《高规》里的 “刚重比”,可以把它类比成 “建筑‘抗晃能力’和‘自身重量产生的倾倒力’的‘实力比’”
刚重比的本质是 “比两个力”
建筑越高,有两个力会同时变大:
“刚”(侧向刚度):建筑抵抗左右晃、防止倾倒的 “抗晃力”(比如剪力墙、柱子提供的力),相当于 “拉住建筑不让它倒” 的劲儿;
“重”(重力荷载):建筑自身的重量(比如楼板、墙体、家具的重量)产生的 “附加倾倒力”
越高的楼,重量越重,一旦发生晃动,重量会像 “往下拽的绳子”,放大晃动感,
甚至把建筑 “拽得往一侧倾倒”(比如人站在高凳子上,越晃越容易因自身重量摔下来)。
“刚重比” 就是这两个力的比值(刚重比 = 侧向刚度 / 重力荷载)
本质是判断:建筑的 “抗晃力” 能不能 “打得过” 自身重量产生的 “倾倒力”
比值越大,说明抗晃力越强,越不容易倒;
比值太小,抗晃力打不过倾倒力,就有晃倒、压垮的风险。
一、为什么《高规》必须要求考虑刚重比?
核心是 “防两个高危问题”:避免高楼因 “刚重比不够”,在强风或地震中出现 “扛不住、稳不住” 的情况。
1. 防 “重力二阶效应”:避免 “越晃越歪,越歪越晃”
“重力二阶效应” 是高楼的 “隐形杀手”,通俗说就是 “晃的时候,重量会让晃动变本加厉”:
比如一栋高楼在强风中往左晃 5cm,此时建筑自身重量会产生一个 “往左的附加力矩”,把建筑再往左拽 2cm,总晃动变成 7cm;
如果刚重比不够(抗晃力弱),这个附加弯矩会越来越大,晃动从 7cm 变成 10cm、15cm,最终墙体开裂、柱子折断,建筑被 “晃倒”。
《高规》要求刚重比达标,就是为了让 “抗晃力” 能抵消这个附加力矩,阻止 “越晃越歪” 的恶性循环。
2. 防 “整体失稳”:避免高楼 “被自己压垮”
对超高层(比如 30 层以上),自身重量极大,一旦刚重比不够(抗晃力撑不住重量产生的倾倒力),哪怕没有强风、地震,建筑也可能因 “重量分布不均”(比如一侧堆重物)发生 “整体倾倒”
就像一根细竹竿,顶端挂个重物,哪怕不晃,也会被重物压得往一侧弯倒。
刚重比达标,能确保 “抗晃力” 足够撑住自身重量,让建筑 “站得稳、不倾倒”。
二、刚重比怎么用?通俗说就是 “看是否达标,不达标就加固”
《高规》对不同结构的刚重比有明确 “底线要求”(比如剪力墙结构的刚重比通常要求≥1.4,框架 – 剪力墙结构≥1.2),设计师会按公式计算,再判断:
如果刚重比≥底线:说明抗晃力够,安全;
如果刚重比<底线:必须加固 —— 比如增加剪力墙数量(增强抗晃力)、减小楼层重量(比如用轻质隔墙代替砖墙,减少倾倒力),直到刚重比达标。
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抗扭计算中,纵筋和箍筋的数量要达到平衡,同时要满足最小配筋率要求