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:當轉(zhuǎn)換層設(shè)置在1、2層時,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)計時γe1不應(yīng)小于0.4,抗震設(shè)計時γe1不應(yīng)小于0.5。γe1可按下列公式計算:

(2)《抗震規(guī)范》第6.1.14第3條規(guī)定:當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時,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)整體計算中,當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)嵌固部位時,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條公式計算。

地震力與地震層間位移比

1. 定義:

實際上就是使結(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)計時,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)計算,且本層與相鄰上層的比值不宜小于0.9;當本層層高大于相鄰上層層高的1.5倍時,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:當轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時,按本規(guī)程式(3.5.2—1)計算的轉(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:當轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時,尚宜采用圖E所示的計算模型按公式(E.0.3)計算轉(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)計時γe2不應(yīng)小于0.5,抗震設(shè)計時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:當轉(zhuǎn)換層設(shè)置在第2層以上時,尚宜采用圖E所示的計算模型按公式(E.0.3)計算轉(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)計時γe2不應(yīng)小于0.5,抗震設(shè)計時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:當本層層高大于相鄰上層層高1.5倍時取相鄰上層剛度的110%;當本層為嵌固層時相鄰上層的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層時的剛度是否滿足要求,判斷條件:非抗震設(shè)計時γe1不應(yīng)小于0.4,抗震設(shè)計時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)。

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層以上時的剛度是否滿足要求,判斷條件:按高規(guī)式3.5.2-1計算的轉(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層以上時的剛度是否滿足要求,判斷條件:非抗震設(shè)計時γe2不應(yīng)小于0.5,抗震設(shè)計時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,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層時需要滿足:

1、 地下室頂板為嵌固端時,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層以上時需要滿足:

1、 地下室頂板為嵌固端時,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)。