最新多高层结构中常见问题.docx

最新多高层结构中常见问题.docx

《最新多高层结构中常见问题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《最新多高层结构中常见问题.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

最新多高层结构中常见问题

多、高层结构中常见问题

多层建筑结构中不规则、特别不规则、严重不规则的定义【以下条文均引自《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）】：

建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的建筑方案应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；不应采取严重不规则的建筑方案。

1、“不规则”：

指的是超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中一项或以上的不规则指标；

2、“特别不规则”：

指的是多项均超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中不规则指标或某一项超过规定指标较多，具有较明显的抗震薄弱部位，将会引起不良后果者；

3、“严重不规则”：

指的是体型复杂，多项不规则指标超过第3.4.3条上限值或某一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。

高层建筑结构中规则、不规则、特别不规则、严重不规则的定义【以下条文均引自《高层建筑砼结构技术规程》JGJ3-2002】：

规则结构一般指：

体型（平面和立面）规则，结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置均匀，结构的刚度、承载力和质量分布均匀、无突变；

本规程第4.3.3～4.4.5条分别结构平面布置及竖向布置的不规则性提出了限制条件。

1、若结构方案中仅个别项目超过了条款中规定的“不宜”的限制条件，此结构虽属不规则结构，但仍可按本规程有关规定进行计算和采取相应的构造措施；

2、若结构方案中有多项超过了条款规定中“不宜”的限制条件，此结构属“特别不规则结构”，应尽量避免；

3、若结构方案中有多项超过了条款规定中“不宜”的限制条件，而且超过较多，或者有一项超过了条款中规定的“不应”的限制条件，此结构属“严重不规则结构”，这种结构方案不应采用，必须对结构方案进行调整。

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）相关条文：

3.4.2建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，结构的侧向刚度宜均匀变化，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，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

当存在表3.4.2-1所列举的平面不规则类型或表3.4.2-2所列举的竖向不规则类型时，应符合本章第3.4.3条的有关规定。

表3.4.2-1平面不规则的类型

不规则类型

定义

扭转不规则

楼层的最大弹性水平位移（层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（层间位移）平均值的1.2倍

凹凸不规则

结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%

楼板局部不连续

楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%，或较大的楼层错层

表3.4.2-2竖向不规则的类型

不规则类型

定义

侧向刚度不规则

该层的侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%

竖向抗侧力构件不连续

竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水平转换构件（梁、桁架）向下传递

楼层承载力突变

抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上以楼层的80%

3.4.3不规则的建筑结构，应按下列要求进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施：

1平面不规则而竖向规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，并应符合下列要求：

1）扭转不规则时，应计及扭转影响，且楼层竖向构件最大弹性水平位移和层间位移分别不宜大于楼层两端弹性水平位移和层间位移平均值的1.5倍；

2）凹凸不规则或楼板局部不连续时，应采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型，当平面不对称时尚应计及扭转影响。

2平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求：

1）竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25～1.5的增大系数；

2）楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一层的65%。

3平面不规则且竖向不规则的建筑结构，应同时符合本条1、2款的要求。

3.4.4砌体结构和单层工业厂房的平面不规则性和竖向不规则性，应分别符合本规范有关章节的规定。

3.4.5体型复杂、平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成多个较规则的抗侧力结构单元。

《高层建筑砼结构技术规程》JGJ3-2002

的有关条文

4.1.2高层建筑不应采用严重不规则的结构体系，并应符合下列要求：

1应具有必要的承载能力、刚度和变形能力；

2应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力；

3对可能出现的薄弱部位，应采取有效措施予以加强。

4.1.3高层建筑的结构体系尚宜符合下列要求：

1结构的竖向和水平布置宜具有合理的刚度和承载力分布，避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱环节；

2宜具有多道防线。

4.3.3抗震设计的A级高度钢筋砼高层建筑，其平面布置宜符合下列要求：

1平面宜规则、简单、对称，减小偏心；

2平面长度不宜过长，突出部分长度l不宜过大（图4.3.3）；L、l等值宜满足表4.3.3的要求；

3不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图。

表4.3.3

设防烈度

L/B

L/Bmax

l/b

6、7度

8、9度

≤6.0

≤5.0

≤0.35

≤0.30

≤2.0

≤1.5

4.3.4抗震设计的B级高度钢筋砼高层建筑、混合结构高层及本规程第10章所指的复杂高层建筑，其平面布置应简单、规则，减小偏心。

4.3.5结构平面布置应减少扭转的影响。

在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移，A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍；B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍，不应大于该楼层平均值的1.5倍。

结构扭转为主的第一自振周期T1与平动为主的第一自振周期T1之比，A级高度高层建筑不应大于0.9，B级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85.

4.3.6当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。

楼板凹入或开洞尺寸不宜大于楼板宽度的一半；楼板开洞总面积不宜超过楼板面积的30%；在扣除凹入或开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m，且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。

4.3.7艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑，当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时，应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施，必要时还可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。

4.3.8楼板开大洞削弱后，宜采取以下构造措施予以加强：

1加厚洞口附近楼板，提高楼板的配筋率；采用双层双向配筋，或加配斜向配筋；

2洞口边缘设置边梁、暗梁；

3在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。

4.3.9抗震设计时，高层建筑宜调整平面形状和结构布置，避免结构不规则，不设防震缝。

当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时，宜设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。

4.3.10设置防震缝时，应符合下列规定：

1防震缝最小宽度应符合下列要求：

1）框架结构房屋，高度不超过15m的部分，可取70mm；超过15m的部分，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm；

2）框架-剪力墙结构房屋可按第一款规定数值的70%采用，剪力墙结构房屋可按第一款规定数值的50%采用，但二者均不宜小于70mm.

2防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度应按不利的结构类型确定；防震缝两侧的房屋高度不同时，防震缝宽度应按较低的房屋确定；

3当相邻结构的基础存在较大沉降差时，宜增大防震缝的宽度；

4防震缝宜沿房屋全高设置；地下室、基础可不设防震缝，但在与上部防震缝对应处应设置加强构造和连接；

5结构单元之间或主楼与裙房之间如无可靠措施，不应采用牛腿托梁的做法设置防震缝。

4.3.11抗震设计时，伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合本规程第4.3.10条防震缝最小宽度的要求。

4.3.12高层建筑结构伸缩缝的最大间距宜符合表4.3.12的规定。

表4.3.12

结构体系

施工方法

最大间距（m）

框架结构

现浇

55

剪力墙结构

现浇

45

注：

1框架-剪力墙的伸缩缝间距可根据结果的具体不知情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值；

2当屋面无保温或隔热措施、砼的收缩较大或室内结构因施工外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减小，

3位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间距宜适当减小。

4.3.13当采用下列构造措施和施工措施减小温度和砼收缩对结构的影响时，可适当放宽伸缩缝的间距。

1顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化较大的部位提高配筋率；

2顶层加强保温隔热措施，外墙设置外保温层；

3每隔30～40m间距留出施工后浇带，带宽800～1000mm，钢筋采用搭接接头，后浇带砼宜在两个后浇灌；

4顶部楼层改用刚度较小的结构形式或顶部设局部温度缝，将结构划分为长度较短的区段；

5采用收缩小的水泥、减小水泥用量、在砼中加入适宜的外加剂；

6提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。

4.4结构竖向布置

4.4.1高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过大的外挑和内收。

结构的侧向刚度宜下达上小，逐渐均匀变化，不应采用竖向布置严重不规则的结构。

4.4.2抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80%。

4.4.3A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载力的80%，不应小于其上一层受剪承载力的65%；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75%。

注：

楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。

4.4.4抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。

4.4.5抗震设计时，当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的0.75倍（图4.4.5a、b）；当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的水平尺寸B不宜小于上部楼层水平尺寸B1的0.9倍，且水平外挑尺寸a不宜大于4m（图4.4.5c、d）。

4.4.6结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时，应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。

4.4.7高层建筑宜设地下室。

5.1.13B级高度的高层建筑结构和本规程第10章规定的复杂高层建筑结构，应符合下列要求：

1应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算；

2抗震计算时，宜考虑平扭藕连计算的扭转效应，振型数不应小于15，对于多塔结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%；

3应采用弹性时程分析法进行补充计算；

4宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。

5.1.14对竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧力刚度小于其上一层的70%或小于其上相邻三层侧向刚度平均值的80%，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80%，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数；结构的计算分析应符合本规程第5.1.13条的规定，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。

地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应满足以下条文：

《建筑抗震设计规范》GB50011-2001（2008年版）

6.1.13

3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。

6.1.14地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应避免在地下室顶板开设大洞口,并应采用现浇结构,其楼板厚度不宜小于180mm,砼强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%；地下室结构的楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的2倍，地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积，除应满足计算要求外，不应少于地上一层对应柱每侧纵筋面积的1.1倍；地下一层的框架结构柱和抗震墙墙底截面的弯矩设计值应符合本章第6.2.3、6.2.6、6.2.7条的规定，位于地下室顶板的梁柱节点左右梁截面实际受弯承载力之和不宜小于上柱下端实际受弯承载力。

地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，应满足以下条文：

《高层建筑砼结构技术规程》JGJ3-2002

4.5.5房屋的顶层、结构转换层、平面复杂或开洞过大的楼层，作为上部结构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。

一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm，当板内预埋暗管时不宜小于100mm；顶层楼板厚度不宜小于120mm，宜双层双向配筋；转换层楼板厚度应符合本规程第10章的有关规定；普通地下室顶板厚度不宜小于160mm;作为上部结构嵌固部位的地下室楼层顶板厚度应采用梁板结构，楼板厚度不宜小于180mm，混凝土强度等级不宜小于C30，应采用双层双向配筋，且每个方向的配筋率不宜小于0.25%。

4.8.5抗震设计的高层建筑，当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时，地下一层的抗震等级应按上部结构采用，地下一层以下结构的抗震等级可根据具体情况采用三级或四级，地下室柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外，不应小于地下一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍；地下室中超出主楼范围且无上部结构的部分，其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。

9度抗震设计时，地下室结构的抗震等级不应低于二级。

5.3.7高层建筑结构计算中，当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时地下室结构的楼层侧向刚度不应小于相邻上部结构楼层侧向刚度的2倍。

弹性楼板

“弹性楼板”分三种情况：

分别为“弹性楼板6”、“弹性楼板3”、“弹性膜”。

（1）弹性楼板6

假定是采用壳元单元真实地计算楼板的面内刚度和面外刚度。

从理论上讲，弹性楼板6假定是最符合楼板的实际情况，可以用于任何工程。

但实际上，在采用弹性楼板6假定时，部分竖向楼面荷载将通过楼板的面外刚度直接传递给竖向构件，导致梁的弯矩减小，相应的配筋也会减小。

该模型比较适宜用于板柱结构、板柱-抗震墙结构。

注意：

1理论上讲所有的工程均可采用。

2由于已经考虑楼板的面内、面外刚度，则梁刚度不宜放大，梁扭矩不宜折减。

板的面外刚度将承担一部分梁柱的面外弯矩，而使梁柱配筋减小。

3此时结构分析时间大大增加。

（2）弹性楼板3

假定是针对厚板转换层结构提出的，这些厚板一般形状比较规则，而且不开大洞，其平面内刚度都很大，而平面外刚度是这类结构传力的关键。

通过厚板的平面外刚度，改变传力路径，将厚板以上部分结构承受的荷载安全地传递下去。

弹性楼板3是假定楼板平面内无限刚，平面外刚度是真实的，这一假定与厚板转换层结构的转换厚板特性是一致的。

适用范围：

适宜于厚板转换层结构。

注意：

①需要保证楼板平面内刚度非常大，如厚板转换层中的厚板，板厚达到1m以上。

而平面外刚度则需要按实际考虑。

②一般在厚板转换层不设梁或等代梁，并注意下部轴线差异产生的传力问题。

（3）弹性膜

采用平面应力膜单元真实地计算楼板平面内刚度，同时忽略楼板平面外刚度，假定楼板平面外刚度为零。

适用范围：

空旷的工业厂房、体育场馆、楼板局部开大洞、楼板平面比较狭长或有较大的凹入以及平面弱连接结构。

注意：

①仅适用于梁柱结构，设计时不使楼板面外刚度承担荷载，不使梁柱配筋减少，以保证梁柱设计的安全度。

②不能用于“板柱结构”。

设计时可以进行梁的刚度放大和扭矩折减。

“抗震措施”与“抗震构造措施”的概念

1、“抗震措施”是指除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容，包括建筑总体布置、结构选型、地基抗液化措施、考虑概念设计要求对地震作用效应（内力及变形）的调整以及各种构造措施。

2、“抗震构造措施”是指根据抗震概念的设计原则，一般不需计算而对结构和非结构各部分所采取的细部构造，如钢筋锚固、搭接、混凝土保护层、最小配筋率等。

“抗震措施”涵盖了“抗震构造措施”。

注意：

抗震等级划分属“抗震措施”的宏观控制。

方案设计阶段如何估算各类结构楼面单位面积的重量标准值

根据数年的统计分析资料记载，民用建筑在方案设计各类结构楼层单位面积的重量标准值参考值如下：

1、框架结构为11～14KN/㎡；

2、框架-剪力墙结构为12～15KN/㎡；

3、剪力墙、筒体结构为13～16KN/㎡；

4、短肢剪力墙结构为10～13KN/㎡；

5、地下结构可按18～20KN/㎡；

注意：

其中活荷载平均约为2～3KN/㎡，仅占全部竖向荷载的15%～20%。

因此，活载不利布置所产生的影响较小；当建筑物较高时（大于20层）取上限，较低时取下限。

《关于进一步加强全省城乡建设和工程建设抗震防灾工作的意见》（鲁建设字【2008】12号）

第四条建筑方案应符合抗震概念设计要求，应优先选用有利于抗震的结构体系和建筑材料，两层（含两层）以上教学建筑、幼儿园、医院建筑不得采用砌体结构、预制板；初步设计审批、施工图审查要严把抗震审查关，对达不到抗震设防要求的项目不予审批；施工单位应严格按照经审查合格、符合抗震设防要求的图纸施工；监理单位应按抗震要求严格监理；质督和验收单位要将抗震设防作为重要内容，凡达不到抗震设防标准的工程，不得办理竣工验收手续，更不得交付使用。

注意：

经咨询省建设厅，教学建筑、幼儿园、医院建筑指所有的学校、幼儿园、医院（包括乡镇卫生院）内的所有建筑，在单位院内建设的住宅楼也包括在内。