剪重比在实际工程中的应用理解

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1、剪重比在实际工程中的应用理解浙江省工业设计研究院浙江省310051摘要：剪重比，《建筑抗震设计规范》（以下简称规范）中称之为剪力系数，为对应于水平地震作用标准值的楼层剪力与重力荷载代表值的比值。主要为限制各楼层的最小水平地震剪力，确保周期较长的结构的安全，影响剪重比限值的因素中考虑了地震烈度和结构自振周期，没有考虑场地类别的因素。关键词：剪重比；结构刚度；自振周期；场地类别.1八爲一、刖g剪重比是建筑抗震设计中及其重要的一个参数。规范规定剪重比计算,主要是基于结构在长周期作用下，地震影响系数曲线较陡，下降快，对于基木周期大于3.5s的较柔结构，由此计算得出的水平地震作用下

2、的结构效应有可能太小。尤其对于周期较长结构，地震动态作用下的地面运动速度可能对结构有更大的破坏作用，而振型分解反应谱法尚无法对此作出较准确的计算。出于安全考虑，规范规定了各楼层水平地震剪力的最小值，该值如不满足要求，说明结构有可能出现比较明显的薄弱部位，需进行调整。二、剪重比的调整“剪重比”是结构整体控制设计的一项重要参数指标，当其不能满足规范的相关要求，就应该进行必要的调整。对于需调整楼层层数较少（不超过楼层总数的15%），且“剪重比”与规范限值相差不大（不小于规范下限值的85%）的情况下，我们可以通过选择“地震力放大系数”等SATWE或者YJK的相关参数来进行调整；对

3、于需调整楼层层数较多（超过楼层总数的15%）,或与规范限值相差较大的情况（小于规范下限值的85%）,就只能通过提高结构的刚度的办法。但是在对结构刚度进行调整的时候，会出现这样一种情况，当我们加大了结构下部“剪重比”不满足规范要求楼层的侧移刚度，但这些楼层的“剪重比”变化的值非常小，有吋反而略有减小。问题出在哪里呢？我们通过查阅规范：“由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3.5s的结构，由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小。而对于长周期结构，地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但是规范所采用的振型分解反应谱法尚无法对此作

4、出估计。出于结构安全的考虑，提出了对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的要求，规定了不同烈度下的剪力系数，当不满足吋，需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求”。这不是简单的结构局部刚度不足的问题，而是规范针对上述情况对“振型分解反应谱法”的修正，即规定了水平地震作用的最小值。因此，只加大结构下部“剪重比”不满足规范要求楼层的侧移刚度，是把结构整体刚度偏柔的问题，当成了局部刚度或承载能力不足的问题，以偏盖全，以至于收效不大。下面再看看结构基本自振周期与水平地震作用的关系：抗震结构中起主要作用的三个基本振型（靠近两个主轴的方向和扭转方向，苏

5、中两个平动为主振型的基底剪力分别沿两个主轴方向为最大值），其自振周期T（基本周期）一般都大于设计特征周期Tg。根据规范5.1.5条的“地震影响系数曲线”，此时的地震影响系数与结构基本周期成负相关关系。即结构的基本周期越大，水平地震作用效应就越小。而结构的刚度和结构的自振周期与成反比关系。这说明采用结构调整的方法加大“剪重比”，必须增大结构的刚度，以减小结构的基本周期，这个思路是正确的。那为什么我们加大了结构下部几层“剪重比”不满足规范要求楼层的侧移刚度，但这些楼层的“剪重比”没有多大的变化，冇时却反而而略冇减小呢？通过对具体工程实践的分析，不难发现，当仅增大结构下部少数楼

6、层的侧移刚度（剪力墙加长、加厚或者增加剪力墙）时，结构的基本周期变化小，水平地震作用增幅有限。冋吋，因为结构刚度的增大，结构质量必然增加，致使结构的“剪重比”变化不大。特别是在受到建筑空间布置的限制，仅能加厚剪力墙的墙厚时，结构质量增加的百分比可能大于水平地震作用的增大的百分比，反而可能导致“剪重比”的减小。但是，当我们改变刚度增加方式，沿结构自下而上的大多数楼层（包括“剪重比”满足规范要求的楼层）直致结构全高增大结构的侧移刚度时，结构基本周期的减小显著，结构水平地震作用的增人的百分比人于结构质量的增大百分比，结构的“剪重比”也随之增大。由此，我们就找到了解决问题的思路。

7、因此得出结论：结构的整体刚度与结构“剪重比”的人小密切相关。当需要通过增加刚度的方法来增大结构的“剪重比”时，仅对剪重比不满足规范限值要求的楼层增加刚度来满足剪重比要求收效甚微，需自上而下对全楼的大多数其至所有楼层增加刚度，从而减小周期，使剪重比接近或者满足规范规范限值,为最终采用“地震力放大系数”等SATWE或者YjK等结构软件的相关参数来调整结构的“剪重比”创造条件。三、影响剪重比限值因素结合笔者最近做的一个工程谈谈影响剪重比限值的因素，本工程的是高层住宅项0，苏中一个住宅户型A的标准层平面图如下：项0概况如下：项0坐落位