1 . 規(guī)范對結構樓層位移比計算的相關要求
抗規(guī)及高規(guī)對樓層位移比的計算均有相關詳細的要求,總體來看,兩本規(guī)范的表述基本一致,某些細節(jié)方面高規(guī)的要求高于抗規(guī)。兩本規(guī)范各自要求及對比如下:文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
1.1 抗規(guī)對結構樓層位移比的要求文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
抗規(guī)2016版3.4.3條對于扭轉不規(guī)則的定義為:在具有偶然偏心規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側力構件彈性水平位移(或者層間位移)的最大值與平均值的比值大于1.2。同時抗規(guī)3.4.4條對于平面不規(guī)則建筑,位移比計算及限值有以下幾點要求:文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
1. 扭轉不規(guī)則時,應計入扭轉影響,且在具有偶然偏心的規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側力構件彈性水平位移或層間位移的最大值與平均值的比值不宜大于1.5,當最大層間位移遠小于規(guī)范限值時,可適當放寬。文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
2. 凹凸不規(guī)則或樓板局部不連續(xù)時,應采用符合樓板平面內實際剛度變化的計算模型;高烈度或不規(guī)則程度較大時,宜計入樓板局部變形的影響。文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
3. 平面不對稱且凹凸不規(guī)則或局部不連續(xù),可根據(jù)實際情況分塊計算扭轉位移比,對扭轉較大的部位應采用局部的內力增大系數(shù)。文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
這兩條條文說明中對位移比做了進一步的解釋。對于結構扭轉不規(guī)則,按剛性樓蓋計算,當最大層間位移與其平均值的比值為1.2時,相當于一端為1.0,另一端為1.5;當比值1.5時,相當于一端為1.O,另一端為3。美國FEMA的NEHRP規(guī)定,限1.40。并對建筑結構平面扭轉不規(guī)則給出了圖1所示的示例。對位移比的計算給出了兩點注意事項:文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
1. 按國外的有關規(guī)定,樓蓋周邊兩端位移不超過平均位移2倍的情況稱為剛性樓蓋,超過2倍則屬于柔性樓蓋。因此,這種“剛性樓蓋”,并不是剛度無限大。計算扭轉位移比時,樓蓋剛度可按實際情況確定而不限于剛度無限大假定。文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
2. 扭轉位移比計算時,樓層的位移不采用各振型位移的CQC組合計算,按國外的規(guī)定明確改為取“給定水平力”計算,可避免有時CQC計算的最大位移出現(xiàn)在樓蓋邊緣的中部而不在角部,而且對無限剛樓蓋、分塊無限剛樓蓋和彈性樓蓋均可采用相同的計算方法處理;該水平力一般采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平作用力,并考慮偶然偏心;結構樓層位移和層間位移控制值驗算時,仍采用CQC的效應組合。文章源自建筑隔震支座_隔震橡膠支座_密封件_廠家定制批發(fā)-http://www.shlexuan.com.cn/13645.html
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圖1 建筑結構平面的扭轉不規(guī)則示例
1.2 高規(guī)對結構樓層位移比的要求
高規(guī)3.4.5條要求,對結構平面布置應減少扭轉的影響。在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下,樓層豎向構件最大的水平位移和層間位移,A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應大于該樓層平均值的1.5倍;B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結構及本規(guī)程第10章所指的復雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應大于該樓層平均值的1.4倍。結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比,A級高度高層建筑不應大于0.9,B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結構及本規(guī)程第10章所指的復雜高層建筑不應大于0.85。當樓層的最大層間位移角不大于本規(guī)程第3.7.3條規(guī)定的限值的40%時,該樓層豎向構件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值可適當放松,但不應大于1.6。
條文說明對于樓層位移比的計算做了進一步的補充,要求扭轉位移比計算時,樓層的位移可取“規(guī)定水平地震力”計算,由此得到的位移比與樓層扭轉效應之間存在明確的相關性?!耙?guī)定水平地震力”一般可采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平作用力,并考慮偶然偏心。水平作用力的換算原則:每一樓面處的水平作用力取該樓面上、下兩個樓層的地震剪力差的絕對值;連體下一層各塔樓的水平作用力,可由總水平作用力按該層各塔樓的地震剪力大小進行分配計算。結構樓層位移和層間位移控制值驗算時,仍采用CQC的效應組合。
當計算的樓層最大層間位移角不大于本樓層層間位移角限值的40%時,該樓層的扭轉位移比的上限可適當放松,但不應大于1.6。扭轉位移比為1.6時,該樓層的扭轉變形已很大,相當于一端位移為1,另一端位移為4。
1.3 兩本規(guī)范對樓層位移比要求的異同
總體來看,兩本規(guī)范對樓層位移比的要求基本一致,對某些結構,高規(guī)要求的更為嚴格一些,對B級高度的建筑,高規(guī)要求位移比不應超過1.4,抗規(guī)要求不超過1.5。對于結構層間位移遠小于規(guī)范限值時,抗規(guī)與高規(guī)均提到可適當放松,高規(guī)中給出了具體數(shù)值,放松最大限值到1.6,抗規(guī)未給出具體的數(shù)值。
兩本規(guī)范都明確要求,位移比計算時,應在具有偶然偏心規(guī)定水平力作用下,樓層兩端抗側力構件彈性水平位移(或者層間位移)的最大值與平均值的比值。CAD軟件素材教程下載www.9npx.com四五設計網(wǎng)www.45te.com設計學徒自學網(wǎng)www.sx1c.com
2 ?.對規(guī)范位移比的幾點討論及存在的問題
2.1 什么叫抗側力構件
規(guī)范要求位移比計算時最大最小位移點需要取抗側力構件的節(jié)點位移,但實際工程中什么叫抗側力構件,有時候好像較難區(qū)分,一般認為墻、柱等豎向構件屬于抗側力構件,這種比較清楚,但是對于存在斜桿的工程,斜桿是否是抗側力構件?不同角度的斜桿是否抗側力程度也不一樣?多大的角度算作抗側力構件?規(guī)范中未明確要求,顯得比較模糊,實際設計中執(zhí)行起來也難度較大。因此,要確定一個結構尤其帶支撐構件的位移比計算時,對于抗側力構件的最大位移及最小位移點的選取是需要細致考察的。一般建議斜桿構件的最大最小位移點是否參與到位移比的統(tǒng)計中由設計師人為指定。
2.2 什么叫樓層端部
扭轉位移比的核心在于樓面扭轉的度量,即扭轉角度的界定。規(guī)范要求樓層位移比計算的位移點選取樓層端部抗側力構件的節(jié)點位移。對于規(guī)范示例圖1中的結構平面兩端節(jié)點是比較好確定的。但在實際工程中兩端節(jié)點最大最小位移難以確定,如圖2(畫的有點不成形,但工程中樓蓋情況繁多)情況如何定義端部節(jié)點呢?
圖2 多邊形樓面
結合某實際工程,圖3所示為其首層圓形平面,基本沒法確定什么是兩端節(jié)點,只能沿著周邊取所有抗側力構件的最大及最小位移點才能計算位移比。另外如果按照規(guī)范所述,分塊計算樓板的位移比,這就更難以確定所謂的端部節(jié)點的最大最小位移了。因此,規(guī)范中對于兩端節(jié)點的要求對大部分平面為多邊形的結構很難按圖1的示意圖方式確定。
圖3 圓形平面布置圖
規(guī)范組某專家建議在具體操作時,可以取與地震作用方向正交、且水平尺寸最長軸線兩端點抗側力構件位移進行核算。從實際設計角度講,找一條最長的線是可以的,但是也可能會存在這條線與樓面的交點上根本就沒有抗側力構件。因此,從位移比計算可操作角度講,最大最小位移的節(jié)點選取既要滿足屬于抗側力構件的節(jié)點,同時又要屬于最長軸線兩端節(jié)點的基本無法實現(xiàn)。
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