剪切刚度剪弯刚度和侧向刚度结合规范和盈建科详解.docx

1、剪切刚度剪弯刚度和侧向刚度结合规范和盈建科详解剪切刚度、剪弯刚度和地震剪力与地震层间位移比剪切刚度：1.定义：是反应结构面剪切变形性质的重要参数，其数值等于峰值前剪切刚 度曲线上任一点的切线斜率。2.应用：（1）高规附录 E第E.0.1条规定：当转换层设置在 1、2层时，可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比（对于转换层）Yi表示转 换层上、下层结构刚度的变化，Yi宜接近1,非抗震设计时Yi不应小于0.4，抗 震设计时Y1不应小于0.5。Y1可按下列公式计算：人宀號X屠 E0-1_1）A = g + S GM刪 G = 1 E. 0-1-2）C“ = 2*5 鬃丫 （ = 1（2）

2、（E0.1-3）式中 G分别为转换层和转换层上层的混擬土剪变模豊內A分别为转换层和转换层上层的折算抗剪截面面积，可按式（E. 0-1-2）计算$Z 第F层全部剪力墙在计算方向的有效截面面积（不包括翼缘面积）*g 第i层第j根拄的載面面积孑A,第，层的层高g第i层第j根柱沿计算方向的截面高度；第$层第j根柱截面面积折算系数*当计算值 大于1时取：L（2）抗震规范第 6.1.14第3条规定：当地下室顶板作为上部结构 的嵌固部位时，地下室结构的侧向刚度与上部结构的侧向刚度之比不宜小2。高规第5.3.7条规定：高层建筑结构整体计算中，当地下室顶板作为 上部结构嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小

3、于 2 （等效剪切刚度比）。 其条文说明指出楼层侧向刚度比可按本规程附录 E. 0. 1条公式计算。地震力与地震层间位移比1.定义:实际上就是使结构发生单位层间位移角所需要的力2.应用:（1）高规第3.5.2条均规定：抗震设计时，高层建筑相邻楼层的侧 向刚度变化应符合下列规定：1 ）对框架结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比 丫 i可按式（3 . 5. 2 1）计算，且本层与相邻上层的比值不宜小于 0.7，与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。（侧向刚度比，对于每一层）1唸 GS 式中A齐楼层测向刚度比.卩卩屮 第,层和第 + 1层的地靈剪力标准值（kN）；第层和第计1层在地健作用标准值

4、作用下的层间 位移（m）.2）对框架-剪力墙、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒 中筒结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比 丫 2可按式（3.5.2-2 ）计算，且本层与相邻上层的比值不宜小于 0.9 ;当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时， 该比值不宜小于1.1 ;对结构底部嵌固层，该比值不宜小于1.5。（等效侧向 刚度比，对于每一层）(3. 5.2-2)式中，Yz 考虑层高修正的楼层侧向刚度比墾（2）高规附录E中第E. 0. 2条：当转换层设置在第2层以上时，按 本规程式（3 . 5. 2 1）计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于 0.6 o（侧向刚度比，仅对于转换

5、层）（3）高规附录E中第E. 0. 3条：当转换层设置在第2层以上时，尚 宜采用图E所示的计算模型按公式（E . 0. 3）计算转换层下部结构与上部结构的 等效侧向刚度比丫 e2o 丫 e2宜接近1，非抗震设计时丫 e2不应小于0.5，抗震设计时丫 e2不应小于0.8 o （等效侧向刚度比，对于转换层上部结构与下部结构）（也叫等效剪弯刚度比）(R 0. 3)式中匕沧 转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比；转换层及其下部结构（计算模型1的高度；4 转换层及其下部结构（计算模型1）的顶部在单位 水平力作用下的侧向位移$转换层上部若干层结构（计算模型2）的高度，其 值应等于或接近计算模型1的高度

6、,且不大于4 转换层上部若干层结构（计算模型2）的顶部在单 位水平力作用下的侧向位移图E转换层上.下等效侧向刚度计算模型剪弯刚度：1.定义：实际上就是单位力作用下的层间位移角，其刚度比也就是层间位移角之比。 它能同时考虑剪切变形和弯曲变形的影响，但没有考虑上下层对本层的约束。2.应用:高规附录 E中第E. 0. 3条：当转换层设置在第2层以上时，尚宜采用 图E所示的计算模型按公式（E . 0. 3）计算转换层下部结构与上部结构的等效侧 向刚度比丫 e2。丫 e2宜接近1 ,非抗震设计时丫 e2不应小于0.5，抗震设计时丫 e2 不应小于0.8。（等效侧向刚度比，对于转换层上部结构与下部结构）（

7、也叫 等效剪弯刚度比）(E. 0. 3)=AH】zj Hz转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比;转换层及其下部结构（计算模型1的高度字 $换层及其下部结构（计算模型1）的顶部在单位 水平力作用下的侧向位移*值应等于或接近计算模型1的高度且不大于W时算模星1转携JE及下祁皓构 ）计算樓型2转挨层上部结枸图E转换层上.下等效侧向刚度计算模型-转换层上部若干层结构（计算模型2）的顶部柱单 位水平力作用下的侧向位移.三者的详解与盈建科应用：1等效剪切刚度比2等效剪切刚度比，对于转换层4等效侧向刚度比，对于每一层5侧向刚度比，仅对于转换层6等效侧向刚度比，对于转换层上部结构与下部结构Ratx，Rat

8、y:等效剪切刚度比Ratxl，Ratyl: 侧向刚度比Ratx2，Raty2:等效侧向刚度比1.等效剪切刚度比用于判断地下室是否能作为嵌固端，即地下室刚度与首层刚度的比值不小于2,盈建科判断条件是Ratx和Raty均要小于0.5。3,Floor No.Xstif=2 lower lio. 1Alf -45.OOOO(DEgree)43. 3659(m)Ys+if-50,1309 Wnasg=45. 8768(m)Ymass=-E3.37E3QCnaSS力荷载代表值)=S317.7&9S( 7318. 2144Ht)Eex =0,11Q1Eey =0+1143Ratr =0.1027Raty 二

9、0+0973蒲弱层地霍剪力放大系数二LOOEatxl= 2.1090 Ratyl- 2+ 0960LS9572 2理匪十呗呂也附制 KJY1 二 2TOL02E+OOS(kN/m) RJZ1 - 0. OOOOE+O00(kN/m)1 KJY3 二 2,0702E+007(kN/m) RJZ3 二 5.1618E+010(kN=+m/Kad)第 3 层 Ratx=第 3 层 RJX1/第 2 层 RJX1=2.7634/2.2722=1.2162或者按下图的剪切刚度比：判断条件为刚度比不小于 2X 向刚度比=22.115/2.2722=9.7328=1/ 第 2层的 Ratxl 丫 向刚度比=

10、20.651/2.0102=10.2730=1/ 第 2 层的 Ratyl2.侧向刚度比用于判断结构刚度是否满足高规 3.5.2第1条，判断条件Ratx1和Raty1 均不小于1 OV为丄，即盈建科中的 rjx3 RJY3 RJZ3：i第 2 层 Ratx仁MIN第 2 层 RJX3/ (70%第 3 层 RJX3，第 2 层 RJX3/ (80%* 第 35 层 RJX3 的 平 均 值 =MIN4.5450/(3.0026x70%) ,4.5450/(80%*(3.0026+2.4838+2.6692)/3)=2.08983.等效侧向刚度比用于判断结构刚度是否满足高规 3.5.2第2条，判

11、断条件Ratx2和Raty2 均不小于1 OFl cor Nc. 2 Tawer No. 1 忌tif= 42. 3507(n0 YstifKma5S= 45. 8735(m) Ymas5=Eck = 0. 1349 Eey -Rats = 0. 1034 Raty =游弱层地鞍力放天系数二1.00 Ratyl= |Rata2= 1. B260| Eaty2=RJYL = 町X3二氐別创E+1込T (kN益RJY3 =-50.4622(m) Alf 二 45.0000 (Degree)-53. 3897 (ra) Gmassi重力荷载代表值X 8237.67T7 ( 7308.1665t)Cr

12、 10130. 09642. 01151.86801.9556E-H003(kN/ni) IZl = 0. OOOOE+OOOtkN/m)2.0478E-H007(kN/ni) 町亞=5. 0T21E+01D(kH*in/Kai)Floar No. 3 Tower No. 1Xstif=42. 0O39WYstif=-50. 5362 Go)Alf =0000 (Degree)Xmass=45, 9329(d)Ymass-53.4181 Cm)GirassC重力何载卄妄值上 8115.7959( 7136.2827Ht)Eex =0.1365Ecy =0.1003Raty =1.2161Rat

13、y =1.2441逋弱层地翱tl放大系数二1,00Ratil=1. 4468Ratyl=1.2249Ratx2=L. 3432Raty2=1.2890PT VI O 7C7 DGTT -LnrkQ h-M H-RH1 =2 4330E-F008(kNAi)RJZ1 =o OOOOE+OOOtkN/ro)|KJX3 =3. 0026E+U07 (kN/SJ|RJ73 =1. 3224E-F007(kN/ni)RJZ3 =6.1749E+010(kW*inAacO第 2 层 Ratx2=第 2 层 RJX3/ (90%*第 3 层 RJX3)* (h2/h3 ) = 4.5450/(3.0026x

14、90%) x(3.8/3.5)=1.8260注：当本层层高大于相邻上层层高 1.5倍时取相邻上层刚度的110%当本层为嵌固层时相邻上层的150%4.等效剪切刚度比，对于转换层用于判断有转换层的结构，且转换层在 1、2层时的刚度是否满足要求，判断条件：非抗震设计时Y1不应小于0.4，抗震设计时Y1不应小于0.5 o1向上屋刖慝二玄3252E+006 向王层刚度二h 5678E+007& 二第 2 层 RJX1/第 3 层 RJX1 = 52.962/3.3252,52.962=15.9272与Ratx的区别：1、Ratx表示的是本层与相邻下层的等效剪切刚度比，丨ei 表示的是本层与相邻上层的等效

15、剪切刚度比；2、Ratx用于判断地下室顶板能否 作为嵌固端，:ei用于判断转换层刚度是否满足结构刚度要求（转换层在 1、2层时）。5.侧向刚度比，仅对于转换层用于判断有转换层的结构，且转换层在2层以上时的刚度是否满足要求，判 断条件：按高规式3.5.2-1计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6 o式：-1Floor7 Tower ft0. 1Xsti42. 0506 (m)Ystif=-49. 2485 (a)Alf =45. 0000 (Degree)Xmass=43. T045(m)Ymass-51. 8428 (m)Gmass (董力荷载代表値 J- 3553 k 3281

16、(342T1. 0195)( t jEes =Cl 0620Eey -D. D858Ratx -2074Ratv -0. 1696薄弱层地需再力放大系数二! 1. 00Ratxl=0. 7194Ratyl-0. 5385Rats2=0. 7229Raty2=0. 5411JJ TV1 QNC0C1T丄Plfl1? ClKT Z鼻 RJY1 =6.4619B4-007(kN/in)RJZ1=0. O0O0E+O0O(kN7m)Floor Ho, & Twer No. 1KJX3 二 1. 4囲OWCJQiN加)RJT3 = 1. 04Q7E+Q07(kN/in) RJZ3 = 4. 2983E+

17、010(kN*m/Ea0)|按层间剪力与层间位移之比方式验算侧向刚度比匚彷向刚度0.50賀方向刚度t圧 0.3花9|第7层X向等效侧向刚度比=第7层RJX3/第8层RJX3=1.4280/2.8356=0.5036转换层的等效侧向刚度比与 Ratxl、“的区别：转换层的侧向刚度比为本层 的侧向刚度比与相邻上层的比值；Ratxl为本层侧向刚度与相邻上层侧向刚度的 70%勺比值或本层侧向刚度与相邻上 3层侧向刚度平均值的80%勺比值；M为本 层侧向刚度与相邻上层侧向刚度的比值或本层侧向刚度与相邻上 3层侧向刚度平均值的比值。6 等效侧向刚度比，对于转换层上部结构与下部结构用于判断有转换层的结构，且

18、转换层在2层以上时的刚度是否满足要求，判 断条件：非抗震设计时Y2不应小于0.5，抗震设计时Y2不应小于0.8。*1 “1、H1 / *I人1丿占2丿H2式中:1.亠、厶2为单位水平力作用下的的侧向位移，即剪弯刚度;即侧向刚度;2. 1/ =1、1/ =2为使结构发生单位层间位移角所需要的力,3.H1/H2为高度修正系数。因此，Y2为等效侧向刚度比，也为等效剪弯刚度。1|.1170E+006.4342E+006按层间列力与层间位移之比方式验算侧向刚度比：昉向刚度比二 0.5036昉向刚度比二 0. 37692=5.1170/7.3216*22.8/19.8=0.8048三者的适用：非转换结构需满足：1、 地下室顶板为嵌固端时，满足 等效剪切刚度比;2、 每一层满足 侧向刚度比或 等效侧向刚度比。（注：此刚度比是在地震 力作用的条件下，非抗震地区可视情况判断。）转换层在1、2层时需要满足：1、 地下室顶板为嵌固端时，满足 等效剪切刚度比；2、 非转换层满足侧向刚度比或 等效侧向刚度比；3、 转换层满足等效剪切刚度比转换层在2层以上时需要满足：1、 地下室顶板为嵌固端时，满足 等效剪切刚度比;2、 非转换层满足侧向刚度比或 等效侧向刚度比；3、转换层满足侧向刚度比、等效侧向刚度比（