不规则高层建筑结构设计及控制措施
不规则结构设计及规范要求

建筑方案是否“规则”的判定及设计控制1、不规则的划分抗震规范把不规则的建筑方案分为三个级别,区别对待:∙一般不规则——按规范、规程的有关规定采取加强措施;∙特别不规则——经过专门研究和论证后采取高于规范、规程规定的加强措施,对于高层建筑应严格按建设部令第111号进行抗震设防专项检查;∙严重不规则——应要求建筑师予以修改、调整。
抗震规范原文如下:3.4.1 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;不应采用严重不规则的建筑方案。
[修订说明]:本次修订,对建筑方案的各种不规则性,分别给出处理对策,以提高建筑设计和结构设计的协调性。
2、不规则的判定(1)抗震规范正文——比较含糊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平面不规则类型表3.4.2-2竖向不规则类型(2)抗震规范条文说明——稍微清晰,仍笼统3.4.1条之条文说明:规则与不规则的区分,本规范在第3.4.2条规定了一些定量的界限,但实际上引起建筑结构不规则的因素还有很多,特别是复杂的建筑体型,很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围,但是,有经验的、有抗震知识素养的建筑设计人员,应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计,要区分不规则、特别不规则和严重不规则等不规则程度,避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。
这里:“不规则”指的是超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中一项及以上的不规则指标;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;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。
平面不规则的某高层建筑物结构设计

主 的第 扭转 系数
01 / 9 6O 0 01 / 7 201 0 0 / 8 70 0 01 / 7 80 2 0 5 / 1 70 3 0 2 / 5 60 5 03/ 2 601 0 5 / 4 3 0 2 00/ 4 007 O1 / 8 1O 5 0 2 , 2 5O 3 03/ 6 001 01 / 3 6 O3 00/ 4 8 01 02/ 9 031 0310 5 / 9 0 5 / 3 504 0 7 / 5 0 0 7 06 / 7 4 06
3 上 部 结构设 计
31 存 蹬 使 用年 求 下 , _稃 的结 构 鹏 该 L
设 计所依 据士要 原 则和 内 为 . ) 容 1 结构最 基本 的
安全要求 2 结构努r ̄抗侧力构件的布置及相 ) 'l o l ]
应抗 扭 转能 力 的者虑 ) 构变 形 耍求 ) 3结 4 当有 超 出规范要 求的 问题时 , 采取加强 手旋 。 应 蘸 3 |工程 平 面形状 小规 则 ,但 坚 句体 型 搴 2 规 则。 基 于概念 设 计 ,结构 设计 采取 了 丑 I _、 措 施 1台理 布置 结构 。 】 建筑 物 中部管 道井 墙体 布
些 特殊 的 活荷 载
活 荷载 的选 取方 法 。基 本风 压和 皋 本雪 压 按 文 地 1 年 本 ∞
荷 载 为 设计 使 用年 限 5 0年所 用 ,为 满足 Байду номын сангаас 计 使 用 年 限 10年 的 需要 , 0 除
由建设 提供外 , 其它活荷载均在规范所提供
1 标准 层结 构 平面布 置 罔
表 1 不 同振 数 时振 型参 与质 星系 数
收稿 日期 20 2 2 05 1 8
平面不规则结构设计在高层建筑中的措施分析

汇报人: 日期:
目录
• 引言 • 平面不规则结构概述 • 平面不规则结构在高层建筑中的
应用 • 平面不规则结构设计的措施分析
目录
• 平面不规则结构设计在高层建筑 中的优化策略
• 结论与展望
01
引言
研究背景与意义
• 高层建筑是现代城市空间的重要组成部分,尤其在人口密集、土地资源紧张的地区,高层建筑的建设需求更为 显著。
指出了平面不规则结构设计在高层建筑中的发展趋势, 如数字化设计、智能化建造等。
总结了平面不规则结构设计的概念和特点,以及在高层 建筑中的重要性。
提出了针对这些问题的解决措施,包括对结构进行详细 的力学分析、优化结构设计、提高结构强度和刚度等。
研究不足与展望
虽然本文对平面不规则结构设计在高层建筑中的问题进行了较全面的分 析,但仍有部分问题未能深入探讨,如复杂地震波下的结构响应、新型 材料的运用等。
加强专业培训
定期开展结构设计人员的专业培训,提高其理论 知识和设计技能。
严格遵守规范
确保结构设计人员充分了解并遵守相关规范和标 准,提高设计的质量和安全性。
建立反馈机制
建立结构设计人员的反馈机制,鼓励其提出改进 建议和创新思路,不断完善和提高设计水平。
06
结论与展望
研究结论
分析了平面不规则结构设计在高层建筑中的常见问题, 如地震作用下的结构安全性、风载作用下的稳定性等。
优化结构抗震性能设计
抗震设防标准
根据建筑所在地的地震烈度和场 地条件,确定合理的抗震设防标
准。
抗震构造措施
采取有效的抗震构造措施,如加 强构件连接、设置防震缝等,提
高结构的抗震性能。
高层建筑结构设计不规则性的研究与应用

位 的楼板不足以视为刚性楼板 ,只 能作 为弹性板计算时 ,则
仍 处 于 凸 凹不 规则 ,不 能 因设 置拉 梁而 作 为楼 板 开 洞 处理 。 对 于 不 落 地 构 件 通 过 次 梁 转换 的 问题 ,应 慎 重 对 待 。 少
建筑结构的平面不规则性 大致 可以分为- -; f @ :一是平面 形状不规则 ,也称为凹凸不规则 ;二是楼板局部不连续 ,连 接较弱 ;三是抗 侧力体 系布置 引起 的扭转不规则。国 内外的
的不确定性和地 震效应计 算的不完整性 ,对结构的不规则性 给出判别的准则。在 这三种 不规则性 中,平面形状不规则和
楼 板 局 部 不 连 续 的 判 别 比较 直 观 。 而扭 转 不 规 则 ,是 结 构 平
防烈度不同 ,上述不规则建筑 方案 的界 限相同 ,但设计要求
有 所 不 同。 烈 度 越 高 ,不仅 仅 是 需要 采 取 的措 施 增 加 ,体 现
高层 建筑结构 不 规 则牲 的研
■ 周瑞 钦
结 构 不 规则 性 的 判断 ,在 设 计 中是 一 个 非 常 重 要 的 设计
环 节。不规则性 的判断结果 ,能直接影响到结构的建模 、结
构布置、薄弱楼层 的判断、位移 比的控制 以及施工图设计 ,
从 而 影 响 到 整个 的结 构 布 置 是 否 合 理 、 安 全 、 经 济 等 。 本 文
变 形 形 态 而 变化 的扭 转效 应 。 例 如 ,结 构 某 一 角 柱 进 入 弹 塑
入破坏状态 ,造成 局部倒塌继而可能 引起整体结构倒塌 ,这 样 的破坏机制难 以实现整体 结构 的延性 ,对结构抗震十分不 利。 因此 ,控制扭转位移 比值是需要我们高度重视的工作之
高层建筑不规则结构设计分析 巨博超

高层建筑不规则结构设计分析巨博超摘要:对高层建筑工程进行分析,总结不规则结构设计的特点。
认识到当前高层建筑不规则结构设计中存在的问题,旨在通过各项影响因素的探究,确定科学化的不规则结构设计方案,以提高高层建筑的整体效果,为建筑行业的稳步发展提供支持。
关键词:高层建筑;不规则结构;设计一、高层建筑不规则结构的设计特点(一)平面不规则结合现代建筑工程的项目特点,在高层建筑的平面不规则结构设计中,其主要体现在以下几个方面:第一,楼板局部不规则。
对于这种现象,主要是楼板尺寸及平面刚度的变化。
第二,建筑外形的不规则问题,对于这种不规则现象,是指高层建筑某一结构出现向下凹陷或是凸起的问题,在具体的设计中,需要针对这种设计结构进行调整,以展现不规则平面结构的设计价值。
第三,扭转不规则的设计,对于这种设计方法而言,主要是在规定的水平作用力下,楼层中的最大弹性水平位移高于两端的弹性水平位移[1]。
(二)竖向不规则根据高层建筑不规则结构的设计状况,竖向不规则特点如下:第一,建筑结构侧向刚度不规则现象。
在高层建筑结构设计中,若高层建筑的某层侧向刚度小于上一层的刚度值,将这一楼层判定为侧向刚度不规则结构。
第二,根据竖向抗侧力构件的工程特点,建筑内力需要在水平向下传递,这种传递方法为竖向不规则传递方式。
第三,结合竖向不规则的结构设计特点,若高层建筑出现承载力变化的问题,可以判定高层建筑呈现出不规则的设计效果。
(三)抗震规范设计通过对高层建筑不规则结构设计特点的分析,按照抗震设计规范标准,可以将高层建筑的不规则结构分为不同类型,第一,一般的不规则设计。
在高层建筑中,这种不规则设计可以按照工程项目标准解决施工中存在的问题。
第二,特殊不规则设计。
对于特殊不规则设计而言,需要在部门讨论结束后制定符合建筑需求的设计方案,并对该建筑结构的抗震性能进行分析,以保证建筑结构施工的稳定性。
第三,严重不规则设计。
在严重不规则设计中,需要设计部门及施工单位按照设计需求,进行建筑方式的修改及调整,以保证各项工序的稳步进行[2]。
高层建筑结构设计中平面不规则问题及抗震措施分析

( 3 ) 抗剪承载力值和层问刚度的比值 。伴随楼层增加 , 本建筑物 的侧向高 度呈均匀状态 的减小 。 不同工况条件下, 规范的具体要求都能够得到满足 : 刚 度最小的为首层刚度 , 和上一层相 比, 首层的刚度仅仅是其上一层的7 9 %, 和 上 面三 层对 应 的平 均 刚 度相 比 , 首 层 的高 度是 平 均水 平 的 8 4 %; 在 抗 剪 承 载 力方面, 首层也是最小的 , 是其上一层剪承载力的9 5 %, 符合规范对应的具体 要求 。 ( 4 1 反应谱法其余主要计算结果。计算时所选振型数满足规范要求 , 剪重 比均大于1 . 6 %, 可不另作楼层地震剪力调整。刚重比大于l _ 4 , 可通过整体稳 定验算 , 且由于该值大于2 . 7 , 可不考虑重力二阶效应。框架所承担的最大倾 覆弯矩 比例小于5 0 %, 底层框架承担的倾覆弯矩为4 5 . 6 %, 说明本工程结构布 置的剪力墙数量较为合理 , 两程序在底部剪力及底部倾覆弯矩较接近 , 说 明 其计算结果可互相印证。 ( 5 ) 弹性时程分析 。计算时选取了1 条程序所提供的二类场地人工波数据 以及2 组天然波数据 , 经比对该3 组波的计算结果, 均符合《 高规》 3 . 3 . 5 条要求。 ( 6 ) 验算P u s h o v e r , 中震和大震条件下的不屈服 陛能 。计算的过程 中, 大震 推覆验算是依据x、 Y 向展开的 。结果告诉我们 : 推覆性能点在所有方 向上对 应的层问最大位移角应该要 比限值小,这样结构体系能够在大震的情况下, 具 有 抗震 的 功效 。 a x向推覆的时候, 首先在1 1 步5 层的连梁作出出铰 , 接下来是1 2 步首层框 架 梁端 , 结 构性 能点 在4 2 步 的时 候就达 到 了 , 6 O 步首层 柱端 的时候 仍需 出铰 :
基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理

基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理摘要:现阶段,我国的高层或超高层建筑不断兴起,在针对高层建筑进行结构设计的过程中,要充分把握平面不规则等相关问题,对于问题的根源进行全面深入的探究,然后提出和落实更科学可行的处理方案,以此确保该类问题得到更有效的解决,为整体工程结构设计水平的提升提供必要的支持。
基于此,下文重点分析高层建筑结构设计过程中平面不规则的相关问题以及处理措施等内容。
关键词:高层建筑;结构设计;平面不规则问题;处理措施引言从实践情况可以看出,在针对高层建筑进行结构设计的过程中,往往有很多不规则的设计内容,在平面不规则设计方面,往往存在一定的问题,例如,在水平方向上因为不规则结构可能出现一定程度的偏心测力,这对于结构的抗侧力会造成十分严重的影响。
在这样的情况下,就需要高度重视相关问题,然后切实提出和落实切实可行的处理措施,以此确保高层建筑结构更加安全稳定,有更加良好的施工效能。
1.基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析通常我们所称之为的高层建筑主要指的是10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。
在针对高层建筑结构进行设计的过程中,针对有些建筑来说,不可避免地会涉及一定程度的不规则的情况。
针对此类情况而言,需要着重做好不规则设计工作,例如,结构平面布置不规则、结构竖向布置不规则设计等相关内容,针对平面不规则设计而言,在具体的设计过程中,可能存在一定的问题或者不足,在平面不规则结构方面有比较典型的体现方式,首先是扭转不规则高层建筑结构,其中包括扭转位移比大于1.2的结构及任一层的偏心率大于15%或相邻层质心水平距离大于相邻层中该方向较大边长的15%。
其中扭转位移比大于1.2,主要指的是在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层两端抗侧力构件弹性水平位移或层间位移的最大值大于该楼层平均值的1.2倍。
其次,是建筑结构平面轮廓不规则高层建筑结构,通常情况下这类建筑的不规则设计主要指的是平面的长度和窄度都超过既定的标准,由此导致整个平面结构凹陷进去,而凸出来的部分通常情况下又太细,在这样的情况下就会导致楼板局部的连接不够持续稳定,没有连续性或者凹凸情况并没有呈现出均匀规律的状态,不够规则,进而导致楼板局部缺乏应有的连续性,对于工程的质量也会造成一定程度的影响。
浅析高层建筑结构设计不规则性

1 高层 建筑不规则性 的概念
自2 0 1 2年起 , 我国规定高度大于 2 7 m的住宅建筑 和其他建
绍:
( 1 ) 高层 建 筑 物 中侧 向刚 度 结 构 不 规 则 : 判 断 的依 据 是 本 楼
筑高度大于 2 4 m的非单层建筑为高层建筑 。对称规则的高层建 层 中侧 向 刚度 取 值 是否 小 于 该 楼 层 相 邻 上 层 侧 向 刚 度 平 均 值 的 0 %,或 者 小于 本 楼 层 上 面 相 邻 的 三个 楼 层 该 值 平 均 值 的 8 0 %, 筑 与不规则性 的高层建筑 的形象和全方 位造型 是完全 不同的 。 7 受环 境 、 条件 、 设计等条 件的影 响, 建筑 体不可 能绝 对 的规 则和 除 去 顶 层 不 包 括 在 内 ,楼 层 局 部 收 进 的水 平 方 向数 值 不 小 于 与 5 %。 对 称 的现 象 时 有 发 生 。建 筑 物 的 不 规 则性 一 般 表 现 在 : 平 面 设 计 本 层 相 邻 下 一 层 的 2
介 绍 了高层 建筑 中不规 则建筑的发展现状 , 分析 了高层建 筑中不规 则性结构的类型 , 并详 细阐述 了建筑设计 中不规 则结
构 建 筑应 采 取 的 措 施 。 关键词 : 高层 建 筑 ; 不规则性 ; 偏心距 ; 抗 扭 刚度 比 科 学 技 术 的 发展 , 促进 了人 们 物 质 和 精 神 生 活 水平 的不 断 提 结构类型和平面不规则结构类型 。其 中, 竖直方 向不规则结构类
一
侧( 如客厅 、 储物 室的降板) 尺 寸 大 于 该 楼 板 投 影 方 向上 面 总
( 7 ) 高层 建 筑 物 楼 板 局 部产 生 不 连 续 : 判 断 的依 据 是 本 层 楼
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试析不规则高层建筑结构设计及控制措施摘要:笔者结合工作实际,简要分析了现阶段不规则高层建筑的发展现状及不规则的结构类型,重点对不规则高层建筑结构设计中应采取的措施进行了详细探讨与研究。
关键词:高层建筑结构设计不规则性偏心距措施
前言
建筑物的不规则性一般表现在:平面凸凹的不规则、局部楼板的不连续、不规则以及建筑物自身在竖向刚度上的不连续性、不规则等。
实际工程中必须比较准确的判断建筑结构的不规则位置,只有这样才不会影响到对建筑结构的建模、确定建筑结构的一系列布置方案、以及确定建筑物本身比较薄弱的地方,进而在一定程度上提高整个建筑结构的合理性、安全性以及经济性。
不规则的建筑结构会引起结构在水平方向上的偏心侧力,而进一步产生一定的扭转变形,不利于结构的抗侧力,同时也会导致成本的较大增加。
所以设计者需要尽可能的将建筑结构物设计为对称、规则的以便提高建筑物本身的一些结构性能。
1、不规则高层建筑的发展现状
随着城市的不断扩建,设计者们为了迎合城市建设的发展需求,他们已经逐步更新了自己以往建筑物必须要对称、规则的观念,他们正试着建造一些标新立异、新颖别致、独树一帜的建筑,如非对称、不规则的建筑结构物。
随着人们观念的转变,现如今大城市中出现了许许多多的复杂体型和不规则结构,这种趋势在某种程度上
代表了我国以后建筑的发展方向。
虽然这些不对称、不规则的建筑结构给城市增添不少亮丽的风景,但是它们的设计与建造却给结构设计人员以及施工人员带来了严峻的考验。
2、不规则的结构类型
结构类型可以大体的分为两类:(1)平面不规则结构类型其包含的有扭转不规则、凹凸不规则、楼板局部不连续等;(2)竖向不规则结构类型其包含的有侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续、楼层承载力突变、楼层间质量突变等。
以下是常见判断两种不规则类型标准的具体介绍。
2.1 平面不规则的类型
(1)扭转不规则:判断标准是每一楼层自身最大的弹性水平位移大于该楼层两端的弹性水平位移平均值的1.2倍,或者是最大的层间位移大该楼层两端层间位移平均值的1.2倍。
(2)凹凸不规则:判断标准是建筑结构平面凹进一侧的尺寸大于其投影方向上总尺寸的30%。
(3)楼板局部的不连续:判断的标准是楼板的尺寸以及平面刚度发生急剧的变化。
2.2 竖向不规则的类型
(1)侧向刚度不规则:判断的标准是该楼层的侧向刚度值小于与其相邻上一楼层的70%,或者小于该楼层以上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%;除顶层或出屋面小建筑外,楼层局部收进的水平向尺寸大于其相邻下一层的25%。
(2)竖向抗侧力构件不连续:判断标准是竖直方向上的抗侧力构件的内力通过水平转换构件而
向下传递。
(3)楼层承载力突变:判断标准是抗侧力结构的层间受剪承载力小于其相邻上一层的80%。
(4)楼层间质量突变:判断标准是楼层质量大于相邻下一楼层质量的1.5倍。
3、不规则高层建筑结构设计中应采取的措施
由相关技术人员的一系列研究表明:在地震中容易受到破坏的建筑结构往往是那些平面存在不规则性,并且建筑物的质量与刚度偏心较大以及抗扭转刚度太弱的结构。
经过技术人员的进一步研究表明:扭转效应对建筑结构的破坏应该是特别严重的。
所以在实际工程中需要对建筑结构的扭转效应加以限制,常用的限制方法可以归为如下:
(1)尽可能的限制建筑结构的平面不规则布置,只有这样才可以在一定程度上避免产生过大的偏心,而导致建筑结构物产生比较大的扭转效应。
(2)在一定范围内尽可能的提高建筑结构物的扭转刚度,防止它太弱。
结构的扭转效应可以由以扭转为主的第一自振周期tt与平动为主的第一自振周期t1之比来大致的判定,当上述两种周期比较接近时,由于振动耦联的影响,建筑结构的扭转效应会明显增大。
减少建筑结构扭转效应具体的一些方法如下:
(1)减小建筑结构的相对偏心距。
相关研究表明:建筑结构的扭转效应与相对偏心距在一定程度上是成线性关系的,如果想要改善建筑结构的扭转效应,以及进一步的缩小楼层的位移比,则可以通过调整建筑结构的平面布置,进
而使得建筑结构的质心和刚心可以更加的接近。
实践工程中减小建筑结构偏心距的常用方法有:①调整建筑结构平面的不规则性布置,应该是在初步计算分析后才进行,通过初步计算的结果找到建筑结构的质心、刚心,同时需要做的便是通过相关数据以及实践经验比较准确的判断建筑结构的刚度分布,最后再适当地增减距质心较远的抗侧力构件。
(2)调整建筑结构抗侧刚度和抗扭刚度比。
相关研究表明:建筑结构的扭转效应与结构周期比的平方的关系基本上是线性的关系,所以在设计建筑物时,可以考虑适当的减小建筑结构的周期。
在做剪力墙时,则需要在合理的范围内尽量的加长或者增厚周边剪力墙,特别需要重视的是那些离刚心最远处的剪力墙。
加大结构抗扭刚度的一般做法是在建筑结构边上设拉梁,同时缩小建筑结构的扭转周期,还可以通过增加周边连梁的刚度来实现。
(3)提高周边抗扭构件抗剪力。
要保证建筑结构在强烈震动下依然安全,那么只靠调整结构布置是不够的。
相关技术人员通过实验得到了如下的结论:当建筑结构处于非弹性时期时,对称的建筑结构受到双向水平地震作用便会随形态变化而偏心。
如果考虑建筑结构的抗震性能,则应该强化那些受抗扭效应制约构件的抗剪性能,以便使得建筑结构可以在强震作用下保持整体弹性状态。
(4)较小地震带来的破坏,设置防震缝。
在实际工程中经常会遇到平面形状比较复杂的建筑结构,由于受到条件的限制导致不能把平面结构布置成规则的结构,此时便可以通过设置一定的防震缝将结构分成比较简单的结构单元。
在工程中适当的设置防震缝是十分有必要的,如:①需要设置防震缝两侧的结构体系迥异或地震反应效应显著不同时,防震缝的宽度便需要考虑不利一侧的结构;②当相邻建筑结构的基础沉降量较大时,可以设置兼做沉降缝的防震缝。
4、结语
实际工程中,建筑结构的不规则性会在一定程度上直接影响建筑结构的建模、建筑结构的一系列布置、薄弱楼层等,而间接影响整体建筑结构的布置是否经济、合理、安全。
结构设计师在设计不规则的建筑物时,需要尽量的减小或者避免建筑结构比较容易出现薄弱部位,同时做到强化那些薄弱部位。
现如今对于不规则高层建筑结构的分析还有很多问题需要解决,但是随着计算机科学的不断发展,会出现更多更好的方法来确定不规则建筑结构的计算模型,进而更加真实的模拟实际情况的工况。
参考文献
[1] gb 50011-2010.建筑抗震设计规范[s].北京:中国建筑工业出版社,2010.
[2] 赵丽清.浅谈高层建筑结构分析与设计[j].山西建筑,2007.
[3] 安志宏.高层建筑结构设计不规则性的研究与应用[d].吉
林大学,2004.。