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史上最精华的结构设计中的七个比值(根据2010新高规,抗规)
高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法
高层设计的难点在于竖向承重构件(柱、剪力墙等)的合理布置,设计过程中控
制的目标参数主要有如下七个:
1、轴压比:柱(墙)轴压比N/(fcA) 指柱(墙)轴压力设计值与柱(墙) 的全截面面积和混
凝土轴心抗压强度设计值乘积之比。它是影响墙柱抗震性能的主要因素之一,为了使柱墙具
有很好的延性和耗能能力,规范采取的措施之一就是限制轴压比。规范对墙肢和柱均有
相 应 限 值 要 求 , 见 10 版 高 规 6.4.2 和 7.2.13 。
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轴压比不满足简便的调整方法:
1)程序调整:SATWE程序不能实现。
2)人工调整:增大该墙、柱截面或提高该楼层墙、柱混凝土强度。
电算结果的判别与调整具体要点:
(1).抗震等级越高的建筑结构,其延性要求也越高,因此对轴压比的限制也越严
格。对于框支柱、一字形剪力墙等情况而言,则要求更严格。抗震等级低或非抗
震时可适当放松,但任何情况下不得小于1.05。
(2).限制墙柱的轴压比,通常取底截面(最大轴力处)进行验算,若截面尺寸或混
凝土强度等级变化时,还验算该位置的轴压比。SATWE验算结果详 ,当计算结果
与规范不符时,轴压比数值会自动以红色字符显示。
(3).需要说明的是,对于墙肢轴压比的计算时,规范取用重力荷载代表值作用下
产生的轴压力设计值(即恒载分项系数取1.2,活载分项系数取1.4)来计算其名
义轴压比,是为了保证地震作用下的墙肢具有足够的延性,避免受压区过大而出
现小偏压的情况,而对于截面复杂的墙肢来说,计算受压区高度非常困难,故作以
上简化计算。
(4).试验证明,混凝土强度等级,箍筋配置的形式与数量,均与柱的轴压比有密
切的关系,因此,规范针对情况的不同,对柱的轴压比限值作了适当的调整。
(5).当墙肢的轴压比虽未超过上表中限值,但又数值较大时,可在墙肢边缘应力
较大的部位设置边缘构件,以提高墙肢端部混凝土极限压应变,改善剪力墙的延
性。当为一级抗震(9度)时的墙肢轴压比大于0.3,一级(8度)大于0.2,二级大于
0.1时,应设置约束边缘构件,否则可设置构造边缘构件,程序对底部加强部位及
其上一层所有墙肢端部均按约束边缘构件考虑。
2、剪重比:剪重比即最小地震剪力系数λ,主要是控制各楼层最小地震剪
力,尤其是对于基本周期大于3.5S 的结构, 以及存在薄弱层的结构,出于对结构安
全的考虑,规范增加了对剪重比的要求主要为控制各楼层最小地震剪力,确保结
构安全性,见高规10版高规4.3.12。这个要求如同最小配筋率的要求,算出来
的地震剪力如果达不到规范的最低要求,就要人为提高,并按这个最低要求完成
后 续 的 计 算 。
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