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樓層剪切剛度

發布時間: 2021-10-29 01:13:12

『壹』 什麼是樓層側向剛度

主要為限制結構豎向布置的不規則性,避免結構剛度沿豎向突變,形成薄弱層,版見抗權規3.4.2,高規3.5.2、3.5.3及相應的條文說明;對於形成的薄弱層則按高規3.5.8予以加強。

中文名稱:剛度 英文名稱:stiffness;rigidity
定義1:作用在彈性元件上的力或力矩的增量與相應的位移或角位移的增量之比。 所屬學科:機械工程(一級學科);振動與沖擊(二級學科);振動與沖擊一般名詞(三級學科)
定義2:結構或構件抵抗彈性變形的能力,用產生單位應變所需的力或力矩來量度。
所屬學科:水利科技(一級學科);工程力學、工程結構、建築材料(二級學科);工程力學(水利)(三級學科)

『貳』 樓層抗側剛度怎麼算

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收藏 1引言隨著建築功能的多樣化,高層建築豎向布置日益復雜,常因下列因素引起高層建築的側向剛度突變[1]:①立面收進幅度過大建築;②連體建築;③立面開大洞建築;④大底盤多塔樓建築;⑤帶有轉換層結構建築。計算分析和地震震害均表明[2]:結構剛度沿豎向突變、外形外挑或內收等,都會使某些樓層的變形過分集中,出現嚴重震害甚至倒塌。所以設計中應力求使結構剛度自下而上逐漸均勻減小,體型均勻、不突變。因此,我國有關規范[2,3]對抗震設計時結構側向剛度變化做出了如下規定:(1)建築結構某樓層側向剛度不宜小於相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。樓層的側向剛度可取樓層剪力和該樓層層間位移的比值。(2)地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構側向剛度之比不宜小於2。當進行方案設計時,側向剛度比可用剪切剛度比估算。(3)底部帶轉換層的結構,當底部大空間為一層時,其轉換層上、下層結構等效剪切剛度(即剪切剛度)比宜接近1,抗震設計時不應大於2;當底部大空間層數大於一層時,其轉換層上部與下部結構的等效側向剛度(即剪彎剛度)比宜接近1,(本文共計5頁) 如何獲取本文>>

『叄』 剪切剛度的介紹

剪切剛度是反映結構面剪切變形性質的重要參數,其數值等於峰值前剪切剛度曲線上任一點的切線斜率。

『肆』 剪切剛度的剪切剛度的理解與應用

⑴規范要求:
①《高規》第E.0.1條規定:底部大空間為一層時,可近似採用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化,γ宜接近1,非抗震設計時γ不應大於3,抗震設計時γ不應大於2.計算公式見《高規》177頁。
②《抗震規范》第6.1.14條規定:當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構的側向剛度之比不宜小於2.其側向剛度的計算方法按照條文說明可以採用剪切剛度。計算公式見《高規》15頁。
⑵SATWE軟體所提供的計算方法為《抗震規范》提供的方法。
⑶應用范圍:可用於執行《高規》第E.0.1條和《抗震規范》第6.1.14條規定的工程的剛度比的計算。

『伍』 層剛度計算的三種計算方法層剛度比的含義是什麼

(一)地震力與地震層間位移比的理解與應用

⑴規范要求:《抗震規范》第3.4.2和3.4.3條及《高規》第4.4.2條均規定:其樓層側向剛度不宜小於上部相鄰樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。

⑵計算公式:Ki=Vi/Δui

⑶應用范圍:

①可用於執行《抗震規范》第3.4.2和3.4.3條及《高規》第4.4.2條規定的工程剛度比計算。

②可用於判斷地下室頂板能否作為上部結構的嵌固端。

(二)剪切剛度的理解與應用

⑴規范要求:

①《高規》第E.0.1條規定:底部大空間為一層時,可近似採用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化,γ宜接近1,非抗震設計時γ不應大於3,抗震設計時γ不應大於2.計算公式見《高規》151頁。

②《抗震規范》第6.1.14條規定:當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構的側向剛度之比不宜小於2.其側向剛度的計算方法按照條文說明可以採用剪切剛度。計算公式見《抗震規范》253頁。

⑵SATWE軟體所提供的計算方法為《抗震規范》提供的方法。

⑶應用范圍:可用於執行《高規》第E.0.1條和《抗震規范》第6.1.14條規定的工程的剛度比的計算。

(三)剪彎剛度的理解與應用

⑴規范要求:

①《高規》第E.0.2條規定:底部大空間大於一層時,其轉換層上部與下部結構等效側向剛度比γe可採用圖E所示的計算模型按公式(E.0.2)計算。γe宜接近1,非抗震設計時γe不應大於2,抗震設計時γe不應大於1.3.計算公式見《高規》151頁。

②《高規》第E.0.2條還規定:當轉換層設置在3層及3層以上時,其樓層側向剛度比不應小於相鄰上部樓層的60%。

⑵SATWE軟體所採用的計算方法:高位側移剛度的簡化計算

⑶應用范圍:可用於執行《高規》第E.0.2條規定的工程的剛度比的計算。

(四)《上海規程》對剛度比的規定

《上海規程》中關於剛度比的適用范圍與國家規范的主要不同之處在於:

⑴《上海規程》第6.1.19條規定:地下室作為上部結構的嵌固端時,地下室的樓層側向剛度不宜小於上部樓層剛度的1.5倍。

⑵《上海規程》已將三種剛度比統一為採用剪切剛度比計算。

(五)工程算例:

⑴工程概況:某工程為框支剪力牆結構,共27層(包括二層地下室),第六層為框支轉換層。結構三維軸測圖、第六層及第七層平面圖如圖1所示(圖略)。該工程的地震設防烈度為8度,設計基本加速度為0.3g.

⑵1~13層X向剛度比的計算結果:

由於列表困難,下面每行數字的意義如下:以「/」分開三種剛度的計算方法,第一段為地震剪力與地震層間位移比的演算法,第二段為剪切剛度,第三段為剪彎剛度。具體數據依次為:層號,RJX,Ratx1,薄弱層/RJX,Ratx1,薄弱層/RJX,Ratx1,薄弱層。

其中RJX是結構總體坐標系中塔的側移剛度(應乘以10的7次方);Ratx1為本層塔側移剛度與上一層相應塔側移剛度70%的比值或上三層平均剛度80%的比值中的較小者。具體數據如下:

1,7.8225,2.3367,否/13.204,1.6408,否/11.694,1.9251,否

2,4.7283,3.9602,否/11.444,1.5127,否/8.6776,1.6336,否

3,1.7251,1.6527,否/9.0995,1.2496,否/6.0967,1.2598,否

4,1.3407,1.2595,否/9.6348,1.0726,否/6.9007,1.1557,否

5,1.2304,1.2556,否/9.6348,0.9018,是/6.9221,0.9716,是

6,1.3433,1.3534,否/8.0373,0.6439,是/4.3251,0.4951,是

7,1.4179,2.2177,否/16.014,1.3146,否/11.145,1.3066,否

8,0.9138,1.9275,否/16.014,1.3542,否/11.247.1.3559,否

9,0.6770,1.7992,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

10,0.5375,1.7193,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

11,0.4466,1.6676,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

12,0.3812,1.6107,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否13,0.3310,1.5464,否/14.782,1.2500,否/10.369,1.2500,否

注1:SATWE軟體在進行「地震剪力與地震層間位移比」的計算時「地下室信息」中的「回填土對地下室約束相對剛度比」里的值填「0」;

注2:在SATWE軟體中沒有單獨定義薄弱層層數及相應的層號;

注3:本算例主要用於說明三種剛度比在SATWE軟體中的實現過程,對結構方案的合理性不做討論。

⑶計算結果分析

①按不同方法計算剛度比,其薄弱層的判斷結果不同。

②設計人員在SATWE軟體的「調整信息」中應指定轉換層第六層薄弱層層號。指定薄弱層層號並不影響程序對其它薄弱層的自動判斷。

③當轉換層設置在3層及3層以上時,《高規》還規定其樓層側向剛度比不應小於相鄰上部樓層的60%。這一項SATWE軟體並沒有直接輸出結果,需要設計人員根據程序輸出的每層剛度單獨計算。例如本工程計算結果如下:

1.3433×107/(1.4179×107)=94.74%>60%

滿足規范要求。

④地下室頂板能否作為上部結構的嵌固端的判斷:

a)採用地震剪力與地震層間位移比

=4.7283×107/(1.7251×107)=2.74>2

地下室頂板能夠作為上部結構的嵌固端

b)採用剪切剛度比

=11.444×107/(9.0995×107)=1.25<2

地下室頂板不能夠作為上部結構的嵌固端

⑤SATWE軟體計算剪彎剛度時,H1的取值范圍包括地下室的高度,H2則取等於小於H1的高度。這對於希望H1的值取自0.00以上的設計人員來說,或者將地下室去掉,重新計算剪彎剛度,或者根據程序輸出的剪彎剛度,人工計算剛度比。以本工程為例,H1從0.00算起,採用剛度串模型,計算結果如下:

轉換層所在層號為6層(含地下室),轉換層下部起止層號為3~6,H1=21.9m,轉換層上部起止層號為7~13,H2=21.0m.

K1=[1/(1/6.0967+1/6.9007+1/6.9221+1/4.3251)]×107=1.4607×107

K2=[1/(1/11.145+1/11.247+1/10.369)×107=1.5132×107

Δ1=1/K1 ; Δ2=1/K2

則剪彎剛度比γe=(Δ1×H2)/(Δ2×H1)=0.9933

(六)關於三種剛度比性質的探討

⑴地震剪力與地震層間位移比:是一種與外力有關的計算方法。規范中規定的Δui不僅包括了地震力產生的位移,還包括了用於該樓層的傾覆力矩Mi產生的位移和由於下一層的樓層轉動而引起的本層剛體轉動位移。

⑵剪切剛度:其計算方法主要是剪切面積與相應層高的比,其大小跟結構豎向構件的剪切面積和層高密切相關。但剪切剛度沒有考慮帶支撐的結構體系和剪力牆洞口高度變化時所產生的影響。

⑶剪彎剛度:實際上就是單位力作用下的層間位移角,其剛度比也就是層間位移角之比。它能同時考慮剪切變形和彎曲變形的影響,但沒有考慮上下層對本層的約束。

三種剛度的性質完全不同,它們之間並沒有什麼必然的聯系,也正因為如此,規范賦予了它們不同的適用范圍。

『陸』 柱的抗側移剛度 樓層剪切剛度的區別

舉個簡單的例子你就會明白了!
如果每根柱子抗側剛度為k,每層有4跟柱子,那麼每個樓層的剪切剛度就是4k。

『柒』 樓層剛度比 樓層剛度和剛度比的概念是什麼 拜求答案!!...

http://ke..com/view/4111940.htm
http://ke..com/view/121447.htm
剛度比 主要為限制結構豎向布置的不規則性,避免結構剛度沿豎向突變,形成薄弱層,見抗規3.4.2,高規4.4.2及相應的條文說明;對於形成的薄弱層則按高規5.1.14予以加強。 規定: F新抗震規范附錄E2.1規定,筒體結構轉換層上下層的側向剛度比不宜大於2。 F新高規的4.4.3條規定,抗震設計的高層建築結構,其樓層側向剛度不宜小於相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。 F新高規的5.3.7條規定,高層建築結構計算中,當地下室的頂板作為上部結構嵌固端時,地下室結構的樓層側向剛度不應小於相鄰上部結構樓層側向剛度的2倍。 F新高規的10.2.6條規定,底部大空間剪力牆結構,轉換層上部結構與下部結構的側向剛度,應符合高規附錄D的規定。 FE.0.1底部大空間為一層的部分框支剪力牆結構,可近似採用轉換層上、下層結構等效剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化,非抗震設計時γ不應大於3,抗震設計時不應大於2。 FE.0.2底部為2~5層大空間的部分框支剪力牆結構,其轉換層下部框架-剪力牆結構的等效側向剛度與相同或相近高度的上部剪力牆結構的等效側向剛度比γe宜接近1,非抗震設計時不應大於2,抗震設計時不應大於1.3。 層剛度比的計算方法: F高規附錄E.0.1建議的方法——剪切剛度 Ki = Gi Ai / hi F高規附錄E.0.2建議的方法——剪彎剛度 Ki = Fi / Δi F抗震規范的3.4.2和3.4.3條文說明中建議的計算方法: Ki = Vi / Δui 層剛度比的控制方法: 新規范要求結構各層之間的剛度比,並根據剛度比對地震力進行放大,所以剛度比的合理計算很重要。 新規范對結構的層剛度有明確的要求,在判斷樓層是否為薄弱層、地下室是否能作為嵌固端、轉換層剛度是否滿足要求等等,都要求有層剛度作為依據,所以層剛度計算的准確性就比較重要。程序提供了三種計算方法: Ø1。樓層剪切剛度 Ø2。單層加單位力的樓層剪彎剛度 Ø3。樓層平均剪力與平均層間位移比值的層剛度 三種計算方法有差異是正常的,可以根據需要選擇。 Ø只要計算地震作用,一般應選擇第 3 種層剛度演算法 Ø不計算地震作用,對於多層結構可以選擇剪切層剛度演算法,高層結構可以選擇剪彎層剛度 Ø不計算地震作用,對於有斜支撐的鋼結構可以選擇剪彎層剛度演算法 轉換層結構按照「高規」要求計算轉換層上下幾層的層剛度比,一般取轉換層上下等高的層數計算。 層剛度作為該層是否為薄弱層的重要指標之一,對結構的薄弱層,規范要求其地震剪力放大1.15,這里程序將由用戶自行控制。 當採用第3種層剛度的計算方式時,如果結構平面中的洞口較多,這樣會造成樓層平均位移的計算誤差增加,此時應選擇「強制剛性樓板假定」來計算層剛度。選擇剪切、剪彎層剛度時,程序默認樓層為剛性樓板。 層剛度比即結構必須要有層的概念,但是,對於一些復雜結構,如坡屋頂層、體育館、看台、工業建築等,這些結構或者柱、牆不在同一標高,或者本層根本沒有樓板,所以在設計時,可以不考慮這類結構所計算的層剛度特性。 對於大底盤多塔結構,或上聯多塔結構,在多塔和單塔交接層之間的層剛度比是沒有意義的。如大底盤處因為離塔較遠的構件,對該塔的層剛度沒有貢獻,所以遇到多塔結構時,層剛度的計算應該把底盤切開,只能保留與該塔2到3跨的底盤結構。 對於錯層結構或帶有夾層的結構,層剛度比有時得不到合理的計算,這是因為層的概念被廣義化了。此時,需要採用模型簡化才能計算出層剛度比。
度科技名詞定義
中文名稱:剛度 英文名稱:stiffness;rigidity 定義1:作用在彈性元件上的力或力矩的增量與相應的位移或角位移的增量之比。 所屬學科:機械工程(一級學科);振動與沖擊(二級學科);振動與沖擊一般名詞(三級學科) 定義2:結構或構件抵抗彈性變形的能力,用產生單位應變所需的力或力矩來量度。 所屬學科:水利科技(一級學科);工程力學、工程結構、建築材料(二級學科);工程力學(水利)(三級學科) 本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布
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機械零件和構件抵抗變形的能力。在彈性范圍內,剛度是零件載荷與位移成正比的比例系數,即引起單位位移所需的力。它的倒數稱為柔度,即單位力引起的位移。剛度可分為靜剛度和動剛度。

目錄

基本定義
轉動剛度
小位移和大位移
靜剛度和動剛度
與彈性模量的關系
工程中的應用
編輯本段基本定義
一個機構的剛度(k)是指彈性體抵抗變形(彎曲、拉伸、壓縮等)的能力。計算公式: k=P/δ P是作用於機構的恆力,δ是由於力而產生的形變。 剛度的國際單位是牛頓每米(N/m)。
編輯本段轉動剛度
(Rotational stiffness) 轉動剛度(k)為: 橡塑管材環剛度試驗機
k=M/θ 其中,M為施加的力矩,θ為旋轉角度。 轉動剛度的國家單位為牛米每弧度。 轉動剛度的還有一個常用的單位為英寸磅每度。 其他的剛度包括: 拉壓剛度(Tension and compressionstiffness) 軸力比軸向線應變(EA) 剪切剛度(shear stiffness) 剪切力比剪切應變(GA) 扭轉剛度(torsional stiffness) 扭矩比扭應變(GI)
編輯本段小位移和大位移
計算剛度的理論分為小位移理論和大位移理論。大位移理論根據結構受力後的變形位置建立平衡方程,得到的結果精確,但計算比較復雜。小位移理論在建立平衡方程時暫時先假定結構是不變形的,由此從外載荷求得結構內力以後,再考慮變形計算問題。大部分機械設計都採用小位移理論。例如,在梁的彎曲變形計算中,因為實際變形很小,一般忽略曲率式中的撓度的一階導數,而用撓度的二階導數近似表達梁軸線的曲率。這樣做的目的是將微分方程線性化,以大大簡化求解過程;而當有幾個載荷同時作用時,可分別計算每個載荷引起的彎曲變形後再疊加。
編輯本段靜剛度和動剛度
靜載荷下抵抗變形的能力稱為靜剛度。動載荷下抵抗變形的能力稱為動剛度,即引起單位振幅所需的動態力。如果幹擾力變化很慢(即干擾力的頻率遠小於結構的固有頻率),動剛度與靜剛度基本相同。干擾力變化極快(即干擾力的頻率遠大於結構的固有頻率時),結構變形比較小,即動剛度比較大。當干擾力的頻率與結構的固有頻率相近時,有共振現象,此時動剛度最小,即最易變形,其動變形可達靜載變形的幾倍乃至十幾倍。 構件變形常影響構件的工作,例如齒輪軸的過度變形會影響齒輪嚙合狀況,機床變形過大會降低加工精度等。影響剛度的因素是材料的彈性模量和結構形式,改變結構形式對剛度有顯著影響。剛度計算是振動理論和結構穩定性分析的基礎。在質量不變的情況下,剛度大則固有頻率高。靜不定結構的應力分布與各部分的剛度比例有關。在斷裂力學分析中,含裂紋構件的應力強度因子可根據柔度求得。
編輯本段與彈性模量的關系
一般來說,剛度和彈性模量是不一樣的。彈性模量是物質組分的性質;而剛度是固體的性質。也就是說,彈性模量是物質微觀的性質,而剛度是物質宏觀的性質。 在無約束單軸拉伸和壓縮的特殊情況下,楊氏模量可以認為是剛度。
編輯本段工程中的應用
在工程應用中,結構的剛度是十分重要的,因此在選擇材料時彈性模量是一個重要指標。當有不可預測的大撓度時,高的彈性模量是十分必要的。當結構需要有好的柔韌性時,就要求彈性模量不要太高。

『捌』 剪切剛度與地震剪力與地震層間位移的比有什麼區別

⑴規范要求:
①《高規》第E.0.1條規定:底部大空間為一層時,可近似採用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化,γ宜接近1,非抗震設計時γ不應大於3,抗震設計時γ不應大於2.計算公式見《高規》177頁。
②《抗震規范》第6.1.14條規定:當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構的側向剛度之比不宜小於2.其側向剛度的計算方法按照條文說明可以採用剪切剛度。計算公式見《高規》15頁。

剪切、剪彎、地震力與地震層間位移比三種剛度比的計算與選擇
(一)地震力與地震層間位移比的理解與應用 
⑴規范要求:《抗震規范》第3.4.2和3.4.3條及《高規》第4.4.2條均規定:其樓層側向剛度不宜小於上部相鄰樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。 
⑵計算公式:Ki=Vi/Δui 
⑶應用范圍: 
①可用於執行《抗震規范》第3.4.2和3.4.3條及《高規》第4.4.2條規定的工程剛度比計算。 
②可用於判斷地下室頂板能否作為上部結構的嵌固端。 
(二)剪切剛度的理解與應用 
⑴規范要求: 
①《高規》第E.0.1條規定:底部大空間為一層時,可近似採用轉換層上、下層結構等效剪切剛度比γ表示轉換層上、下層結構剛度的變化,γ宜接近1,非抗震設計時γ不應大於3,抗震設計時γ不應大於2。計算公式見《高規》151頁。 
②《抗震規范》第6.1.14條規定:當地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構的側向剛度之比不宜小於2。其側向剛度的計算方法按照條文說明可以採用剪切剛度。計算公式見《抗震規范》253頁。 
⑵SATWE軟體所提供的計算方法為《抗震規范》提供的方法。 
⑶應用范圍:可用於執行《高規》第E.0.1條和《抗震規范》第6.1.14條規定的工程的剛度比的計算。 
(三)剪彎剛度的理解與應用 
⑴規范要求: 
①《高規》第E.0.2條規定:底部大空間大於一層時,其轉換層上部與下部結構等效側向剛度比γe可採用圖E所示的計算模型按公式(E.0.2)計算。γe宜接近1,非抗震設計時γe不應大於2,抗震設計時γe不應大於1.3。計算公式見《高規》151頁。 
②《高規》第E.0.2條還規定:當轉換層設置在3層及3層以上時,其樓層側向剛度比不應小於相鄰上部樓層的60%。 
⑵SATWE軟體所採用的計算方法:高位側移剛度的簡化計算

『玖』 對幾種樓層側向剛度計算方法的探討

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收藏推薦 1引言隨著建築功能的多樣化,高層建築豎向布置日益復雜,常因下列因素引起高層建築的側向剛度突變[1]:①立面收進幅度過大建築;②連體建築;③立面開大洞建築;④大底盤多塔樓建築;⑤帶有轉換層結構建築。計算分析和地震震害均表明[2]:結構剛度沿豎向突變、外形外挑或內收等,都會使某些樓層的變形過分集中,出現嚴重震害甚至倒塌。所以設計中應力求使結構剛度自下而上逐漸均勻減小,體型均勻、不突變。因此,我國有關規范[2,3]對抗震設計時結構側向剛度變化做出了如下規定:(1)建築結構某樓層側向剛度不宜小於相鄰上部樓層側向剛度的70%或其上相鄰三層側向剛度平均值的80%。樓層的側向剛度可取樓層剪力和該樓層層間位移的比值。(2)地下室頂板作為上部結構的嵌固部位時,地下室結構的側向剛度與上部結構側向剛度之比不宜小於2。當進行方案設計時,側向剛度比可用剪切剛度比估算。(3)底部帶轉換層的結構,當底部大空間為一層時,其轉換層上、下層結構等效剪切剛度(即剪切剛度)比宜接近1,抗震設計時不應大於2;當底部大空間層數大於一層時,其轉換層上部與下部結構的等效側向剛度(即剪彎剛度)比宜接近1,......(本文共計5頁) 如何獲取本文>>