时间：2022-04-08 10:05:20
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【关键字】高层建筑、高宽比、刚度比、受剪承载力比、周期比、位移比、刚重比、剪重比、轴压比
[Abstract] China's rapid development of high rise building, structure system is becoming more diverse, architectural layout and vertical form is more and more complex. In this paper, the vertical bearing members (column, shear wall) eight parameters: the arrangement of the high aspect ratio, stiffness ratio, shear capacity, cycle ratio, displacement ratio, the ratio of rigidity-to-gravity ratio, shear weight ratio, axial compression to some of.
[keyword] high-rise buildings, high aspect ratio, stiffness ratio, shear capacity, cycle ratio, displacement ratio, the ratio of rigidity-to-gravity ratio, shear weight ratio, axial compression ratio
中图分类号： TU3 文献标识码：A文章编号：
一、前言
随着国家经济的高速发展，我国的高层建筑发展迅速，设计思想也在不断的更新。结构体系日趋多样化，建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂。本文就竖向承重构件（柱、剪力墙）的合理布置的八个参数做一些浅谈。
二、竖向构件的八个控制参数
1、高层建筑高宽比
高层建筑高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济性的宏观控制指标。一般情况可按所考虑方向的最小宽度计算高宽比，但对突出建筑平面很小的局部结构一般不应包含在计算宽度内，对带悬挑的结构结构房屋的宽度应扣除悬挑宽后的结构宽度计算；对带有裙房的高层建筑，当裙房面积和刚度相对其上部塔楼面积和刚度较大时（裙房相对塔楼面积较大一般按塔楼周边不小于3跨20米的范围此作为参考指标，刚度较大指下层与上层的侧向刚度比大于1.5此为主要参考指标），计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上塔楼结构考虑。
2、刚度比
刚度比体现结构整体的上下匀称度，控制结构竖向不规则的重要指标。主要控制下部楼层刚度和上部楼层的刚度，防止下部楼层刚度较弱，变形集中在刚度小的下部楼层形成软弱层。[高规]3.5.2对于框架结构，楼层与相邻上部楼层的侧向刚度比不宜小于0.7，与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8；对框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构，楼层与其相邻上部楼层的侧向刚度比不宜小于0.9，当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时，楼层与其相邻上部楼层的侧向刚度比不宜小于1.1，对结构底部嵌固层，楼层与其相邻上部楼层的侧向刚度比不宜小于1.5。[高规]附录E当存在转换层时，转换层设置在1、2层时，转换层与其上层的等效剪切钢度比宜接近1，非抗震设计时不应小于0.4，抗震设计时不应小于0.5；当转换层设置在2层以上时，转换层与其相邻上层的侧向刚度不应小于0.6，转换层下部结构与上部结构的等效剪切刚度比宜接近1，非抗震设计时不应小于0.5，抗震设计时不应小于0.8。[高规]5.3.7当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。
3、受剪承载力比
[高规]3.5.3A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80%，不应小于其相邻上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75%。
4、周期比
周期比主要要求结构承载力布置合理，主要为控制结构在罕遇地震下的扭转效应。[高规]3.4.5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，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不应大于0.85。
5、位移比
位移比主要也是为了控制结构的扭转效应。[高规]3.4.5在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.4倍。（当楼层的最大层间位移角不大于规定限制的40%时，该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松，但不应大于1.6。
[高规]3.7.3按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比宜符合下列规定：
1）高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比不宜大于下表规定。
结构体系
2）高度不小于250m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比不宜大于1/500.
3）高度150m~250m之间的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比的限值可按本条第1款和第2款的限值线性插入取用。
6、刚重比
结构整体稳定性是高层建筑结构设计的基本要求。研究表明，高层建筑混凝土结构仅在竖向重力荷载作用下产生整体失稳的可能性很小。高层建筑结构的稳定设计主要控制在风荷载和水平地震作用下，重力荷载产生的二阶效应不致过大，以免引起结构的失稳、倒塌。
[高规]5.4.4高层建筑结构的整体稳定性应符合下列规定：
1）剪力墙结构、框架-剪力墙结构、筒体结构应符合下式要求：
2）框架结构应符合下式要求：
7、剪重比
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过小。而对于长周期结构，地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但是规范振型分解反应谱法尚无法对此作出合理估计。出于结构安全考虑，增加了对各楼层水平地震剪力最小值的要求，见[高规]4.3.12多遇地震作用计算时，结构各楼层对应地震作用标准值的剪力应符合下式要求：
式中：：第i层对应于水平地震作用标准值的剪力；
λ：水平地震剪力系数，不应小于下表规定的值；对于竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以1.15的增大系数；
：第j层的重力荷载代表值；
n：结构计算总层数。
楼层最小地震剪力系数值：
8、轴压比
轴压比为控制结构的延性，指重力荷载代表值作用下承受的轴压力设计值与全截面面积和混凝土轴心抗压强度设计值乘积之比值，主要控制着竖向承重结构的延性。
[高规]7.2.13重力荷载代表值作用下，一、二、三级剪力墙墙肢的轴压比不宜超过下表的限值。
[高规]6.4.2钢筋混凝土柱轴压比不宜超过下表的规定，对于Ⅳ类场地上较高的高层建筑，其轴压比限值应适当减小。
关键词：中职学校 晚自修 管理方案
一、指导思想
晚自修是在校学生开展有效学习的阵地之一，是学生学习的重要时间段。晚自修的管理更是学生管理的一个重要组成部分。为落实学生管理，切实营造良好的学习氛围，培养学生良好的学习习惯，减少安全隐患，按照学校的指示，经系部研究决定，制定学生晚自修管理实施方案。该方案以推进学风建设为重点，以专业知识学习与综合素质培养相结合为原则，以丰富多样的学习内容和评价方式（以学校、教师、学生三方评价）为举措，力争提升晚自修管理的有效性，全面提高晚自修质量。
二、管理机构
管理机构主要有三部分组成，分别为：
组长：系部主任。
委员：系部德育副主任、系部教学副主任。
成员：全体教职工、班主任、晚自修值周班级。
三、组织内容、形式及安排
（1）星期日，班主任组织，第一节自修课内容为班主任根据班级实际情况开展针对性教育，第二节为班主任或班级自定。
（2）星期一，系部统一组织，第一节为学生完成当天各科作业或近期学习任务，第二节为观看系部自定的综合素养类视频。
（3）星期二，系部统一组织，第一节为学生完成当天各科作业或近期学习任务，第二节为观看系部自定的综合素养类视频。
（4）星期三，系部统一组织，第一节为学生完成当天各科作业或近期学习任务，第二节为观看系部自定的综合素养类视频。
（5）星期四，全校统一组织，自修课内容由全校统一安排。
对于相关内容的说明：每周日班主任值班期间，第一节课由班主任总结上周班级住校生情况，布置下周班级要做的重点内容及注意事项。对于重点学生做好一对一的沟通、帮扶、教育工作，第二节课由班主任统一指定内容。每周一至周三由系部统一安排内容，第一节课以安排学生完成当天各科作业为主，兼顾预习和复习等；第二节课统一组织学生收看各类综合素养类的视频，本学期共播放：我爱发明、中国成语大赛、我是歌手。每周四，由学校安排学生观看爱国主义或者成长励志的影片。
四、纪律要求
第一，全体住校生必须按时参加晚自习，不得迟到、无故早退、缺席。
第二，学生因病因事无法参加晚自习，严格执行请假制度，明确审批权限和程序，必须由班主任批准并办理请假手续，将有效请假条交楼层值班教师备查，否则视为旷课，切实保证晚自习的出勤率。
第三，晚自习期间，学生在督班教师的组织、管理、辅导下，认真完成相应的学习任务，禁止在教室或其他场所大声喧哗、随意走动、放音乐、吃东西、下棋、打牌等，不允许使用手机，不允许随意上厕所。
第四，每班安排一个晚自习负责人，负责每天向督班教师报告出勤情况，并且坐讲台前带头维护班级晚自习纪律。
第五，学生要规范着装，不得穿拖鞋、背心、吊带等衣服进入教室。
第六，晚自期间严格遵守学校7S要求。
五、值班人员职责
1.楼层督班教师职责
晚自修铃响前，督班教师应提前到达督班楼层，催促学生进教室按时参加晚自修。
值班教师要准时到岗，并负责晚自习纪律和秩序的管理，中途不得擅自离开辅导岗位。如果因特殊情况需要离开，需向行政督班领导请假，由行政督班领导安排人顶替，不得脱岗。
每节课上课铃响后要点名一次，对缺席学生与学生干部或班主任核实情况，若遇特殊情况请向中层值班领导汇报。负责学生仪容仪表及着装的检查，对穿拖鞋、背心、吊肩带等不规范着装进教室的学生进行教育，并督促整改。
督班教师不能长时间在某一个教室内停留，应随时在值班区域巡视，及时制止学生违纪行为，及时处理突发事件并向行政值班人员汇报。
晚自修结束后，督班教师应组织学生有序离开教学区，督促班级学生带走自己的物品、关好门窗、切断电源，及时回到生活区准备就寝。
晚自修结束后，督班教师及值周班级成员综合班级纪律、卫生、安全方面给所在楼层各班级打分，务必认真填写打分表各项内容，原则上要求每班分值有所不同。
2.楼层值周岗学生职责
成立晚自习学生自治小组，由值周班级成员组成，1名值周长，另外每一楼层两名分队成员，每周一个班级轮流做，在值周时间段不对本班进行打分。主要职责是对教学区域进行检查和管理，登记学生迟到、早退情况，检查自习纪律，并对晚自习纪律、卫生、突况进行记录。学生自治小组，由教学部门值班人员负责管理。
学生在值岗时间段内，要求戴好红臂章，不能迟到或擅自离岗，如遇特殊情况须向班级值周长请假。值岗学生在值岗期间严格遵守纪律，不得大声喧哗，不得玩弄手机，不做与值岗无关的事情。晚自修结束后，值岗学生综合班级纪律、卫生、安全方面给所在楼层各班级打分，务必认真填写打分表各项内容，原则上要求每班分值有所不同，打分表统一交值周长。
六、考核与表彰
各班级日考核分数由督班教师的分数和值岗学生的分数组成，其中督班教师的分数占日考核分数的60%，值岗学生的分数占日考核分数的40%。
各班周考核分数由周一至周四日考核分数的平均值确定，并评出每个楼层的周示范班级，发放流动小红旗，每周四的晨会上由值周班级代表队员对上周的晚自修情况进行总结。
月考核分数由周考核分数评出，按照总分取六个最好的班级并予以表扬及奖励，且计入班主任每月考核中。
七、附件
电气工程系晚自修打分内容：
出勤（30分）。迟到、早退、旷修各10分；卫生（10分）。桌椅摆放、教室卫生各5分；仪容仪表（10分）；纪律（50分）。
备注：突况记录、技能训练、社团活动学生参与情况记录。
出勤方面：每迟到1人扣1分，早退1人扣1分，旷修每人扣2分，病事假由班主任出具书面材料为准。
卫生方面：桌椅摆放不整齐5分，每套扣1分，扣完为止，教室内有垃圾，包括各种零食包装袋、果皮纸屑等。垃圾布满畚箕内外，洁具堆放杂乱无章的，扣分区间在0～5分。
仪容仪表：穿奇装异服、拖鞋，化妆、佩戴首饰、染发者每人扣1分，扣完为止。
关键词：SATWE，规范，结构设计
1.判断整体结构的合理性
建议大家对计算结果从以下方面检查：
1.1检查原始数据是否有误，特别是是否遗漏荷载
1.2检查计算简图是否与实际相符，计算程序是选得正确
1.3对计算结果输出信息进行分析
检查设计参数是否选择合适；检查“七种比值”即：轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比、刚重比、有效质量比，是否满足规范要求。（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]6.3.7和6.4.6，在剪力墙的轴压比计算中，轴力取重力荷载代表设计值，与柱子的不一样。（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，参见[高规]的表3.3.13；[抗规]的表5.2.5同。程序对算出的“楼层最小地震剪力系数”如果不满足规范的要求，将给出是否调整地震剪力的选择。根据规范组的解释，如果不满足，就应调整结构方案，直到达到规范的值为止，而不能简单的调大地震力。（A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%，B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的75%。注：楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。）（3）刚度比：主要为控制结构竖向规则性，以免竖向刚度突形，形成薄弱层，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）。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/Δi）、地震剪力与地震层间位移的比值（Ki=Qi/Δui）。 SATWE结果的判别与调整要点:
1.3.1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。
1.3.2一般来说，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。
1.3.3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的方法。
1.4位移比：位移比是控制结构的扭转效应的参数。主要为控制结构竖向规则性，以免形成扭转，对结构产生不利影响。位移比是取楼层最大杆件位移与平均杆件位移比值。见[抗规]3.4.3条及[高规]4.3.5条规定。。注意：
1.4.1验算位移比可以选择强制刚性楼板假定。
1.4.2 验算位移比需要考虑偶然偏心，验算层间位移角则不需要考虑偶然偏心。
1.4.3位移比超过1.2，需要考虑双向地震。
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用于送审，而后采用弹性楼板进行构件分析。 (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楼层平均值的1.2倍，且A级高度高层建筑均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。
1.4.4周期比：主要为控制结构的扭转效应，减少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不能发扭转为主第二振震型不能以扭转为主）。也就是说，周期比不是要求结构足够结实，而是要求结构承载布局合理，限制结构抗扭刚度不能太弱。[高规]第4.3.5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0.850。如果周期比不满足规范的要求，说明该结构的扭转效应明显，设计人员需要增加结构周边构件的刚度，降低结构中间构件的刚度，以增大结构的整体抗扭刚度。设计软件通常不直接给出结构的周期比，需要设计人员根据计算书中周期值自行判定第一扭转（平动）周期。以下介绍实用周期比计算方法：1)扭转周期与平动周期的判断：从计算书中找出所有扭转系数大于0.5的平动周期，按周期值从大到小排列。。同理，将所有平动系数大于0.5的平动周期值从大到小排列；2）第一周期的判断：从列队中选出数值最大的扭转（平动）周期，查看软件的“结构整体空间振动简图”，如果该周期值所对应的振型的空间振动是整体振动，则整体振动的值即为第一扭转（平动）周期；3)周期比计算：将第一扭转周期值除以第一平动周期即可。
1.4.5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。刚重比是结构刚度与重力荷载之比。它是控制结构整体稳定性的重要因素，也是影响重力二阶效的主要参数。该值如果不满足要求，则可能引起结构失稳倒塌，应当引起设计人员的足够重视。[高规]（5.4.2）条和[混凝土规范]（7.3.12）条都提到重力二阶效应。
1.4.6有效质量比：主要为控制结构的地震力是否全计算出来。要密切关注有效质量比是否达到了要求。不满足，则地震作用计算也就失去了意义。（一般来说，振型数不应小于15，多塔结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，采用刚性楼板假定，平动<=计算层数，藕连<=计算层数X3）
2.判断结构构件的合理性
2.1根据柱、墙的轴压比调整构件截面尺寸。
2.2根据超配筋信息文件，对梁、柱、墙超配筋的处理。
2.3根据梁的挠度、裂缝来调整梁的截面尺寸及配筋。
高层建筑结构设计还应注重概念设计，重视结构的选型和平、立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系，加强构造措施。。在抗震设计中，应保证结构的整体抗震性能，使整个结构具有必要的承载力、刚度和延性。
3.结语
在建筑结构计算中，SATWE软件的运用非常广泛，设计过程中对结构整体合理性和结构构件的合理性的判断非常重要。应按照国家规范正确调整计算结果，只有这样，才能设计出合理的结构，保证建筑物的质量。这里，只浅谈了SATWE进行结构设计时注意的几点问题，其实在设计过程中还有很多需要我们注意的问题，这要我们不断的总结和完善才能使结构设计更加的合理化。
参考文献
[1]建筑抗震设计规范（GB50011-2001）.2008.
[2]混凝土结构设计规范（GB50010-2002）.
[3]高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2002）.
[4]SATWE S-3用户手册及技术条件.
关键词：高层建筑；结构设计；比值；调整
Abstract: in designing high-rise initial stage, reasonable structure layout became the focus of this stage, how to determine the structure arrangement and reasonable structure of the system in economic performance also became the key, this paper concrete structure design of high-rise building for control of the seven parameters are briefly described, and in the light of the seven ratio adjustment method is discussed, to promote designing high-rise level and high building comprehensive benefit has certain practical significance.
Keywords: high building; Structure design; Ratio; adjustment
中图分类号：TU318文献标识码： A 文章编号：
1.引言
高层结构设计过程中，在建筑初步布置确定后，首先进行的是结构抗侧构件的初步布置，所以首先控制抗侧构件的平面布置合理性，位移比、周期比及刚重比是控制构件平面布置的三个主要参数，在平面布置满足要求后，竖向刚度比的控制成了第二步的重点，其后进行轴压比、剪重比及层间受剪承载力比的控制是保证结构的延性及抗震安全性，这三步是相互关联的，要得到更合理的结构布置， 就要求设计人员深刻理解七个比值含义并能熟练掌握运用。
2. 七个设计要点详解及调整方法
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，设计过程中需控制七个参数分别为: 轴压比、剪重比、刚度比、位移比、周期比、刚重比、层间受剪承载力比。
2.1．轴压比
轴压比指轴压力设计值与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，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。如不满足规范要求时，应按如下措施或方法进行调整：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。
2.2．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。如不满足规范要求时，应按如下措施或方法进行调整：
1）程序调整：在SATWE的“调整信息”中勾选“按抗震规范5.2.5调整各楼层地震内力”后，SATWE按10版抗规5.2.5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。
2.3．刚度比
刚度比指结构竖向不同楼层的侧向刚度的比值，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。10版抗规与高规提供有三种方法计算层刚度，即剪切刚度、剪弯刚度、地震剪力与地震层间位移的比值。见10版抗规3.4.2，10版高规3.5.2与5.3.7与 10.2.3；对于形成的薄弱层则按10版高规3.5.8予以加强。如不满足规范要求时，应按如下措施或方法进行调整：
1）程序调整：如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10版高规3.5.8将该楼层地震剪力放大1.25倍。
2）人工调整：如还需人工干预，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。
2.4．位移比
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10版抗规3.4.2，10版高规3.4.5和3.7.3。如不满足规范要求时，应按如下措施或方法进行调整：
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。
2.5．周期比
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10版高规3.4.5与5.1.13。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，结构扭转效应过大。如不满足规范要求时，应按如下方法进行调整：
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墙、柱或梁的刚度，适当削弱结构中间墙、柱的刚度。
当第一振型为扭转时，宜沿两主轴适当加强结构的刚度，并适当削弱结构内部的刚度。当第二振型为扭转时，宜适当加强结构（主要是沿侧移刚度较大方向）的刚度，并适当削弱结构内部沿侧移刚度较大方向的刚度。
2.6．刚重比
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10版高规5.4.1和5.4.4。如不满足要求，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。如不满足规范要求时，应按如下方法进行调整：
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。
2.7．层间受剪承载力比
层间受剪承载力比主要控制竖向不规则性，以免竖向楼层受剪承载力突变，形成薄弱层，见10版抗规3.4.2，10版高规3.5.3；对于形成的薄弱层应按10版高规3.5.8予以加强。如不满足规范要求时，应按如下方法进行调整：
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10版高规3.5.8将该楼层地震剪力放大1.25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。
3.结语
SATWE软件的使用确实大大地提高了工程师工作的效率，但同时也逐渐使工程师养成了依赖软件的习惯，盲目相信软件计算结果。工程师应该结合现行国家规范规程使用计算软件，合理选取结构设计中涉及的计算参数，避免计算盲目性和模式化，工程师须不断地提高自身的理论水平，不断地总结实践经验，通过整体和局部判断软件计算结果的合理性；学会利用结构概念设计来把握结构整体的设计，利用简化力学模型来检验局部构件的设计，通过有主次的控制七大主要参数指标值，使高层的结构布置更加合理、高效，达到更好的效果。
参考文献
[l]李勤.高层建筑结构计算程序satwe的计算结果分析[J].山西建筑, 2006(8).
[2]任以超.混凝土结构高层设计中需控制的六个比值[J].工程技术,2006(3).
[3]中华人民共和国行业标准中华人民共和国建设部.高层建筑沉凝土结构技术规程JGJ3-2010)[s].北京: 中国建筑工业出版社,2010.
《作者简介》
姓名:刘佳；性别:男；出生年月:1984.09.17；籍贯:甘肃省白银市；
关键词:不规则结构,扭转效应,扭转不规则
前言
高层建筑结构设计中,平面布置规则性是必须仔细考虑的因素,由于不规则平面布置结构使其平面质量中心同刚度中心不重合,使结构绕刚心发生扭转,导致同层构件同一方向上产生不同位移,严重时导致结构整体破坏,所以在结构设计中,必须对结构平面布置不规则扭转问题提起足够重视。
一、关于平面不规则结构的定义
1、若干规范关于平面不规则结构的定义
关于结构规则与否的定义及规定,不同国家的标准出发点是不相同的。欧洲规范比较定量地规定了规则结构的指标,如表1所示[3]。美国规范和澳大利亚规范却从相反的角度定义了结构的规则性,即不规则结构的量化指标,如表2所示。
类型 定义
平面
规则
准则 建筑结构在平面内沿两正交方向上侧向刚度和质量分布接近对称
平面轮廓简洁紧凑,即无诸如H,L,X等形状,总的凹角或单一方向凹
入尺寸不超过对应方向建筑总外部平面尺寸的25%
楼板平面内刚度同竖向结构的侧向刚度相比足够大,以致于楼板变形
对竖向结构构件间力的分配影响很小
在采用基底剪力法给出地震力的情况下,加上偶然偏心,任一楼层沿
地震作用方向的位移不超过平均楼层位移的20%
表1规则结构的准则
2、不对称与不规则之间的关系
如前所述,关于不规则结构的定义,目前为止尚无明确严格的定义。但不对称结构较为严格意义上的定义为,结构自由振动的某一振型同时出现平动与扭转振型,即平动与扭转振型耦联,对应的平动振型方向因子及扭转振型方向因子均不为零时,即为不对称结构。从结构分析和设计的要求出发,以对称与不对称结构分类,实际的工程意义似乎不大,因为客观上存在的大量不对称但经过结构布置调整的建筑,其振动特性仍与对称结构类似,可以归入规则结构,而其余的则归入不规则结构。我国规范规定了平面不规则的三种类型,凡符合至少其中任意一条的结构均为不规则结构的范畴。需要指出的是,扭转不规则的定义是在刚性楼盖假定的前提条件下得出的。换句话说,即便是不对称结构, 但由于其不对称性较弱,算得的扭转位移比小于规定值1.2时,仍可归为规则结构。由此可见,不对称结构规则与否,不仅与其形状的对称性强弱有关,而且与其质量分布和刚度分布密切相关。也就是说,结构的对称性是一个综合的概念,包含平面形状的对称,质量、刚度的对称等,这些因素决定了结构的规则性问题。而这正好与前述若干规范关于不规则结构的定义实质是一致的。更为严格或更为科学的说法应该采用规则与不规则的说法,而不是对称、不对称的概念。
非规则类
型和定义 美国规范 澳大利亚规范
扭转非规
则性―――当
横隔板为
非柔性时 当垂直于某轴线结构物一端的最
大层偏移大于结构物二端层偏移
平均的1.2倍时,则应考虑扭转的
非规则性。在计算端最大层偏移
时,要考虑偶然扭矩的影响 当结构的重心与刚心之间
的距离大于沿地震力作用
方向结构尺寸的10%时
则应考虑扭转的非规则性
凹角 结构物的平面外形及其抗倒向力
体系具有凹角,且凹角两边的突出
部分均大于该方向结构物平面尺
寸的15% 同上
横隔板
不连续 横隔板突然不连续或刚度变化,包
括挖去的或开口的面积大于横隔
板毛面积50%或某楼层到相邻层
的横隔板有效刚度的变化大于50% 同上
平面
外分支 侧向力路线不连续,例如,垂直单
元的平面外分支 同上
不平
行的体系 垂直抗侧力单元与抗侧力体系的
主正交轴不平行也不对称 同上
表2结构的平面非规则性
二、关于扭转效应产生的原因分析
1、外来干扰。地震波通过地面时的运动是极其复杂的,各点的周期和相位是不同的。由于地面质点间运动的差别,可使地面的每一部分不仅产生平动分量,而且也产生转动分量,这种转动分量迫使结构产生扭转振动和扭转效应,而不论结构对称与否。
2、建筑结构自身的特性。在一般的结构抗震分析中,通常是将建筑结构简化成平面模型,分别在其两个主轴方向进行计算严格来说,这样的分析方法只适用于质量中心和刚度中心相重合且在一条直线上的四平八稳、庄重对称的建筑结构。而对体型多样化、质量中心和刚度中心不重合的不规则结构显然是不适用的。这主要是因为地震时作用在质量中心的惯性力将对刚度中心产生扭转力矩,迫使结构产生扭转耦联的空间振动。
三、关于扭转效应的控制
1、有关扭转不规则的相关讨论
为了控制结构的扭转效应,我国《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》均规定了结构的位移比限值后者同时还给出了周期比的控制指标。文献[4]指出了规范判别结构扭转不规则的位移比计算方法―――完全平方和的不尽合理之处,相应给出了三种补充计算方法,并通过实例验证了补充方法的可靠性和有效性。文献[5]详细分析了耦联反应及相对偏心距、平动周期与扭振周期的比值对扭转效应的影响,但它采用的是一阶振型,没有考虑高阶振型的影响。文献[6]指出:国内外有关抗震规范均未提到结构各楼层在地震作用下产生的楼层(构件)扭转角度对竖向构件造成扭转所带来的不利影响,也没有提出层间扭转角的限值及如何控制的措施。文中给出了扭转位移比与层间扭转角的关系、楼层扭转角的计算方法、竖向构件的扭矩计算方法以及抗扭计算。文献[7]指出了《规范》及《规程》中关于扭转不规则判别界限存在的问题,提出用楼层转角来反映框架结构及框剪、剪力墙结构的扭转不规则实际状况,并给出了各自作为判别扭转不规则界限的楼层转角值。需要指出的是,文中给出楼层转角界限值时没有考虑楼层层高的变化及剪力墙厚度的变化所带来的影响。
2、扭转效应的控制方法及措施
归结起来,有关扭转不规则的相关条款和控制指标为位移比和周期比及偶然偏心距的考虑。周期比的控制,是从结构的自身性能来考虑,以确保结构具有相当的抗扭刚度。而位移比的规定,是从另一个侧面来反映结构是否规则、对称,结构中的质量刚度是否均匀。规范与规程之所以采用位移比控制指标,主要是由于结构的刚心和质心位置都无法直接定量计算。需要明确的是,单单从位移比来判断结构为扭转规则或扭转不规则是不太合理的,规范规定的控制指标是否合理也的确值得商讨,该结论也从相关文献中可以得出。
关键词：梁式转换层；概念设计；主次梁转换；构造措施
1工程概况
2概念设计与结构布置
为防止楼层承载力突变，避免框支层作为薄弱层过早破坏，除加大转换层下部楼层的剪力墙和柱截面尺寸外，还在部分框支柱内设置了抗剪型钢，抗剪型钢同转换梁的内置型钢焊接形成整体，有效地提高了框支层的抗剪承载力和延性。通过计算分析，框支层与上一层的楼层抗剪承载力分别为1.82（X向）和1.11（Y向），满足规范不小于0.80的要求。
通过上述分析，说明该项目的概念设计和结构布置是合理的，并符合规范要求，且仅有2项不规则（抗扭不规则和竖向抗侧力构件不连续），不属于《超限要点》特别不规则的结构体系，不属于超限工程。
3结构分析
4总结结构设计关键问题
带转换层的高层建筑结构设计和施工难度要远大于普通的混凝土结构，应以概念设计为首，并结合计算分析及构造措施，综合考虑现场施工各方面因素后，再进行结构设计，结合本工程的设计总结以下几条关键问题供类似工程参考。
4.1高层建筑概念设计首要为刚度设计，其中包括楼层层间最大位移与层高之比、最大水平位移和层间位移与该楼层的平均值之比、地震基底剪力与重力荷载代表值之比、结构扭转为主的第1自振周期与平动为主的第1自振周期之比和楼层间的侧向刚度比等，通过合理的布置竖向构件和水平构件来满足一个既符合规范要求又相对经济合理的结构形式和布置，对于整个工程的设计质量是极为重要的。
4.2在满足结构的刚度要求后，构件的承载力和延性设计也是很重要的。其中对于框支柱、框支梁和底部加强部位的剪力墙部分是整个工程的核心安全部位，对于带转换层的高层建筑中的关键部位，建议采用结构构件抗震性能设计方法，根据工程的重要性来选择一个合理的性能目标，通过对关键部位的抗震承载力和变形能力设计，确保工程的安全。对于一些结构复杂的转换构件，如主次梁式，应补充有限元分析，充分考虑各种不利因素。对于一些受力较大的结构构件，通过增加内置型钢骨架、梁端加腋或增加柱帽等结构措施来加强该部分的安全储备。
4.3带转换层的高层建筑结构，由于落地剪力墙的刚度较大，为保证结构抗震时作为第2道防线的框架部分具有一定的抗侧力能力，框支柱应进行剪力调整，设计过程中建议同时满足《高规》［1］第10.2.7条和第8.1.4条的框架柱承受基底剪力的要求，对于所有的框支柱和框支梁在PKPM的特殊构件补充定义中分别指定，否则计算内力会严重偏小，影响结构安全。
4.4由于框支层和上下层楼板的受力较复杂，且框支层的楼板对上部转换构件的偏心所带来的扭矩具有较大的影响，因此在本工程中框支层楼板采用了200mm板厚，其上一层采用了150mm板厚，并通过PMSAP中的弹性板计算复核配筋。
关键词：周期比,位移比,刚度比
中图分类号：[TU208.3] 文献标识码：A 文章编号：
一、前言
地震能对人民生命财产带来极大危害，因而结构抗震设计就成为结构工程师的一项重要职责和使命，由于地震的复杂性，使得抗震设计中涉及许多参数，对这些参数的正确取用以及对计算结果的合理性判断也就显得尤为重要。下面将对这些问题逐一描述。
二、基本概念
上下层楼层刚度比。顾名思义上下层楼层刚度比为上层楼层刚度与下层的楼层刚度的比值，但关于楼层刚度的计算，目前有三种算法：
地震剪力与地震层间位移的比值Vi/Ui(见《建筑抗震设计规范》3.4.3条文说明) ;
剪切刚度Ki=GiAi/hi（见《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E.0.1）;剪弯刚度i/Hi（见《高层建筑混凝土结构技术规程》附录E.0.2）。
其中第一种算法用于侧向刚度规则性判断时选用，适用与普通结构，第二种算法用于底层转换层结构，第三种算法用于高位转换结构。对带转换层的结构应分别用第一种算法和第二种（或第三种）算法计算刚度比，并分别满足相应的规范限值。
刚度比超限经常遇到的是由于上下层高的变化引起的，当下层层高比上层层高高很多时,而上下层柱和墙断面不变时，由于下层层高大,层间位移也大, 导致Vi/Ui小于上层,上下层楼层刚度比就会出现超限情况，此时可通过加大下层柱和墙断面,或减小上层柱和墙断面来解决,当超规范不太多时通过调整上下层砼强度等级的办法也实现刚度比调整。对于带转换层的结构，则需要根据具体情况调整落地墙的数量来处理。
图1,图2为一带转换层结构的23层商住楼,二层为转换层,采用梁式转换,经计算,刚度比结果如下:
采用的楼层刚度算法:剪弯刚度算法
采用的楼层刚度算法:剪弯刚度算法
转换层所在层号= 2
转换层下部结构起止层号及高度= 1 28.40
转换层上部结构起止层号及高度= 3 46.00
X方向下部刚度= 0.078E+08X方向上部刚度= 0.1373E+08
X方向刚度比= 1.26
Y方向下部刚度= 0.1056E+08 Y方向上部刚度= 0.1997E+08
Y方向刚度比= 1.35
Y方向刚度比超限, X方向刚度比也接近限值.说明转换层以下刚度较小,通过调整见图3,在端部增加落地剪力墙,增加底部刚度,经计算结构如下:
X方向下部刚度= 0.091E+08X方向上部刚度= 0.1373E+08
X方向刚度比= 1.078
Y方向下部刚度= 0.1342E+08 Y方向上部刚度= 0.1997E+08
Y方向刚度比= 1.0635
X,Y向刚度比均接近1.0, 较好的满足规范要求!
五、结束语
结构抗震设计是一项非常复杂的工作，涉及的因素也远非限于上述问题，除了计算以外，还有很多抗震概念设计和构造措施等重要内容需要考虑，特别是建筑体型和结构形式的合理选用，则更需建筑师和结构工程师相互配合.但是作为结构工程师则一定要通过对结构本身特性仔细分析,合理方案布置,选用正确的计算模型和计算参数,得到合理的计算结果,并采取相应的抗震构造措施来实现结构良好的抗震性能.
参考文献
(1) 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2002版
(2) 建筑抗震设计规范 GB50011-2001 2008版
(3)建筑结构抗震设计 河南科技出版社 1991版
