結構整體性能控制總論之一---剛度比的控制

1 剛度比的控制 
a 控制意義: 
新規範要求結構各層之間的剛度比,並根據剛度比對地震力進行放大,。 
新規範對結構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、轉換層剛度是否滿足要求等等,都要求有層剛度作為依據, 
直觀的來說,層剛度比的概念用來體現結構整體的上下勻稱度. 

b 規範條文:  來源:
新抗震規範附錄e2.1規定,筒體結構轉換層上下層的側向剛度比不宜大於2。 
新高規的4.4.3條規定,抗震設計的高層建築結構,其樓層側向剛度不宜小於相臨上部樓層側向剛度的70%或其上相臨三層側向剛度平均值的80%。 
新高規的5.3.7條規定,高層建築結構計算中,當地下室的頂板作為上部結構嵌固端時,地下室結構的樓層側向剛度不應小於相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍。 
新高規的10.2.6條規定,底部大空間剪力牆結構,轉換層上部結構與下部結構的側向剛度,應符合高規附錄d的規定。 
e.0.1底部大空間為一層的部分框支剪力牆結構,可近似採用轉換層上、下層結構等效剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化,非抗震設計時γ不應大於3,抗震設計時不應大於2。 
e.0.2底部為2~5層大空間的部分框支剪力牆結構,其轉換層下部框加-剪力牆結構的等效側向剛度與相同或相近高度的上部剪力牆結構的等效側向剛度比γe宜接近1,非抗震設計時不應大於2,抗震設計時不應大於1.3。 

c 計算方法及程式實現: 
>>樓層剪下剛度  來源:
>>單層加單位力的樓層剪彎剛度 
>>樓層平均剪力與平均層間位移比值的層剛度 

只要計算地震作用,一般應選擇第 3 種層剛度算法 
不計算地震作用,對於多層結構可以選擇剪下層剛度算法,高層結構可以選擇剪彎層剛度 
不計算地震作用,對於有斜支撐的鋼結構可以選擇剪彎層剛度算法 

d 注意事項: 
轉換層結構按照“高規”要求計算轉換層上下幾層的層剛度比,一般取轉換層上下等高的層數計算。 
層剛度作為該層是否為薄弱層的重要指標之一,對結構的薄弱層,規範要求其地震剪力放大1.15,這裡程式將由用戶自行控制。 
當採用第3種層剛度的計算方式時,如果結構平面中的洞口較多,這樣會造成樓層平均位移的計算誤差增加,此時應選擇“強制剛性樓板假定”來計算層剛度。選擇剪下、剪彎層剛度時,程式默認樓層為剛性樓板