结构类型特别不规则的判别
高层结构楼板不连续不规则项判别探讨——以某大型商业综合体为例
构件分布情况的特殊性，上述判别条件并不能全方位、无偏差地描述出建筑结构在地震中实际的平面刚度急剧变化程度。
在实际工程实践中，楼板不连续的判断常有很大的分歧，面对同一个项目，不同的结构工程师往往也会有不同的判断结果。
因此，判别标准有必要进一步明确及完善。
文章以福建泉州地区某大型高层商业综合体项目为研究对象，运用相关结构软件比较分析项目中楼板不连续对整体结构的周期、整体侧向位移，以及结构应力的影响，结合相关文献研究成果及个人设计经验体会，提出了楼板不连续不规则项判别的方法建议，为类似项目结构设计更加经济合理提供应用参考。
2项目概况泉州某项目S3#楼位于福建省泉州南安市美林街道洋美村，项目定性为大型商业办公综合楼（见图1），地下3层，地上17层，其中地下1层至地上8层为大商业，地上9~17层为办公楼，房屋高度为87.3 m，建筑面积约为92 346.58 m 2，采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构体系。
项目结构设计使用年限50年，所在地区的抗震设防烈度为7度（0.10 g ），设计地震分组第三组，建筑场地类别为Ⅱ类，特征周期为0.45 s。
地上8层及以下商业建筑抗震设防类别为重点设防类，结构安全等级为一级；地上9层及以上办公建筑抗震设防类别为标准设防类，结构安全等级为二级。
项目整体计算模型如图2所示，因建筑功能要求，项目地上2～5层商业中庭区域多处设置较大的结构洞口，典型楼层结构开洞位置如图3、图4所示，剪力墙布置较为分散均匀。
根据住房城乡建设部2015年颁布的《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） [2]，本工程的不规则情况判断如表1所示，开洞导致第3及第5层Y 向有效楼板宽度比超限。
因此，楼板不连续不规则项判别为本工程结构设计的技术难点之一。
摘要 楼板不连续不规则项判别条件常存在争议。
文章通过具体案例，验证高层结构仅有少量楼层楼板开洞对结构体系影响不大。
结合相关文献研究成果，提出开洞范围薄弱部位楼板应力分析结合开洞侧楼板长宽比数值判断楼板不规则项的思路。
抗震超限高层建筑结构的判定细则
抗震超限高层建筑结构的判定原则超限建筑结构的定义及文件依据超限审查的必要性及意义超高层自身的抗震要求体型复杂的大型公共建筑、“天马行空”的设计方案规范规程的更新迭代序号年份标准名称编号备注11959《地震区建筑抗震设计规范》——草案，未颁发21964《地震区建筑抗震设计规范》——草案，未颁发31974《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-74试行41978《工业与民用建筑抗震设计规范》TJ11-78《78规范》51989《建筑抗震设计规范》GBJ11-89《89规范》62001《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《01规范》72008《建筑抗震设计规范》GB50011-2001《08版》82010《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《10规范》92016《建筑抗震设计规范》GB50011-2010《16版》建筑抗震设计规范的发展沿革定义及文件依据定义超出国家现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型的(高层)建筑工程,体型特别不规则的(高层)建筑工程,以及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程文件依据《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》——中华人民共和国建设部令第111号1《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2各省市相关文件汇编3部分省市超限审查细则一些相关问题高层建筑：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的住宅建筑和房屋高度大于24m 的其他高层民用建筑，应执行《超限高层建筑工程抗震设防审查技术要点》的规定.非高层建筑规则性判别及相应加强措施可按“抗震规范”执行。
1建设单位对已审查通过的超限筑工程做重大修改时，应重新向主管部门报审3初步设计及施工图审查单位应对设计单位提出的不超限依据进行审查。
若为超限工程而未做超限专项审查的，应补做超限审查4施工图审查时检查抗震专项审查意见的落实情况5设计单位应自行判断所设计的工程是否超限。
界定为不超限的工程，应在初步设计文件中说明判断依据2山东建筑物高度超限的认定高度超限建筑范围《抗规》表格《高规》表格超过《建筑抗震设计规范》第6章钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度1超过《高层建筑混凝土结构技术规程》第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构、第10章中错层结构和第11章混合结构最大适用高度2超过《全国超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》规定的高层建筑工程3表1：房屋高度(m)超过规定的高层建筑工程总体判断要点房屋高度——室外地面（嵌固层——重庆）算起到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）。
高层建筑超限判别表版
高层建筑超限判别表版内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
高层建筑工程抗震设防超限审查判别表建设单位：
工程名称：
表一：房屋高度超限判别
度应比表内数值降低至少10%。
表二：房屋结构一般不规则判别
时，仍视为凹凸不规则，不按楼板不连续的开洞对待；序号a、b不重复计算不规则项；局部的不规则，视其位置、数量等对整个结构影响的大小判断是否计入不规则的一项。
表三：房屋结构特别不规则判别（一）
表四：房屋结构特别不规则判别（二）
后、左右错层属于本表的复杂连接。
50223。
综合结论：本工程属于（不属于）超限工程。
设计单位：（打印及盖出图章）施工图审查机构：佛山市中图建筑技术服
务有限公司
注册结构师：（签名及盖注册章）审查人：（签名）
日期：日期：。
不规则结构设计及规范要求
（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
不规则类型
定义
扭转不规则
楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层 间位移）平均值的 1.2 倍
凸凹不规则
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层楼板典型宽度的 50％，或开洞面积大于该层楼层面积的 30％，或较大的楼层错层。
对于不落地构件通过次梁转换的问题，应慎重对待。少量的次梁转换，设计时 对不落地构件（混凝土墙、砖抗震墙、柱、支撑等）的地震作用如何通过次 梁传递到主梁、又传统到落地竖向构件要有明确的计算，方可视为有明确的 计算简图和合理的传递途径，并需采取相应的加强措施，确保大震时转换构 件不失效。
设防烈度不同，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，体现各种概念设计的调整系数也要加 大。
“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；
建筑结构不规则判别
建筑结构不规则性判别
2015.11
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
一、规范规定
一、规范规定
一、规范规定
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：
》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
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。
四、不规则判定
❖ 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
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
高层建筑不规则结构设计
高层建筑不规则结构设计导言在高层建筑工程设计中，结构布置不规则的情况不断增多，中央电视台、深圳发展中心、上海希尔顿饭店等高层建筑均属于其中典型，而为了保证这类高层建筑能够兼具视觉效果与较高的安全性及稳定性，不规则结构设计必须得到重点关注，本文研究具备的较高现实意义可见一斑。
高层建筑不规则结构设计类型划分结合国内外开展相关理论研究和实践探索，本文将高层建筑不规则结构设计类型归纳为平面不规则结构、竖向不规则结构以及其他不规则结构三大类。
1.平面不规则结构平面不规则结构可进一步细分为凹凸不规则、扭转不规则、楼板不连续，具体特征如下：（1）凹凸不规则。
凹凸不规则结构主要特征包括凸出过细、凹进过多、平面狭长。
凸出过细指的是一般情况下凸出部分长宽比在2.0以上，抗震设防烈度在Ⅷ度以上时该比值则在1.5以上；凹进过多指的是平面凹进一侧尺寸大于30%的相应投影方向总尺寸；平面狭长指的是平面长宽比在6.0以上，抗震设防烈度为Ⅷ度时该比值则在5.0以上。
（2）扭转不规则。
对于位移比大于1.2的高层建筑，可认为其存在平面扭转不规则。
（3）楼板不规则。
存在平面楼板不规则的高层建筑一般具备四方面特征，即楼层错层较大（如较大错层面积大于该层总面积的30%时）、采用细腰形平面、开洞面积在该层楼面面积的30%以上，以及有效楼板宽度在开洞凹入后不超过该层楼板典型宽度50%。
2.竖向不规则结构竖向不规则结构可细分为侧向刚度不规则、楼层承载力突变、竖向抗侧力构件不连续，具体特征如下：（1）侧向刚度不规则。
多种情况均可能导致高层建筑产生竖向不规则结构，如为了形成空旷房间，在结构顶部取消部分墙、柱；结构上部楼层，且上部楼层水平尺寸的90%大于下部楼层；当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度1与房屋高度之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸不宜小于下部楼层水平尺寸的75％；楼层侧向刚度小于其上相邻三层平均值的80%，或小于相邻上部楼层70%。
北京、上海、广东关于高规的一些异同
一、部分短肢墙结构根据高规7.1.2条高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构，即只能采用部分短肢剪力墙。
对于部分短肢墙结构的定义，高规只明确这种类型结构中的一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%（高规7.1.2第2条），而对于短肢剪力墙并没有给出一个具体量化指标。
1、中国建筑科学研究院主编《房屋建筑抗震设计常见问题解答》（下文简称《抗震解答》中黄小坤认为“一般情况下，短肢剪力墙较多的剪力墙结构中，短肢剪力墙承受的倾覆力矩可占结构底部总倾覆力矩的40%~50%”同时认为“一般剪力墙结构中，如果存在少量的短肢剪力墙，则不必要遵守高规7.1.2条的规定”2、《北京市建筑设计技术细则-结构专业》（以下简称《北京技术细则》P86页5.5.5条规定：当墙肢截面高度与厚度之比虽为5~8，但墙肢二侧均与较强的连梁（连梁净跨与连梁高度之比≤2.5）相连时或有翼墙相连的短肢墙（翼墙长度应不小于墙厚度的3倍），可不作为短肢墙。
短肢墙较多结构定义：可按结构中短肢剪力墙承受的竖向荷载与总竖向荷载的比例来判定，当由短肢剪力墙负荷楼面与全部楼面面积之比超过50%时，应定义为短肢墙较多结构。
3、《上海超限高层建筑工程抗震设计指南》（下面简称《上海超限指南》认为：当短肢剪力墙截面面积不大于全部剪力墙截面面积的20%时，可以按全部落地剪力墙控制建筑物高度，同时明确规定了短肢墙部分的抗震措施仍应按短肢墙规定执行。
当采用短肢墙比例进行判别时，应在建筑物的两个主轴方向分别计算，取较大的比例作为控制条件。
从上海这条规定可以看出当短肢剪力墙截面面积比例>20%时，应属于较多短肢剪力墙即短肢墙结构，其最大适用高度应比高规表4.2.2.-1适当降低，且7度和8度时分别不应大于100m和60m4、《广东高规补》3.2.4条认为规定具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构指短肢墙的截面面积占剪力墙总截面面积50％以上，其房屋的最大适用高度应比《高规》表4.2.2规定的剪力墙结构适用高度降低20％5、对于L型、T型剪力墙中若一肢为短肢，另一肢为长肢，目前无论是从PKPM程序还是地方各规程似已统一认为不是短肢墙，其中广东规补3.2.3条认为：剪力墙截面高度与厚度之比大于4、小于8时为短肢剪力墙。
规范条文说明关于特别不规则、严重不规则的解释
【拓展知识2-8】——规范条文说明关于特别不规则、严重不规则的解释
抗震规范条文说明明确提出，要区分不规则、特别不规则、严重不规则等不同程度。
特别不规则，指具有较明显的抗震薄弱部位，可能引起不良后果者，一般具有规范所列平面、竖向不规则类型的三种或三种以上。
对于特别不规则的情况，一般可以采取更为严格的计算要求、内力调整和抗震构造措施。
特别不规则的项目举例见下表。
表1 特别不规则的项目举例
严重不规则，指体型复杂，多项不规则指标超过规范上限值或者某一项不规则指标大大规定值的情况，一般存在现有技术和经济条件不能克服的严重的抗震薄弱环节，可能会导致地震破坏的严重后果，应在设计中避免。
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不规则程度为下列情况之一为特别不规则（上海）：
1）结构平面凹进或凸出的一侧尺寸（从抗侧力构件截面中心算起）大于相应投影方向总尺寸的40%;
2）结构平面突出长度超过连接宽度抗震设防烈度7度时为2倍，抗震设防烈度8度时为1.5倍；
3）结构平面为角部重叠的平面图形或细腰形平面图形，其中角部重叠面积小于较小图形的25%，细腰形平面中部两侧收进超过平面宽度50%;
4）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层楼板典型宽度的40%，或开洞面积大于该层楼面面积的35%（包括错层）；
5）等效剪切刚度小于相邻上层的60%，或小于其上相邻三个楼层平均值的70%;
6）除顶层或裙房（辅楼）高度小于主楼20%外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的30%;
7）下部楼层水平尺寸小于上部楼层水平尺寸的0.8倍，或整体外挑尺寸大于5m;
8）转换层位置超过《高规》规定的高位转换层的结构（即抗震设防烈度7度：5层及其以上，抗震设防烈度8度：3层及其以上）；9）错层结构（错层高度≥1200mm)、连体结构、或多塔楼建筑；
10）抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一层的65%;
11）塔楼位置明显偏置的大底盘（裙房）建筑；
12）厚板转换的建筑；
13）巨型结构的高层建筑；
14）单跨框架结构的建筑；
15）超出规范规定的混合结构体系（如下部为钢筋混凝土结构、上部为钢结构）的建筑。
同时具有下述三项及三项以上不规则的为特别不规则（上海）：
1）楼层的最大弹性水平位移（或层间位移）大于该楼层两端弹性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍（计算该指标时应采用刚性楼板模型）；
2）建筑平面长宽比抗震设防烈度7度大于6.0，抗震设防烈度8度大于5.0;
3）结构平面凹进或凸出的一侧尺寸（从抗侧力构件截面中心算起）大于相应投影方向总尺寸的30%;
4）结构平面突出部分长度超过连接宽度；
5）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层楼板典型宽度的50%，或开洞面积大于该层楼面面积的30%；6）等效剪切刚度小于相邻上层的70%，或小于其上相邻三个楼层等效剪切刚度平均值的80%;
7）除顶层或裙房（辅楼）高度小于主楼20％外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%;
8）下部楼层水平尺寸小于上部楼层水平尺寸的0.9倍，或整体外挑尺寸大于4m;
9）带转换层（抗震设防7度转换层位于5层以下，抗震设防烈度8度转换层位于3层以下）、加强层、或错层（错层高度≥600mm或梁高）等复杂结构的建筑（任一类型按一项不规则计）；
10）抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一层的80%。