满足规范剪重比要求的高层结构基本自振周期研究

王福明+沈蒲生��

摘要：介绍了美国等国规范有关剪重比的规定，以及我国《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）中最小剪重比提出的背景，对高层结构满足现行规范剪重比要求的结构自振周期进行了分析.根据现行抗震规范的要求将地震影响系数曲线分为两种情况，又将每种情况下的地震影响系数曲线分为5段，分析了每段的结构自振周期与楼层最小地震剪力系数值之间的关系，最后对结果进行合并，得到了满足规范要求的楼层最小地震剪力系数值的结构基本周期，根据结构的基本自振周期便可以判断该结构的剪重比是否能够满足规范剪重比的要求.通过工程实例对分析结果进行了验证.

关键词：剪重比；高层建筑；楼层最小地震剪力系数值；地震影响系数最大值；结构基本自振周期

中图分类号：TU318；P315.9文献标识码：A

由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3.5 s的结构，由此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小.而对于长周期结构，地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，出于结构安全的考虑，我国《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）[1]和《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3—2010）[2]提出了对结构总水平地震剪力系数及各楼层水平地震剪力系数（又称为剪重比）最小值的要求，规定了不同烈度下的最小楼层地震剪力系数，当不满足时，需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求.《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土结构技术规程》引入楼层最小剪力系数λmin来保证长周期结构在地震作用下的安全是合适的.各国规范关于最小剪力系数也有相应的规定.

5结论

基于《建筑抗震设计规范》（GB 50011—2010）与《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）对结构的最小地震剪力系数值的要求，对符合现行抗震规范地震剪力系数要求的高层结构基本周期进行分析，得到以下结论：

1）由于我国规范人为规定的最小剪重比与结构的自振周期有关，因此，根据结构的自振周期值便可以初步判断结构的剪重比是否满足规范的要求.

2）当高层建筑结构的剪重比能满足规范的最小剪重比要求时，结构的基本自振周期均满足表4～表6的要求；若结构的自振周期不在表4～表6所示的区间中，则该结构的剪重比一定不满足我国规范对剪重比的要求.

3） 由表4～表6可见，在满足规范剪重比要求的结构自振周期最大值的区间内，有可能出现不满足规范剪重比要求的自振周期区段.

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