侧向刚度修改办法

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1、层高突变对高层建筑楼层刚度的影响及其对策发布时间：2006-10-24浏览：985次许崇伟，黄勤勇（上海市卫生建筑设计研究院，上海200003）[摘 要]通过建立几个典型的结构模型，对层高突变对框架、框剪和剪力墙三种结构形式楼层刚度的影响进行了计算分析比较，并以框剪结构为例提出了一些改善结构楼层刚度突变幅度的方法，供设计人员参考。[关键词]高层建筑；楼层刚度；设备层[中图分类号]TU973+.21       [文献标识码]AEffectofStoryHeightChangeonStoryRigidityofHigh-RiseBuildingsandItsCountermeasures

2、XUChong-wei,HUANGQin-yong(InstituteofShanghaihealthArchitecturalDesign,Shanghai200004,China)[Abstract]Thispapercomparesandanalyzestheeffectofstoryheightchangeonstoryrigidityofframestructure,frame-shearwallstructureandshearwallstructurebysettingupseveraltypicalstructuremodels.Basedontheanalysisof

3、onepracticalprojectofframe-shearwallstructure,somemethodstodecreasestoryrigiditychangeareputforwardforreference.[Keywords]high-risebuilding；storyrigidity；equipmentstory1 前 言    由于建筑功能的需要，高层建筑各楼层的层高沿高度是变化的，有时甚至可能产生突变，而层高是影响结构楼层刚度的重要因素，当结构平面布置不变仅仅某层层高发生改变时，则在该层处楼层刚度也会发生突变。历次地震震害表明：结构刚度沿竖向突变会产生在某些楼

4、层的变形过分集中，形成薄弱层，出现严重震害甚至倒塌，对抗震是很不利的。鉴于此，《高层建筑混凝土结构技术规程》[1]中规定，结构的侧向刚度宜下大上小，逐渐均匀变化。正常设计的高层建筑下部楼层侧向刚度应大于上部楼层的侧向刚度，下层侧向刚度不宜小于上部相邻楼层的70%，或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。     在实际工程中，特别是在医院病房楼中，由于设备层的存在，层高突变往往是不可避免的。设备层一般层高较低，一般为2.2m～3m，而与其相邻的下部楼层（通常为手术室）层高一般在4m以上，这样在设备层处结构楼层刚度发生突变，因为层高突变幅度较大，其楼层刚度突变幅度往往大大超过规范中规定的限

5、值。这就给结构设计者带来一个新的课题，如何在满足建筑功能要求的前提下，对结构体系进行合理的调整，使其满足规范的要求。2 有关规范涉及到的楼层刚度形式2.1剪切刚度  第i层层顶产生单位水平位移（无转角时）所需施加的水平力称为第i层的层剪切刚度。《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E.0.1中规定：               （1）式中，Gi为第i层混凝土剪变模量；Ai为第i层剪力墙折算抗剪截面面积；为第i层层高。2.2按楼层剪力和层间位移计算的楼层刚度《建筑抗震设计规范》[2]第3.4.2和3.4.3条文说明中规定，楼层刚度由下式计算[2]：              （2）其中，为第

6、i层剪力；为第i层层间位移。     需要指出的是，按层间剪力和层间位移计算出来的楼层刚度，对于高层建筑结构来说也有不尽合理的地方。因为高层结构整体变形中的弯曲成分较大，因而在结构的中上部几乎每一楼层均会有一个较明显的刚体位移性质的初转角，它会对结构上部的位移进行放大，而刚体位移转角位移的存在对于结构是否处于弹性阶段的判断或非结构构件的完好保证是无效的，一般可称之为无害位移。无害位移从结构底部向上进行逐步累积，在结构底部并不大，而越往上，无害位移在结构层间位移中所占的成分越大[3]。     因此，对于高层建筑结构，由于无害位移的存在，按层间剪力和层间位移来计算楼层刚度的话，会使得结构

7、中上部楼层的刚度比实际刚度偏小。已有文献表明，对于一个各楼层结构布置相同、层高相同的结构，各楼层的剪切刚度的计算结果是一样的，而按层间剪力和层间位移计算的楼层刚度呈现出下大上小的趋势[3]。因此，在按层间剪力和层间位移计算高层结构的楼层刚度时，应该将结构中的无害位移从层间位移中分离出来，即真正的层间位移应该是指有害位移。     无害位移主要是由于结构整体弯曲变形引起的，文献[4]中的算例表明，对于不高于150m的常规高层建筑来说，整体弯曲变形