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平面不规则结构的判断及调整.ppt
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1、平面不规则结构的判断及调整编写:黄吉锋编写:黄吉锋 中国建筑科学研究院软件所中国建筑科学研究院软件所 目录1.平面不规则的类型2.楼层位移比3.结构周期比4.楼面凹凸不规则、楼板不连续结构的 调整和设计5.结构扭转效应控制:扭转不规则结构的 调整和设计1.1.平面不规则的类型平面不规则的类型平面不规则的类型平面不规则的类型扭转不规则凹凸不规则楼板局部不连续平面不规则的类型:扭转不规则平面不规则的类型:扭转不规则平面不规则的类型:扭转不规则平面不规则的类型:扭转不规则qq扭转不规则 单向偶然偏心地震作用下的位移比超过单向偶然偏心地震作用下的位移比超过1.21.2qq扭转特别不规则 A A类高层建
2、筑:单向偶然偏心地震作用下的位移比类高层建筑:单向偶然偏心地震作用下的位移比超过超过 1.5 1.5,或者,或者Tt/T10.90Tt/T10.90 B B类高层建筑、混合结构、复杂高层:单向偶然偏类高层建筑、混合结构、复杂高层:单向偶然偏心地震作用下的位移比超过心地震作用下的位移比超过 1.4 1.4,或者,或者Tt/T10.85Tt/T10.85 平面不规则的类型:凹凸不规则平面不规则的类型:凹凸不规则平面不规则的类型:凹凸不规则平面不规则的类型:凹凸不规则qq平面太狭长 L/B6(L/B6(抗震设防烈度抗震设防烈度6 6,7 7度)度)L/B5(L/B5(抗震设防烈度抗震设防烈度8 8,
3、9 9度)度)qq凹进太多 l/Bmax 0.35(l/Bmax 0.35(抗震设防烈度抗震设防烈度6 6,7 7度)度)l/Bmax 0.30(l/Bmax 0.30(抗震设防烈度抗震设防烈度8 8,9 9度)度)qq凸出太细 l/b 2.0(l/b 2.0(抗震设防烈度抗震设防烈度6 6,7 7度)度)l/b 1.5(l/b 1.5(抗震设防烈度抗震设防烈度8 8,9 9度)度)平面不规则的类型:凹凸不规则平面不规则的类型:凹凸不规则平面不规则的类型:凹凸不规则平面不规则的类型:凹凸不规则平面太狭长凹入太多凸出太细平面不规则的类型:凹凸不规则狭长平面实例平面不规则的类型:凹凸不规则凹凸不规
4、则平面实例平面不规则的类型:凹凸不规则凹凸不规则平面实例平面不规则的类型平面不规则的类型平面不规则的类型平面不规则的类型:楼板局部不连续楼板局部不连续楼板局部不连续楼板局部不连续qq一般不规则 有效宽度有效宽度BeBe小于典型宽度小于典型宽度B B的的50%50%:Be0.5BBe0.3AAt0.3Aqq特别不规则有效净宽度有效净宽度BeBe小于小于5 5米或一侧楼板最小有效宽度小米或一侧楼板最小有效宽度小于于2 2米米平面不规则的类型平面不规则的类型平面不规则的类型平面不规则的类型:楼板局部不连续楼板局部不连续楼板局部不连续楼板局部不连续相对有效宽度太小(30%)绝对有效宽度太小(总宽5m或
5、单侧2m)平面不规则的类型:楼板局部不连续严重楼板局部不连续平面实例:三条占全了!2.2.楼层位移比楼层位移比楼层位移比楼层位移比基本概念计算条件相关参量取值几何解释:位移比与形心转心的关系竖向变化规律,位移比立面控制楼层位移比:基本概念楼层位移比:基本概念楼层位移比:基本概念楼层位移比:基本概念楼层位移比的概念楼层层间位移比的概念楼层位移比:相关参量取值最大位移:墙顶、柱顶节点的最大位移平均位移:墙顶、柱顶节点的最大位移与最小位移之和除2最大层间位移:墙、柱层间位移的最大值平均层间位移:墙、柱层间位移的最大值与最小值之和除2不考虑无柱节点的位移!是对结构整体抗扭特性的衡量,是结构的全局指标,
6、非局部指标。为了保证位移比的全局意义,计算位移比时,应采用强制刚性楼面假定规范仅对地震作用要求位移比控制楼层位移比:计算条件楼层位移比:计算条件楼层位移比:计算条件楼层位移比:计算条件楼层位移比:计算条件楼层位移比:计算条件楼层位移比:计算条件楼层位移比:计算条件楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释控制楼层的位移比 等价于控制楼层 形心与楼层转动中心的距离 r位移比与转动中心的关系:楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释14320.5B1.0B1.5B2.0B2.5BrB:垂直于地震方向的楼面宽度r:形心与转
7、心在垂直于地震方向的距离楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释BBB转动中心 CR楼面形心CSr=2.5B楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:几何解释楼层位移比:竖向变化规律楼层位移比:竖向变化规律楼层位移比:竖向变化规律楼层位移比:竖向变化规律楼层位移比:竖向变化规律楼层位移比:竖向变化规律楼层位移比:竖向变化规律楼层位移比:竖向变化规律楼层位移比:如何进行立面控制楼层位移比:如何进行立面控制楼层位移比:如何进行立面控制楼层位移比:如何进行立面控制通过考察位移比的竖向变化规律我们知道,结构底部的位移比理论上会趋于无
8、穷大,控制底部楼层的位移比有时难以实行。笔者建议,仅对于楼面标高高于结构主体总高度1/4的楼层,才按照规范限值控制其位移比;对于地下室以及楼面标高不高于结构主体总高度的1/4的楼层,可以不必控制其位移比。楼层位移比:如何进行立面控制楼层位移比:如何进行立面控制楼层位移比:如何进行立面控制楼层位移比:如何进行立面控制控制1/4总高处的位移比小于1.5相当于控制顶层位移比小于(1+0.5/3.68)=1.136控制1/4总高处的位移比小于1.4相当于控制顶层位移比小于(1+0.4/3.68)=1.109控制1/4总高处的位移比小于1.2相当于控制顶层位移比小于(1+0.2/3.68)=1.054如
9、此看来,这个控制已经足够严格了!3.3.结构周期比结构周期比结构周期比结构周期比扭转效应与周期比的关系如何选取Tt,Tx1,Ty1结构周期比:扭转效应与周期比结构周期比:扭转效应与周期比结构周期比:扭转效应与周期比结构周期比:扭转效应与周期比结构的地震扭转反应与两个因素有关:一是偏心率,二是周期比。用公式表示就是:偏心率结构相对扭转反应周期比结构周期比:扭转效应与周期比结构周期比:扭转效应与周期比结构周期比:扭转效应与周期比结构周期比:扭转效应与周期比结构扭转效应随周期比的变化曲线周期比接近1.0时,扭转效应出现峰值结构周期比:扭转效应与周期比结构周期比:扭转效应与周期比结构周期比:扭转效应与
10、周期比结构周期比:扭转效应与周期比周期比接近1.0时,扭转效应出现峰值,故应使周期比尽量远离1.0理论上宜控制双向周期比均满足限值:实际运用时,可采用较松的做法,满足下式即可:结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1何为扭转为主?整体振动整体振动 扭转成分超过扭转成分超过80%80%何为平动为主?整体振动整体振动 平动成分超过平动成分超过80%80%结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期
11、比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1振型振型 周周 期期 转转 角角 平动系数平动系数(X+Y)X+Y)扭转系扭转系数数 1 1.4541 3.44 0.98(0.98+0.00)1 1.4541 3.44 0.98(0.98+0.00)0.020.02 2 1.3492 123.47 0.06(0.02+0.04)2 1.3492 123.47 0.06(0.02+0.04)0.940.94 3 1.1973 91.85 0.96(0.00+0.95)3 1.1973 91.85 0.96(0.00+0.95)0.040.04 4 0.4985 4.10
12、0.97(0.96+0.01)4 0.4985 4.10 0.97(0.96+0.01)0.030.03 5 0.4653 140.25 0.06(0.03+0.02)5 0.4653 140.25 0.06(0.03+0.02)0.940.94 6 0.3877 92.42 0.62(0.00+0.62)6 0.3877 92.42 0.62(0.00+0.62)0.380.38 7 0.2381 0.27 0.99(0.99+0.00)7 0.2381 0.27 0.99(0.99+0.00)0.010.01 8 0.2182 57.47 0.05(0.02+0.04)8 0.2182 5
13、7.47 0.05(0.02+0.04)0.950.95 9 0.1699 91.58 0.97(0.00+0.96)9 0.1699 91.58 0.97(0.00+0.96)0.030.03平动为主扭转为主混合振型结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1这样的局部平动振型对应的周期不能作为验算周期比的素材,要采用强制刚性楼板假定以获得整体平动振型结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1采用强制刚性楼板假定后变成整体平扭振型结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1这样的局部扭转振型对应的周期也不能作为验算周期比的素材,要采用强制刚性楼板假定获得整体扭转振型结构周期比:如何选取Tt,Tx1,T
14、y1采用强制刚性楼板假定后变成整体扭转振型结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1何为“第一”,“第二”,“第N”振型?有几个“振幅零点”就是第几阶振型 第一振型第二振型第三振型一阶振型实例结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1何谓振型的“阶”?二阶振型实例结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1何谓振型的“阶”?三阶振型实例结构周期比:如何选取结构周期比
15、:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1何谓振型的“阶”?结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1周期比验算中所用到的周期Tt,Tx1,Ty1,均为“第一”,不应取其余。“第二”,“第三”,乃至于“第N”均为不可取。X,Y应理解为结构的刚度主轴,一般不同于 用户建模时所采用的坐标轴结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取结构周期比:如何选取Tt,Tx1,Ty1Tt,Tx1,Ty1沿结构刚度主轴方向的第一侧振周期示意XY4.4.楼面凹凸不规则、楼板
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