高層結構設計需要控制的七個比值及調整方法

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高層設計的難點在于豎向承重構件（柱、剪力墻等）的合理布置，設計過程中控制的目標參數(shù)主要有如下七個：
1、軸壓比：主要為控制結構的延性，規(guī)范對墻肢和柱均有相應限值要求，見抗規(guī)6.3.7和6.4.6，高規(guī) 6.4.2和7.2.14。
軸壓比不滿足時的調整方法：
1）程序調整：SATWE程序不能實現(xiàn)。
2）人工調整：增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強度。

2、剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結構安全性，見抗規(guī)5.2.5，高規(guī)3.3.13。這個要求如同最小配筋率的要求，算出來的地震剪力如果達不到規(guī)范的最低要求，就要人為提高，并按這個最低要求完成后續(xù)的計算。
剪重比不滿足時的調整方法：
1）程序調整：在SATWE的“調整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調整各樓層地震內力”后，SATWE按抗規(guī)5.2.5自動將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和，用以調整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。
2）人工調整：如果還需人工干預，可按下列三種情況進行調整：
a）當?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側移角又偏大時，說明結構過柔，宜適當加大墻、柱截面，提高剛度；
b）當?shù)卣鸺袅ζ蠖鴮娱g側移角又偏小時，說明結構過剛，宜適當減小墻、柱截面，降低剛度以取得合適的經濟技術指標；
c）當?shù)卣鸺袅ζ《鴮娱g側移角又恰當時，可在SATWE的“調整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)增大地震作用，以滿足剪重比要求。

3、剛度比：主要為控制結構豎向規(guī)則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層，見抗規(guī)3.4.2，高規(guī)4.4.2；對于形成的薄弱層則按高規(guī)5.1.14予以加強。
剛度比不滿足時的調整方法：
1）程序調整：如果某樓層剛度比的計算結果不滿足要求，SATWE自動將該樓層定義為薄弱層，并按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。
2）人工調整：如果還需人工干預，可適當降低本層層高和加強本層墻、柱或梁的剛度，適當提高上部相關樓層的層高和削弱上部相關樓層墻、柱或梁的剛度。

4、位移比：主要為控制結構平面規(guī)則性，以避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應。見抗規(guī)3.4.2，高規(guī) 4.3.5。
位移比不滿足時的調整方法：
1）程序調整：SATWE程序不能實現(xiàn)。
2）人工調整：只能通過人工調整改變結構平面布置，減小結構剛心與形心的偏心距；可利用程序的節(jié)點搜索功能在SATWE的“分析結果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構件編號簡圖”中快速找到位移最大的節(jié)點，加強該節(jié)點對應的墻、柱等構件的剛度；也可找出位移最小的節(jié)點削弱其剛度；直到位移比滿足要求。

5、周期比：主要為控制結構扭轉效應，減小扭轉對結構產生的不利影響，見高規(guī)4.3.5。周期比不滿足要求，說明結構的扭轉剛度相對于側移剛度較小，結構扭轉效應過大。
周期比不滿足時的調整方法：
1）程序調整：SATWE程序不能實現(xiàn)。
2）人工調整：只能通過人工調整改變結構布置，提高結構的扭轉剛度；總的調整原則是加強結構外圍墻、柱或梁的剛度，適當削弱結構中間墻、柱的剛度。
第一或第二振型為扭轉時的調整方法：
a）SATWE程序中的振型是以其周期的長短排序的。
       b）結構的第一、第二振型宜為平動，扭轉周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見抗規(guī)3.5.3條3款及條文說明“結構在兩個主軸方向的動力特性(周期和振型)宜相近”。
       c）當?shù)谝徽裥蜑榕まD時，說明結構的扭轉剛度相對于其兩個主軸（一般都靠近X軸和Y軸）方向的側移剛度過小，此時宜沿兩主軸適當加強結構外圍的剛度，并適當削弱結構內部的剛度。
       d）當?shù)诙裥蜑榕まD時，說明結構沿兩個主軸方向的側移剛度相差較大，結構的扭轉剛度相對其中一主軸（側移剛度較小方向）的側移剛度是合理的；但相對于另一主軸（側移剛度較大方向）的側移剛度則過小，此時宜適當加強結構外圍（主要是沿側移剛度較大方向）的剛度，并適當削弱結構內部沿側移剛度較大方向的剛度。
       e）在進行上述調整的同時，應注意使周期比滿足規(guī)范的要求。
       f）當?shù)谝徽裥蜑榕まD時，周期比肯定不滿足規(guī)范的要求；當?shù)诙裥蜑榕まD時，周期比較難滿足規(guī)范的要求。

6、剛重比：主要為控制結構的穩(wěn)定性，避免結構在風載或地震力的作用下整體失穩(wěn)，見高規(guī)5.4.1和5.4.4。剛重比不滿足要求，說明結構的剛度相對于重力荷載過??；但剛重比過分大，則說明結構的經濟技術指標較差，宜適當減少墻、柱等豎向構件的截面面積。
剛重比不滿足時的調整方法：
1）程序調整：SATWE程序不能實現(xiàn)。
2）人工調整：只能通過人工調整改變結構布置，加強墻、柱等豎向構件的剛度。

7、層間受剪承載力比：控制豎向不規(guī)則性，以免豎向樓層受剪承載力突變，形成薄弱層，見抗規(guī)3.4.2，高規(guī)4.4.3；對于形成的薄弱層應按高規(guī)5.1.14予以加強。
層間受剪承載力比不滿足時的調整方法：
1）程序調整：在SATWE的“調整信息”中的“指定薄弱層個數(shù)”中填入該樓層層號，將該樓層強制定義為薄弱層，SATWE按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。
2）人工調整：如果還需人工干預，可適當提高本層構件強度（如增大配筋、提高混凝土強度或加大截面）以提高本層墻、柱等抗側力構件的承載力，或適當降低上部相關樓層墻、柱等抗側力構件的承載力。
如果結構豎向較規(guī)則，第一次試算時可只建一個結構標準層，待結構的周期比、位移比、剪重比、剛度比等滿足之后再添加其它標準層；這樣可以減少建模過程中的重復修改，加快建模速度。