高层建筑结构侧向刚度计算方法的研究

【摘 要】 通过算例论述了目前国内结构抗震设计规范对楼层侧向刚度变化控制的局限性，提出了合理控制楼层侧向刚度的准则，利用该准则可以有效地应用与控制以弯曲变形为主的高层建筑结构楼层侧向刚度的变化。

【关键词】 弯曲变形；相对刚度；侧向刚度比

【中图分类号】 TU971 【文献标识码】 C【文章编号】 1727-5123（2011）02-132-03

1前言

为适应现代建筑体型造型日趋复杂的需要，保证建筑结构竖向刚度变化的均匀性，防止出现刚度突变的情况，国内外相关规范规程对建筑结构楼层侧向刚度及其沿结构高度变化情况均作出明确规定，通过控制层刚度比可以直观地把握结构楼层侧向刚度沿竖向分布的不均匀程度，衡量结构竖向规则与否以及是否形成结构薄弱层、地下室能否作为嵌固端、转换层刚度是否满足要求等等。

本文通过分析以剪切变形为主和以弯曲变形为主的高层建筑结构在地震作用下楼层侧向刚度及其比值，得到目前《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）中采用地震剪力和位移比值的刚度计算方法对弯曲变形为主的建筑结构是不太合适的。

2刚度计算方法

我国《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002）为了控制建筑结构的竖向不规则性，提出了侧向刚度比的控制指标，并根据不同的应用范围，提出三种刚度比的计算方法，即地震剪力和地震层间位移比（以下简称有效刚度）、剪切刚度和剪弯刚度。

本文提出采用相对刚度的方法计算楼层侧向刚度，即楼层剪力和层间位移角的比值。

2．1有效刚度（地震剪力和地震层间位移的比值）。根据《建筑抗震设计规范》第3．4．2和3．4．3条及《高层建筑混凝土结构技术规程》第4．4．2条的条文说明中建议的方法，楼层的侧向刚度可取地震作用下的层剪力与层间位移的比值计算，其刚度的计算公式为：

4结论

由以上算例和工程实例可见，对于以剪切变形为主的结构，采用国内规范的有效刚度的方法判断楼层侧向刚度是否突变是合理的。而对于以弯曲变形为主的高层建筑结构，采用目前国内规范的相关条文均无法合理地控制楼层侧向刚度变化；而按照相对刚的方法设计的结构、结构概念以及工程经验是一致的，可以有效的反映楼层侧向刚度的变化。

参考文献

1中华人民共和国行业标准.高层建筑混凝土结构技术规程.JGJ3-2002.北京.中国建筑出版社，2002

2中华人民共和国国家标准.混凝土结构设计规范.GB50010-2002.北京.中国建筑出版社，2002

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5黄小坤等.高层建筑结构侧向刚度变化及其控制方法研究(II).工程抗震与加固改造，2005.12

6胡兴福等.带转换层结构侧向刚度计算的规范方法研究.四川建筑科学研究，2006.6

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8朱杰江等.框架结构的等效剪切刚度. 河海大学常州分校学报，2001.3

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