剪切剛度:
1. 定義:
是反應(yīng)結(jié)構(gòu)面剪切變形性質(zhì)的重要參數(shù),其數(shù)值等于峰值前剪切剛度曲線上任一點(diǎn)的切線斜率。
2. 應(yīng)用:
(1)《高規(guī)》附錄e第e.0.1條規(guī)定:當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在1、2層時(shí),可近似采用轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層結(jié)構(gòu)的2等效剪切剛度比(對于轉(zhuǎn)換層)γe1表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化,γe1宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe1不應(yīng)小于0.4,抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe1不應(yīng)小于0.5。γe1可按下列公式計(jì)算:
(2)《抗震規(guī)范》第6.1.14第3條規(guī)定:當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時(shí),地下室結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度與上部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度之比不宜小2。
《高規(guī)》第5.3.7條規(guī)定:高層建筑結(jié)構(gòu)整體計(jì)算中,當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時(shí),地下一層與首層側(cè)向剛度比不宜小于2(1等效剪切剛度比)。 其條文說明指出樓層側(cè)向剛度比可按本規(guī)程附錄e.0.1條公式計(jì)算。
地震力與地震層間位移比
1. 定義:
實(shí)際上就是使結(jié)構(gòu)發(fā)生單位層間位移角所需要的力。
2. 應(yīng)用:
(1)《高規(guī)》第3.5.2條均規(guī)定:抗震設(shè)計(jì)時(shí),高層建筑相鄰樓層的側(cè)向剛度變化應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)對框架結(jié)構(gòu),樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比γ1可按式(3.5.2—1)計(jì)算,且本層與相鄰上層的比值不宜小于0.7,與相鄰上部三層剛度平均值的比值不宜小于0.8。(3側(cè)向剛度比,對于每一層)
2)對框架-剪力墻、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu),樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比γ2可按式(3.5.2-2)計(jì)算,且本層與相鄰上層的比值不宜小于0.9;當(dāng)本層層高大于相鄰上層層高的1.5倍時(shí),該比值不宜小于1.1;對結(jié)構(gòu)底部嵌固層,該比值不宜小于1.5。(4等效側(cè)向剛度比,對于每一層)
(2)《高規(guī)》附錄e中第e.0.2條:當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時(shí),按本規(guī)程式(3.5.2—1)計(jì)算的轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比不應(yīng)小于0.6。(5側(cè)向剛度比,僅對于轉(zhuǎn)換層)
(3)《高規(guī)》附錄e中第e.0.3條:當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時(shí),尚宜采用圖e所示的計(jì)算模型按公式(e.0.3)計(jì)算轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比γe2。γe2宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe2不應(yīng)小于0.5,抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe2不應(yīng)小于0.8。(6等效側(cè)向剛度比,對于轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu))(也叫等效剪彎剛度比)
剪彎剛度:
1. 定義:
實(shí)際上就是單位力作用下的層間位移角,其剛度比也就是層間位移角之比。它能同時(shí)考慮剪切變形和彎曲變形的影響,但沒有考慮上下層對本層的約束。
2. 應(yīng)用:
《高規(guī)》附錄e中第e.0.3條:當(dāng)轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時(shí),尚宜采用圖e所示的計(jì)算模型按公式(e.0.3)計(jì)算轉(zhuǎn)換層下部結(jié)構(gòu)與上部結(jié)構(gòu)的等效側(cè)向剛度比γe2。γe2宜接近1,非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe2不應(yīng)小于0.5,抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe2不應(yīng)小于0.8。(等效側(cè)向剛度比,對于轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu))(也叫7等效剪彎剛度比)
三者的詳解與盈建科應(yīng)用:
1等效剪切剛度比
2等效剪切剛度比,對于轉(zhuǎn)換層
3側(cè)向剛度比,對于每一層
4等效側(cè)向剛度比,對于每一層
5側(cè)向剛度比,僅對于轉(zhuǎn)換層
6等效側(cè)向剛度比,對于轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)
7等效剪彎剛度比
rjx1,rjy1,rjz1:等效剪切剛度
ratx,raty: 1等效剪切剛度比
rjx3,rjy3,rjz3:側(cè)向剛度
ratx1,raty1:3側(cè)向剛度比
ratx2,raty2:4等效側(cè)向剛度比
1. 1等效剪切剛度比
用于判斷地下室是否能作為嵌固端,即地下室剛度與首層剛度的比值不小于2,盈建科判斷條件是ratx和raty均要小于0.5。
高規(guī)附錄e第e.0.1條式:
式中
為等效剪切剛度,即盈建科中的rjx1,rjy1,rjz1。
第3層ratx=第3層rjx1/第2層rjx1=2.7634/2.2722=1.2162
或者按下圖的剪切剛度比:判斷條件為剛度比不小于2
x向剛度比=22.115/2.2722=9.7328=1/第2層的ratx1
y向剛度比=20.651/2.0102=10.2730=1/第2層的raty1
2. 3側(cè)向剛度比
用于判斷結(jié)構(gòu)剛度是否滿足高規(guī)3.5.2第1條,判斷條件ratx1和raty1均不小于1。
高規(guī)式3.5.2-1:
,由此式可看出側(cè)向剛度比為
,即盈建科中的rjx3,rjy3,rjz3。
第2層ratx1=min{第2層rjx3/(70%*第3層rjx3),第2層rjx3/(80%*第3~5層rjx3的平均值}=min{4.5450/(3.0026x70%),4.5450/(80%*(3.0026+2.4838+2.6692)/3)}=2.0898
3.4等效側(cè)向剛度比
用于判斷結(jié)構(gòu)剛度是否滿足高規(guī)3.5.2第2條,判斷條件ratx2和raty2均不小于1。
高規(guī)式3.5.2-2:
第2層ratx2=第2層rjx3/(90%*第3層rjx3)*(h2/h3)= 4.5450/(3.0026x90%)x(3.8/3.5)=1.8260
注:當(dāng)本層層高大于相鄰上層層高1.5倍時(shí)取相鄰上層剛度的110%;當(dāng)本層為嵌固層時(shí)相鄰上層的150%。
4.2等效剪切剛度比,對于轉(zhuǎn)換層
用于判斷有轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu),且轉(zhuǎn)換層在1、2層時(shí)的剛度是否滿足要求,判斷條件:非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe1不應(yīng)小于0.4,抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe1不應(yīng)小于0.5。
高規(guī)附錄e第e.0.1條中式
第2層rjx1/第3層rjx1 = 52.962/3.3252,52.962=15.9272
與ratx的區(qū)別:1、ratx表示的是本層與相鄰下層的等效剪切剛度比,
表示的是本層與相鄰上層的等效剪切剛度比;2、ratx用于判斷地下室頂板能否作為嵌固端,
用于判斷轉(zhuǎn)換層剛度是否滿足結(jié)構(gòu)剛度要求(轉(zhuǎn)換層在1、2層時(shí))。
5.5側(cè)向剛度比,僅對于轉(zhuǎn)換層
用于判斷有轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu),且轉(zhuǎn)換層在2層以上時(shí)的剛度是否滿足要求,判斷條件:按高規(guī)式3.5.2-1計(jì)算的轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比不應(yīng)小于0.6。
式:
第7層x向等效側(cè)向剛度比=第7層rjx3/第8層rjx3=1.4280/2.8356=0.5036
轉(zhuǎn)換層的等效側(cè)向剛度比與ratx1、的區(qū)別:轉(zhuǎn)換層的側(cè)向剛度比為本層的側(cè)向剛度比與相鄰上層的比值;ratx1為本層側(cè)向剛度與相鄰上層側(cè)向剛度的70%的比值或本層側(cè)向剛度與相鄰上3層側(cè)向剛度平均值的80%的比值;
為本層側(cè)向剛度與相鄰上層側(cè)向剛度的比值或本層側(cè)向剛度與相鄰上3層側(cè)向剛度平均值的比值。
6.等效側(cè)向剛度比,對于轉(zhuǎn)換層上部結(jié)構(gòu)與下部結(jié)構(gòu)
用于判斷有轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu),且轉(zhuǎn)換層在2層以上時(shí)的剛度是否滿足要求,判斷條件:非抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe2不應(yīng)小于0.5,抗震設(shè)計(jì)時(shí)γe2不應(yīng)小于0.8。
高規(guī)附錄e第e.0.3條:
式中:
1.
為單位水平力作用下的的側(cè)向位移,即剪彎剛度;
2.
為使結(jié)構(gòu)發(fā)生單位層間位移角所需要的力,即側(cè)向剛度;
3.h1/h2為高度修正系數(shù)。
因此,γe2為等效側(cè)向剛度比,也為等效剪彎剛度。
γe2=5.1170/7.3216*22.8/19.8=0.8048
三者的適用:
非轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)需滿足:
1、地下室頂板為嵌固端時(shí),滿足1等效剪切剛度比 ;
2、每一層滿足3側(cè)向剛度比或4等效側(cè)向剛度比。(注:此剛度比是在地震力作用的條件下,非抗震地區(qū)可視情況判斷。)
轉(zhuǎn)換層在1、2層時(shí)需要滿足:
1、 地下室頂板為嵌固端時(shí),滿足1等效剪切剛度比 ;
2、 非轉(zhuǎn)換層滿足3側(cè)向剛度比或4等效側(cè)向剛度比;
3、 轉(zhuǎn)換層滿足2等效剪切剛度比
轉(zhuǎn)換層在2層以上時(shí)需要滿足:
1、 地下室頂板為嵌固端時(shí),滿足1等效剪切剛度比 ;
2、 非轉(zhuǎn)換層滿足3側(cè)向剛度比或4等效側(cè)向剛度比;
3、 轉(zhuǎn)換層滿足5側(cè)向剛度比、6等效側(cè)向剛度比(7等效剪彎剛度比)。