剪切剛度:

1. 定義:

是反應結構面剪切變形性質(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. 應用:

(1)《高規(guī)》附錄E第E.0.1條規(guī)定:當轉(zhuǎn)換層設置在1、2層時,可近似采用轉(zhuǎn)換層與其相鄰上層結構的2等效剪切剛度比(對于轉(zhuǎn)換層)γe1表示轉(zhuǎn)換層上、下層結構剛度的變化,γe1宜接近1,非抗震設計時γe1不應小于0.4,抗震設計時γe1不應小于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構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構的側向剛度之比不宜小2。    

《高規(guī)》第5.3.7條規(guī)定:高層建筑結構整體計算中,當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y構嵌固部位時,地下一層與首層側向剛度比不宜小于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:

實際上就是使結構發(fā)生單位層間位移角所需要的力。

2. 應用:

(1)《高規(guī)》第3.5.2條均規(guī)定:抗震設計時,高層建筑相鄰樓層的側向剛度變化應符合下列規(guī)定:    

1)對框架結構,樓層與其相鄰上層的側向剛度比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側向剛度比,對于每一層)

2)對框架-剪力墻、板柱-剪力墻結構、剪力墻結構、框架-核心筒結構、筒中筒結構,樓層與其相鄰上層的側向剛度比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;對結構底部嵌固層,該比值不宜小于1.5。(4等效側向剛度比,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向剛度比不應小于0.6。(5側向剛度比,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)換層下部結構與上部結構的等效側向剛度比γe2。γe2宜接近1,非抗震設計時γe2不應小于0.5,抗震設計時γe2不應小于0.8。(6等效側向剛度比,對于轉(zhuǎn)換層上部結構與下部結構)(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. 應用:

《高規(guī)》附錄E中第E.0.3條:當轉(zhuǎn)換層設置在第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)換層下部結構與上部結構的等效側向剛度比γe2。γe2宜接近1,非抗震設計時γe2不應小于0.5,抗震設計時γe2不應小于0.8。(等效側向剛度比,對于轉(zhuǎn)換層上部結構與下部結構)(也叫7等效剪彎剛度比)

 

三者的詳解與盈建科應用:

1等效剪切剛度比 

2等效剪切剛度比,對于轉(zhuǎn)換層

3側向剛度比,對于每一層

4等效側向剛度比,對于每一層

5側向剛度比,僅對于轉(zhuǎn)換層

6等效側向剛度比,對于轉(zhuǎn)換層上部結構與下部結構

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:側向剛度

Ratx1,Raty1:3側向剛度比

Ratx2,Raty2:4等效側向剛度比

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側向剛度比

  用于判斷結構剛度是否滿足高規(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等效側向剛度比

  用于判斷結構剛度是否滿足高規(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)換層的結構,且轉(zhuǎn)換層在1、2層時的剛度是否滿足要求,判斷條件:非抗震設計時γe1不應小于0.4,抗震設計時γe1不應小于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構剛度要求(轉(zhuǎn)換層在1、2層時)。

5.5側向剛度比,僅對于轉(zhuǎn)換層

用于判斷有轉(zhuǎn)換層的結構,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向剛度比不應小于0.6。

式:

 

 

 

第7層X向等效側向剛度比=第7層RJX3/第8層RJX3=1.4280/2.8356=0.5036

轉(zhuǎn)換層的等效側向剛度比與Ratx1、的區(qū)別:轉(zhuǎn)換層的側向剛度比為本層的側向剛度比與相鄰上層的比值;Ratx1為本層側向剛度與相鄰上層側向剛度的70%的比值或本層側向剛度與相鄰上3層側向剛度平均值的80%的比值;

 

為本層側向剛度與相鄰上層側向剛度的比值或本層側向剛度與相鄰上3層側向剛度平均值的比值。

6.等效側向剛度比,對于轉(zhuǎn)換層上部結構與下部結構

用于判斷有轉(zhuǎn)換層的結構,且轉(zhuǎn)換層在2層以上時的剛度是否滿足要求,判斷條件:非抗震設計時γe2不應小于0.5,抗震設計時γe2不應小于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向位移,即剪彎剛度;

2.

為使結構發(fā)生單位層間位移角所需要的力,即側向剛度;

3.H1/H2為高度修正系數(shù)。

因此,γe2為等效側向剛度比,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)換結構需滿足:

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側向剛度比或4等效側向剛度比。(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側向剛度比或4等效側向剛度比;

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側向剛度比或4等效側向剛度比;

3、 轉(zhuǎn)換層滿足5側向剛度比、6等效側向剛度比(7等效剪彎剛度比)。