多層磁電復(fù)合結(jié)構(gòu)裂紋識(shí)別的無(wú)網(wǎng)格邊界節(jié)點(diǎn)法基本信息

高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)在于豎向承重構(gòu)件（柱、剪力墻等）的合理布置，設(shè)計(jì)過(guò)程中主要通過(guò)對(duì)一些目標(biāo)參數(shù)的控制來(lái)達(dá)到這一目的。

一、軸壓比：主要為限制結(jié)構(gòu)的軸壓比，保證結(jié)構(gòu)的延性要求，規(guī)范對(duì)墻肢和柱均有相應(yīng)限值要求。見(jiàn)抗規(guī)6.3.7和6.4.6，高規(guī) 6.4.2和7.2.14及相應(yīng)的條文說(shuō)明。軸壓比不滿足規(guī)范要求，結(jié)構(gòu)的延性要求無(wú)法保證；軸壓比過(guò)小，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少相應(yīng)墻、柱的截面面積。

軸壓比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：

1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。

2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：增大該墻、柱截面或提高該樓層墻、柱混凝土強(qiáng)度。

二、剪重比：主要為限制各樓層的最小水平地震剪力，確保周期較長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)的安全。見(jiàn)抗規(guī)5.2.5，高規(guī)3.3.13及相應(yīng)的條文說(shuō)明。剪重比不滿足規(guī)范要求，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于水平地震剪力過(guò)?。坏糁乇冗^(guò)分大，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。

剪重比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：

1、程序調(diào)整：當(dāng)剪重比偏小但與規(guī)范限值相差不大（如剪重比達(dá)到規(guī)范限值的80％以上）時(shí)，可按下列方法之一進(jìn)行調(diào)整：

1）在SATWE的“調(diào)整信息”中勾選“按抗震規(guī)范5.2.5調(diào)整各樓層地震內(nèi)力”，SATWE按抗規(guī)5.2.5自動(dòng)將樓層最小地震剪力系數(shù)直接乘以該層及以上重力荷載代表值之和，用以調(diào)整該樓層地震剪力，以滿足剪重比要求。

2）在SATWE的“調(diào)整信息”中的“全樓地震作用放大系數(shù)”中輸入大于1的系數(shù)，增大地震作用，以滿足剪重比要求。

3）在SATWE的“地震信息”中的“周期折減系數(shù)”中適當(dāng)減小系數(shù)，增大地震作用，以滿足剪重比要求。

2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：當(dāng)剪重比偏小且與規(guī)范限值相差較大時(shí)，宜調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。

三、剛重比：規(guī)范上限主要用于確定重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)是否可以忽略不計(jì)。見(jiàn)高規(guī)5.4.1和5.4.2及相應(yīng)的條文說(shuō)明。剛重比不滿足規(guī)范上限要求，說(shuō)明重力二階效應(yīng)的影響較大，應(yīng)該予以考慮。規(guī)范下限主要是控制重力荷載在水平作用位移效應(yīng)引起的二階效應(yīng)不致過(guò)大，避免結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)倒塌。見(jiàn)高規(guī)5.4.4及相應(yīng)的條文說(shuō)明。剛重比不滿足規(guī)范下限要求，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的剛度相對(duì)于重力荷載過(guò)小。但剛重比過(guò)分大，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。

剛重比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：

1、程序調(diào)整：剛重比不滿足規(guī)范上限要求，在SATWE的“設(shè)計(jì)信息”中勾選“考慮P-Δ效應(yīng)”，程序自動(dòng)計(jì)入重力二階效應(yīng)的影響。

2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：剛重比不滿足規(guī)范下限要求，只能通過(guò)調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。

四、層間位移角：主要為限制結(jié)構(gòu)在正常使用條件下的水平位移，確保高層結(jié)構(gòu)應(yīng)具備的剛度，避免產(chǎn)生過(guò)大的位移而影響結(jié)構(gòu)的承載力、穩(wěn)定性和使用要求。見(jiàn)高規(guī) 4.6.1、4.6.2和4.6.3及相應(yīng)的條文說(shuō)明。層間位移角不滿足規(guī)范要求，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的上述要求無(wú)法得到滿足。但層間位移角過(guò)分小，則說(shuō)明結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)較差，宜適當(dāng)減少墻、柱等豎向構(gòu)件的截面面積。

層間位移角不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：

1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。

2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：只能通過(guò)調(diào)整增強(qiáng)豎向構(gòu)件，加強(qiáng)墻、柱等豎向構(gòu)件的剛度。

1）由于高層結(jié)構(gòu)在水平力的作用下將不可避免地發(fā)生扭轉(zhuǎn)，所以符合剛性樓板假定的高層結(jié)構(gòu)的最大層間位移往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的邊角部位，因此應(yīng)注意加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，減小結(jié)構(gòu)的側(cè)移變形。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。

2）利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡(jiǎn)圖”中快速找到層間位移角超過(guò)規(guī)范限值的節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度。節(jié)點(diǎn)號(hào)在“SATWE位移輸出文件”中查找。

五、位移比（層間位移比）：主要為限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，以避免產(chǎn)生過(guò)大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。見(jiàn)抗規(guī)3.4.2，高規(guī) 4.3.5及相應(yīng)的條文說(shuō)明。位移比（包括層間位移比，下同）不滿足規(guī)范要求，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的剛心偏離質(zhì)心的距離較大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過(guò)大，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。

位移比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：

1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。

2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：只能通過(guò)調(diào)整改變結(jié)構(gòu)平面布置，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距；調(diào)整方法如下：

1）由于位移比是在剛性樓板假定下計(jì)算的，結(jié)構(gòu)最大水平位移與層間位移往往出現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的邊角部位；因此應(yīng)注意調(diào)整結(jié)構(gòu)外圍對(duì)應(yīng)位置抗側(cè)力構(gòu)件的剛度，減小結(jié)構(gòu)剛心與質(zhì)心的偏心距。同時(shí)在設(shè)計(jì)中，應(yīng)在構(gòu)造措施上對(duì)樓板的剛度予以保證。

2）對(duì)于位移比不滿足規(guī)范要求的樓層，也可利用程序的節(jié)點(diǎn)搜索功能在SATWE的“分析結(jié)果圖形和文本顯示”中的“各層配筋構(gòu)件編號(hào)簡(jiǎn)圖”中，快速找到位移最大的節(jié)點(diǎn)，加強(qiáng)該節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的墻、柱等構(gòu)件的剛度。節(jié)點(diǎn)號(hào)在“SATWE位移輸出文件”中查找。也可找出位移最小的節(jié)點(diǎn)削弱其剛度，直到位移比滿足要求。

六、周期比：主要為限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。見(jiàn)高規(guī)4.3.5及相應(yīng)的條文說(shuō)明。周期比不滿足規(guī)范要求，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于側(cè)移剛度較小，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)過(guò)大，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。

周期比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：

1、程序調(diào)整：SATWE程序不能實(shí)現(xiàn)。

2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：只能通過(guò)調(diào)整改變結(jié)構(gòu)布置，提高結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。由于結(jié)構(gòu)外圍的抗側(cè)力構(gòu)件對(duì)結(jié)構(gòu)的抗扭剛度貢獻(xiàn)最大，所以總的調(diào)整原則是加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍墻、柱或梁的剛度，或適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)中間墻、柱的剛度。利用結(jié)構(gòu)剛度與周期的反比關(guān)系，合理布置抗側(cè)力構(gòu)件，加強(qiáng)需要減小周期方向（包括平動(dòng)方向和扭轉(zhuǎn)方向）的剛度，削弱需要增大周期方向的剛度。當(dāng)結(jié)構(gòu)的第一或第二振型為扭轉(zhuǎn)時(shí)，可按以下方法調(diào)整：

1）SATWE程序中的振型是以其周期的長(zhǎng)短排序的。

2）結(jié)構(gòu)的第一、第二振型宜為平動(dòng)，扭轉(zhuǎn)周期宜出現(xiàn)在第三振型及以后。見(jiàn)抗規(guī)3.5.3條3款及條文說(shuō)明“結(jié)構(gòu)在兩個(gè)主軸方向的動(dòng)力特性(周期和振型)宜相近”。

3）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)于其兩個(gè)主軸（第二振型轉(zhuǎn)角方向和第三振型轉(zhuǎn)角方向，一般都靠近X軸和Y軸）的抗側(cè)移剛度過(guò)小，此時(shí)宜沿兩主軸適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍的剛度，并適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部的剛度。

4）當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，說(shuō)明結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)主軸方向的抗側(cè)移剛度相差較大，結(jié)構(gòu)的抗扭剛度相對(duì)其中一主軸（第一振型轉(zhuǎn)角方向）的抗側(cè)移剛度是合理的；但相對(duì)于另一主軸（第三振型轉(zhuǎn)角方向）的抗側(cè)移剛度則過(guò)小，此時(shí)宜適當(dāng)削弱結(jié)構(gòu)內(nèi)部沿“第三振型轉(zhuǎn)角方向”的剛度，并適當(dāng)加強(qiáng)結(jié)構(gòu)外圍（主要是沿第一振型轉(zhuǎn)角方向）的剛度。

5）在進(jìn)行上述調(diào)整的同時(shí)，應(yīng)注意使周期比滿足規(guī)范的要求。

6）當(dāng)?shù)谝徽裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，周期比肯定不滿足規(guī)范的要求；當(dāng)?shù)诙裥蜑榕まD(zhuǎn)時(shí)，周期比較難滿足規(guī)范的要求。

七、剛度比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變，形成薄弱層。見(jiàn)抗規(guī)3.4.2，高規(guī)4.4.2及相應(yīng)的條文說(shuō)明；對(duì)于形成的薄弱層則按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。

剛度比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：

1、程序調(diào)整：如果某樓層剛度比的計(jì)算結(jié)果不滿足要求，SATWE自動(dòng)將該樓層定義為薄弱層，并按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。

2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可按以下方法調(diào)整：

1）適當(dāng)降低本層層高，或適當(dāng)提高上部相關(guān)樓層的層高。

2）適當(dāng)加強(qiáng)本層墻、柱和梁的剛度，或適當(dāng)削弱上部相關(guān)樓層墻、柱和梁的剛度。

八、層間受剪承載力比：主要為限制結(jié)構(gòu)豎向布置的不規(guī)則性，避免樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的受剪承載能力沿豎向突變，形成薄弱層。見(jiàn)抗規(guī)3.4.2，高規(guī)4.4.3及相應(yīng)的條文說(shuō)明；對(duì)于形成的薄弱層應(yīng)按高規(guī)5.1.14予以加強(qiáng)。

層間受剪承載力比不滿足規(guī)范要求時(shí)的調(diào)整方法：

1、程序調(diào)整：在SATWE的“調(diào)整信息”中的“指定薄弱層個(gè)數(shù)”中填入該樓層層號(hào)，將該樓層強(qiáng)制定義為薄弱層，SATWE按高規(guī)5.1.14將該樓層地震剪力放大1.15倍。

2、結(jié)構(gòu)調(diào)整：如果還需人工干預(yù)，可適當(dāng)提高本層構(gòu)件強(qiáng)度（如增大配筋、提高混凝土強(qiáng)度或加大截面）以提高本層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力，或適當(dāng)降低上部相關(guān)樓層墻、柱等抗側(cè)力構(gòu)件的抗剪承載力。

幾個(gè)參數(shù)的調(diào)整涉及構(gòu)件截面、剛度及平面位置的改變，在調(diào)整過(guò)程中可能相互關(guān)聯(lián)，應(yīng)注意不要顧此失彼。

應(yīng)該注意，對(duì)于類似于框剪結(jié)構(gòu)的組合體系，有個(gè)彼此剛度適宜的問(wèn)題。分析框架的剪切型變形曲線和剪力墻的彎曲型變形曲線，可以發(fā)現(xiàn)，在下部樓層，剪力墻的位移較小，框架的位移較大，是剪力墻拉著框架來(lái)限制其層間位移角；上部幾層則相反，剪力墻的層間位移角逐漸增大，框架的層間位移角逐漸減小，框架反過(guò)來(lái)拉著剪力墻以限制其層間位移角。而改變剪力墻的剛度與部置是控制框剪結(jié)構(gòu)的位移和周期的主要手段，所以當(dāng)框剪結(jié)構(gòu)上部幾層的層間位移角較大時(shí)，適當(dāng)削弱這幾層的剪力墻剛度應(yīng)該更為有效。

如果結(jié)構(gòu)豎向較規(guī)則，第一次試算時(shí)可只建一個(gè)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)層，待結(jié)構(gòu)的周期比、位移比、剪重比、剛重比等滿足之后再添加其它標(biāo)準(zhǔn)層；這樣可以減少建模過(guò)程中的重復(fù)修改，加快建模速度。