剪切刚度剪弯刚度和侧向刚度结合要求规范和盈建科详解.docx

1、剪切刚度剪弯刚度和侧向刚度结合要求规范和盈建科详解剪切刚度剪弯刚度和侧向刚度结合要求规范和盈建科详解 剪切刚度：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）用表示转 换层上、下层结构刚度的变化，论 i 直接近 1,非抗震设计时论 i 不应小于 0.4,抗 震设计时 空不应小于 0.5。节 i 可按下列公式计算：。=I。1 X 空（E。.1T）Lrj/lg/I Aj=+G=1,2）（E,0.1-

2、2）/G,j=2.5（%（=1（2）（E 0.1-3）式中：G、G分别为转换层和转换层上层的混凝土剪变 模量，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；A”第？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”M 第 i 层第 j 根柱的截面面积，A,第 层的层高；k第 i 层第/根柱沿计算方向的截面高度；CM 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

3、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 1可按式(3.5.21)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)%=缴缴(&5.2F 式

4、中，片楼层侧向刚度比 S 第 层和第 i+1 层的地震剪力标准值(kN)；A、A3 第 层和第 +1 层在地震作用标准值作用下的层间 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；h考虑层高修正的楼层侧向刚度比.(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，

5、按 本规程式(3.5.21)计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于 0.6。(侧向刚度比，仅对于转换层)(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/g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Te2o Ye2直接近 1,非抗震设计时丫 e2不应小于 0.5,抗震设计 时 Ye2不应小于 0.8。(16)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)(E.0.3)式中：。转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比；凡转换层及其下部结构（计算模型 D 的高度；&转换层及其下部结构（计算模型 1

6、）的顶部在单位 水平力作用下的侧向位移手 H才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的高度且不大于 Hi;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.但时算模型 1转换层及下部站构 （的计算模型 2一转费层上部结构 图 E转换层上下等效侧向刚度计算模型 剪弯刚度：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/g型按公式

7、（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Te2o Ye2直接近 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）（也叫 等效剪弯刚度比）(E*0.3)式中：兀 2 凡 1 H2 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 D的高度；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手 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，且不大于 H-R 浒算模型 1转换层及下部结构 他）计算模型 2转费层上部结构 图

8、 E转换层上下等效侧向刚度计算模型 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.三者的详解与盈建科应用三者的详解与盈建科应用:等效剪切刚度比，对于转换层 侧向刚度比，对于每一层 等效侧向刚度比，对于每一层 侧向刚度比，仅对于转换层 等效侧向刚度比，对于转换层上部结构与下部结构 等效剪弯刚度比*Floor No Tower No Xstif,Ystif Alf XmasE,Ymass 各层刚心、偏心率、相邻层侧移刚度比等计算信息:层号 塔号 X,Y坐标值 向的偏心率 句 Raty2 RJX1,FJY1,RJZ1:RJX3,RJY3.RJZ3:Gmass Eex,

9、Eey RatXs Raty Ratxl,Ratyl 星刚建主轴的方向 贵心的 X,Y坐标值 匚=1 纲度与上一层相应圄 细熊后熟应胃柳!刚 0 多刖度与下一层相应塔侧 110X或者 150%比值*#*D)t4：*：f：f:*：f：*：4：*RJX1,RJY1,RJZ1:等效剪切刚度 Ratx,Raty:等效剪切刚度比 RJX3,RJY3,RJZ3:侧向刚度 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。高规附录 E

10、第 E.0.1 条式：-1 GA h2 GA h1 式中 GA为等效剪切刚度，即盈建科中的 RJX1,RJY1,RJZ1 hi Floor No.2 T ower No.1 X tif=43.3659(m)Ys+if-50,1309 W)nasg=45.8768(m)Ymass=-E3.37E3Q Eex=031Q1 Eey=0.1143 Ratx=03027 Raty-0*0973 薄弱层地震剪力放大系数二 1.00 Rat#2.1090 Ratyl-2.0960 Ra十丁,二 RgQQ,Raty2=LS957 Alf 45.0000(Degree)Gms 式重力荷载代表值）二 824T,7

11、598（7 乳&214G（6 二 22建北+口口 8 爪曰/加|KJY1 二 2TOL02E+008(kN/m)RJZ1-0.OOOOE+O00(kN/m)1 KJY3=2,0702E+007(kN/m)RJZ3=5.1618E+010(kN=+m/Kad)Floor Nd.3 Tower Ho.1 Xsti4 43.3168 W Yslif Xmass=45.9357(m)mass Wd通 A 1 1 OQ 日什 1.2162 Raty=Ratxl=L.4802 Ratyl-UXl=J63 建”。孤 kli/祝 fJ?l J5Dr1772(m)-53.4O74(m)0.1140 1.2451

12、 Alf=45.0000(Degree)Grog重力荷载代表值=8125.0430(7195,4976)(t)1.3136 L 3173 2.5028E+008(kN/ni)RJZ1=0.OOOOE+O00(kN/m)1.3.174E+007(kN/iD)RJZ3-6.2844EW10(kN/Rad)第第 3 层层 Ratx=第第 3 层层 RJX1/第第 2 层层 RJX1=2.7634/2.2722=1.2162 Floor No.1 Tower M.1 Xsti 已 42.0744(m)Ystif-BL 1350 W&nass=4S,5057(m)Ytrass 二-53.6E92W Er

13、-0,15 乳 Eey 二 0.08M Ratx-.L 0000 Raty=1.0000 薄弱层地震剪力放大系数二 或者按下图的剪切刚度比：判断条件为刚度比不小于 秋*:*本*#*聿聿*:*:*Alf=45*0000(Degree)Gmass(重力荷载代装值)二 7102.4072(6172.3G13)Ct)Ratxl-19.0918 Ratylz 22.0735 口 fir iLni q q c 2.710S 1.00 2U5E+009(mriJ RJY1 二 2.0651E+009(kN/nO RJZ1=0.OOOOEtOOO CkN/m)3.1988E+008(kN/nO RJZ3=9.

14、3805Ef011 CkN*mZRad)Xstif=43.3659(m)stif-50.1309的 Xinass 45.8768(m)Yims s=-53.3783W Eex-0.1101 Eey=0.1143 Ratx=0.1027 薄弱层地震典力放大系数二 Raty-LOO 0.0373 Ratxl-0 一!1si 2.1090 Ratyl=2.0960 1.S957 Floor g Ho,1 fUY3=um RJX1-2.2722E+00S(kN/ir0l 即力二 2 Tower Alf=45.0000(.Decree)Grnass(重力荷载代表值 L 8247.7593(7318.21

15、44)(t)2.0102E+OOE(kM/m)RJZ1=0.0000E+000 Wit)2.0702E+007(kN/m)RJ23=5.L61EE4-010(kmm/Rad)地下室楼层侧向刚度比验算（剪切刚度）地下室层号 E 里 向地不一层整切则度 向地卞一层剪切两度=2.0651E+009-2,2U5E+009 X方向地上一层耍切刚度 N 2722E+003 X方向刖度匕 Y方向地上一层到切加度=2.0102E+008 Y方向前度比二 9.7328 10.2730 X 向向J 度比度比=22.115/2.2722=9.7328=1 第第 2 层的层的 Ratxl Y 向刚度比向刚度比=20.

16、651/2.0102=10.2730=1 第第 2 层的层的 Ratyl 2.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 Ratxl 和 Ratyl 均不小于 1。高规式高规式 3.5.2-1:I；=vA =iVL 1 乂乂 1）由此式可看出侧向刚度比）由此式可看出侧向刚度比 Vi 1、，V 一一一._ _ _ 为二为二,即盈建科中的即盈建科中的 RJX3,RJY3,RJZ3。.：i Floor Na.2 Tower No,.1 Xstif=42.8507 W?stif=Kmass=45.3735(m)Tinas 5=Ece=0.1349 Eey=Rat x 0.

17、1034 Raty 1 00|Ratxl=2.况羽|Ralyl=ix.d.1.jl=-1.Raty2-RJY1=fJX3=q.5 或 g+007(战而)RJY3=-50.4622 W Alf=45.0000(Decree)-53.3897(ja)Gmas 式重力荷载代表值)=8237.6777(7303.1665)(t)0.1013 0.0954 2.0115 1.3630 L9556E+。能 CkN/加 RJZJl=0.OOOOE+OO&fkH/m)2.047SE+007 CkN/m)RJZ3=S.0721E+010(kltWRai)Floor Na.3 Tower Nd,1 Xstif=4

18、2,3039 Cm)Xjnass=45.9329)Eex=0.1365 Ratx-1.2161 商弱层地震剪力晚系数二 Ratx 1.4468 Ratx2=1.3432 P ITYil-Q 7展口 W Ystif-50.5262Cm)&lf=45.0000(Dearee)Yma =-53.4131 W Gmass(重力荷载代表值 k 3115-7S35(7LS6+2827)(t)Eey=0.1003 Raty=1.2441 1.00 Ratyl=1.2249 RatyX 1.2890 RJT1=2.433OE+OO801N/n0 RJZ1=0.ODOOE+dOOtkN/ro)RJY3=1.32

19、24E+007WnO KJZ3=6,1749E+010(kN+M?AcO 第第 2 层层 Ratx1=MIN第第 2 层层 RJX3/(70%*第第 3 层层 RJX3),第第 2 层层 RJX3/(80%*第第 35 层层 RJX3 的的 平平 均均 值值 户户 MIN4.5450/(3.0026x70%),4.5450/(80%*(3.0026+2.4838+2.6692)/3)=2.0898 3,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，判断条件 Ratx2 和 Raty2 均不小于1。高规式高规式 352-2:：1 vi-i：；1 hi V：i h Fl oo

20、r No.2 Tower 1 Xstif 签.3507(ro)7etlf=-50.46 22 Cm)Kniass=幅 ET35 Ymas5=-53.3897(ra)Eck=0.1349 Eey-u.1013 Rats-0.1034 Raty-0.鹤 薄弱层地震剪力放大系数=I Ratx2=L E260!.00 Ratyl=ALf 4 及 0000(Degree Gime氧重力荷载代表值)=8237.6777(T308.1665Ht)Eaty2=2.0115 1.8630 u鼻 EjYi=KJX3 2 545QE+Q0TQN 屈|RJY3=二 955RE+Q口弦 kWM=0.OOOOE+OOD(

21、kN/m)2.0478E-H007(kN/ni)RJY3=5.0T21E+01D(kH*in/Kai)Fl oor Na 3 Tower No.1 Alf=4&h OOOOWegree)Gmas 式重力荷载代去值)=8115.7939(7136.2827Ht)Kstif=42.8039(ra)Ystif=-50.5262(re)Xmass=45.9329(nO Ymass-5S,41 Bl(tn)Er=0.1365 Ecy=r.1.003 Rati=1.2161 Raty=1.2441 薄弱层地震剪力放大系数=l.Oj Ratxl=1.物 6g RatyL 1.22 RJZ1=O.ODOOE+

22、000(kN/m)RJZ3=6,lW3D(kW*in/W)Rat x 2-1.3432 Raty2=1.2890=2.433即+008(kN/k)KJK3 二区。砺 E+。匹.EJ73=L 322 交十口 07(kN石)第第 2 层层 Ratx2=H 2 层层 RJX3/(90%*第第 3 层层 RJX3)*(h2/h3)=4.5450/(3.0026x90%)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.（2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

23、是否满足要求，判 断条件：非抗震设计时 w不应小于 0.4,抗震设计时 w不应小于 0.5。高规附录 E第 E.0.1 条中式1=GAL x h2 e1 G2A2 h1 Floor No.2 Tower 丽.XEtif=4S.3615()Xirass=33r 0279(it)Eex=0.5276 Rati=0.710S 薄弱层地震乳力放大系数=1 Ratxl=4G,4432,Q _ j.1 Ystif=2530(ra)Yjm33=25,5612(m)Eey=0.6328 Rat=Ox 5S11,00 Ratyl=IS,0883 力-d917|同*1=5 一 段 6 四*口(Ml/tiO =2.

24、190&E：t007(kW/m)1J AJ 一 乙 IJUU/Wlf Flaar Ncl 3 Tnwrr Mcl.Xsiif=3，.04削捕 Xma 5=37.6529(m)Em=0.1157 Rati=0r 0626 逋弱忌地震剪力放大系数=1 Ratal-0.3504 1 KJTJ-1 Tstif=15,2981(m)Yinass=14.1113(id)E寸=(L 的 36 Eaty=0,7157,00 Katyl=1.0212 iRIXl=3.3252E+006(kN/m)|RI71=1.5678E+007(kN/w)一 1 Z.ilLTUU3 JLWFJJII 1 RJY3 _ 142

25、4E+00C(kN/in)ALf ALf RJZ1=0.OOOOE+(JOO(kN/m)RJ23=2.8606E+00S(kN*nt/Rad)RJ21=Q,COOaC+QOOOrN/m)RIZ3=1.66LE+010(kN*ni/Rad)45.0000(DcETre-)Gma 六(里力荷载代亲值)=SC 09,25S8(805S,6216)(t)17%969T(Desree)Gmassf重力荷载代表值)=1268.0425(1135.829)(t)黄加应示春后三行房雨的常豪丽百丽鹿正 向上层刚度二 3.3252E+006 三层刚度=2.19Q6E+UQ7 Y 方向上层刚度二 L 567SE+0

26、07.2962E+007 度度、I%nunH 向向 需 159272 1.3972 1；1=第第 2 层层 RJX1/第第 3 层层 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，屋 1 表示的是本层与相邻上层的等效剪切刚度比；2、Ratx 用于判断地下室顶板能否 作为嵌固端，Q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

27、层的侧向刚度比不应小于 0.6。式：式：i Floor g 7 Tower K 0.1 Xfftif=非.0506(m)Ystif=T9.2 兆 5 50 Alf=45.0000(Degret)Xmass=43.T045(m)firaf笠-51.8428(m)Gmac式重力荷载代表值理 35531.3281(342T1.0195)(t)Eek=0.0620 Eey=D.D858 Ratx-0.2074 薄弱层地震剪力放大系数=Rat 31=0.门网 Rat s2=0.7229 TPTV1 Q 守 aqHT-LrinT1 F1lKT 几 Raty=0.1696:1.00 Ratyl-0.5385

28、 Raty2=0.5411 RJY1=6.461SE-KJ07(kN/in)KJZ1=0.O0O0E-+O0O(kN7m)KJX3 二 L 4 况 OE+口口(kN石 RJT3=1.04Q7E+Q07(kN/in)KJZ3=4.2983E+010(kN*m/Ea()Floor No.&Twer No.1 Xstif 36,41T6(ni)Ystif=Kmas5=38,8035 Cm)Ymass=Ecr=0.1103 Eey=Ratx=2,SI 90 Raty=薄弱层地震剪力放大系数=i-no Ratal-L 6773 Ratyl=Rat12=1.5492 Raty2=RJY1=町 X3 工 工

29、蜜底 E+OOHkNAiO RJY3=-49.22L8(m)Alf-45.OOCOCDcgree)-49.0341(w)Gma3(重力荷载代表植)=3446r 022t 3250.2002(t)0.0060 3.6734 1.7253 L 5935 2.3737E+008(kN/in)RJZ1=0.OOOOE+OOOdiN/in)2.760EE+0D7(kN/m)RJ23=6.6288E+OlO(lNtin/Rad)赢运示需营工福加山至羲祠而疝届正 7 埼号：然醯法 22.800 19.800 昉向下部网(ft=5.U和 K+005 昉向上部刚度二九 3216E+006 了方向下部刚度二 25

30、鱼 2 丛 006 f方向上部刚度二 5.gil9E+006 按层间剪力与层间位移之比方式脸算恻向刚度比二研向刚度匕 t=0.5036 Y方向刖度*=0.376 第第 7 层层 X 向等效侧向刚度比向等效侧向刚度比=第第 7 层层 RJX3/第第 8 层层 RJX3=1.4280/2.8356=0.5036 转换层的等效侧向刚度比与 Ratxl、I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%的比值或本层侧向刚度与相邻上 3层侧向刚度平均值的 80%的比值；I；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

31、 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 爷 2 不应小于 0.5,抗震设计时爷 2不应小于 0.8。1 1 H 高规附录 E第 E.0.3 条：K2=上 1=/?!出 2(1 J 12)H2 式中：1.41、人 2为单位水平力作用下的的侧向位移，即剪弯刚度；2.1/1/%为使结构发生单位层间位移角所需要的力，即侧向刚度;3.H1/H2为高度修正系数。因此，节 2为等效侧向刚度比，也为等效剪弯刚度。I I 套旗示说后卫部亥卷的堇瘠面而雨蔗工 1|隼;翦弯髓茴法 1

32、 正信号是高度二 2 工筲起 22.800 X方向上部机 而向下郃机 1170E+006 4342E+006 池包上 丫方向上 度=7.321兜+口 06 昉向 度二 5.911汕+006 Y 方向 现度比二 刚度比二 0.S048 0.4741 按层间列力与层间位移之比方式嗡算侧向刚度比：昉向刚度比二 0.5036 访向刚度比二 0.3769 竿 2=5.1170/7.3216*22.8/19.8=0.8048 三者的适用：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（等效剪弯刚度比）