建筑结构不规则判别
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。
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
结构类型特别不规则的判别
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%。
关于结构方案扭转不规则的判据的说明
抗规和高规针对建筑结构的规则性都有明确说明，甚至部分条款列入强制性条文，例如：抗规3.4.1 “建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不应采用严重不规则的设计方案”抗规5.1.1-3 “质量和刚度分布明显不对称的结构，应计入双向地震下的扭转作用；其他情况，应允许采用调整地震作用效应的方法计入扭转影响；”高规 3.3.1 “质量与刚度明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用的扭转影响；”可见正确区分结构方案的不规则程度十分重要。
首先需要注意的是，规范对不规则程度的描述采用以下词汇(参抗规3.4.1条文说明P 202）：“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”不规则——超过表3.4.2-1、2中一项及以上的不规则指标特别不规则——多项均超过表3.4.2-1、2中一项及以上的不规则指标，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——体型复杂，多项不规则指标超过第3.4.2条上限值，或者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。
结构平面不规则判别准则中，凸凹不规则、楼板不连续等都较直观，较易宏观把握。
扭转不规则，是结构平面不规则中最重要控制指标，它主要有两项结构扭转特性指标——扭转变形指标和扭转刚度指标，需做专门的分析和计算。
（参徐培福复杂高层建筑结构设计P 192）1. 位移比即采用刚性楼板假定下，端部最大位移（层间位移）与两端位移（层间位移）平均值的比值，简称位移比；对有错层、边角区楼板抽空的结构取水平位移计算，其他情况取水平层间位移计算。
表一结构平面不规则判别准则不规则类型不规则判别准则特别不规则判别准则抗规3.4.2及3.4.3位移比>1.2位移比>1.5高规4.3.5A级位移比>1.2位移比>1.5周期比>0.9 B级位移比>1.2位移比>1.4周期比>0.85可见，位移比曲线在取值为1.8处形成拐点，因此扭转不规则的强制控制的位移比指标应不大于1.8。
对建筑结构设计不规则性问题的分析
对建筑结构设计不规则性问题的分析摘要：到建筑环境、施工条件和经费等多种因素的影响，设计师在设计建筑结构时，不得不改变建筑结构的设计，进而使建筑结构出现了不规则的现象。
为了保证建筑施工的安全性，设计者需要记录结构的不规则位置，并修改建筑设计方案，以保证设计的合理性。
所以，对于建筑的设计者来说，只有了解建筑结构设计不规则性的种类，进而注意设计相关问题，才能更好地完成高层建筑结构设计工作。
关键词：建筑结构；结构设计；不规则性一、现阶段建筑结构设计不规则性的特点1、平面不规则（1）扭转不规则：扭转不规则建筑结构指的是建筑每一层自身的最大弹性水平位移均大于楼层两端的弹性水平位移平均值的1.2倍。
判断标准为单向偶然偏心地震作用下的位移比超过1.2倍，甚至超过1.5倍。
（2）凹凸不规则：凹凸不规则建筑结构主要表现为平面太狭长（L/B＞6）、凹进太多（I/Bmax＞0.35）、凸出太细（I/b＞2.0）等。
凹凸不规则建筑结构判断标准为：阳光下，建筑结构平面凹进一侧的尺寸均大于其投影方向总尺寸的30%。
（3）楼板局部的不连续：楼板局部的不连续建筑结构指的是每一块楼板的尺寸及平面刚度变化较大。
一般表现为：有效宽度Be大于典型宽度的50%，开洞面积At大于楼面面积A的30%。
有些楼板局部特别不规则的，有效净宽度Be甚至会大于5米，或者一侧楼板最小有效宽度小于2米。
平面不规则会导致建筑平面质量偏心、平面刚度偏心、平面强度偏心，从而给整个建筑的施工及稳固性带来一定的问题。
2、竖向不规则（1）侧向刚度不规则：侧向刚度不规则建筑结构指的是除了建筑顶层，整个建筑楼层的侧向刚度值大小和相邻上一楼层的侧向刚度值大小相比较，小于70%；和该楼层以上相邻三个楼层侧向刚度平均值相比较，小于其80%；楼层局部收进的水平向尺寸和相邻下一层相比较大于其25%。
（2）竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件不连续建筑结构指的是竖向构件位置缩进大于25%，或外挑大于10%和4m，或者上下墙、柱、支撑不连续，含加强层、连体类等。
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。
高层建筑超限判别表 (201X版)
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
表二：房屋结构一般不规则判别
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）
连接。
表五：其他高层建筑
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；
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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
❖ 应使结构的承载力和竖向刚度自下而上逐步减小， 变化均匀、连续、不出现突变（混凝土、构件截面 避免同时改变）
❖ 避免带有突然变化的阶梯立面（大底盘、上部收进 等，在刚度突变部位出现应力集中现象，上部刚度 减小过快时结构的高震型反应及鞭梢效应明显，在 顶部变形集中）
竖向不规则
❖ 有利抗震立面
❖ 不利抗震立面
❖ 局部的穿层柱、斜柱、夹层、个别构件错层 或转换、个别楼层位移比略大于1.2
❖ 局部不规则视其位置、数量等对整个结构的 影响大小判断是否计入不规则的一项
五、超限高层判定
❖ 1.高度超过《技术要点》表1高度的 ❖ 2.同时具备《技术要点》表2中三及三项以上
不规则的 ❖ 3.具备《技术要点》表3中的两项或同时具备
考虑偶然偏心的扭转 位移比大于1.2
强制楼板无限刚假定
规定水平力计算
裙房以上1/3以上楼层位 移比>1.4时为特别不规则
❖ 1b 偏心布置
偏心率大于0.15或相 邻层质心相差大于相 应边长15%
参见JGJ99-3.2.2
多塔或单塔与大底盘偏 心距>20%为特别不规则
注：1a、1b 不重复计算不规则项
平面不规则 ❖ 1a 扭转不规则 ❖ 1b 偏心布置 ❖ 2a 凹凸不规则 ❖ 2b 平面组合 ❖ 3 楼板不连续
竖向不规则 ❖ 4a 刚度突变 ❖ 4b 尺寸突变 ❖ 5 构件间断 ❖ 6 承载力突变 ❖ 7 局部不规则
平面不规则
平面不规则
平面不规则
平面不规则之扭转不规则、偏心布置
❖ 1a 扭转不规则
竖向不规则之刚度突变、尺寸突变
4a 刚度突变
❖ 本层与相邻上三层变化大于 的比值小于0.8
❖ 框架结构本层与相邻上一次 的比值小于0.7
❖ 非框架结构本层与相邻上一 次的比值小于0.9；当层高 大于相邻上层的1.5倍时小 于1.1
4b 尺寸突变
❖ 竖向构件收进高度高于结构 总高度的20%且收进大于 25%
表2、3中的某项的 ❖ 4.具备《技术要点》表4中某一项的 ❖ 《技术要点》表5规定的其他建筑
结束
平面不规则之凹凸不规则、组合平面
❖ 2a 凹凸不规则
平面凹凸尺寸大于相 应投影方向总尺寸的 30%
参见GB50011-3.4.3
❖ 2b 组合平面 细腰形或角部重叠形
参见JGJ3-3.4.3
注：2a、2b 不重复计算不规则项
平面不规则之凹凸不规则
抗震规范中列举的典型示例
平面不规则之凹凸不规则
根据实际情况判断下例
几种规范未列出典型示例
平面不规则之凹凸不规则
工程常见平面典型示例
平面不规则之组合平面
高 ❖ 角部重叠 规 列 举 的 典 型 平 面
❖ 细腰形
平面不规则之楼板不连续
抗 震 列 举 的 典 型 平 面
平面不规则之楼板不连续
几种规范未列出典型示例
有效楼板宽度和典型楼板宽度
平面不规则之楼板不连续
❖ 超限审查仅指高层建筑（ 10层及以上或高于28米住 宅建筑以及高度大于24米 的其他民用建筑）
❖ 多层建筑参考高层执行
三、设计目标及依据
❖ 建设部《超限高层建筑工程抗震设防专项审 查技术要点》建质[2015]67号规定了哪些高 层建筑需进行超限审查
❖ 结构设计按《审查要点》逐条确定不规则项 ❖ 不规则判断依据《抗规》第3.4.3条、《高规
三、设计目标及依据
设计目标
❖ 一般避免出现特别不 规则
❖ 个别重要高层建筑出 现特别不规则需在初 步设计报送省超限委 员会专项审查
❖ 严禁出现严重不规则
❖ 依据规范
❖ 《建筑抗震设计规范》
❖ 《高层建筑混凝土结构技术 规程》
❖ 《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)
1.同时具备三个或三个以上《审查要点》表2中不规则 2.具有《审查要点》表3中的2项或同时具有表3和表2 中某项不规则
3.下列《审查要点》表4某一项不规则 4.同时具有平面、竖向不规则且有一项接近《审查要 点》表2、表3的不规则指标。
二、几个术语定义
❖ 严重不规则：指形体复杂，多项不规则指标 超过规定上限或某一项大大超过规定值，具 有现有技术和经济条件不能克服的严重的抗 震薄弱环节，可能导致地震破坏的严重后果 者。