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结构规则性要求对建筑设计的影响 1 结构规则性的定性要求 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3 2010 2 结构规则性的定性要求 建筑抗震设计规范GB50011 2010 3 多变新奇的建筑造型是否一定意味着复杂 不规则的结构骨架 是否必然和结构规范要求相冲突 图解上海中心 4 图解上海中心 为建筑承重骨架 简单 规则 对称 玻璃幕墙的建筑表皮 骨架依附于主体结构 结构体型逐步收进 质量主要集中在下部楼层 对整体稳定性和抗风 抗震有利 5 地震波作用下上海中心结构反应动态演示 6 7 图解上海中心 8 建筑要求 造型多变 导致建筑形体的复杂外形 结构要求 简单 规则 对称 以有利于抗风 抗震 处理方法 建筑要求和结构要求貌似矛盾 但从上海中心这个例子可见 其实是可以做到协调统一的 即做到 复杂造型 简单骨架 结构规则性的定性要求 9 结构规则性的定性要求 严重不规则的结构方案不应采用 此时必须对结构方案进行调整 常常最后导致建筑方案的大修改 规则性 平面不规则 竖向不规则 包含了对建筑的平 立面外形尺寸 抗侧力构件布置 质量分布等 需要建筑师和结构师互相配合 才能设计出抗震性能良好的建筑 10 平面不规则的类型 凹凸不规则 平面太狭长 凹入太多 凸出太细 11 结构规则性的定量要求 平面太狭长 12 13 凸出太细 条文解读 平面有较长外伸时 外伸段易产生局部振动和扭转而引发凹角处应力集中和破坏 14 学生设计作业 15 学生设计作业 16 学生设计作业 17 学生设计作业 18 凹入太多 平面不规则的类型 凹凸不规则 19 条文解读 中央部位形成的狭长部分 并不能协调两端的不同步振动 地震中容易产生震害 很多建筑平面布置甚至还在狭长部位布置楼梯或电梯间 导致楼板开洞 对抗震更是雪上加霜 建筑设计时应避免该类布置 20 学生设计作业 21 学生设计作业 22 平面不规则的类型 楼板局部不连续 相对有效宽度太小 50 相对开洞面积太大 30 绝对有效宽度太小 总宽 5m或单侧 2m 23 平面不规则的类型 楼板局部不连续 严重楼板局部不连续平面实例 三条占全了 24 学生设计作业 这个建筑存在的问题是什么 25 学生设计作业 26 哪些区域需要检查楼板凹入 开洞的规则性 27 桐庐某超高层住宅 28 萧山某高层住宅 29 30 学生设计作业 31 学生设计作业 32 学生设计作业 33 结构楼面凹凸不规则 楼板不连续的调整 合法 合法 红色的拉板或黄色的设备板 34 结构楼面凹凸不规则 楼板不连续的调整 分法 防震缝 防震缝 or滑动铰支座 连廊 分法 设防震缝或滑动铰支座 35 结构楼面凹凸不规则 楼板不连续的调整 分法 36 学生设计作业 37 学生设计作业 38 高层建筑中的连廊 39 杭州市民中心 高层建筑中的连廊 40 高层建筑中的连廊 主体工程为环形6幢高约100m的弧形塔楼 各塔楼之间的23 24层 离地面高度约90m 处设有6座环形钢结构连廊 连廊的结构形式为2榀高度为2倍层高的弧形巨型钢桁架 通过隔震支座与两侧塔楼连成整体 连廊有52 114m和30 987m两种跨度 连廊中心弧线长度 在两榀桁架之间利用建筑隔墙位置布置了横向桁架 以保证大跨度弧形桁架的侧向稳定和扭转抵抗效应 在连廊底平面和屋顶平面内布置交叉斜撑 形成水平桁架 使得整个连廊四周形成 闭口体系 有利于抗扭 41 学生设计作业 连廊与主楼的连接采用弱连接方式 连廊一段与主体结构采用有限值的铰接 一段做成有限值的滑动支座 连廊与塔楼通过隔震支座相连 42 学生设计作业 43 学生设计作业 44 结构不规则的层次 45 结构规范是死的 设计是灵活的 同一平面的不规则布置对结构受力的影响在不同地方 不同高度等都会各不相同 可能会产生一个地方设计可行 另一个地方抗震要求变了而导致不可行的情况 46 结构竖向规则性 结构竖向布置的定量要求 结构竖向布置的定性要求 47 经常有建筑师咨询 底部大空间 柱子不落地的情况规范是怎么限定的 48 3 5 1历次地震震害表明 结构刚度沿竖向突变 外形外挑或内收 都会产生某些楼层的变形过分集中 出现严重震害甚至倒塌 49 在复杂建筑平面体型上进行简单的剪力墙 柱网布置 需要建筑结构的运用与建筑艺术技巧的配合 尽量使建筑与结构协调统一 做到 复杂造型 简单骨架 50 芝加哥南威克大街311号大楼 柱间距4 3 9 75m 核心筒51层以上减少为2个槽形截面 底层墙体厚度为914mm 上部厚度减小 柱网 剪力墙布置 311号大楼 51 学生建筑设计 52 剪力墙平面布置注意事项 53 刚度不规则导致的扭转效应 相比于前后摇晃 建筑物破坏其实对扭转更敏感 对刚度不规则如何进行限制呢 54 55 56 双向布置剪力墙 对称 周边 均匀 分散 上下贯通 水平对齐 剪力墙平面布置注意事项 57 剪力墙布置力求均匀 质量中心和刚度中心尽量接近 等价于 剪力墙布置原则 对称 周边 均匀 分散 剪力墙平面布置注意事项 分析三者抗扭 抗侧性能和抗扭 抗侧刚度的差异 并掌握此概念设计对布置剪力墙的指导意义 58 桐乡某 8层 多层住宅 59 淳安某综合商城 13层 假如淳安抗震或房子更高 这样的布置是有问题的 水平荷载作用下会导致建筑产生较大扭转 即不同地方 不同高度等会对平面抗侧构件布置产生影