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1、关于剪力调整及薄弱层增大系数的讨论一、本讨论结合兰定筠实战训练第二套题第 6、7 题以及抗规来讨论。由于高规对薄弱层增大系数什么时候考虑与抗规存在矛盾，故此不涉及高规，仅仅依据抗规来进行讨论。本讨论只针对底部剪力不满足最小减重比的情况，对于中部某层，规范中没有给出处理办法，而且我请教了做高层的人，说一般底部满足啦，很少出现中部某层会不满足剪重比。如果出现了，PKPM 的做法是直接乘以个增大系数，具体如何操作，本人未做过高层，不得而知。如有疑问，请请教其他高手。兰定筠书中的题目及答案如下：题目：答案：二、抗规中涉及到的条文、条文说明局部摘录如下，详细请仔细阅读条文及条文说明：344 建筑形体及其
2、构件布置不规则时，应按下列要求进行地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施：2 平面规则而竖向不规则的建筑，应采用空间结构计算模型，刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于 1.15 的增大系数。525 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，当不满足时，需改变结
3、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。例如，当结构底部的总地震剪力略小于本条规定而中、上部楼层均满足最小值时，可采用下列方法调整：若结构基本周期位于设计反应谱的加速度控制段时，则各楼层均需乘以同样大小的增大系数；若结构基本周期位于反应谱的位移控制段时，则各楼层 i 均需按底部的剪力系数的差值 0 增加该层的地震剪力F Eki 0GEi；若结构基本周期位于反应谱的速度控制段时，则增加值应大于 0GEi，顶部增加值可取动位移作用和加速度作用二者的平均值，中间各层的增加值可近似按线性分布。需要注意：当底部总剪力相差较多时，结构的选型和总体布置需重新调整，不能仅采用乘以增大系数方法
4、处理。只要底部总剪力不满足要求，则结构各楼层的剪力均需要调整，不能仅调整不满足的楼层。满足最小地震剪力是结构后续抗震计算的前提，只有调整到符合最小剪力要求才能进行相应的地震倾覆力矩、构件内力、位移等等的计算分析；即意味着，当各层的地震剪力需要调整时，原先计算的倾覆力矩、内力和位移均需要相应调整。采用时程分析法时，其计算的总剪力也需符合最小地震剪力的要求。本条规定不考虑阻尼比的不同，是最低要求，各类结构，包括钢结构、隔震和消能减震结构均需一律遵守。扭转效应明显与否一般可由考虑耦联的振型分解反应谱法分析结果判断，例如前三个振型中，二个水平方向的振型参与系数为同一个量级，即存在明显的扭转效应。对于扭
5、转效应明显或基本周期小于 3.5s 的结构，剪力系数取 0.2max，保证足够的抗震安全度。对于存在竖向不规则的结构，突变部位的薄弱楼层，尚应按本规范 344 条的规定，再乘以不小于 1.15 的系数。三、个人对规范条文的理解根据抗规 5.2.5 条的条文说明“对于存在竖向不规则的结构，突变部位的薄弱楼层，尚应按本规范 344 条的规定，再乘以不小于 1.15 的系数。 ”及 3.4.4 “2 平面规则而竖向不规则的建筑，应采用空间结构计算模型，刚度小的楼层的地震剪力应乘以不小于 1.15 的增大系数。 ”个人观点如下：这个增大系数是在最小剪重比调整以后再乘的一个增大系数，在结构的层间剪力不满
6、足最小减重比的时候首先调整的满足最小剪重比，然后再利用这个系数，规范给的这个系数是结构上的一个安全度，不能被最小剪重比吃掉。5.2.5 条给的 1.15 的系数，是查表 5.2.5 的时候，查出来的数值对薄弱层要乘以 1.15，是对剪力系数 的调整，比如 8 度 0.2g 周期 3s，查表得到 =0.032，则代入 5.2.5 式进行计算的 =0.032*1.15。有关高规及抗规里面的一些讨论列在下面：happyliyun2001 wrote: 以下是您和 shuofeng0427 在本贴第 21 页的一个讨论：shuofeng0427 wrote: 上面的问题，我跟朱炳寅老师的观点一致，我认
7、为 1.25 的增大系数是“留给”薄弱层的安全度，不能被剪重比限制 1.15* 所“吃掉”。举例说，如果计算出来的 VEk 值已经满足 1.15*，但是我们肯定还是要乘以 1.25的！而假如计算出来的 VEk 值不满足 1.15*，调整后 1.25VEk 值刚好满足1.15*，那你可以想象一下，这两种情况在“安全度”上差别将有多大！您的回答：我是这样理解的：正常情况只是要求 VEk*G，对于薄弱层，放大一下，取为 1.25VEk 或者 1.15*G。我的观点：按抗规 5.2.5 条文说明的最后几句话，明显是支持朱总观点，高规条文说明则支持您的观点，但高规是在抗规基础上编写，所以还是应以抗规为准
8、吧？ 抗规5.2.5 条的条文说明，在 P324，其最后几句话是“对于存在竖向不规则的结构，突变部位的薄弱楼层，尚应按本规范 3.4.4 条的规定，再乘以不小于 1.15的系数”。我对其的理解是：3.4.4 条中的 1.15 和 5.2.5 中的 1.15 是一致的，之所以在 5.2.5 条中规定 “对竖向不规则结构的薄弱层，尚应乘以 1.15 的增大系数”，就是因为 3.4.4 条的规定。也正是从此出发，我一直认为，高规在前面写成 1.25，而在剪重比那里还是1.15 没有变化，是不协调的。支持你的观点，同时也就是朱总的观点，高规这里说的应该是有问题，自相矛盾。应以抗规为准。把条文说明贴出来
9、，大家品位。但是抗规要求乘的是 1.15 的系数，高规是 1.25抗规：对于存在竖向不规则的结构，突变部位的薄弱楼层，尚应按本规范 34 4 条的规定，再乘以不小于 1.15 的系数。高规：对于竖向不规则结构的薄弱层的水平地震剪力，本规程第 35 8 条规定应乘以1.25 的增大系数，该层剪力放大 1.25 倍后仍需要满足本条的规定，即该层的地震剪力系数不应小于表 4312 中数值的 1.15 倍。四、对兰书题目的剖析1、本题给出的图形中的 Fi 应该是根据底部剪力法求的得，是根据结构的自身特性求解得到，没有经过任何认为调整的。1）第 6 题：最底层的剪力：Vek1=160kN需要拿这个和 5
10、.2.5 条的最小减重比算出来的剪力来比较，是采用 160 来比较，不需要做任何调整。只有比较未经任何调整过的剪力，才能真正意义上知道这个结构的剪力是否合适（反应出来结构竖向布置是否合理，各层的刚度是否合适） 。2)剪力系数求解 T=3.8s 8 度 0.2g 介于 3.5-5s 之间，内插得到一般层的 =0.304对于薄弱层，乘以 1.15，=0.03496=209.76kN由于 1605Tg=5*0.25=1.25,且小于 6s，属于位移控制段。若结构基本周期位于反应谱的位移控制段时，则各楼层 i 均需按底部的剪力系数的差值0 增加该层的地震剪力F Eki 0GEi；于是得到第二层的剪力：
11、Vek2=150+ 0 GEi=150+0.00829*4600=188.134kN重新读了下规范，规范的本意这里采用 GEi 本意应该是让采用二层 六层总的重力荷载代表值，如果不是这个意思的话应该采用 Gi，规范里面的意思 Gi 是某层的重力荷载代表值 ，这么理解也更贴合规范的意思，底层采用 0GE（总的重力荷载代表值，也可以理解为 0GE1） ，因此对于二层采用 0GE2（二六层的总重力荷载代表值） ，只有这么做对剪力的调整才具有连续性，符合常规。也可以从另外一个方面来考虑，比如顶层增加0GE6（水平地震力 F6 增加了 F 6= 0G6） ，第五层增加 0GE5（ 0GE5=F 5+F
12、6，第 5层水平地震力 F5增加F 5= 0G5） ，如此循环算到底层增加的就是 0GE，对于底层的就是各层水平地震力F i 的代数和。这种理解不管是对电算和手算操作都十分方便，而且符合剪力的变化趋势，原来的理解明显的各层剪力的增加值到了底层无法闭合，底层以上各层调整那么小，底层哪里出来那么大的剪力调整值呢？大家要注意，如果采用底部剪力法手算地震组合下的结构内力，都是先调整各层剪力满足最小剪重比，然后重新求得 Fi 加在结构上，重新计算结构内力，注意 Fi 才是外力，剪力 VEk 是进行结构分析后得到的结构内力，是属于内力范畴的。第六层的剪力：Vek6=40+ 0 GEi=40+0.00829
13、*600=44.974kN 选 D五、剪力的调整重新归纳如下：T1 位于加速度控制段，剪重比调整最大；（T1=5Tg）速度控制段介于两者之间。(Tg5Tg 时，则各楼层 i 均需按底部的剪力系数的差值 0 增加该层的地震剪力F Eki 0GEi，注意这里的 GEi 应该理解为，第 i 楼层以上总的重力荷载代表值；（这个相当于各层的水平地震力 Fi 增加0Gi，各层的 Fi 增加 0Gi，最终各层的剪力就增加 0GEi）3、结构基本自震周期位于设计反应谱的速度控制段，既 Tg T15Tg，则增加值应大于0GEi，顶部增加值可取动位移作用和加速度作用二者的平均值，中间各层的增加值可近似按线性分布。三种情况下，底部剪力的增加值求法均一样，其他层的对于第 3 种调整最麻烦，这时需要求得第一种情况下的顶层剪力的增大系数（和底层的相同） ，求得顶层剪力增大值，然后求得第二种情况顶层的剪力增大值F Eki 0GEi，取前两种情况下剪力增加值的平均值作为第三种情况下的剪力增加值F Eki，中间各层的增加值根据顶层增加值和底层增加值近似线性内插。 （这里近似线性内插具体是采用层数来线性内插，还是采用各楼层所在位置的房屋高度来内插，就不得而知，但是不管是那种，都是近似算法，不必再纠缠。 ）原来的理解出现偏差，对大家造成的不便，请谅解。
