在结构设计时,只输入填充墙荷载,而不考虑填充墙刚度对结构的影响。接下来我们将通过分析填充墙刚度对结构的影响来了解周期折减系数,并说明周期折减系数对层间位移角的影响。我们将通过规范对周期折减系数和层间位移角进行分析,进而分析它们之间的关系。
期间缩减系数
结构设计时仅输入填充墙荷载,不考虑填充墙刚度对结构的影响;填充墙越多,刚度越大,水平地震作用越大,周期越小;刚度(K)与周期(T)成反比(
)。结合地震反应谱曲线,即公式中的结构自振周期(T)减小(分母变小),地震影响系数α增大,因此放大了水平地震效应,从而达到了模拟填充墙刚度对结构影响的目的。
周期折减系数(↑);结构自振周期T(↑);
地震影响系数α(↓);地震作用(↓)。
同时,《高层建筑标准》4.3.17根据不同的结构形式,给出了周期折减系数的取值范围。《高层建筑标准》4.3.17规定:
当非承重墙为砖墙时钢结构周期折减系数,高层建筑结构计算自振周期折减系数可按下列规定取值:
1 框架结构可为0.6~0.7;
2、框架剪力墙结构可取0.7~0.8;
3 框架—核心筒结构可采用0.8~0.9;
4 剪力墙结构可取0.8~1.0。
对《混凝土结构设计标准》第4.3.17条的解释:本次修订考虑到目前粘土砖的使用受到限制,其他类型砌体墙体增多,将“填充砖墙”修改为“砌体墙”,但不包括柔性连接的填充墙或刚度很小的轻质砌体填充墙;增加了框架-核心筒结构周期折减系数的规定;目前有些剪力墙结构填充墙较多,其周期折减系数可能小于0.9,因此将剪力墙结构的周期折减系数调整为0.8~1.0。
通过条款的解释可以认为,当结构的填充墙采用柔性连接、轻质砌体填充墙或填充墙很少时,可以按规定值适当增加周期折减系数。
新的层间位移角
抗震规范第5.5.1条规定:表5.5.1所列各类结构均应进行多次地震作用下的地震变形验算钢结构周期折减系数,其楼面最大弹性层间位移应符合下列要求:
《抗震设计规范》与《高层建筑规范》在层间位移角方面略有不同,《抗震设计规范》与《高层建筑规范》的区别如下:
① 高层规范在计算层间位移角时,相对于抗力规范增加了风荷载;
② 规范规定楼面位移计算不考虑偶然偏心的影响
新的周期折减系数对层间位移角有何影响?
周期折减系数对层间位移角有何影响?
通过以上对规范的分析,计算了在多次地震标准值作用下层间最大水平位移,即抗震规范第5.2条的相关内容。周期折减系数与水平地震作用计算的关系在(1)中已详细描述。
总之,周期折减系数越大,地震作用越小,因而层间最大水平位移越小,层间位移角越容易满足。
综上所述,当结构的层间位移角不满足规范要求,且与规范值十分接近时,可以通过调整周期折减系数的方式,使结构满足规范要求,但一定要把握好“度”。
周期折减系数对结构影响较大,所以在做工程时不能盲目填写周期折减系数,应根据工程填充墙的数量、材料以及填充墙与结构的连接方式等综合确定周期折减系数。