高层结构设计—错层.ppt

高层结构设计错层,2014.04.21,对结构抗震的 不利影响,结构设计,高规构造 措施,错层 结构,错层结构,错层的定义,错层形式,适用范围,关于错层结构的定义，目前没有一致的意见，主要因为实际结构中错层的类型太多、太复杂。由于建筑使用功能的需要，楼层结构不在同一高度，当上、下楼层楼面高差超过一般梁截面高度时应按错层结构考虑。当上、下楼层高差不超过梁截面高度时，可不作为错层结构。错层的面积大于等于本层楼板面积的30%,错层的定义,错层的形式,错层结构的适用范围,错层结构的结构特点： 错层结构属于竖向布置不规则结构；错层附近的竖向抗侧力结构受力复杂，难免会形成众多应力集中部位；错层结构的楼板有时会受到较大的削弱；剪力墙结构错层 后会使部分剪力墙的洞口布置不规则，形成错洞剪力墙或叠洞剪力墙；框架结构错层则更为不利，往往形成许多短柱与长柱混合的不规则体系。因此，高层建筑宜避 免错层。当房屋两部分因功能不同而使楼层错开时，宜首先采用防震缝或伸缩缝分为两个独立的结构单元。,错层而又未设置伸缩缝、防震缝分开，结构各部分楼层柱(墙)高度不同，形成错层结构，应视为对抗震不利的复杂高层建筑，在计算和构造上必须采取相应的加强措施。9度区不应采用错层结构。 抗震设计时，如建筑设计中遇到错层结构，其房屋的高度应满足：7度和8度抗震设计时，剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不宜大于80m和60m；框架一剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不应大于80m和60m,错层对结构抗震不利影响,1、错层结构的楼板不连续,在没有楼板的区域,存在跃层构件和不受楼板和梁约束的自由节点,使内力计算十分复杂 2、错层结构的各层楼板布置不均匀,不对称,质心和刚心严重偏置,在水平地震作用或风荷载下会发生较大的扭转效应. 3、错层结构引起楼层概念模糊。 4、错层结构的层高不一致,容易造成延性较差的短柱和矮墙,对结构抗震很不利.,错层的结构设计,1、结构错层导致薄弱环节的机理 导致承载力较差的主要症结在于错开的两段楼盖在水平力作用下，不能始终一致地产生水平位移，不能保证协调传力，在传力路径上容易出现薄弱环节。 房屋受到的水平力(虽有风荷载，但主要是水平地震力，水平地震力大部分产生于楼面上)要通过楼盖与竖向的柱、墙相对位移传给柱、墙，一层一层地往下传。而错开的两段楼盖水平位移不一致时，就会在相关的柱、墙中产生很大内力，形成薄弱环节，相邻墙、柱受力也复杂。如图1所示，第一层楼盖错开为两部分，可能使连接于两部分间的柱、墙(画斜线处)及相邻墙、柱形成薄弱环节。,错层结构设计,2、结构设计的思路 错层结构的模型有两种处理思路 一是建模时按同一层输入（PKPM计算建模），可采用升降节点和改变梁顶标高的方式处理，通过构造处理（梁侧加腋）使错置的两部分楼板之间具有可靠的连接，形成无错层的整体楼盖，这样自然不会出现短柱，也就不会出现柱超筋现象; 二是采用两个结构层建立模型，错层楼板交界处容易出现短柱，当错层柱两侧梁的跨度相差较大时，柱端的负弯矩会较大，这时如果处理不得当，往往会出现纵筋超筋问题，且解决起来较难。,错层的破坏,高规中错层的构造措施,10.4.1 抗震设计时，高层建筑宜避免错层。当房屋不同部位因功能不同而使楼层错层时，宜采用防震缝划分为独立的结构单元。 10.4.2 错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。 10.4.3 错层结构中，错开的楼层应各自参加结构整体计算，不应归并为一层计算。,高规.中错层的构造措施,10.4.4 错层处框架柱的截面高度不应小于600mm，混凝土强度等级不应低于C30，抗震等级应提高一级采用，箍筋应全柱段加密。 10.4.5 错层处平面外受力的剪力墙，其截面厚度，非抗震设计时不应小于200mm，抗震设计时不应小于250mm，并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C3