文档介绍：l对控制转换层上下侧向刚度比的理解一、前言高层建筑结构沿竖向的抗侧刚度宜规则、均匀,尤其是底部带转换层的高层建筑结构,其结构布置应尽量避免发生明显的刚度突变。要使转换层下部结构抗侧刚度接近转换层上部邻近的结构的抗侧刚度,尤其应注意不应产生软弱层。国内、外的地震区震害调查说明,由于底部有软弱层的房屋,在大地震中倒塌现象十分普遍。在设计中有必要对带转换层的高层建筑结构沿竖向侧向刚度作较严格的控制。为此,《高层建筑混凝土结构技术规程》(以下简称《高规》):“转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比应符合本规程附录E的规定”。二、对《高规》有关规定的理解《高规》附录E对侧向刚度比作了明确规定:1、底部大空间为1层时,可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度(亦称“剪切刚度”)比表示转换层上、下层结构刚度的变化,并指出值宜接近1。非抗震设计时,值不宜大于3,抗震设计时,值不宜大于2。值可按下列公式计算:(1-1)(1-2)(1-3)2、底部大空间层数大于1层时,其转换层上部与下部结构的等效侧向刚度(亦称:“剪弯刚度”)比可采用图1所示的计算模型按下列公式计算。并规定宜接近1。非抗震设计时不应大于2,:(2-1)当转换层设置在3层及3层以上时,其楼层侧向刚度尚应不小于相邻上部楼层侧向刚度60%。(注意:“尚应”是表明当转换层设置在3层及3层以上时,同时要满足等效侧向刚度比和楼层侧向刚度比这两种控制条件的要求。)《高层建筑混凝土结构技术规程宣贯培训教材》(由《高规》编制组、建研院结构所编,以下简称《教材》)及《高规》:楼层侧向刚度()可取该楼层剪力()和该楼层层间位移()的比值。即:(2-2)值得注意的是:等效剪切刚度比只与转换层上、下结构的等效剪切刚度有关,而与其他层无关:等效侧向刚度比则只与图1所示提供的两个计算模型中相关各层有关,而与两个计算模型所包含的各层以外的楼层无关。对于楼层侧向刚度比是根据建筑结构在地震作用下整体计算得到的结果取有关相邻层作比较而得。所以是与整个结构体系有密切关系的。也就是说,是用三种不同的计算模型分别计算出的抗侧刚度比例关系。还应注意的是,这三种比例是分别控制转换层所在三种不同位置的情况。等效剪切刚度比是控制在转换层在1层时的情况,等效侧向刚度比是控制在转换层在2层时的情况。当转换层在第3层以及3层以上时,则应同时用等效侧向刚度比和转换层本层的楼层侧向刚度与转换层上一层的楼层侧向刚度比来控制。《教材》和由徐培福、黄小坤主编的《高层建筑混凝土结构技术规程理解和应用》(以下简称《应用》)中均指出:当转换层位置大于2层时,设计中应同时满足等效侧向刚度比和转换层本层的楼层侧向刚度与转换层相邻上一层的侧向刚度比这两种限制条件。关于楼层侧向刚度,在《高规》里是为判别结构竖向布置的均匀性而提出来的。并指出:抗震设计的高层建筑结构,其楼层侧向刚度不宜小于相邻上层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度的平均值的80%。《建筑抗震设计规范》(以下简称《抗规》)也是用上述条件来判别建筑结构竖向的规则性,并以图2表示。从图2可以看出,只要<<,则此结构体系被认为是沿竖向的侧向刚度不规则,也就是有柔软层存在。当带有转换层,而且转换层是在第3层以及3层以上时,提出增加用楼层侧向刚度比来控制,其目的是为了防止出现一种情况,即转换层本层的侧向刚度较小(见图3)。此时,等效侧向刚度比虽能满足《高规》附录E的要求,但是转换层本层的侧向刚度特别柔软。这种柔软层在地震作用下对建筑结构是很不利的。另外,《高规》和《抗规》提出楼层侧向刚度比宜大于70%只是为了提出一个判别竖向结构是否规则和均匀的标准,而《高规》附录E提出的却是楼层侧向刚度比的下限,其值为60%,亦即超过了下限便被认为出现了软弱层。同时,根据国内外经验说明,对位于3层及3层以上的带转换层的高层建筑结构规定用60%作为下限是十分有必要的。例如美国规范(IBC-2000)中规定,当楼层侧向刚度小于相邻上层楼层侧向刚度的60%时,被认为是竖向不规则的结构。《多层及高层结构CAD软件高级应用》:①转换层位于1层时,用户应该采用“剪切刚度”方法计算层刚度。②当转换层位置大于1层时用户应该采用:“剪弯刚度”方法计算层刚度,来求转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比和判别是否符合《高规》要求。若采用“地震剪力与地震层间位移的比”方法计算层刚度,其求得的转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比结果明显偏小,是偏于不安全的。③转换层设置在3层及3层以上时用户还要采用“地震剪力与地震层间位移的比”方法在计算一次层刚度,从而进行转换层本层侧向刚度不应小于相邻上一层楼层的侧向刚度的60%下限控制。这里也是提出了根据三种不同情况用三