装配式混凝土结构设计方法
装配式混凝土结构计算分析和构造要点
装配式混凝土结构计算分析和构造要点本文介绍了我国装配式混凝土结构的应用历史和近年来的研究进展，探讨了装配整体式混凝土结构“等同现浇”的计算分析方法和构造要点，并对其后续发展进行了展望。
标签：装配式;装配整体式;混凝土;计算1、前言近年来，我国推行“节能、节地、节水、节材和环境保护（四节一环保）”的可持续发展战略，建筑工业化已成为我国推动建筑业转型升级的国家战略，近年颁布的相关政策见表1。
地方政府加快发展装配式建筑的具体实施意见和细则要求也逐步出台，装配式混凝土结构得到了广泛的关注，成为建筑行业研究的热点问题之一。
2、装配式混凝土结构简介装配式混凝土建筑是指以工厂化生产的混凝土预制构件为主，通过现场装配的方式设计建造的混凝土结构类房屋建筑[1]。
其主要构件为工厂预制，现场采用机械吊装施工，施工速度快，利于冬季施工和保护环境，同时门窗附件、装饰、预埋件、保温、防水等可与主体结构构件集成化预制。
欧洲最早的建筑工业化尝试可追溯到17世纪，第二次世界大战后，许多国家同时面临严重的房屋和劳动力短缺，欧美、日本等国家和地区对装配式混凝土结构开展了系统的研究和应用，经过几十年的发展，已形成比较完善的建筑工业化体系。
我国香港和台湾地区装配式混凝土建筑应用也很广泛。
20世纪50年代，我国大陆地区开始了装配式混凝土结构的研究和应用，到20世纪80年代，装配式单层工业厂房、装配式大板住宅和采用预制空心楼板的砌体建筑还有着非常广泛的应用。
但由于预制构件生产、安装、结构整体性等方面存在诸多问题，历次地震中，幾乎都有预制板等构件安全性表现较差的报道，国内建筑工程界对装配式混凝土结构的抗震性能存在疑虑;同时，由于裂缝、漏水、冷桥等原因，已建成的装配式混凝土建筑在使用性能上的表现也普遍不及全现浇混凝土结构，到20世纪90年代，装配式混凝土建筑已逐渐被全现浇混凝土结构淘汰[2]。
进入21世纪，我国对节能减排、环境保护的要求不断提高，同时劳动力价格快速上涨，工厂预制生产的构件相对于现浇混凝土又逐渐具备了性价比优势，这些因素必将改变建筑业的传统生产方式，装配式混凝土结构重新得到了广泛关注[3]。
混凝土装配式结构设计方法
混凝土装配式结构设计方法一、背景介绍混凝土装配式结构是一种新型的建筑结构形式，它具有节能、环保、高效等优点，越来越受到人们的关注和重视。
然而，混凝土装配式结构的设计方法相对传统的混凝土结构而言还不够成熟，需要不断地探索和改进。
本文将从混凝土装配式结构的设计方法入手，探讨如何设计出高质量的混凝土装配式结构。
二、设计流程1. 确定结构类型混凝土装配式结构可以分为框架结构、剪力墙结构、框架-剪力墙结构等多种类型。
设计师应该根据具体的工程要求和条件，确定合适的结构类型。
2. 确定结构抗震等级混凝土装配式结构的抗震性能是设计中需要重点考虑的问题。
要根据地震烈度、建筑高度、地基条件等因素，确定结构的抗震等级，以保证结构的安全性。
3. 确定结构荷载结构荷载是设计中必须要考虑的问题，包括自重、活载、风荷载、地震荷载等。
设计师应该根据工程的具体情况，确定结构荷载的大小和分布。
4. 确定结构形式和尺寸混凝土装配式结构的形式和尺寸对于结构的稳定性和经济性都有着重要的影响。
因此，设计师需要根据工程的具体情况，确定结构的形式和尺寸，以保证结构的安全性和经济性。
5. 进行结构分析结构分析是设计中必不可少的环节，可以采用有限元分析、静力分析、动力分析等多种方法进行。
通过结构分析，可以得出结构的内力分布、变形情况等重要参数。
6. 进行结构优化通过结构分析得出的结构参数，可以进行结构优化，包括调整结构尺寸、增加或减少结构构件等。
通过结构优化，可以达到结构轻量化、经济性等目的。
7. 进行结构设计结构设计是将结构参数转换为具体的结构构件尺寸和数量的过程。
设计师需要根据工程的具体情况，合理设计结构构件的尺寸和数量，以保证结构的安全性和经济性。
8. 进行结构施工图设计结构施工图设计是将结构设计图纸转化为施工图纸的过程。
设计师需要根据工程的具体情况，合理设计施工图纸，以保证施工的顺利进行。
三、设计要点1. 结构设计应考虑混凝土装配式结构的特点，尽可能减少构件数量和重量，以达到轻量化的目的。
装配式混凝土与现浇混凝土结构设计的不同
引言:装配式混凝土与现浇混凝土是两种常见的混凝土结构设计方式。
本文将深入探讨这两种结构设计方式的不同之处，包括构造方式、设计理念、材料选择、施工工序及优缺点等方面。
通过比较分析，可以帮助读者更好地理解和应用这两种结构设计方式。
概述:正文:一、构造方式1.装配式混凝土结构设计的构造方式a.预制构件装配方式b.模块化拼装方式2.现浇混凝土结构设计的构造方式a.逐层浇筑方式b.墙体内预埋钢筋方式二、设计理念1.装配式混凝土结构设计的设计理念a.工厂化生产方式b.标准化设计和施工流程2.现浇混凝土结构设计的设计理念a.现场浇筑方式b.手工施工和定制化设计三、材料选择1.装配式混凝土结构设计的材料选择a.高强度预制混凝土b.钢筋和预应力钢筋2.现浇混凝土结构设计的材料选择a.普通混凝土b.钢筋和预应力钢筋四、施工工序1.装配式混凝土结构设计的施工工序a.构件生产和加固b.组装和连接2.现浇混凝土结构设计的施工工序a.模板安装和调整b.混凝土搅拌和浇筑五、优缺点1.装配式混凝土结构设计的优缺点a.优点：施工速度快、工期可控、质量可靠b.缺点：局限于大型和重要建筑、需提前加工和运输2.现浇混凝土结构设计的优缺点a.优点：灵活性大、适用性广、可自由设计b.缺点：施工周期长、工期较难控制、风险较高总结:装配式混凝土与现浇混凝土结构设计在构造方式、设计理念、材料选择、施工工序及优缺点等方面存在着显著的不同。
设计师和建筑师在选择合适的结构设计方式时，需要充分考虑项目需求、预算、工期等因素。
同时，随着先进的建筑技术和工艺的发展，装配式混凝土结构设计在许多场景中已经成为了首选。
但现浇混凝土结构设计仍然有其独特的优势和适用性。
因此，在具体项目中，需要根据具体情况来选择最合适的结构设计方式，以确保工程的质量和效益的最大化。
装配式混凝土结构设计方法
JGJ 3的房屋最大适用高度
2 结构设计基本要求
抗震等级
1. 装配整体式剪力墙结构抗震等级的划分高度 比现浇结构适当降低。 2. 乙类装配整体式结构应按本地区抗震设防烈 度提高一度的要求加强其抗震措施；当本地 区抗震设防烈度为 8 度且抗震等级为一级时 ，应采取比一级更高的抗震措施；当建筑场 地为 I 类时，仍可按本地区抗震设防烈度的 要求采取抗震构造措施。 3. 当建筑场地为三、四类时，对设计基本地震 加速度为 0.15g 的地区，宜按照抗震设防烈 度 8 度（ 0.2g ）时各类建筑的要求采取抗震 措施。 4. 当建筑场地为三、四类时，对设计基本地震 加速度为 0.30g 的地区，不宜采用装配式混 凝土结构，或采取隔震等特殊措施。 5. 乙类建筑、建造在为三、四类场地时且设计 基本地震加速度为 0.15g 地区的丙类建筑， 按规定提高一度确定抗震等级时，如果房屋 高度超过提高一度后对应的房屋最大适用高 度，则应采取比对应抗震等级更有效的抗震 措施。
2 结构设计基本要求
抗震设计要求 平面规则性—按高规3.3.3
避免扭转不规则、凹凸不 规则及楼板大开洞 控制楼板面内应力
抗震性能化设计的规定
—参考高规3.11节进行抗震性能 化设计，关键节点及接缝也要设 置适当的性能目标
竖向规则性—
避免抗规表3.3.3-2的竖向不规则 避免高位收进、悬挑 避免转换 避免洞口错位
装配整体式混凝土结构的特点： 1）节点区域钢筋构造与现浇结构相同； 2 ）节点区域的混凝土后浇或者纵筋采用灌 浆套筒连接、浆锚搭接连接； 3）采用叠合楼盖。
“等同现浇”的设计方法没有问题，但机械化 地照搬现浇结构的构造措施，对装配需要考虑 不够，且现场施工组织与协调也是现浇工程的 模式，造成的结果就是难于安装且效率低、经 济性差，会给 PC 发展造成困难。
装配式混凝土结构设计方法研究
装配式混凝土结构设计方法研究作者：张洋来源：《中国房地产业·中旬》2020年第07期摘要：装配式混凝土建筑的施工活动非常复杂，所有用于装配式混凝土建筑的构件在预制完成后才能运到施工现场，以后再通过合理的方式将构件连接起来。
在装配式混凝土建筑施工过程中必须记录全部的施工数据信息，从而方便分析这些数据，将装配式混凝土建筑的施工要点研究出来。
本文就建筑装配式混凝土结构设计方法做出研究，希望对我国以后建筑结构的发展能够提供一些思路。
关键词：装配式混凝土结构;设计;方法1 装配式混凝土结构的综合分析装配式混凝土结构被广泛的用于多层住宅建筑中，这与某些混凝土结构不一样。
装配式混凝土结构需要较少的预制部件，但是需要有较高的制作规范，预制构件需要完全达到动工单位所需要的要求。
现如今，随着中国经济社会的飞速发展，城市化进程也在不断增速。
越来越多的高层建筑正在建设中，组装好的混凝土结构框架难以满足一些建设需要。
目前，框架的建设的建筑工程主要以剪力墙结构为主。
为了更好地满足客户的需求，复合剪力墙结构也得到了非常广泛的使用。
复合剪力墙构造抗震功能比较强大。
在对其就行加固结束后浇筑混凝土，可以有效提高建筑物整体质量，保证施工企业的经济效益和社会效益。
2 装配式混凝土结构具备的优势2.1 构件质量好装配式混凝土建筑的构件主要有预制梁、预制屋盖、预制剪力墙、预制柱、预制屋面板、预制阳台、预制楼梯等。
预制构件均在工厂大批量生产加工，且预制构件在原材料的选取，混凝土浇筑、养护等环节都有严格的质量管理制度，在构件出厂前，还会进行质量抽查，以保证预制构件的质量。
2.2 对资源的节约施工人员必须在浇筑混凝土的过程中守在施工现场，从而方便组织施工人员开展工作，这样一来消耗了大量精力与时间，同时外界环境对其造成的干扰也非常大，浇筑混凝土的工作因为天气的变化受到影响。
而浇筑混凝土过程中需要使用模版，而各种人为因素都会影响到模版的使用，从而出现程度不同的损耗，而装配式结构的使用将外墙模版的损耗减少。
装配式混凝土结构设计方法研究
Zhuang pei shi hun ning tu jie gou she ji fang fa yan jiu装配式混凝土结构设计方法研究■伦豪目前而言，装配式混凝土结构分为装配整体式剪力墙结构、装配整体式框架结构、装配整体式框架-剪力墙结构等，在建筑工程领域的应用广泛。
装配式建筑结构设计宜贯彻标准化设计理念，遵循少规格、多组合的原则，在标准化设计的基础上实现系列化和多样化。
不过现状中依然存在问题及缺陷，现场施工难以保证质量。
一、设计规范与原则装配式混凝土结构的设计相关规范包括：《装配式混凝土结构技术规程》JGJ1-2014,《装配式混凝土建筑技术标准》GBT51231-2016,《装配式混凝土建筑结构技术规程》DBJ15-107-2016《钢筋套筒灌浆连接应用技术规程》JGJ355-2015等。
同时中国建筑设计研究院也编制了相关图集，例如《装配式混凝土结构表示方法及示例》《装配式混凝土结构连接节点构造》等。
除满足相关规范要求以外，装配式结构设计上应遵循以下原则：①采用有效措施，增强装配式结构的整体性；②节点和接缝部位，要求受力明确、构造可靠，满足延性、耐久性、承载力要求，并复核连接节点的承载力计算；③装配式混凝土结构相比一般现浇结构宜"加严设计”，并满足抗震及运输、吊装要求。
二、装配式混凝土结构设计要点装配式混凝土结构设计具有与现浇混凝土结构等同的延性、承载力和耐久性能，其整体性主要体现在预制构件之间、预制构件与后浇混凝土之间的连接节点上，包括接缝混凝土粗糙面及键槽的处理、钢筋连接锚固技术、设置的各类联系钢筋、构造钢筋等。
1.规范要求当采取了可靠的节点连接方式和合理的构造措施后，装配整体式框架结构及框架-现浇剪力墙结构的性能可等同现浇混凝土结构，故两者最大适用高度相同。
而装配整体式剪力墙结构因墙体之间接缝数量多且构造复杂，接缝的构造措施及施工质量对结构整体的抗震性能影响较大，故最大适用高度相比于现浇结构适当降低。
装配式混凝土结构设计方法简介
在实际施工的时候，作业者在运用PC技术之后，能够有效解决全预制构建安装的问题，并实现整体预制的装饰效果，同时还能够改善窗框涌水的现象，以此降低湿作业量，减少失误，保证施工效率。一般控制到3毫米以内，起吊的过程中需要慢且稳，防止出现牵拉歪扭的情况，并将墙板竖起来。而PCF技术则能够进一步解决外墙模板的问题，在这一技术之下，还能够减少楼层模板以及外墙脚手架的使用，以此降低模板的使用量，确保施工现场的清洁性，以此提升施工安全。但是在目前的建设过程中需要重点关注就是，在设计外墙模板的时候，施工单位无法有效考虑到墙体本身承载力的作用，所以这就出现了严重的材料浪费情况，最终导致在实际结构和理论计算假定结构之间出现了非常大的差距，也就是计算失误，这样一来就会给其工程防震功能的实现带来了很大的影响。
3房屋建筑装配式混凝土结构设计的优势
3.1施工过程环保节能
房屋建筑装配式混凝土结构设计与传统混凝土结构设计相比更加符合国家绿色施工节能环保的要求。为了满足人们提出的环保等要求，我国的建筑企业开始进行创新和改革，不断的在建筑施工方面进行改革，对房屋建筑的施工技术和施工方式进行优化和创新，加快了我国建筑行业的飞速发展。这主要体现在以下几个方面：装配式混凝土结构设计用到的构件都是提前在工厂中制作完成并运送到施工现场的，这些做好的构件运到工地后工人们直接可以按照要求安装即可，节省了大量的施工时间，能够加快施工进度；使用装配式混凝土结构设计在施工过程中不再需要传统的大型混凝土车，可以有效的减少这些大型施工设备的使用从而降低对周围环境带来的建筑垃圾和噪声污染；装配式混凝土结构设计能够很好的避免传统的夜间施工给周围居民生活带来的不良影响；使用装配式混凝土结构设计有利于房屋建筑的整体质量检验，由于其装配式结构设计，我们只需要在所有构件出厂前和运输后对构件进行质量检验，确保构件符合质量要求便可以保证房屋建筑的整体质量。
装配式混凝土结构设计方法分析
装配式混凝土结构设计方法分析摘要:随着装配式结构在建筑行业应用越来越广泛，装配式混凝土结构设计成为其施工的重要一环，其与传统现浇结构存有着明显的差异。
所以，这里将主要基于装配式混凝土结构设计原理，来具体的分析装配式结构的布置、预制构件设计以及相关计算等内容，这些都将成为设计工作的重要理论依据，以满足建筑施工的要求。
关键词:预制装配式建筑；混凝土结构；布置；计算；策略引言:建筑行业经过多年的发展，在行业中装配式建筑受到了越来越多人的关注，其灵活、高效、价格更优惠的特性，也使得装配式建筑在技术层面有了诸多创新与成功。
当下，装配式建筑在设计中更喜欢采用基于预制构件“拆分”的结构设计，这样既满足相关行业标准，也满足国家建筑行业制定的政策要求，不过目前的结构设计中仍旧存在不少潜在的安全问题，因此下面做具体研究，以推动行业的发展。
1装配式混凝土结构设计原理概述目前的建筑市场，装配式建筑结构设计其基本的原理类似，换一句话讲，具体设计中可以以预制构件受力钢筋连接技术进行设计规划，预制构件跟现浇混凝土有相同的方法，与之结构设计有着异曲同工之处，这可以保证其具有与现浇混凝土结构相同的相关结构性能特征，如出色的延性、良好的承载力以及更好的耐久性能等，可以说，目前的装配式混凝土结构与传统现浇混凝土在呈现的效果上基本一致，甚至个别方面更好。
在装配式结构的设计中，需要满足以下几点原则:（1）首先是设计环节应该注重结构的整体性设计，以保障结构的坚固，稳定。
（2）在装配式混凝土结构设计中应该采取高强度的钢筋材料与混凝土材料，保障结构设计的强度。
（3）在装配式建设中，应该明确装配式结构的节点和接缝受力情况，确保设计满足承载力要求并且具备耐久性、延展性高、承载力出色的优点。
（4）最后是，在装配式混凝土结构的设计中，需要讨论连接节点和接缝构造形式，依据其构造的形式与参数，以确定混凝土结构模型的整体性设计。
2装配式混凝土结构设计布置在具体的装配式混凝土结构设计中，要求结构以竖向或者平面都应该严格于传统的现浇施工结构，其中需满足各项混凝土结构设计的规则要求，设计环节尽可能不采取不规则的结构布置设计。
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2 结构设计基本要求
抗震等级
1. 装配整体式剪力墙结构抗震等级的划分高度 比现浇结构适当降低。
2. 乙类装配整体式结构应按本地区抗震设防烈 度提高一度的要求加强其抗震措施；当本地 区抗震设防烈度为8度且抗震等级为一级时 ，应采取比一级更高的抗震措施；当建筑场 地为I类时，仍可按本地区抗震设防烈度的 要求采取抗震构造措施工图深化设计
规范GB 50666-2011第3.1.3条
由施工单位完成的深化设计文件应经原设计单位确认。
2 结构设计基本要求
房屋最大适用高度
JGJ 1的房屋最大适用高度
当预制剪力墙构 件底部承担的总剪力 大于该层总剪力的 80%时，最大适用高 度应取表6.1.1中括号 内的数值。
主要内容
引言 1. 结构分析方法 2. 结构设计基本要求 3. 结构连接节点设计 4. 设计考虑的施工问题 结束语
9
2 结构设计基本要求
规程JGJ 1-2014第3.0.1条
在装配式建筑方案设计阶段，应协调建设、设计、制作、施工各方 之间的关系，并应加强建筑、结构、设备、装修等专业之间的配合。
设计
主要内容
引言 1. 结构分析方法 2. 结构设计基本要求 3. 结构连接节点设计 4. 设计考虑的施工问题 结束语
3
引言
装配式混凝土结构：由预制混凝土构件通过各种可靠的连接方式装配而成的混凝土结构。
➢ 目前国内流行采用装配整体式混凝土结构
装配整体式混凝土结构：由预制混凝土构件通过各种可靠的方式进行连接并与现场后浇混凝 土、水泥基灌浆料形成的装配式混凝土结构。（从施工工艺而不是从结构性能角度定义）
3. 当建筑场地为三、四类时，对设计基本地震 加速度为0.15g的地区，宜按照抗震设防烈 度8度（0.2g）时各类建筑的要求采取抗震 措施。
4. 当建筑场地为三、四类时，对设计基本地震 加速度为0.30g的地区，不宜采用装配式混 凝土结构，或采取隔震等特殊措施。
5. 乙类建筑、建造在为三、四类场地时且设计 基本地震加速度为0.15g地区的丙类建筑， 按规定提高一度确定抗震等级时，如果房屋 高度超过提高一度后对应的房屋最大适用高 度，则应采取比对应抗震等级更有效的抗震 措施。
装配整体式框架结构 装配整体式框架-现浇剪力墙结构
1/550 1/800
装配整体式剪力墙结构 装配整体式部分框支剪力墙结构
1/1000
多层装配式剪力墙结构
1/1200
建模计算时，可以采用目前常用的各类设 计软件，包括PKPM、YJK、MIDAS、ETABS 等。采用的各种参数与现浇结构计算基本 相同，注意抗震等级的划分高度与现浇结 构不同。连梁刚度折减系数、周期折减系 数、楼面梁刚度放大系数等与现浇结构相 同。
装配整体式混凝土结构的特点： 1）节点区域钢筋构造与现浇结构相同； 2）节点区域的混凝土后浇或者纵筋采用灌 浆套筒连接、浆锚搭接连接； 3）采用叠合楼盖。
“等同现浇”的设计方法没有问题，但机械化 地照搬现浇结构的构造措施，对装配需要考虑 不够，且现场施工组织与协调也是现浇工程的 模式，造成的结果就是难于安装且效率低、经 济性差，会给 PC 发展造成困难。
6.3.2 装配整体式结构承载能力极限状态 及正常使用极限状态的作用效应分析可 采用弹性方法。
6.3.4 在结构内力与位移计算时，对现 浇楼盖和叠合楼盖，均可假定楼盖在其 自身平面内为无限刚性；楼面梁的刚度 可计入翼缘作用予以增大；梁刚度增大 系数可根据翼缘情况近似取为1.3～2.0
结构类型
层间位移 角限值
2 结构设计基本要求
现浇区域的要求
6.1.8 高层装配整体式结构应符合下列规定： 1 宜设置地下室，地下室宜采用现浇混凝土；
作为嵌固层的地下室顶板应现浇 2 剪力墙结构底部加强部位的剪力墙宜采用现浇混凝土；
视标准层情况、内墙预制情况、高度、抗震等级等确定 3 框架结构首层柱宜采用现浇混凝土，顶层宜采用现浇楼盖结构。
[王晓锋.新型装配式混凝土结构的发展问题. 新营造， 2017（1）]
引言
➢ 装配整体式混凝土结构的施工质量不容乐观
引言
2016年2月6日《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管 理工作的若干意见》提出：
力争10年左右时间，使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。
在设计、施工工作中，贯彻执行国家的技术 经济政策，做到安全、适用、经济，保证工程质 量，是为关键。
主要内容
引言 1. 结构分析方法 2. 结构设计基本要求 3. 结构连接节点设计 4. 设计考虑的施工问题 结束语
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1 结构分析方法
6.3.1 在各种设计状况下，装配整体式 结构可采用与现浇混凝土结构相同的方 法进行结构分析。当同一层内既有预制 又有现浇抗侧力构件时，地震设计状况 下宜对现浇抗侧力构件在地震作用下的 弯矩和剪力进行适当放大。
首层尽量现浇
2 结构设计基本要求
作用及作用组合
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2 结构设计基本要求
节点设计 强节点弱构件
2 结构设计基本要求
结合面抗剪性能试验
高强混凝土新旧结合面、高强钢筋新旧结合面、压剪作用的新旧结合面、套筒灌浆接缝
1 试验研究与标准规范
结合面抗剪性能试验
1 在直剪作用下，试件出现了结合 面剪切破坏和试件侧边混凝土冲切 破坏两种破坏形态。 2 结合面的受剪承载力随结合面配 筋强度的增大而增大。 3 其他参数条件相同下，单调加载 键槽面试件的受剪承载力高于粗糙 面试件；低周反复荷载试件承载力 比单调荷载试件平均低20%；新旧 结合面试件的承载力高于灌浆接缝 试件。 4 对新旧结合面，相比于模式规范 MC2010、美国规范ACI318和欧盟规 范EN1992-1-1，我国规程JGJ 1计 算公式偏保守；但对于灌浆接缝， 规范ACI318、规范EN1992以及JGJ 1梁端的计算公式高估了接缝的受 剪承载力。 5 建议计算结合面受剪承载力时， 适当考虑混凝土黏锁作用和剪摩擦 作用的有利影响，并建议对灌浆接 缝的受剪性能开展进一步研究。
2 结构设计基本要求
抗震设计要求
平面规则性—按高规3.3.3
✓避免扭转不规则、凹凸不 规则及楼板大开洞 ✓控制楼板面内应力
竖向规则性—
避免抗规表3.3.3-2的竖向不规则 ✓避免高位收进、悬挑 ✓避免转换 ✓避免洞口错位
抗震性能化设计的规定
—参考高规3.11节进行抗震性能 化设计，关键节点及接缝也要设 置适当的性能目标