高层设计7大指标调整方法

高层结构设计需要控制的七个比值及调整方法1、轴压比：主要为控制结构的延性，规范对墙肢和柱均有相应限值要求，见抗规，高规和。轴压比不满足时的调整方法：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。2、剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性，见抗规，高规。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。剪重比不满足时的调整方法：1）程序调整：在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范525调整各楼层地震内力”后，SATWE按抗规自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和，用以调整该楼层地震剪力，以满足剪重比要求。2）人工调整：如果还需人工干预，可按下列三种情况进行调整：a）当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时，说明结构过柔，宜适当加大墙、柱截面，提高刚度；b）当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时，说明结构过刚，宜适当减小墙、柱截面，降低刚度以取得合适的经济技术指标；c）当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时，可在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用，以满足剪重比要求。3、刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，见抗规，高规；对于形成的薄弱层则按高规予以加强。刚度比不满足时的调整方法：1）程序调整：如果某楼层刚度比的计算结果不满足要求，SATWE自动将该楼层定义为薄弱层，并按高规将该楼层地震剪力放大1.15倍。2）人工调整：如果还需人工干预，可适当降低本层层高和加强本层墙、柱或梁的刚度，适当提高上部相关楼层的层高和削弱上部相关楼层墙、柱或梁的刚度。4、位移比：主要为控制结构平面规则性，以避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。见抗规，高规。位移比不满足时的调整方法：1）程序调整：SATWE程序不能实现。2）人工调整：只能通过人工调整改变结构平面布置，减小结构刚心与形心的偏心距；可利用程序的节点搜索功能在SATWE的“分析结果图形和文本显示”中的“各层配筋构件编号简图”中快速找到位移最大的节点，加强该节点对应的墙、柱等构件的刚度；也可找出位移最小的节点削弱其刚度；直到位移比满足要求。5、周期比：主要为控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，见高规。周期比不满足要求，说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小。周期比不满足时的调整方法：1）程序调整：SATWE程序不能实现。2）人工调整：只能通过人工调整改变结构布置，提高结构的扭转刚度；总的调整原则是加强结构外围墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。第一或第二振型为扭转时的调整方法:1）SATWE程序中的振型是以其周期的长短排序的。2）结构的第一、第二振型宜为平动，扭转周期宜出现在第三振型及以后。见抗规条3款及条文说明“结构在两个主轴方向的动力特性（周期和振型）宜相近”。3）当第一振型为扭转时，说明结构的扭转刚度相对于其两个主轴（一般都靠近X轴和Y轴）方向的侧移刚度过小，此时宜沿两主轴适当加强结构外围的刚度，并适当削弱结构内部的刚度。4）当第二振型为扭转时，说明结构沿两个主轴方向的侧移刚度相差较大，结构的扭转刚度相对其中一主轴（第一振型转角方向）的侧移刚度是合理的；但相对于另一主轴（第三振型转角方向）的侧移刚度则过小，此时宜适当削弱结构内部沿“第三振型转角方向”的刚度，并适当加强结构外围（主要是沿第三振型转角方向）的刚度。5）在进行上述调整的同时，应注意使周期比满足规范的要求。6）当第一振型为扭转时，周期比肯定不满足规范的要求；当第二振型为扭转时，周期比较难满足规范的要求。6、刚重比：主要为控制结构的稳定性，避免结构在风载或地震力的作用下整体失稳，见高规和。刚重比不满足要求，说明结构的刚度相对于重力荷载过小；但刚重比过分大，则说明结构的经济技术指标较差，宜适当减少墙、柱等竖向构件的截面面积。刚重比不满足时的调整方法：1）程序调整：SATWE程序不能实现。2）人工调整：只能通过人工调整改变结构布置，加强墙、柱等竖向构件的刚度。7、层间受剪承载力比：控制竖向不规则性，以免竖向楼层受剪承载力突变，形成薄弱层，见抗规，高规；对于形成的薄弱层应按高规予以加强。层间受剪承载力比不满足时的调整方法：1）程序调整：在SATWE的“调整信息”中的“指定薄弱层个数”中填入该楼层层号，将该楼层强制定义为薄弱层，SATWE按高规将该楼层地震剪力放大1.15倍。2）人工调整：如果还需人工干预，可适当提高本层构件强度（如增大配筋、提高混凝土强度或加大截面）以提高本层墙、柱等抗侧力构件的承载力，或适当降低上部相关楼层墙、柱等抗侧力构件的承载力。如果结构竖向较规则，第一次试算时可只建一个结构标准层，待结构的周期比、位移比、剪重比、刚度比等满足之后再添加其它标准层；这样可以减少建模过程中的重复修改，加快建模速度。引言:随着城市的发展和科学技术的进步,高层建筑（10层及10层以上或房屋高度超过28m的建筑物）的应用日益广泛,由于高层建筑相对较柔,水平荷载作用效应明显,在满足使用条件下如何才能达到既安全又经济的设计要求,这是结构设计人员必须去追求与面对的。笔者认为,对于高层结构设计来说，位移比、周期比、刚度比、刚重比、剪重比、轴压比是保证结构规则、安全、经济的六个极其重要的参数，建筑抗震设计规范GB50011-2001（以下简称为抗规）；混凝土结构设计规范GB50010-2002（以下简称为砼规）;高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2002（以下简称为高规）均在相关章节对以上“六个比”进行了严格控制。在初步设计和施工图设计阶段，结构设计和审图人员对以上“六个比”都非常重视，各类结构设计软件也对这“六个比”有详细的电算结果输出，便于设计人员进行分析与调整。本文仅以我国目前较为权威且应用最为广泛的PKPM软件中的SATWE程序的电算结果，结合规范条文的要求，谈谈如何对电算结果进行判读、控制与调整。1. 位移比（层间位移比）:1.1 名词释义：（1）位移比：即楼层竖向构件的最大水平位移与平均水平位移的比值。（2）层间位移比：即楼层竖向构件的最大层间位移角与平均层间位移角的比值。其中：最大水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移。平均水平位移：墙顶、柱顶节点的最大水平位移与最小水平位移之和除2。层间位移角：墙、柱层间位移与层高的比值。最大层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值。平均层间位移角：墙、柱层间位移角的最大值与最小值之和除2。1.3控制目的:高层建筑层数多，高度大，为了保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其最大位移和层间位移加以控制，主要目的有以下几点：保证主体结构基本处于弹性受力状态,避免混凝土墙柱出现裂缝,控制楼面梁板的裂缝数量宽度。1 保证填充墙,隔墙,幕墙等非结构构件的完好,避免产生明显的损坏。3控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。1.2 相关规范条文的控制：抗规条规定，建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则,对称,并应具有良好的整体性,当存在结构平面扭转不规则时,楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）,不宜大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍。高规条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。高规条规定，高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层间之比（即最大层间位移角）u/h应满足以下要求：结构休系u/h限值框架1/550框架-剪力墙，框架-核心筒1/800筒中筒，剪力墙1/1000框支层1/10001.4电算结果的判别与调整要点:PKPM软件中的SATWE程序对每一楼层计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值，详位移输出文件WDISPOUT。但对于计算结果的判读,应注意以下几点：（1）若位移比（层间位移比）超过1.2，则需要在总信息参数设置中考虑双向地震作用;（2）验算位移比需要考虑偶然偏心作用，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心（3）验算位移比应选择强制刚性楼板假定，但当凸凹不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响（4）最大层间位移、位移比是在刚性楼板假设下的控制参数。构件设计与位移信息不是在同一条件下的结果（即构件设计可以采用弹性楼板计算，而位移计算必须在刚性楼板假设下获得），故可先采用刚性楼板算出位移，而后采用弹性楼板进行构件分析。（5）因为高层建筑在水平力作用下,几乎都会产生扭转,故楼层最大位移一般都发生在结构单元的边角部位2周期比：2.1 名词释义：周期比即结构扭转为主的第一自振周期（也称第一扭振周期）Tt与平动为主的第一自振周期（也称第一侧振周期）T1的比值。周期比主要控制结构扭转效应，减小扭转对结构产生的不利影响，使结构的抗扭刚度不能太弱。因为当两者接近时,由于振动藕连的影响,结构的扭转效应将明显增大。2.2 相关规范条文的控制：高规条规定，结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期T1之比（即周期比），A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。高规条规定，高层建筑结构计算振型数不应小于9,抗震计算时,宜考虑平扭藕连计算结构的扭转效应,振型数不小于15,对于多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。2.3 电算结果的判别与调整要点:（1）.计算结果详周期、地震力与振型输出文件。因SATWE电算结果中并未直接给出周期比,故对于通常的规则单塔楼结构，需人工按如下步骤验算周期比:a）根据各振型的两个平动系数和一个扭转系数（三者之和等于1）判别各振型分别是扭转为主的振型（也称扭振振型）还是平动为主的振型（也称侧振振型）。一般情况下，当扭转系数大于0.5时,可认为该振型是扭振振型,反之应为侧振振型。当然，对某些极为复杂的结构还应结合主振型信息来进行判断；b）周期最长的扭振振型对应的就是第一扭振周期Tt,周期最长的侧振振型对应的就是第一侧振周期T1；c）计算Tt/T1，看是否超过0.9（0.85）。对于多塔结构周期比,不能直接按上面的方法验算,这时应该将多塔结构分成多个单塔,按多个结构分别计算、分别验算（注意不是在同一结构中定义多塔,而是按塔分成多个结构）。（2）.对于刚度均匀的结构,在考虑扭转耦连计算时,一般来说前两个或几个振型为其主振型,但对于刚度不均匀的复杂结构,上述规律不一定存在。总之在高层结构设计中,使得扭转振型不应靠前，以减小震害。SATWE程序中给出了各振型对基底剪力贡献比例的计算功能，通过参数Ratio（振型的基底剪力占总基底剪力的百分比）可以判断出那个振型是X方向或丫方向的主振型,并可查看以及每个振型对基底剪力的贡献大小。（3）.振型分解反应谱法分析计算周期,地震力时,还应注意两个问题,即计算模型的选择与振型数的确定。一般来说,当全楼作刚性楼板假定后,计算时宜选择“侧刚模型”进行计算。而当结构定义有弹性楼板时则应选择“总刚模型”进行计算较为合理。至于振型数的确定,应按上述高规条执行,振型数是否足够,应以计算振型数使振型参与质量不小于总质量的90%作为唯一的条件进行判别。（4）.如同位移比的控制一样,周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系,而非其绝对大小,它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理,使结构不致于出现过大（相对于侧移）的扭转效应。即周期比控制不是在要求结构足够结实,而是在要求结构承载布局的合理性。考虑周期比限制以后,以前看来规整的结构平面,从新规范的角度来看,可能成为“平面不规则结构”。一旦出现周期比不满足要求的情况,一般只能通过调整平面布置来改善这一状况,这种改变一般是整体性的,局部的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求,说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小,总的调整原则是要加强结构外圈,或者削弱内筒。（5）.扭转周期控制及调整难度较大,要查出问题关键所在,采取相应措施,才能有效解决问题。a）扭转周期大小与刚心和形心的偏心距大小无关，只与楼层抗扭刚度有关；b）剪力墙全部按照同一主轴两向正交布置时，较易满足；周边墙与核心筒墙成斜交布置时要注意检查是否满足；c）当不满足周期限制时，若层位移角控制潜力较大，宜减小结构竖向构件刚度，增大平动周期；d）当不满足周期限制时，且层位移角控制潜力不大，应检查是否存在扭转刚度特别小的层，若存在应加强该层的抗扭刚度；e）当不满足扭转周期限制，且层位移角控制潜力不大，各层抗扭刚度无突变，说明核心筒平面尺度与结构总高度之比偏小，应加大核心筒平面尺寸或加大核心筒外墙厚，增大核心筒的抗扭刚度。f）当计算中发现扭转为第一振型，应设法在建筑物周围布置剪力墙，不应采取只通过加大中部剪力墙的刚度措施来调整结构的抗扭刚度。1.1 刚度比名词释义：刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值（也称层刚度比），该值主要为了控制高层结构的竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层。对于地下室结构顶板能否作为嵌固端，转换层上、下结构刚度能否满足要求，及薄弱层的判断，均以层刚度比作为依据。抗规与高规提供有三种方法计算层刚度，即剪切刚度（Ki=GiAi/hi）、剪弯刚度（Ki=Vi/i）、地震剪力与地震层间位移的比值（Ki=Qi/ui）o3.2相关规范条文的控制：抗规附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2；高规条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相临上部楼层侧向刚度的70%或其上相临三层侧向刚度平均值的80%；高规条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍；高规条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录E的规定：E.01）底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比丫表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时丫不应大于3,抗震设计时不应大于2。E.02）底部大空间层数大于一层时，其转换层上部框架-剪力墙结构的与底部大空间层相同或相近高度的部分的等效侧向刚度与转换层下部的框架-剪力墙结构的等效侧向刚度比丫e宜接近1,非抗震设计时不应大于2,抗震设计时不应大于1.3。3.3 电算结果的判别与调整要点:（1）规范对结构层刚度比和位移比的控制一样,也要求在刚性楼板假定条件下计算。对于有弹性板或板厚为零的工程,应计算两次,在刚性楼板假定条件下计算层刚度比并找出薄弱层,然后在真实条件下完成其它结构计算。（2）层刚比计算及薄弱层地震剪力放大系数的结果详建筑结构的总信息WMASS.OUT。一般来说,结构的抗侧刚度应该是沿高度均匀或沿高度逐渐减少,但对于框支层或抽空墙柱的中间楼层通常表现为薄弱层,由于薄弱层容易遭受严重震害,故程序根据刚度比的计算结果或层间剪力的大小自动判定薄弱层,并乘以放大系数,以保证结构安全。当然,薄弱层也可在调整信息中通过人工强制指定。（3）对于上述三种计算层刚度的方法,我们应根据实际情况进行选择：对于底部大空间为一层时或多层建筑及砖混结构应选择“剪切刚度”；对于底部大空间为多层时或有支撑的钢结构应选择“剪弯刚度”；而对于通常工程来说,则可选用第三种规范建议方法,此法也是SATWE程序的默认方法。4刚重比名词释义：结构的侧向刚度与重力荷载设计值之比称为刚重比。它是影响重力二阶效应的主要参数,且重力二阶效应随着结构刚重比的降低呈双曲线关系增加。高层建筑在风荷载或水平地震作用下,若重力二阶效应过大则会引起结构的失稳倒塌，故控制好结构的刚重比，则可以控制结构不失去稳定。4.1 相关规范条文的控制：高规条规定:1. 对于剪力墙结构,框剪结构,筒体结构稳定性必须符合下列规定:4.2 对于框架结构稳定性必须符合下列规定:Di*Hi/Gi=10电算结果的判别与调整要点:1. 按照下式计算等效侧向刚度：2. 对于剪切型的框架结构,当刚重比大于10时，则结构重力二阶效应可控制在20%以内,结构的稳定已经具有一定的安全储备；当刚重比大于20时,重力二阶效应对结构的影响已经很小,故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。对于弯剪型的剪力墙结构、框剪结构、筒体结构，当刚重比大于1.4时，结构能够保持整体稳定；当刚重比大于2.7时，重力二阶效应导致的内力和位移增量仅在5%左右，故规范规定此时可以不考虑重力二阶效应。2. 2若结构刚重比(Ejd/GH2)1.4,则满足整体稳定条件，SATWE输出结果参WMASS.OUT,高层建筑的高宽比满足限值时，可不进行稳定验算，否则应进行。4当高层建筑的稳定不满足上述规定时，应调整并增大结构的侧向刚度。5、剪重比:5.1名词释义：剪重比即最小地震剪力系数入，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。5.2相关规范条文的控制：5.3 抗规条与高规条规定，抗震验算时，结构任一楼层的水平地震剪力不应小于下表给出的最小地震剪力系数入。类别7度7.5度8度8.5度9度扭转效应明显或基本周期小于3.5S的结构基本周期大于5.0S的结构电算结果的判别与调整要点:.对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力应增大1.15倍，即上表中楼层最小剪力系数入应乘以1.15倍。当周期介于3.5S和5.0S之间时，可对于上表采用插入法求值。.对于一般高层建筑而言，结构剪重比底层为最小，顶层最大，故实际工程中，结构剪重比由底层控制，由下到上，哪层的地震剪力不够，就放大哪层的设计地震内力.结构各层剪重比及各楼层地震剪力调整系数自动计算取值，结果详SATWE周期、地震力与振型输出文件WZQ.OUT).各层地震内力自动放大与否在调整信息栏设开关；如果用户考虑自动放大，SATWE将在WZQ.OUT中输出程序内部采用的放大系数.六度区剪重比可在0.7%1%取。若剪重比过小，均为构造配筋，说明底部剪力过小，要对构件截面大小、周期折减等进行检查;若剪重比过大，说明底部剪力很大，也应检查结构模型，参数设置是否正确或结构布置是否太刚。6、轴压比6.1名词释义：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。6.2 相关规范条文的控制：砼规条抗规条,高规条同时规定:柱轴压比不宜超过下表中限值。结构类型抗震等级框架结构框架抗震墙，板柱抗震墙筒体部分框支抗震墙砼规条高规条同时规定:抗震设计时，一二级抗震等级的剪力墙底部加强部位，其重力荷载代表值作用下墙肢的轴压比不宜超过下表中限值：6.3 电算结果的判别与调整要点:（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。结束语:以上仅从规范条文及软件运用的角度对高层结构设计中非常重要的“六个比”进行对照理解，然而规范条文终究有其局限性，只能针对一些普通、典型的情况提出要求，软件的模拟计算与实际情况也有一定的差距，因此，对于千变万化的实际工程，需要结构工程师运用概念设计的要求，做出具体分析和采取具体措施，避免采用严重不规则结构。对于某些建筑功能极其复杂，结构平面或竖向不规则的高层结构，以上比值可能会出现超过规范限制的情况，这时必须进行概念设计，尽可能对原结构方案作出调整或采取有效措施予以弥补。其实，高层结构设计除上述“六个比”需很好控制以外，还有很多“比值”需要结构设计人员在具体工程的设计中认真的去对待，很好的加以控制，如高层建筑高宽比，结构与构件的延性比，梁柱的剪跨比、剪压比，柱倾覆力矩与总倾覆力矩之比等等。它们对于实现“强剪弱弯”，“强墙弱梁”“小震不坏，中震可修，大震不倒”的设计理念均起着重要作用。PKPM计算结果合理性判定1.检查原始数据是否有误，特别是是否遗漏荷载；计算简图是否与实际相符，计算程序是否选则正确3。7大指标判定：(1).柱及剪力墙轴压比是否满足要求，主要为控制结构延性；见抗规和6.4.6(2).剪重比：主要为控制各楼层最小地震剪力，确保结构安全性；见抗规剪重比也就是地震剪力系数，由抗规(GB50011-2001)对525条的条文说明知，“对于扭转效应时显或基本周期小于3.5S的结构，剪力系数取0.2amax”，由此可据抗规表推算出各地震列度下的剪力系数：9度为0.2*0.32=0.064，8度为0.2*0.16(0.24)=0.032(0.048)，7度为0.2*0.08(0.12)=0.016(0.024)，6度为0.2*0.04=0.008。在计算时应注意抗规条，对于6度区可不要求该剪力系数，可详读该条的条文说明。即6度区按0.8%较好，这样对结构来说是更安全的(类似于最小配筋率的概念)。剪重比主要是考虑基本周期大于3s的长周期结构。地震对于此类结构的破坏相比短周期的结构有更大影响，但规范用的振型分解反应普法无法作出估计；而且对于此类长周期结构计算所得的水平地震作用下的结构效应可能偏小，这可能就是规范设定最小剪重比的原因。另外不要忘了对竖向不规则结构的薄弱层的水平剪力应增大1.15倍，即楼层最小剪力系数不小于高规表(即上表)中相应数值的1.15倍。在抗震规范的抗震截面验算的条文说明中,明确指出,剪重比是一个调整系数,即这不是一个指标,计算结果出来后,若剪重比大于规定的最小值,计算结果不作调整,若小于,将地震剪力调大,使剪重比达到规定的最小值类似框剪结构的0.2Qo,在satwe的结果文件Wmass.out,给出这一调整的信息，多看看这一信息,对剪重比的理解会更深刻.注意剪重比和剪压比是两个截然不同的概念，不可混淆。剪重比是对整个结构体系一个宏观概念，而剪压比是针对单个构件的一个控制指标(类似于剪跨比)。一般的转换梁的截面尺寸是由剪压比计算确定，以避免脆性破坏和具有合适的含箍率剪压比计算公式：卩v=Vmax/fcbho.其中Vmax为转换梁支座截面处最大组合剪力设计值,fc为转换梁混凝土抗压强度设计值,fc为转换梁的宽度,ho为转换梁截面的有效高度.关于有没有上限的问题，首先要明白在地震作用下影响建筑水平地震剪力的内在原因是什么，这个明白了此问题也就有解了这个原因就是结构刚度，结构刚度越大产生的剪力就越大，有些建筑不满足剪重比要求多是因为建筑过柔的缘故。结构刚度的大小可参考层间位移比，只要这个比值合适就不用担心建重比太大的问题层间位移比在框剪结构中,按经验取值为规范的2倍.根据李国胜编著的一本书，6度时可取7度时相应的1/2剪重比过大过小都需要检查。过大，说明底部剪力过大，应检查输入信息，是否填入信息有误，或者剪力墙数量过多，结构太刚。不论剪力重力比过大过小，都要找出原因，将其控制在适宜的范围内，其计算的位移，内力，配筋才有义。转剪重比不满足时的调整方法：1) 程序调整：在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范调整各楼层地震内力”后，SATWE按抗规自动将楼层最小地震剪力系数直接乘以该层及以上重力荷载代表值之和，用以调整该楼层地震剪力，以满足剪重比要求。2) 人工调整：如果还需人工干预，可按下列三种情况进行调整：a) 当地震剪力偏小而层间侧移角又偏大时，说明结构过柔，宜适当加大墙、柱截面，提高刚度；当地震剪力偏大而层间侧移角又偏小时，说明结构过刚，宜适当减小墙、柱截面，降低刚度以取得合适的经济技术指标；当地震剪力偏小而层间侧移角又恰当时，可在SATWE的“调整信息”中的“全楼地震作用放大系数”中输入大于1的系数增大地震作用，以满足剪重比要求。.刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突变，形成薄弱层，见抗规新抗震规范附录E2.1规定，筒体结构转换层上下层的侧向刚度比不宜大于2。新高规的条规定，抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。新高规的条规定，高层建筑结构计算中，当地下室的顶板作为上部结构嵌固端时，地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。新高规的条规定，底部大空间剪力墙结构，转换层上部结构与下部结构的侧向刚度，应符合高规附录D的规定。底部大空间为一层的部分框支剪力墙结构，可近似采用转换层上、下层结构等效刚度比丫表示转换层上、下层结构刚度的变化，非抗震设计时丫不应大于3,抗震设计时不应大于2。底部为25层大空间的部分框支剪力墙结构，其转换层下部框架-剪力墙结构的等效侧向刚度与相同或相近高度的上部剪力墙结构的等效侧向刚度比丫e宜接近1，非抗震设计时不应大于2,抗震设计时不应大于1.3。层刚度比的计算方法：F高规附录建议的方法剪切刚度Ki=GiAi/hiF高规附录建议的方法一一剪弯刚度Ki=Fi/iF抗震规范的和条文说明中建议的计算方法：Ki=Vi/ui层刚度比的控制方法：新规范要求结构各层之间的刚度比,并根据刚度比对地震力进行放大,所以刚度比的合理计算很重要。新规范对结构的层刚度有明确的要求,在判断楼层是否为薄弱层、地下室是否能作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等,都要求有层刚度作为依据,所以层刚度计算的准确性就比较重要。程序提供了三种计算方法：Ø1。楼层剪切刚度Ø2。单层加单位力的楼层剪弯刚度Ø3。楼层平均剪力与平均层间位移比值的层刚度三种计算方法有差异是正常的,可以根据需要选择。Ø只要计算地震作用，一般应选择第3种层刚度算法Ø不计算地震作用，对于多层结构可以选择剪切层刚度算法，高层结构可以选择剪弯层刚度Ø不计算地震作用，对于有斜支撑的钢结构可以选择剪弯层刚度算法转换层结构按照“高规”要求计算转换层上下几层的层刚度比,一般取转换层上下等高的层数计算。层刚度作为该层是否为薄弱层的重要指标之一,对结构的薄弱层,规范要求其地震剪力放大1.15,这里程序将由用户自行控制。当采用第3种层刚度的计算方式时,如果结构平面中的洞口较多,这样会造成楼层平均位移的计算误差增加,此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算层刚度。选择剪切、剪弯层刚度时,程序默认楼层为刚性楼板。层刚度比即结构必须要有层的概念,但是,对于一些复杂结构,如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等,这些结构或者柱、墙不在同一标高,或者本层根本没有楼板,所以在设计时,可以不考虑这类结构所计算的层刚度特性。对于大底盘多塔结构，或上联多塔结构，在多塔和单塔交接层之间的层刚度比是没有意义的。如大底盘处因为离塔较远的构件，对该塔的层刚度没有贡献，所以遇到多塔结构时，层刚度的计算应该把底盘切开，只能保留与该塔2到3跨的底盘结构。将各层位移连成位移曲线，应具有以下特征：剪力墙结构的位移曲线具有悬臂弯曲梁的特怔，位移越往上增大越快，成外弯形曲线框架结构具有剪切梁的特怔，越往上增长越慢，成内收形曲线框架-剪力墙和框架-筒体结构处于两者之间，为反S形曲线，接近一直线在刚度较均匀的情况下，位移曲线应圆曲光滑，无突然的凸凹变化和折点。（4）.位移比：主要为控制结构平面规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响；见抗规3.4.2规范条文：新高规的条规定，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移角，A、B级高度高层建筑均不宜大于该楼层平均值的1.2倍；且A级高度高层建筑不应大于该楼层平均值的1.5倍，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，不应大于该楼层平均值的1.4倍。程序处理：针对此条，程序中对每一层都计算并输出最大水平位移、最大层间位移角、平均水平位移、平均层间位移角及相应的比值，用户可以一目了然地判断是否满足规范。位移比的限值：是根据刚性楼板假定的条件下确定的，其平均位移的计算方法，也基于“刚性楼板假定”。F控制位移比的计算模型：按照规范要求的定义，位移比表示为“最大位移/平均位移”，而平均位移表示为“（最大位移+最小位移）/2”，其中的关键是“最小位移”，当楼层中产生0位移节点，则最小位移一定为0，从而造成平均位移为最大位移的一半，位移比为2。则失去了位移比这个结构特征参数的参考意义，所以计算位移比时，如果楼层中产生“弹性节点”，应选择“强制刚性楼板假定”。规范要求：高规条，应在质量偶然偏心的条件下，考察结构楼层位移比的情况。层间位移角：程序采用“最大柱（墙）间位移角”作为楼层的层间位移角，此时可以“不考虑偶然偏心”的计算条件。复杂结构，如坡屋顶层、体育馆、看台、工业建筑等，这些结构或者柱、墙不在同一标高，或者本层根本没有楼板，此时如果采用“强制刚性楼板假定”，结构分析严重失真，位移比也没有意义。所以这类结构可以通过位移的“详细输出”或观察结构的变形示意图，来考察结构的扭转效应。对于错层结构或带有夹层的结构，这类结构总是伴有大量的越层柱，当选择“强制刚性楼板假定”后，越层柱将受到楼层的约束，如果越层柱很多，计算失真。总之，结构位移特征的计算模型之合理性，应根据结构的实际出发，对复杂结构应采用多种手段。（5）.周期比：主要为控制结构的扭转效应，减小扭转对结构带来不利影响（此时要注意：第一、二震型在高层建筑中是不能以扭转为主）；规范条文：新高规的条规定，结构扭转为主的第一周期Tt与平动为主的第一周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于0.85。3) 对于通常的规则单塔楼结构，如下验算周期比:1）根据各振型的平动系数大于0.5，还是扭转系数大于0.5，区分出各振型是扭转振型还是平动振型2）通常周期最长的扭转振型对应的就是第一扭转周期Tt,周期最长的平动振型对应的就是第一平动周期T1对照“结构整体空间振动简图”，考察第一扭转/平动周期是否引起整体振动，如果仅是局部振动，不是第一扭转/平动周期。再考察下一个次长周期。考察第一平动周期的基底剪力比是否为最大计算Tt/T1，看是否超过0.9(0.85)周期比控制什么？如同位移比的控制一样，周期比侧重控制的是侧向刚度与扭转刚度之间的一种相对关系，而非其绝对大小，它的目的是使抗侧力构件的平面布置更有效、更合理，使结构不致于出现过大(相对于侧移)的扭转效应。一句话，周期比控制不是在要求结构足够结实，而是在要求结构承载布局的合理性周期比不满足要求，如何调整？一旦出现周期比不满足要求的情况，一般只能通过调整平面布置来改善这一状况，这种改变一般是整体性的，局部的小调整往往收效甚微。周期比不满足要求说明结构的扭转刚度相对于侧移刚度较小，总的调整原则是加强结构外圈刚度，削弱结构内筒刚度。F验算周期比的目的，主要为控制结构在罕遇大震下的扭转效应。F多塔结构周期比：对于多塔楼结构，不能直接按上面的方法验算。如果上部没有连接，应该各个塔楼分别计算并分别验算，如果上部有连接，验算方法尚不清楚。F体育场馆、空旷结构和特殊的工业建筑，没有特殊要求的，一般不需要控制周期比。F当高层建筑楼层开洞口较复杂，或为错层结构时，结构往往会产生局部振动，此时应选择“强制刚性楼板假定”来计算结构的周期比。以过滤局部振动产生的周期。对于比较正常的工程设计，其不考虑折减的计算自振周期大概在下列范围中。框架结构：T1=(0.12.-0.15)n框架-剪力墙和框架-筒体结构：T1=(0.06-0.12)n剪力墙结构和筒中结构：T1=(0.04-0.06)n(式中n为建筑层数)第二及第三周期近似为：T2=(1/3-1/5)T1T3=(1/5-1/7)T1如果计算结果偏离上述数值太远，应考虑工程中截面是否太大、太小，剪力墙数量是否合理，应适当进行调整。反之,如果截面尺寸、结构布置都正确，无特殊情况而偏离太远，则应检查输入数据是否有错误。以上判断是根据平移振动振型分解方法来提出的，考虑扭转耦连振动时，情况复杂很多，首先应挑出与平移振动对应振型来进行上述比教，至于扭转周期的合理数值，由于经验不足尚难提出合理的数值。振型曲线在正常的计算下，对于比较均匀的结构，振型曲线应是比较连续光滑的曲线附图一)，不应有大进大出，大的凸凹曲折。第一振型无零点；第二振型在()H处；第三振型分别在(0.4-0.5)及(0.8-0.9)H处。(6) .刚重比：主要为控制结构的稳定性，以免结构产生滑移和倾覆；.有效质量比：主要为控制结构的地震力是否全计算出来。另外，“三分计算,七分构造”，对楼板大洞口周边梁板、转角窗房间楼板、不能贯通框架梁之间楼板、楼梯间休息平台梁处短柱、地下室顶板、大底盘顶板等电算结果反映不出来的部位只能通过构造措施加强，使之和计算模型相符