減重比的計算方法

Ⅰ 什麼是周期比剪重比位移比樓層最小剪力系數

新的建築結構設計規范在結構可靠度、設計計算、配筋構造方面均有重大更新和補充，特別是對抗震及結構的整體性，規則性作出了更高的要求，使結構設計不可能一次完成。如何正確運用設計軟體進行結構設計計算，以滿足新規范的要求，是每個設計人員都非常關心的問題。以SATWE軟體為例，進行結構設計計算步驟的討論，對一個典型工程而言，使用結構軟體進行結構計算分四步較為科學。

1．完成整體參數的正確設定 計算開始以前，設計人員首先要根據新規范的具體規定和軟體手冊對參數意義的描述，以及工程的實際情況，對軟體初始參數和特殊構件進行正確設置。但有幾個參數是關繫到整體計算結果的，必須首先確定其合理取值，才能保證後續計算結果的正確性。這些參數包括振型組合數、最大地震力作用方向和結構基本周期等，在計算前很難估計，需要經過試算才能得到。

(1)振型組合數是軟體在做抗震計算時考慮振型的數量。該值取值太小不能正確反映模型應當考慮的振型數量，使計算結果失真；取值太大，不僅浪費時間，還可能使計算結果發生畸變。《高層建築混凝土結構技術規程》5.1.13-2條規定，抗震計算時，宜考慮平扭藕聯計算結構的扭轉效應，振型數不宜小於15，對多塔結構的振型數不應小於塔樓的9倍，且計算振型數應使振型參與質量不小於總質量的90％。一般而言，振型數的多少於結構層數及結構自由度有關，當結構層數較多或結構層剛度突變較大時，振型數應當取得多些，如有彈性節點、多塔樓、轉換層等結構形式。振型組合數是否取值合理，可以看軟體計算書中的x，y向的有效質量系數是否大於0.9。具體操作是，首先根據工程實際情況及設計經驗預設一個振型數計算後考察有效質量系數是否大於0.9，若小於0.9，可逐步加大振型個數，直到x,y兩個方向的有效質量系數都大於0.9為止。必須指出的是，結構的振型組合數並不是越大越好，其最大值不能超過結構得總自由度數。例如對採用剛性板假定得單塔結構，考慮扭轉藕聯作用時，其振型不得超過結構層數的3倍。如果選取的振型組合數已經增加到結構層數的3倍，其有效質量系數仍不能滿足要求，也不能再增加振型數，而應認真分析原因，考慮結構方案是否合理。
（2）最大地震力作用方向是指地震沿著不同方向作用，結構地震反映的大小也各不相同，那麼必然存在某各角度使得結構地震反應值最大的最不利地震作用方向。設計軟體可以自動計算出最大地震力作用方向並在計算書中輸出，設計人員如發祥該角度絕對值大於15度，應將該數值回填到軟體的「水平力與整體坐標夾角」選項里並重新計算，以體現最不利地震作用方向的影響。
（3）結構基本周期是計算風荷載的重要指標。設計人員如果不能事先知道其准確值，可以保留軟體的預設值，待計算後從計算書中讀取其值，填入軟體的「結構基本周期」選項，重新計算即可。
上述的計算目的是將這些對全局有控製作用的整體參數先行計算出來，正確設置，否則其後的計算結果與實際差別很大。
2.確定整體結構的合理性 整體結構的科學性和合理性是新規范特別強調內容。新規范用於控制結構整體性的主要指標主要有：周期比、位移比、剛度比、層間受剪承載力之比、剛重比、剪重比等。
（1）周期比是控制結構扭轉效應的重要指標。它的目的是使抗側力的構件的平面布置更有效更合理，使結構不至出現過大的扭轉。也就是說，周期比不是要求就構足夠結實，而是要求結構承載布局合理。《高規》第4.3.5條對結構扭轉為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比的要求給出了規定。如果周期比不滿足規范的要求，說明該結構的扭轉效應明顯，設計人員需要增加結構周邊構件的剛度，降低結構中間構件的剛度，以增大結構的整體抗扭剛度。
設計軟體通常不直接給出結構的周期比，需要設計人員根據計算書中周期值自行判定第一扭轉（平動）周期。以下介紹實用周期比計算方法：1)扭轉周期與平動周期的判斷：從計算書中找出所有扭轉系數大於0.5的平動周期，按周期值從大到小排列。同理，將所有平動系數大於0.5的平動周期值從大到小排列；2）第一周期的判斷：從列隊中選出數值最大的扭轉（平動）周期，查看軟體的「結構整體空間振動簡圖」，看該周期值所對應的振型的空間振動是否為整體振動，如果其僅僅引起局部振動，則不能作為第一扭轉（平動）周期，要從隊列中取出下一個周期進行考察，以此類推，直到選出不僅周期值較大而且其對應的振型為結構整體振動的值即為第一扭轉（平動）周期；3)周期比計算：將第一扭轉周期值除以第一平動周期即可。
（2）位移比（層間位移比）是控制結構平面不規則性的重要指標。其限值在《建築抗震設計規范》和《高規》中均有明確的規定，不再贅述。需要指出的是，新規范中規定的位移比限值是按剛性板假定作出的，如果在結構模型中設定了彈性板，則必須在軟體參數設置時選擇「對所有樓層強制採用剛性樓板假定」，以便計算出正確的位移比。在位移比滿足要求後，再去掉「對所有樓層強制採用剛性樓板假定的選擇，以彈性樓板設定進行後續配筋計算。
此外，位移比的大小是判斷結構是否規則的重要依據，對選擇偶然偏心，單向地震，雙向地震下的位移比，設計人員應正確選用。
（3）剛度比是控制結構豎向不規則的重要指標。根據《抗震規范》和《高規》的要求，軟體提供了三種剛度比的計算方式，分別是剪切剛度，剪彎剛度和地震力與相應的層間位移比。正確認識這三種剛度比的計算方法和適用范圍是剛度比計算的關鍵：1）剪切剛度主要用於底部大空間為一層的轉換結構及對地下室嵌固條件的判定；2)剪彎剛度主要用於底部大空間為多層的轉換結構；3)地震力與層間位移比是執行《抗震規范》第3.4.2條和《高規》4.3.5條的相關規定，通常絕大多數工程都可以用此法計算剛度比，這也是軟體的預設方式。
（4）層間受剪承載力之比也是控制結構豎向不規則的重要指標。其限值可參考《抗震規范》和《高規》的有關規定。
（5）剛重比是結構剛度與重力荷載之比。它是控制結構整體穩定性的重要因素，也是影響重力二階效的主要參數。該值如果不滿足要求，則可能引起結構失穩倒塌，應當引起設計人員的足夠重視。
（6）剪重比是抗震設計中非常重要的參數。規范之所以規定剪重比，主要是因為長期作用下，地震影響系數下降較快，由此計算出來的水平地震作用下的結構效應可能太小。而對於長周期結構，地震動態作用下的地面加速度和位移可能對結構具有更大的破壞作用，但採用振型分解法時無法對此作出准確的計算。因此，出於安全考慮，規范規定了各樓層水平地震力的最小值，該值如果不滿足要求，則說明結構有可能出現比較明顯的薄弱部位，必須進行調整。
除以上計算分析以外，設計軟體還會按照規范的要求對整體結構地震作用進行調整，如最小地震剪力調整、特殊結構地震作用下內力調整、0.2Q0調整、強柱弱梁與強剪弱彎調整等等，因程序可以完成這些調整，就不再詳述了。
3 對單構件作優化設計 前幾步主要是對結構整體合理性的計算和調整，這一步則主要進行結構單個構件內力和配筋計算，包括梁，柱，剪力牆軸壓比計算，構件截面優化設計等。
（1）軟體對混凝土梁計算顯示超筋信息有以下情況：1）當梁的彎矩設計值M大於梁的極限承載彎矩Mu時，提示超筋；2）規范對混凝土受壓區高度限制：
四級及非抗震：ξ≤ξb
二、三級：ξ≤0.35（ 計算時取AS 』＝0.3 AS ）
一級： ξ≤0.25（ 計算時取AS 』＝0.5 AS ）
當ξ不滿足以上要求時，程序提示超筋；3)《抗震規范》要求梁端縱向受拉鋼筋的最大配筋率2.5%，當大於此值時，提示超筋；4）混凝土梁斜截面計算要滿足最小截面的要求，如不滿足則提示超筋。
（2）剪力牆超筋分三種情況：1）剪力牆暗柱超筋：軟體給出的暗柱最大配筋率是按照4%控制的，而各規范均要求剪力牆主筋的配筋面積以邊緣構件方式給出，沒有最大配筋率。所以程序給出的剪力牆超筋是警告信息，設計人員可以酌情考慮；2）剪力牆水平筋超筋則說明該結構抗剪不夠，應予以調整；3）剪力牆連梁超筋大多數情況下是在水平地震力作用下抗剪不夠。規范中規定允許對剪力牆連梁剛度進行折減，折減後的剪力牆連梁在地震作用下基本上都會出現塑性變形，即連梁開裂。設計人員在進行剪力牆連梁設計時，還應考慮其配筋是否滿足正常狀態下極限承載力的要求。
（3）柱軸壓比計算： 柱軸壓比的計算在《高規》和《抗震規范》中的規定並不完全一樣，《抗震規范》第6.3.7條規定，計算軸壓比的柱軸力設計值既包括地震組合，也包括非地震組合，而《高規》第6.4.2條規定，計算軸壓比的柱軸力設計值僅考慮地震作用組合下的柱軸力。軟體在計算柱軸壓比時，當工程考慮地震作用，程序僅取地震作用組合下的的柱軸力設計值計算；當該工程不考慮地震作用時，程序才取非地震作用組合下的柱軸力設計值計算。因此設計人員會發現，對於同一個工程，計算地震力和不計算地震力其柱軸壓比結果會不一樣。
（4）剪力牆軸壓比計算：為了控制在地震力作用下結構的延性，新的《高規》和《抗震規范》對剪力牆均提出了軸壓比的計算要求。需要指出的是，軟體在計算斷指剪力牆軸壓比時，是按單向計算的，這與《高規》中規定的短肢剪力牆軸壓比按雙向計算有所不同，設計人員可以酌情考慮。
（5）構件截面優化設計：計算結構不超筋，並不表示構件初始設置的截面和形狀合理，設計人員還應進行構件優化設計，使構件在保證受力要求的德條件下截面的大小和形狀合理，並節省材料。但需要注意的是，在進行截面優化設計時，應以保證整體結構合理性為前提，因為構件截面的大小直接影響到結構的剛度，從而對整體結構的周期、位移、地震力等一系列參數產生影響，不可盲目減小構件截面尺寸，使結構整體安全性降低。
4. 滿足規范抗震措施的要求 在施工圖設計階段，還必須滿足規范規定的抗震措施要求。《混凝土規范》、《高規》和《抗震規范》對結構的構造提出了非常詳盡的規定，這些措施是很多震害調查和抗震設計經驗的總結，也是保證結構安全的最後一道防線，設計人員不可麻痹大意。
（1）設計軟體進行施工圖配筋計算時，要求輸入合理的歸並系數、支座方式、鋼筋選筋庫等，如一次計算結果不滿意，要進行多次試算和調整。
（2）生成施工圖以前，要認真輸入出圖參數，如樑柱鋼筋最小直徑、框架頂角處配筋方式、梁挑耳形式、柱縱筋搭接方式，箍筋形式，鋼筋放大系數等，以便生成符合需要的施工圖。軟體可以根據允許裂縫寬度自動選筋，還可以考慮支座寬度對裂縫寬度的影響。
（3）施工圖生成以後，設計人員還應仔細驗證各特殊或薄弱部位構件的最小縱筋直徑、最小配筋率、最小配箍率、箍筋加密區長度、鋼筋搭接錨固長度、配筋方式等是否滿足規范規定的抗震措施要求。規范這一部分的要求往往是以黑體字寫出，屬於強制執行條文，萬萬不可以掉以輕心。
（4）最後設計人員還應根據工程的實際情況，對計算機生成的配筋結果作合理性審核，如鋼筋排數、直徑、架構等，如不符合工程需要或不便於施工，還要做最後的調整計算。

Ⅱ 剪重比不滿足規范要求時怎麼調整

剪重比不滿足規范要求的解決方法如下：

最主要的解決方法是調整底部的結構剛度、調整豎向構建的截面尺寸、調整上部結構的質量減少地震力使之滿足規范要求。

具體解釋如下：

1、剪重比不滿足要求時，要檢查有效質量系數是否達到90%，若沒有達到：

①、查看振型數是否足夠；

②、查看是否有局部振動，改變布置，去掉局部振動，重要的部位需要進行加強。

2、選取允許范圍內的最小的周期折減系數。

3、精細化荷載類別，減少荷載，特別是結構恆載。

4、對建築布置和結構體系及構件截面尺寸、布置進行調整。解決剪重比問題的最根本做法也是最好的辦法。

5、調整全樓地震作用放大系數，這種方法並不可取，剪重比不滿足規范要求，往往說明這棟建築的結構選型和總體布置不合理、不安全，所以以結構自身的調整來達到規范所規定的剪重比要求才是最佳方案。

(2)減重比的計算方法擴展閱讀：

規范剪重比的原因：

考慮長周期結構（基本周期大於3.5秒）用振型分解反應譜法和底部剪力法計算時，因地震影響系數取值可能偏低，規范所採用的振型分解反應譜法計算的地震作用也偏低。

滿足最小地震剪力是結構後續抗震設計計算的前提，即只有先進行了最小地震剪力調整，然後才能調整構件內力、位移、傾覆力矩等。

因此出於安全考慮，規范規定了樓層水平地震剪力得最小值。

參考資料來源：

網路—剪重比

中華人民共和國住房和城鄉建設部—《建築抗震設計規范》

Ⅲ 剪重比的調整方法

1、程序調整：當剪重比偏小但與規范限值相差不大（如剪重比達到規范限值的80%以上）時，可按下列方法之一進行調整：
1）在SATWE的「調整信息」中勾選「按抗震規范5.2.5調整各樓層地震內力」，SATWE按抗規5.2.5自動將樓層最小地震剪力系數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）在SATWE的「調整信息」中的「全樓地震作用放大系數」中輸入大於1的系數，增大地震作用，以滿足剪重比要求。
3）在SATWE的「地震信息」中的「周期折減系數」中適當減小系數，增大地震作用，以滿足剪重比要求。
2、結構調整：當剪重比偏小且與規范限值相差較大時，宜調整增強豎向構件，加強牆、柱等豎向構件的剛度。
在調整時需要注意： 當底部總剪力相差較多時，結構的選型和總體布置需重新調整，不能僅採用乘以增大系數方法處理； 只要底部總剪力不滿足要求，則結構各樓層的剪力均需要調整，不能僅調整不滿足的樓層； 滿足最小地震剪力是結構後續抗震計算的前提，只有調整到最小剪力要求才能進行相應的地震傾覆力矩、構件內力、位移等等的計算分析；即意味著，當各層的地震剪力需要調整時，原先計算的傾覆力矩、內力和位移均需要相應調整； 採用時程分析法時，其計算的總剪力也需符合最小地震剪力的要求； 本條規定不考慮阻尼比的不同，是最低要求，各類結構，包括鋼結構、隔震和消能減震結構均需一律遵守。

Ⅳ 剪壓比的剪重比的概念與作用：

1.我國78規范把這個系數稱之為結構系數；
2.最小值的確定實際上可以根據反應譜曲線上計算的最小值來確定，當然，超出了反應譜估計的自震周期的部分可以專門論證，但是，一般工程超出了反應譜規定的最小值是不應該的；
3.以上海IV類場地計算最小的剪壓比是（7度）1.64%左右；
4.如果在6度區II類場地，最小剪壓比應是0.6%（2001規范），按89規范應為0.5%；
5.如果計算的結果不滿足最小值的限定，計算肯定是存在明顯的錯誤，如輸入有誤、設置有誤，模型不合理，甚至於結構不合理，希望慎重，當然，6度區只要按抗震構造即可，無需計算驗算，根據《抗規》GB50011-2001條文說明5.2.5條「對於扭轉效應時顯或基本周期小於3.5S的結構，剪力系數取0.2amax」，由此可據《抗規》表5.1.4-1推算出各地震列度下的剪力系數：9度為0.2*0.32=0.064，8度為0.2*0.16(0.24)=0.032(0.048)，7度為0.2*0.08(0.12)=0.016(0.024)，6度為0.2*0.04=0.008。在計算時應注意《抗規》（GB50011-2010）5.2.5條，對6度區要求剪力系數。
補充幾句，在抗震規范的抗震截面驗算的條文說明中，明確指出，剪重比是一個調整系數，即這不是一個指標，計算結果出來後，若剪重比大於規定的最小值，計算結果不作調整，若小於，將地震剪力調大，使剪重比達到規定的最小值。

Ⅳ 剪重比的名詞解釋

剪重比是規范考慮長周期結構用振型分解反應譜法和底部剪力法計算時,因地震影響系數取值可能偏低,相應計算的地震作用也偏低,因此出於安全考慮,規范規定了樓層水平地震剪力的最小值.若樓層水平地震剪力小於規范對剪重比的要求,水平地震剪力的取值應進行調整,
抗震規范第5.2.5，高規4.3.12條明確要求了樓層剪重比。
剪重比不滿足規范要求，說明結構的剛度相對於水平地震剪力過小，宜適當增大牆、柱等豎向構件的截面面積；但剪重比過分大，則說明結構的經濟技術指標較差。

Ⅵ pkpm層間受剪承載力比如何計算

1、層間受剪承載力由程序自動計算，但是程序並沒有自動判定承載力是否超出規范限值而出現薄弱層，需要設計人自行判定。如有薄弱層出現，應手工設定薄弱層後重新計算，程序會自動放大薄弱層的地震剪力；

Ⅶ 剪重比是怎麼求的

不可以求，有明確的規定，可以查出來。
抗震規范第5.2.5，高規4.3.12條明確要求了樓層剪重比。
剪重比，規范中稱剪力系數，為對應於水平地震作用標准值的樓層剪力與重力荷載代表值的比值。
主要為限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長的結構的安全。
剪重比是抗震設計中非常重要的參數。規范規定剪重比計算，主要是因為在長周期作用下，地震影響系數下降較快，對於基本周期大於3.5s的結構，由此計算出來的水平地震作用下的結構效應有可能太小。而對於長周期結構，地震動態作用下的地面運動速度可能對結構有更大的破壞作用，而振型分解反應譜法尚無法對此作出較准確的計算。出於安全考慮，規范規定了各樓層水平地震剪力的最小值，該值如不滿足要求，說明結構有可能出現比較明顯的薄弱部位，需進行調整。

Ⅷ 什麼是剪重比,什麼是剛重比

如下：

1、剪重比（Shear-weight ratio），規范中稱剪力系數，為對應於水平地震作用標准值的樓層剪力與重力荷載代表值的比值。

2、剛重比，是指結構的側向剛度和重力荷載代表值之比，是影響重力二階效應的主要參數。

剛重比滿足規范時調整方法：

1、程序調整：

剛重比不滿足規范上限要求，在SATWE的「設計信息」中勾選「考慮P-Δ效應」，程序自動計入重力二階效應的影響。

2、結構調整：

剛重比不滿足規范下限要求，只能通過調整增強豎向構件，加強牆、柱等豎向構件的剛度。

3.小於和大於這個值時：

規范給定的剛重比的上限值對於剪力牆結構、框架剪力牆結構、板柱剪力牆結構、筒體結構是2.7，對於框架結構是20，當小於這個值時需要考慮重力二階效應；當大於這個值時沒有必要考慮重力的二階效應。

Ⅸ 剪重比不滿足怎麼辦

剪重比不滿足的解決方法：

若樓層水平地震剪力小於規范對剪重比的要求，水平地震剪力的取值應進行調整。

剪重比在規范中稱剪力系數，為對應於水平地震作用標准值的樓層剪力與重力荷載代表值的比值。

抗震規范中的計算公式為：

VEki>λΣGj

式中:

VEki——第i層對應於水平地震作用標准值的樓層剪力；

λ——剪力系數，不應小於《建築抗震設計規范》GB50011-2010表5.2.5規定的樓層最小地震剪力系數值，對豎向不規則結構的薄弱層，尚應乘以1.15的增大系數；

Gj——第j層的重力荷載代表值。

(9)減重比的計算方法擴展閱讀：

規范剪重比的原因：

考慮長周期結構（基本周期大於3.5秒）用振型分解反應譜法和底部剪力法計算時，因地震影響系數取值可能偏低，規范所採用的振型分解反應譜法計算的地震作用也偏低。

因此出於安全考慮，規范規定了樓層水平地震剪力得最小值。

參考資料來源：網路——剪重比

網路——剪力系數