于永修

【摘 要】《建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2010》和《高程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程JGJ3-2010》給出了結(jié)構(gòu)的四種側(cè)向剛度比的算法，但四種方法適用的結(jié)構(gòu)類型和部位不同，要求的剛度比也不同，對具體工程的具體部位計算出的剛度比，四種方法有時相差很大，本文對四種方法做了梳理，并對實際設(shè)計中做出了合理的建議。

【關(guān)鍵詞】側(cè)向剛度比；嵌固端；轉(zhuǎn)換層

0 前言

現(xiàn)代建筑體型日益復(fù)雜，為保證建筑結(jié)構(gòu)是豎向剛度均勻變化，防止突變，國內(nèi)外相關(guān)規(guī)范都對側(cè)向剛度有明確的要求，通過側(cè)向剛度比的計算，可有效判斷樓層是否為薄弱層、地下室是否能作為嵌固端、轉(zhuǎn)換層剛度是否滿足要求等等。不同的結(jié)構(gòu)類型以及對不同部位，側(cè)向剛度計算方法差別很大，我國《建筑抗震設(shè)計規(guī)范GB50011-2010》 和 《高程混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)程JGJ3-2010》給出了結(jié)構(gòu)的四種側(cè)向剛度比的算法，但實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計中新入職設(shè)計人員往往把握的不準或應(yīng)用混亂，本文對四種側(cè)向剛度比的算法一一分析總結(jié)。

1 樓層剪力與層間位移比的理解與應(yīng)用

1）規(guī)范要求：《抗規(guī)》3.4.3條及《高規(guī)》第3.5.2條均規(guī)定：其樓層側(cè)向剛度不宜小于上部相鄰樓層側(cè)向剛度的70%或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。

2）計算公式：

3）應(yīng)用范圍：

（1）適用于以剪切變形為主的結(jié)構(gòu)體系——框架結(jié)構(gòu)，對于框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等彎曲變形為主的結(jié)構(gòu)體系計算剛度偏小。

（2）可用于執(zhí)行《抗震規(guī)范》第3.4.3條及《高規(guī)》第3.5.2條規(guī)定的剛度比計算。

（3）可用于執(zhí)行 《高規(guī)》第5.3.7條規(guī)定的判斷地下室頂板能否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。

（4）可用于執(zhí)行《高規(guī)》第E.0.2條，轉(zhuǎn)換層在3層及以上時側(cè)向剛度比。

2 考慮層高修正的樓層剪力與層間位移比的理解與應(yīng)用

1）規(guī)范要求：《高規(guī)》第3.5.2條規(guī)定：對框架-剪力墻、板柱-剪力墻結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架-核心筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)，樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比γ可按下式計算，且本層與相鄰上層的比值不宜小于0.9且本層層高大于相鄰上層層高的1.5倍時，該比值不宜小于1.1；對結(jié)構(gòu)底部嵌固層，該比值不宜小于1.5。 該方法在國外規(guī)范也有采用。

2）計算公式：

3）應(yīng)用范圍：

（1）適用于以彎曲變形為主的結(jié)構(gòu)體系——框剪結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)等。

（2）可用于執(zhí)行《高規(guī)》第3.5.2條規(guī)定的剛度比計算。

（3）可用于執(zhí)行 《高規(guī)》第5.3.7條規(guī)定的判斷地下室頂板能否作為上部結(jié)構(gòu)的嵌固端。

3 剪切剛度的理解與應(yīng)用

1）規(guī)范要求：

（1）《高規(guī)》第E.0.1條規(guī)定：轉(zhuǎn)換層設(shè)置在1、2層時，可近似采用轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)等效剪切剛度比γ表示轉(zhuǎn)換層上、下層結(jié)構(gòu)剛度的變化，γ宜接近1，非抗震設(shè)計時γ不應(yīng)小于0.4，抗震設(shè)計時γ不應(yīng)小于0.5。

（2）《抗震規(guī)范2008》第6.1.14條規(guī)定：當?shù)叵率翼敯遄鳛樯喜拷Y(jié)構(gòu)的嵌固部位時，地下室結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度與上部結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度之比不宜小于2.其側(cè)向剛度的計算方法按照條文說明可以采用剪切剛度。

2）計算公式：

3）應(yīng)用范圍：

（1）可用于執(zhí)行《高規(guī)》第E.0.1，轉(zhuǎn)換層在1、2層時側(cè)向剛度比。

（2）可用于結(jié)構(gòu)嵌固部位剛度比的補充計算，要求γ應(yīng)≥1.5，宜≥2。

4 等效側(cè)向剛度的理解與應(yīng)用

1）規(guī)范要求：

（1）《高規(guī)》第E.0.3條規(guī)定：底部大空間大于一層時，其轉(zhuǎn)換層上部與下部結(jié)構(gòu)等效側(cè)向剛度比γe可采用下圖所示的計算模型按公式計算。γe宜接近1，非抗震設(shè)計時γe不應(yīng)大于2，抗震設(shè)計時γe不應(yīng)大于1.3。

2）計算公式：

3）應(yīng)用范圍：可用于執(zhí)行《高規(guī)》第E.0.3條規(guī)定的工程的剛度比的計算。

綜上所述，以上四種側(cè)向剛度比的計算方法所適用的結(jié)構(gòu)類型、驗算的部位、規(guī)范的要求有相同之處也有不同之處，采用不同的計算方法時，側(cè)向剛度比的計算結(jié)果也不相同，有時結(jié)果相差很大，在實際的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)工程的具體情況及計算部位正確選擇側(cè)向剛度比的計算方法，必要時應(yīng)采用多種計算方法進行比較選擇。

【參考文獻】

[1]建筑抗震設(shè)計規(guī)范 GB50011-2010[S].中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[2]高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程 JGJ3-2010[S].中國建筑工程出版社，2011.

[3]朱炳寅.建筑抗震設(shè)計規(guī)范應(yīng)用與分析 GB50011-2010[M].中國建筑工業(yè)出版社，2011.

[4]傅學(xué)怡.實用高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[M].中國建筑工業(yè)出版社，2010.

[責任編輯：楊玉潔]