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建筑结构不规则性判别 结构设计归纳系列之二 主要内容 一 规范规定二 几个术语三 设计目标及依据不规则分类及判定 一 规范规定 1 1 建筑抗震设计规范 GB50011 2010强条3 4 1建筑设计应符合抗震概念设计的要求明确建筑体型的规则性 不规则的建筑应按规定采取加强措施 特别不规则的建筑应进行专门研究和论证 采取特别的加强措施 严重不规则的建筑不应采用 注 形体指建筑平面形态和立面 竖向剖面的变化 一 规范规定 1 2 建筑抗震设计规范 GB50011 20103 4 2建筑设计应重视其平面 立面和竖向剖面的规则性对抗震性能及经济合理性的影响 宜择优选用规则的形体 其抗侧力构件的平面布置宜规则对称 侧向刚度沿竖向宜均匀变化 竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小 避免侧向刚度和承载力突变 一 规范规定 1 3 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3 20103 4 1在高层建筑的一个独立单元内 结构平面形状宜简单 规则 质量 刚度和承载力分布宜均匀 不应采用严重不规则的平面布置 注 一个独立单元指0 00以上结构构件独立 有抗震缝自然分段的结构单元 与建筑分区无关 3 5 1高层建筑的竖向体型宜规则 均匀 避免有过大的外挑和收进 结构的侧向刚度宜下大上小 逐渐均匀变化 一 规范规定 对规范规定的理解 规则 包含了对建筑的平 立面外形尺寸 抗侧立构件位置 质量分布 承载力分布等诸多因素的综合要求 规则的建筑方案体现在平立面形状简单 抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续 均匀 平面布置对称 即在平立面 竖向剖面或抗侧力体系上无明显的 实质性不连续 二 几个术语定义 根据 抗规 3 4 1条文解释 特别不规则 具有较明显的抗震薄弱部位 可能引起不良后果者 参考界限见 超限高层审查要点2015 主要分为 1 同时具备三个或三个以上 审查要点 表2中不规则2 具有 审查要点 表3中的2项或同时具有表3和表2中某项不规则3 下列 审查要点 表4某一项不规则4 同时具有平面 竖向不规则且有一项接近 审查要点 表2 表3的不规则指标 二 几个术语定义 严重不规则 指形体复杂 多项不规则指标超过规定上限或某一项大大超过规定值 具有现有技术和经济条件不能克服的严重的抗震薄弱环节 可能导致地震破坏的严重后果者 三 设计目标及依据 设计目标一般避免出现特别不规则个别重要高层建筑出现特别不规则需在初步设计报送省超限委员会专项审查严禁出现严重不规则 依据规范 建筑抗震设计规范 高层建筑混凝土结构技术规程 超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点 建质 2015 67号 超限审查仅指高层建筑 10层及以上或高于28米住宅建筑以及高度大于24米的其他民用建筑 多层建筑参考高层执行 三 设计目标及依据 建设部 超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点 建质 2015 67号规定了哪些高层建筑需进行超限审查结构设计按 审查要点 逐条确定不规则项不规则判断依据 抗规 第3 4 3条 高规 3 4 3 5节判断上述判断在方案阶段结构专业亟需介入 超限高层审查要点的规定 超限高层审查要点的规定 超限高层审查要点的规定 所以高层建筑凡是符合表1 5者 均应按 审查要点 规定在初步设计阶段报省超限高层建筑工程抗震设防专家委员会进行超限专项审查 超限高层审查要点的规定 四 不规则判定 平面不规则1a扭转不规则1b偏心布置2a凹凸不规则2b平面组合3楼板不连续 竖向不规则4a刚度突变4b尺寸突变5构件间断6承载力突变7局部不规则 平面不规则 结构平面布置的关键是避免扭转并确保水平力传递的有效性 应刚心 质心一直或基本一致 每个结构单元尽量采用方形 圆形 正多边形 椭圆形等 避免主要抗侧立构件偏置 平面不规则 抗震有利的结构布置简单 规则 对称 平面不规则 抗震不利的结构布置长宽比过大过于狭长突出部分的长度过大宽度过小角部重叠细腰等 平面不规则之扭转不规则 偏心布置 1a扭转不规则考虑偶然偏心的扭转位移比大于1 2强制楼板无限刚假定规定水平力计算裙房以上1 3以上楼层位移比 1 4时为特别不规则 1b偏心布置偏心率大于0 15或相邻层质心相差大于相应边长15 参见JGJ99 3 2 2多塔或单塔与大底盘偏心距 20 为特别不规则 注 1a 1b不重复计算不规则项 平面不规则之凹凸不规则 组合平面 2a凹凸不规则平面凹凸尺寸大于相应投影方向总尺寸的30 参见GB50011 3 4 3 2b组合平面细腰形或角部重叠形参见JGJ3 3 4 3 注 2a 2b不重复计算不规则项 平面不规则之凹凸不规则 抗震规范中列举的典型示例 平面不规则之凹凸不规则 几种规范未列出典型示例 根据实际情况判断下例 平面不规则之凹凸不规则 工程常见平面典型示例 平面不规则之组合平面 角部重叠 细腰形 高规列举的典型平面 平面不规则之楼板不连续 抗震列举的典型平面 平面不规则之楼板不连续 几种规范未列出典型示例 平面不规则之楼板不连续 有效楼板宽度和典型楼板宽度 有效楼板宽度和典型楼板宽度都是从楼板传递水平地震作用的角度来度量 楼电梯间周边有墙与连梁围合 可保证水平力有效传递 故不按开洞考虑 楼电梯间周边墙分散或整体性差 单片墙或无连梁封闭围合 则无板部分按开洞考虑 悬挑部分不计入典型楼板宽度 有效楼板宽度计算 竖向不规则 结构立面剖面布置的关键是避免承载力和楼层刚度突变 避免出现薄弱层 率先屈服 出现较大的塑性变形集中 并确保竖向力传递的有效性应使结构的承载力和竖向刚度自下而上逐步减小 变化均匀 连续 不出现突变 混凝土 构件截面避免同时改变 避免带有突然变化的阶梯立面 大底盘 上部收进等 在刚度突变部位出现应力集中现象 上部刚度减小过快时结构的高震型反应及鞭梢效应明显 在顶部变形集中 竖向不规则 有利抗震立面 不利抗震立面 竖向不规则之刚度突变 尺寸突变 4a刚度突变本层与相邻上三层变化大于的比值小于0 8框架结构本层与相邻上一次的比值小于0 7非框架结构本层与相邻上一次的比值小于0 9 当层高大于相邻上层的1 5倍时小于1 1 4b尺寸突变竖向构件收进高度高于结构总高度的20 且收进大于25 外挑大于10 和4米多塔 注 4a 4b不重复计算不规则项 竖向不规则之刚度突变 刚度计算应根据结构类型不同选用不同的计算方法 竖向不规则之尺寸突变 竖向不规则之构件间断 上下层墙 柱 支撑不连续含加强层 连体类 竖向不规则之承载力突变 相邻层受剪承载力变化大于80 竖向不规则之局部不连续 局部的穿层柱 斜柱 夹层 个别构件错层或转换 个别楼层位移比略大于1 2局部不规则视其位置 数量等对整个结构的影响大小判断是否计入不规则的一项 五 超