%)126609.8825.372191.772691.20(0.79%)(0.79%)133164.8016.561123.572700.94(0.76%)(0.76%)139885.955.49抗震規(guī)范（5.2.5）條要求的Y向樓層最小剪重比=0.80%經(jīng)判斷結(jié)構(gòu)X向平動周期3.1624s,Y向平動周期2.9984s均大于5Tg=5*0.45=2.25s,故結(jié)構(gòu)基本周期位于反應(yīng)譜的位移控制段，此時動位移比例填1。弱軸方向的動位移比例因子（X向） XI1= 1.00強(qiáng)軸方向的動位移比例因子（Y向） XI2= 1.00各樓層地震剪力系數(shù)調(diào)整情況［抗震規(guī)范（5.2.5）驗(yàn)算］層號塔號X向調(diào)整系數(shù)Y向調(diào)整系數(shù)111.0001.000311.0571.000411.0561.000511.0541.000611.0541.000711.0531.000811.0521.000911.0511.0001011.0501.0001111.0491.0001211.0481.0001311.0471.0001411.0451.0001511.0441.0001611.0431.0001711.0421.0001811.0401.0001911.0391.0002011.0381.0002111.0371.0002211.0351.0002311.0341.0002411.0321.0002511.0301.0002611.0281.0002711.0261.0002811.0241.0002911.0211.0003011.0191.0003111.0171.0003211.0151.000（七）扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯的判定A、 根據(jù)《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》GB50011-2010第5.2.5條條文解釋：扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯與否一般可由考慮耦聯(lián)的振型分解反應(yīng)譜法分析結(jié)果判斷，例如前三個振型中，二個水平方向的振型參與系數(shù)為同一個量級，即存在明顯的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。對于扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于3.5s的結(jié)構(gòu)，剪力系數(shù)取0.2Chax，保證足夠的抗震安全度。B、 根據(jù)《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ3-2010第4.3.12條條文解釋：扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯的結(jié)構(gòu)，是指樓層最大水平位移（或?qū)娱g位移）大于樓層平均水平位移（或?qū)娱g位移）1.2倍的結(jié)構(gòu)。以上兩條有其一即可，通常所用的是第二種，即位移比N1.2時判定為扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯的結(jié)構(gòu)。三、結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的事項(xiàng)按樓層最小地震剪力系數(shù)對結(jié)構(gòu)水平地震作用效應(yīng)進(jìn)行調(diào)整時應(yīng)該注意，如果較多樓層的剪力系數(shù)不滿足最小剪力系數(shù)要求（例如15%以上的樓層）、或底部樓層剪力系數(shù)小于最小剪力系數(shù)要求太多（例如小于85%），說明結(jié)構(gòu)整體剛度偏弱（或結(jié)構(gòu)太重），應(yīng)調(diào)整結(jié)構(gòu)體系，增強(qiáng)結(jié)構(gòu)剛度（或減小結(jié)構(gòu)重量），而不能僅采用乘以增大系數(shù)方法處理。應(yīng)控制調(diào)整的幅度不大于1.2?1.3。當(dāng)調(diào)整幅度大于1.3時，應(yīng)首先調(diào)整結(jié)構(gòu)布置及截面尺寸，提高結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度，滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和承載力要求。采用時程分析法時，其計算的總剪力也需符合最小地震剪力的要求。本條規(guī)定不考慮阻尼比的不同，是最低要求，各類結(jié)構(gòu)，包括鋼結(jié)構(gòu)、隔震和消能減震結(jié)構(gòu)均需一律