楼层位移比怎么算?

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1 . 规范对结构楼层位移比计算的相关要求

抗规及高规对楼层位移比的计算均有相关详细的要求,总体来看,两本规范的表述基本一致,某些细节方面高规的要求高于抗规。两本规范各自要求及对比如下:文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

1.1 抗规对结构楼层位移比的要求文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

抗规2016版3.4.3条对于扭转不规则的定义为:在具有偶然偏心规定水平力作用下,楼层两端抗侧力构件弹性水平位移(或者层间位移)的最大值与平均值的比值大于1.2。同时抗规3.4.4条对于平面不规则建筑,位移比计算及限值有以下几点要求:文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

1. 扭转不规则时,应计入扭转影响,且在具有偶然偏心的规定水平力作用下,楼层两端抗侧力构件弹性水平位移或层间位移的最大值与平均值的比值不宜大于1.5,当最大层间位移远小于规范限值时,可适当放宽。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

2. 凹凸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;高烈度或不规则程度较大时,宜计入楼板局部变形的影响。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

3. 平面不对称且凹凸不规则或局部不连续,可根据实际情况分块计算扭转位移比,对扭转较大的部位应采用局部的内力增大系数。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

这两条条文说明中对位移比做了进一步的解释。对于结构扭转不规则,按刚性楼盖计算,当最大层间位移与其平均值的比值为1.2时,相当于一端为1.0,另一端为1.5;当比值1.5时,相当于一端为1.O,另一端为3。美国FEMA的NEHRP规定,限1.40。并对建筑结构平面扭转不规则给出了图1所示的示例。对位移比的计算给出了两点注意事项:文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

1. 按国外的有关规定,楼盖周边两端位移不超过平均位移2倍的情况称为刚性楼盖,超过2倍则属于柔性楼盖。因此,这种“刚性楼盖”,并不是刚度无限大。计算扭转位移比时,楼盖刚度可按实际情况确定而不限于刚度无限大假定。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

2. 扭转位移比计算时,楼层的位移不采用各振型位移的CQC组合计算,按国外的规定明确改为取“给定水平力”计算,可避免有时CQC计算的最大位移出现在楼盖边缘的中部而不在角部,而且对无限刚楼盖、分块无限刚楼盖和弹性楼盖均可采用相同的计算方法处理;该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心;结构楼层位移和层间位移控制值验算时,仍采用CQC的效应组合。文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

抗规及高规下,楼层位移比这样算!-1文章源自建筑隔震支座_隔震橡胶支座_密封件_厂家定制批发-http://www.go-we.com/13645.html

图1 建筑结构平面的扭转不规则示例

1.2 高规对结构楼层位移比的要求

高规3.4.5条要求,对结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。当楼层的最大层间位移角不大于本规程第3.7.3条规定的限值的40%时,该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松,但不应大于1.6。

条文说明对于楼层位移比的计算做了进一步的补充,要求扭转位移比计算时,楼层的位移可取“规定水平地震力”计算,由此得到的位移比与楼层扭转效应之间存在明确的相关性。“规定水平地震力”一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心。水平作用力的换算原则:每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值;连体下一层各塔楼的水平作用力,可由总水平作用力按该层各塔楼的地震剪力大小进行分配计算。结构楼层位移和层间位移控制值验算时,仍采用CQC的效应组合。

当计算的楼层最大层间位移角不大于本楼层层间位移角限值的40%时,该楼层的扭转位移比的上限可适当放松,但不应大于1.6。扭转位移比为1.6时,该楼层的扭转变形已很大,相当于一端位移为1,另一端位移为4。

1.3 两本规范对楼层位移比要求的异同

总体来看,两本规范对楼层位移比的要求基本一致,对某些结构,高规要求的更为严格一些,对B级高度的建筑,高规要求位移比不应超过1.4,抗规要求不超过1.5。对于结构层间位移远小于规范限值时,抗规与高规均提到可适当放松,高规中给出了具体数值,放松最大限值到1.6,抗规未给出具体的数值。

两本规范都明确要求,位移比计算时,应在具有偶然偏心规定水平力作用下,楼层两端抗侧力构件弹性水平位移(或者层间位移)的最大值与平均值的比值。CAD软件素材教程下载www.9npx.com四五设计网www.45te.com设计学徒自学网www.sx1c.com

2  .对规范位移比的几点讨论及存在的问题

2.1 什么叫抗侧力构件

规范要求位移比计算时最大最小位移点需要取抗侧力构件的节点位移,但实际工程中什么叫抗侧力构件,有时候好像较难区分,一般认为墙、柱等竖向构件属于抗侧力构件,这种比较清楚,但是对于存在斜杆的工程,斜杆是否是抗侧力构件?不同角度的斜杆是否抗侧力程度也不一样?多大的角度算作抗侧力构件?规范中未明确要求,显得比较模糊,实际设计中执行起来也难度较大。因此,要确定一个结构尤其带支撑构件的位移比计算时,对于抗侧力构件的最大位移及最小位移点的选取是需要细致考察的。一般建议斜杆构件的最大最小位移点是否参与到位移比的统计中由设计师人为指定。

2.2 什么叫楼层端部

扭转位移比的核心在于楼面扭转的度量,即扭转角度的界定。规范要求楼层位移比计算的位移点选取楼层端部抗侧力构件的节点位移。对于规范示例图1中的结构平面两端节点是比较好确定的。但在实际工程中两端节点最大最小位移难以确定,如图2(画的有点不成形,但工程中楼盖情况繁多)情况如何定义端部节点呢?

抗规及高规下,楼层位移比这样算!-2

图2 多边形楼面

结合某实际工程,图3所示为其首层圆形平面,基本没法确定什么是两端节点,只能沿着周边取所有抗侧力构件的最大及最小位移点才能计算位移比。另外如果按照规范所述,分块计算楼板的位移比,这就更难以确定所谓的端部节点的最大最小位移了。因此,规范中对于两端节点的要求对大部分平面为多边形的结构很难按图1的示意图方式确定。

抗规及高规下,楼层位移比这样算!-3

图3 圆形平面布置图

规范组某专家建议在具体操作时,可以取与地震作用方向正交、且水平尺寸最长轴线两端点抗侧力构件位移进行核算。从实际设计角度讲,找一条最长的线是可以的,但是也可能会存在这条线与楼面的交点上根本就没有抗侧力构件。因此,从位移比计算可操作角度讲,最大最小位移的节点选取既要满足属于抗侧力构件的节点,同时又要属于最长轴线两端节点的基本无法实现。

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  • 本文由 减隔震支座 发表于 2022年11月3日15:49:47
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