結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，側(cè)向剛度比怎么取值？
在常規(guī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,，我們用到的結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度比主要有三個(gè)：
1,、標(biāo)準(zhǔn)的側(cè)向剛度比。其中,，剛度的定義為：地震作用下樓層剪力標(biāo)準(zhǔn)值與對應(yīng)層間位移的比值,。
2、考慮層高修正的側(cè)向剛度比,。這個(gè)定義比較簡單,，就是在標(biāo)準(zhǔn)側(cè)向剛度比的基礎(chǔ)上增加一個(gè)層高的比值修正。
3,、等效剪切剛度比,。這個(gè)比值和抗側(cè)力構(gòu)件上下端約束沒有關(guān)系，僅與截面特性（GA）和層高有關(guān),。
這三個(gè)剛度比的適用范圍及限值要求,，規(guī)范講得很清楚。這篇文章只談可能有歧義的問題,。
首先說標(biāo)準(zhǔn)側(cè)向剛度比,，從原理來講，這是最符合力學(xué)定義的剛度比概念,，即反應(yīng)了構(gòu)件本身的特性,，也反應(yīng)了上下端約束的影響。實(shí)際操作中,，問題出在哪里呢,？
可能出在層間位移這個(gè)變量上。無論是地震工況,，還是風(fēng)載工況,，我們從軟件提取出來的層間位移,，除了層剪力產(chǎn)生的本層位移，還有整體彎曲產(chǎn)生的位移,。這個(gè)整體彎曲產(chǎn)生的位移,，其實(shí)不只是由對應(yīng)層剪力產(chǎn)生的。
所以,，按這個(gè)公式計(jì)算的時(shí)候,，豎向構(gòu)件截面保持不變、剪力保持不變的情況下,，越往上,，計(jì)算剛度越小。
這種差異,，對彎曲變形或彎剪變形為主的結(jié)構(gòu),，影響更大。所以,，對剪力墻結(jié)構(gòu),、框剪結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu),，規(guī)范建議考慮層高修正,。同時(shí)解釋說：
對這類結(jié)構(gòu)，樓面結(jié)構(gòu)對側(cè)向剛度的貢獻(xiàn)很小,，層高變化時(shí),，側(cè)向剛度變化滯后。
說實(shí)話,，這句話對增加層高修正的邏輯,，解釋得不是很清楚。
4月10日,，肖從真大師在一篇文章中談了這個(gè)問題,，原話是：
如果把△i/hi當(dāng)做整體看待，就會(huì)發(fā)現(xiàn)公式反映的是層剛度與層間位移角成反比,；在剛度比突變的部位,，不光是層間位移有突變，層間位移角也會(huì)有突變,。
這里的深層問題是,，層間位移角的突變幅度是否和層高呈線性關(guān)系。如果答案是肯定的話,，相當(dāng)于和規(guī)范的解釋矛盾,。
直觀來看，考慮了層高修正后,，下層層高與上層層高,，比值越大,，剛度比越容易滿足要求。也就是說,，考慮層高修正的剛度比計(jì)算公式，其實(shí)是放寬了剛度比的要求,。
實(shí)際設(shè)計(jì)中,，也確實(shí)如此。
另外,，按照肖大師的說法,，考慮層高修正的剛度比計(jì)算公式，相當(dāng)于重新定義了側(cè)向剛度,，即層剪力與層間位移角的比值,。水平力與轉(zhuǎn)角的比值，定義為側(cè)向剛度,。我不知道大家能否接受這個(gè)概念,？
繼續(xù)看《高規(guī)》3.5.2條第2款，“本層與相鄰上層的比值不宜小于0.9”,，層高比為1:1的情況下,，層高修正的剛度比比標(biāo)準(zhǔn)側(cè)向剛度比的要求嚴(yán)格，后者為0.7.
但是,，“當(dāng)本層層高大于相鄰上層層高的1.5倍時(shí),，該比值不宜小于1.1”，這其實(shí)就接近與標(biāo)準(zhǔn)側(cè)剛比的規(guī)定,，1.5X0.7=1.05≈1.1,。而且，可以看到,，當(dāng)層高比越來越大的時(shí)候,，放松得越來越多。
浙江省建筑設(shè)計(jì)研究院的楊學(xué)林總工曾給出過一個(gè)對比案例,。
當(dāng)首層層高/二層層高為2.0,、3.0、4.0時(shí),，標(biāo)準(zhǔn)層剛度比分別為0.92,、0.55、0.39,；而考慮層高修正的剛度比分別為1.84,、1.65、1.57.
按照考慮層高修正的剛度比來判斷軟弱層,，即使層高比為3.0,、4.0,，依然可以滿足規(guī)范要求。
最后,，看這條規(guī)定,，“對結(jié)構(gòu)底部嵌固層，選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 該比值不宜小于1.5”,。很多人把這條和嵌固端判別“側(cè)向剛度比2.0”的規(guī)定搞混,。
這其實(shí)是兩個(gè)完全不同的概念。對地下室頂板嵌固的常見情況,，結(jié)構(gòu)底部嵌固層1.5的要求,，是指首層/第二層的剛度比不小于1.5。
為啥突然把這個(gè)比值提高到1.5呢,？官方解釋是：
當(dāng)我們把上部結(jié)構(gòu)嵌固端簡化為絕對嵌固時(shí)（水平位移和轉(zhuǎn)角均為零）,，是不真實(shí)的，所以把這個(gè)比值提高到1.5.
但如果是按帶地下室的整體模型計(jì)算,，即使是頂板嵌固,，豎向構(gòu)件在嵌固端也會(huì)有轉(zhuǎn)角，不屬于絕對嵌固,，所以可以不滿足1.5的要求,。
結(jié)合設(shè)計(jì)案例，多數(shù)情況下,，結(jié)構(gòu)首層層高一般較大,，裙房頂或者樓層中下部某層（大堂），會(huì)出現(xiàn)層高較大的情況,，即使層高比達(dá)到2.0甚至2.5,，按照層高修正的剛度比去計(jì)算，一般都能滿足限值要求,。
說完上部,，再說下部。嵌固端判定的時(shí)候,，我們用的是側(cè)向剛度比,，限值一般取2.0. 這個(gè)側(cè)向剛度比按什么公式算呢？只有《高規(guī)》有比較明確的規(guī)定,，即等效剪切剛度比,。為什么呢？
個(gè)人揣測,，有兩個(gè)原因：1）側(cè)向剛度比是用地震力來計(jì)算的,，地下一層的地震力沒辦法算清楚（想想反應(yīng)譜是怎么來的）；2）地下結(jié)構(gòu)的側(cè)向約束很難考慮清楚（這其實(shí)是側(cè)向剛度比的一部分）,。
需要注意的是,，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》8.4.5條,，對嵌固端判定的時(shí)候，將限值取為1.5,，但同時(shí)還有其他的一些要求,，比較啰嗦，一般不按這條執(zhí)行,。
話說這個(gè)限值2.0,，究竟有何依據(jù)呢？應(yīng)該是沒什么特定的依據(jù),。首先要明確，剛度比2.0,，是嵌固端判定的一個(gè)必要不充分條件,。周側(cè)土體的約束也很重要，頂板構(gòu)造也應(yīng)滿足規(guī)定,。
提醒：“側(cè)向剛度比不宜小于2”,，而非“不應(yīng)小于2”。也就是說,，存在回旋的空間,，不必刻意為了滿足2.0的要求，而在地下一層設(shè)置許多無根懸墻（僅地下一層設(shè)置墻體,，以下各層不設(shè)置）,。
