結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)不規(guī)則界定及關(guān)鍵分析

結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)的不規(guī)則界定及關(guān)鍵分析

上海【2003】702→【2014】954現(xiàn)行

全國【2010】109→修改稿已開始征求意見

結(jié)合各地的一些補(bǔ)充規(guī)定關(guān)于超限高層建筑的界定（954）

1、高度超限的界定

從原來的1張表格擴(kuò)大為3張表格（A級高度鋼筋混凝土高層、B級高度鋼筋混凝土高層、混合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)高層）一般超高：

H>混凝土A級、較多短肢剪力墻、錯(cuò)層剪力墻及框剪的適用高度（表1）

特別超高：

H>混凝土B級、鋼結(jié)構(gòu)及混合的適用高度（表2、表3）2、規(guī)則性超限2、規(guī)則性超限2、規(guī)則性超限2、規(guī)則性超限2、規(guī)則性超限2、規(guī)則性超限2、規(guī)則性超限2、規(guī)則性超限關(guān)于超限高層建筑的界定（954）

3、其他超限（表6)

特殊類型高層建筑、屋蓋超限空間結(jié)構(gòu).

較多短肢剪力墻適用高度：≤20%按全落地考慮，但短肢墻抗震措施任

應(yīng)按短肢墻執(zhí)行（指導(dǎo)意見第2版）。

錯(cuò)層剪力墻及框剪適用高度：錯(cuò)層面積≤總建筑面積的10%，按非錯(cuò)層

控制適用高度（指導(dǎo)意見第2版）

部分框支剪力墻適用高度：少量墻（不落地墻截面面積≤剪力墻總截

面面積的10%），按全落地取適用高度（指導(dǎo)意見第2版）

較多短肢剪力墻：b≤300、4<l/b≤8，

短肢墻在規(guī)定水平地震作用下底部傾覆力矩≧30%（高規(guī)）

短肢墻比例（同一層中所有短肢剪力墻截面面積與所有

剪力墻截面面積的比例）>50%（指導(dǎo)意見第2版）

板柱-框架-剪力墻（核心筒）適用高度：樓板厚度≧相應(yīng)跨度的1/18

（不適用現(xiàn)澆空心樓板），可按框架-剪力墻（核心筒）

結(jié)構(gòu)控制高度，但設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)在框架受力方向設(shè)置暗梁。偏心率：

水平作用合力線/側(cè)向剛度的彈性半徑，εx、εy。

塔樓偏置：塔樓對底盤宜對稱布置，各塔樓結(jié)構(gòu)的質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)剛度中

心的距離的控制。

層剛度：

可采用等效剪切剛度計(jì)算；對于框架結(jié)構(gòu)應(yīng)采用等效剪切剛度計(jì)

算（上海抗規(guī)）

帶有支撐的結(jié)構(gòu)，宜采用剪彎剛度（單位力作用下的層間位移角）

（指導(dǎo)意見第2版）

各種剛度：高規(guī)，框架為層剪力/層間位移、其他為層剪力/層位移角,

高規(guī)轉(zhuǎn)換層等效剪切剛度比(轉(zhuǎn)換層在1、2層），

（G1A1/G2A2）X（h2/h1）Ai=Awi+Σ2.5（hci/hi)2xAci

高規(guī)轉(zhuǎn)換層等效剪切剛度比(轉(zhuǎn)換層在2層以上），單位力，上大

位移角/下大位移角，即剪彎剛度。

上?？蚣艿刃Ъ羟袆偠缺龋旱韧珖咭?guī)轉(zhuǎn)換層位置：《高規(guī)》JGJ3-2010

§10.2.5轉(zhuǎn)換層的位置不超過3層、§10.2.6轉(zhuǎn)換層的位

置在3層、§10.2.17框支層為3層及3層以上。

轉(zhuǎn)換層所在樓層數(shù)與轉(zhuǎn)換層層數(shù)，底部大空間部分框支剪力

墻高層建筑結(jié)構(gòu)在地面以上的大空間層數(shù)，

以上本人認(rèn)為指框支層的層數(shù)。

層間受剪承載力：應(yīng)采用實(shí)際的截面尺寸和材料強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，且兩個(gè)方

向。對于具有斜撐的樓層，應(yīng)正負(fù)方向計(jì)算，其承載力

不應(yīng)將不同傾斜方向的斜撐的承載力絕對值相加。

豎向構(gòu)件不連續(xù)：個(gè)別樓層的局部區(qū)域存在豎向構(gòu)件不連續(xù)，視其對整

體結(jié)構(gòu)影響的大小具體做判斷。

豎向收進(jìn)和外挑：應(yīng)按豎向構(gòu)件計(jì)算，當(dāng)僅樓蓋梁板外懸挑時(shí)可不作為

項(xiàng)。

裙房以上較多樓層:超過20%樓層。性能設(shè)計(jì)范圍：

1.一般超高，*具有3項(xiàng)及以上特別不規(guī)則的；

*僅具有1-2項(xiàng)特別不規(guī)則的，可按照相關(guān)

規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行，但應(yīng)針對特別不規(guī)則的

程度，提出比規(guī)范、規(guī)程更嚴(yán)格的抗震措

施；亦可采用基于性能的抗震設(shè)計(jì)；

2.特別超高；

3.超過3種的多重復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系（表5）或《抗規(guī)》、《高規(guī)》、《高鋼規(guī)》暫未列入的結(jié)構(gòu)體系；表6；

現(xiàn)行規(guī)范目標(biāo)和水準(zhǔn)：按照我國三水準(zhǔn)二階段的抗震設(shè)計(jì)理論，重點(diǎn)是基于小震的強(qiáng)度設(shè)計(jì)和基于變形的大震設(shè)計(jì)。

我國性能設(shè)計(jì)：一級、二級、三級、四級在《抗規(guī)》中分別用性能

一、性能二、性能三、性能四來表達(dá)；

在《高規(guī)》中分別用A、B、C、D來表達(dá)

*性能一：大震下仍基本完好，一般需采用隔震、減震技術(shù)或風(fēng)荷載很大時(shí)才可實(shí)現(xiàn)，條件許可時(shí)對某些關(guān)鍵構(gòu)件可提出；

*性能二：在中震下基本完好，在大震下可屈服；其細(xì)部構(gòu)造須滿足第延性要求；

*性能三：在中震下已有輕微塑性變形，大震下有明顯塑性變形，其細(xì)部構(gòu)造須滿足中等延性的要求；

*性能四：中震下的損壞已大于性能三，整體承載力僅略高于一般情況，其細(xì)部構(gòu)造須滿足高延性的要求。

參考美國ASCE41-6的目標(biāo)和水準(zhǔn)：

*OP（Operational），無結(jié)構(gòu)性破壞；正常使用；構(gòu)件小于或達(dá)到強(qiáng)度極限狀態(tài)；尚無塑性變形（彈性階段）；

*IO(ImmediateOccupancy)，立即入住或可運(yùn)行；有輕微結(jié)構(gòu)性破壞，有較小塑性變形；

*LS(LifeSafety)，生命安全；結(jié)構(gòu)性破壞顯著但可修復(fù)，修復(fù)不一定經(jīng)濟(jì)，但可確保人員從建筑物中安全撤離；距臨近倒塌狀態(tài)還有至少25%的變形能力儲備；

*CP（CollapsPrevention,NearCollapse），不倒塌；嚴(yán)重結(jié)構(gòu)性破壞不可修復(fù)，臨近倒塌；構(gòu)件抗力-變形骨架曲線開始出現(xiàn)強(qiáng)度退化。靜力非線性分析-推覆分析：

*適用高度在150米以下，且結(jié)構(gòu)振型清晰（第一、第二振型為平動）；

*至少使用兩種不同分布模態(tài)的推覆力；結(jié)構(gòu)不對稱時(shí)應(yīng)正反兩個(gè)方向進(jìn)行推覆；計(jì)入高振型的影響；

*校核第一批塑性鉸出現(xiàn)時(shí)的地震水準(zhǔn)；校核大震性能點(diǎn)時(shí)的位移；

*觀察塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置是否符合抗震概念設(shè)計(jì)（強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎）。

*目前常用的軟件：MIDAS、ETABS、SATWE等。

動力非線性分析-時(shí)程分析:

*地震波選用的合理性；波形持續(xù)時(shí)間不宜小于結(jié)構(gòu)基本周期的10倍，特別超高的不宜小于60秒；

*校核大震波作用下的性能水準(zhǔn)；

*全面評估結(jié)構(gòu)的抗震性能；

*著重于發(fā)現(xiàn)薄弱部位，提出相應(yīng)的加強(qiáng)措施；

*目前常用的軟件：perform-3D、ABQUS、DYNA（奧雅納）

及MIDAS等。

嚴(yán)重不規(guī)則建筑方案的論證

專項(xiàng)審查一般是在初步設(shè)計(jì)（或總體設(shè)計(jì)）階段進(jìn)行，對于嚴(yán)重不規(guī)則及建筑奇異的項(xiàng)目，建議進(jìn)行方案階段的咨詢或論證，建議建筑師參加論證會議；建議參加方案論證的專家與今后專項(xiàng)論證的專家保持連續(xù)性；

技術(shù)性指標(biāo)的把握和試驗(yàn)

各項(xiàng)技術(shù)性指標(biāo)基本上按照相關(guān)規(guī)范和規(guī)程控制；對于超過300米高度的建筑及特別復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，指標(biāo)宜從嚴(yán)控制；對沒有可借鑒的設(shè)計(jì)依據(jù)時(shí)，建議需要時(shí)進(jìn)行整體或局部的試驗(yàn)。

審查結(jié)論分為：“通過”、“修改”、“復(fù)審”（多層）抗規(guī)§3.4.1

為黑體：“特別不規(guī)則的建筑應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采取特別的加強(qiáng)措施?！?/p>

（表1）平面不規(guī)則：

*扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，位移比大于1.2；

*凹凸不規(guī)則，平面凹進(jìn)的尺寸大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%；

*樓板局部不連續(xù)，樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。如：有效樓板

寬度小于典型的50%、或開洞大于給蹭面積的30%，或加大錯(cuò)層。

（表2）豎向不規(guī)則：

*側(cè)向剛度不規(guī)則（軟弱），小于相鄰上一層的70%或其上相鄰三層平

均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層25%；

*豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)；

*樓層承載力突