(完整word版)平动与扭转周期

一、位移比、层间位移比控制
规范条文:
新高规的4.3.5条规定,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角,AB级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍;且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍,B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑,不应大于该楼层平均值的1.4倍。
高规4.6.3条规定,高度不大于150m的高层建筑,其楼层层间最大位移与层间之比(即最大层间位移角)Δu/h应满足以下要求:
结构休系                              Δu/h限值
框架                                    1/550
框架-剪力墙,框架-核心筒  1/800
筒中筒,剪力墙                  1/1000
框支层                                1/1000
名词释义:
(1    位移比:即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。
(2    层间位移比:即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。
其中:
最大水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移。
平均水平位移:墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2
层间位移角:墙、柱层间位移与层高的比值。
最大层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值。
平均层间位移角:墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2
控制目的:
高层建筑层数多,高度大,为了保证高层建筑结构具有必要的刚度,应对其最大位移和层间位移加以控制,主要目的有以下几点:
1.保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量,宽度。
2.保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。
32-硝基芴.控制结构平面规则性,以免形成扭转,对结构产生不利影响。
结构位移输出文件(WDISP.OUT乐果q7
Max-(X)Max-(Y)----最大XY向位移。(mm
Ave-(X)Ave-(Y)----XY平均位移。(mm
Max-Dx Max-Dy    : X,Y方向的最大层间位移
Ave-Dx Ave-Dy    : X,Y方向的平均层间位移
Ratio-(X)Ratio-(Y)---- XY向最大位移与平均位移的比值。
Ratio-Dx,Ratio-Dy  : 最大层间位移与平均层间位移的比值
即要求:
Ratio-(X)= Max-(X)/ Ave-(X)        最好<1.2    不能超过1.5
Ratio-Dx= Max-Dx/ Ave-Dx          最好<1.2    不能超过1.5
Y方向相同
电算结果的判别与调整要点:
1.若位移比(层间位移比)超过1.2,则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用;
2.验算位移比需要考虑偶然偏心作用,验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心;
3.验算位移比应选择强制刚性楼板假定,但当凸凹不规则或楼板局部不连续时,应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,当平面不对称时尚应计及扭转影响
4.最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果(即构件设计可以采用弹性楼板计算,而位移计算必须在刚性楼板假设下获得),故可先采用刚性楼板算出位移,而后采用弹性楼板进行构件分析。
5.因为高层建筑在水平力作用下,几乎都会产生扭转,故楼层最大位移一般都发生在结构单元的边角部位。
二、周期比控制
规范条文:
新高规的4.3.5条规定,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0.9B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
(抗归中没有明确提出该概念,所以多层时该控制指标可以适当放松,但一般不大于1.0)
名词释义:
周期比:即结构扭转为主的第一自振周期(也称第一扭振周期)Tt与平动为主的第一自振周期(也称第一侧振周期)T1的比值。周期比主要控制结构扭转效应,减小扭转对结构产生的不利影响,使结构的抗扭刚度不能太弱。因为当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应将明显增大。
对于通常的规则单塔楼结构,如下验算周期比:
1  根据各振型的平动系数大于0.5,还是扭转系数大于0.5,区分出各振型是扭转振型还是平动振型
2  通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T1
3  对照“结构整体空间振动简图,考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动,如果仅是局部振动,不是第一扭转/平动周期。再考察下一个次长周期。 
4  考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大
5  计算Tt/T1,看是否超过0.9 (0.85)
多塔结构周期比:
对于多塔楼结构,不能直接按上面的方法验算,而应该将多塔结构切分成多个单塔,按多个单塔结构分别计算。
周期、地震力与振型输出文件(WZQ.OUT
  考虑扭转耦联时的振动周期()X,Y 方向的平动系数、扭转系数
    振型号    周期      转角          平动系数 (X+Y)      扭转系数
      1      0.6306    110.18        0.99 ( 0.12+0.88 )      0.01
      2      0.6144    21.19        0.95 ( 0.82+0.12 )      0.05
      3      0.4248      2.39        0.06 ( 0.06+0.00 )      0.94
      4      0.1876    174.52        0.96 ( 0.95+0.01 )      0.04
      5      0.1718    85.00        1.00 ( 0.01+0.99 )      0.00
      6      0.1355      5.03        0.05 ( 0.05+0.00 )      0.95
      7      0.0994    177.15        0.97 ( 0.97+0.00 )      0.03
      8      0.0849    87.63        1.00 ( 0.00+1.00 )      0.00
      9      0.0752    12.73        0.03 ( 0.03+0.00 )      0.97
        X 方向的有效质量系数:    97.72%
Y 方向的有效质量系数:    96.71%
即要求:
0.4248/0.6306=0.67                <0.9
97.72%      96.71%                >90%  说明无需再增加振型计算
电算结果的判别与调整要点:
1.    对于刚度均匀的结构,在考虑扭转耦连计算时,一般来说前两个或几个振型为其主振型,但对于刚度不均匀的复杂结构,上述规律不一定存在。总之在高层结构设计中,使得扭转振型不应靠前,以减小震害。SATWE程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计算功能,通过参数Ratio(振型的基底剪力占总基底剪力的百分比)可以判断出那个振型是X方向或Y医用拉链方向的主振型,并可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小。
2.    振型分解反应谱法分析计算周期,地震力时,还应注意两个问题,即计算模型的选择与振型数的确定。一般来说,当全楼作刚性楼板假定后,计算时宜选择侧刚模型进行计算。而当结构定义有弹性楼板时则应选择总刚模型进行计算较为合理。至于振型数的确定,应按上述[高规]5.1.13(高层建筑结构计算振型数不应小于9,抗震计算时,宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小于15,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9,
且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%执行,振型数是否足够,应以计算振型数使振型参与质量不小于总质量的90%作为唯一的条件进行判别。([耦联]3的倍数,且≤3倍层数,[非耦联]层数,直到参与计算振型的[有效质量系数]≥90)
3.    如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。即周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性。考虑周期比限制以后,以前看来规整的结构平面,从新规范的角度来看,可能成为平面不规则结构。一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求,说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是要加强外圈结构刚度、增设抗震墙、增加外围连梁的高度、削弱内筒的刚度。
4.    扭转周期控制及调整难度较大,要查出问题关键所在,采取相应措施,才能有效解决问题。
    a)扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无关,只与楼层抗扭刚度有关;
    b)剪力墙全部按照同一主轴两向正交布置时,较易满足;周边墙与核心筒墙成斜交布置时要注意检查是否满足;
    c)当不满足周期限制时,若层位移角控制潜力较大,宜减小结构竖向构件刚度,增大平动周期;甘肃食物中毒
    d)当不满足周期限制时,且层位移角控制潜力不大,应检查是否存在扭转刚度特别小的层,若存在应加强该层的抗扭刚度;
    e)当不满足扭转周期限制,且层位移角控制潜力不大,各层抗扭刚度无突变,说明核心筒平面尺度与结构总高度之比偏小,应加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墙厚,增大核心筒的抗扭刚度。
    f)当计算中发现扭转为第一振型,应设法在建筑物周围布置剪力墙,不应采取只通过加大中部剪力墙的刚度措施来调整结构的抗扭刚度。
三、层刚度比控制
规范条文:
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1.抗震规范附录E2.1规定,筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2
2.高规的4.4.2条规定,抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%
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本文发布于:2024-09-25 10:31:51,感谢您对本站的认可!

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