《高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法若干指导
高层建筑结构设计中不规则问题与抗震措施分析
高层建筑结构设计中不规则问题与抗震措施分析[摘要]：随着我国建筑材料与施工工艺的发展，建筑结构抗震设计方法已有诸多变化。
科学设计建筑结构的抗震性能，对提升建筑物的抗震性和稳定性有非常大的帮助，此外，建筑物质量关系到人们的财产安全和生命安全，所以，在设计建筑结构抗震性能时，设计人员应从多层面对相关问题进行解析，在丰富的实践中，提炼有用的经验，让抗震措施合理性得到切实提升，只有这样，当发生地震时，才会有效避免地震带来的严重损失，才能保障建筑业的稳健发展。
本文探讨高层建筑结构设计中的一些不规则问题以及对相应的抗震措施进行分析，以期能够更好地推动建筑行业的发展进程。
[关键词]：高层建筑；建筑结构设计；不规则问题；抗震措施引言地震是一种自然灾害，其会对人们的生命财产安全造成非常严重的危害，会严重破坏建筑物及相关的工程设施，也会因此引发二次危害。
高层建筑和我们的日常生活、生产有很大的关系，不管是农村还是城市，高层建筑的面积都是非常大的，所以，建筑企业在进行工程建设的时候，必须要充分考虑建设规模及建筑物所在地区的地质状况，然后制定出最合适、最完善的建筑抗震方案，让建筑结构的安全性、稳定性得到切实提升，这样可以有效避免地震发生时会带来极其惨重的经济损失，与此同时，也让人们的人身安全得到保障。
1高层建筑中不规则结构设计中存在的问题不规则建筑结构会产生较大的扭转力，这本身就对建筑的整体结构存在着一定程度上的影响。
例如，对于房屋的高宽比方面，因为一些建筑的功能需求，下部分的通常会设计成大空间的结构，而上部分的隔墙等结构较多，使得上下两部分的刚度有着较大的差距，为了保证建筑的质量安全，需要相关设计人员结合实际情况，对其进行调整，设计出合适的房屋宽度以及高度比。
在建筑物建造和设计的过程当中，对墙体的规划和设计也是非常重要的环节之一。
墙体的位置和墙体厚度都是需要考虑的内容，这两者都需要进行全面且合理的设计。
防震缝的出现也让建筑物的抗震能力得以大幅度提升，在设计过程中需要根据实际的建设需求来对其长度和宽度进行考虑，从而提高整体的抗震性能。
高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与抗震措施
之二十二，也高过了２０％。
塔楼结构平面图勘察设计条件下的弹性时程以及不屈服，借助ＳＡＴＷＥ做出具体的验算以及分析；验算弹塑性静力的时候使用了ＥＰＤＡ，按照斜向以及水平作用正交对指标进行了计算。
３．２结果（１）分析周期。
无论是ＳＡＴＷＥ计算，还是ＧＳＳＡＰ计算，都可以有如下所得：周期１、２都是平动的，周期３是扭转的。
比较扭转周期以及第１平动周期，二者之间的比值小于０．８５这个限值，为０．８０７。
平动周期在两方面行比较接近，也就是运动性能没有很大的差距。
（２）水平位移。
不同水平荷载的条件下，弹性层间位移角即使在最大的条件下，也符合规范的具体要求。
（３）抗剪承载力值和层间刚度的比值。
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７９％，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８４％；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９５％，符合规范对应的具体要求。
（４）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１．４，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５０％，底层框架承担的倾覆弯矩为４５．６％，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Ｐｕｓｈｏｖｅｒ，中震和大震条件下的不屈服性能。
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间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。
【精品】超限高层建筑工程抗震设计指南附录b
附录B构件骨架曲线和恢复力关系B1总则构件骨架曲线和恢复力关系可以通过试验数据得到，也可通过低一层次的材料非线性模型经计算而得到。
构件骨架曲线应该包括单元线性刚度、屈服强度和屈服后的刚度特征，对于竖向构件应该考虑轴向荷载的影响。
构件恢复力关系应该考虑强度、刚度的退化以及滞回捏拢效应。
B2构件骨架曲线B2.1骨架曲线模型构件骨架曲线拟采用三线型模型（图B1）。
骨架曲线上的关键点为开裂点A、屈服点B和极限破坏点C，它们可由截面分析计算或试验数据得到，也可按B2.2节提供的简化方法进行计算。
B2.2骨架曲线关键点的简化计算B2.2.1混凝土开裂弯矩M cr 和曲率cr ϕyA NI yI f M t cr 00+=γ(B2.1) 085.0I E M c crcr =ϕ(B2.2)式中f t －混凝土极限抗拉强度；A 0－换算截面积；I 0－换算截面惯性矩；y －换算截面形心到受拉边缘的距离；γ－混凝土构件的截面抵抗矩塑性影响系数，按《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第8.2.4条确定。
B2.2.2屈服弯矩M y和曲率ϕy当受拉钢筋达到屈服时，截面的应力及应变分布如图B2所示。
此时受拉钢筋的应变为s y y E /f =ε，设受压区高度为x ，则得xa h s yy --=εϕ(B2.3)()'s y 's a x -=ϕε(B2.4)x y c ϕε=(B2.5) ⎰=dx b D c σ(B2.6)s y 's s 's s A f A E D N -+=ε(B2.7)对中和轴取矩，得()()()x y h N a x h A f a x A E xdx b M s s y 's 's s's c y --+--+-+=⎰εσ(B2.8)根据公式(B2.3)~(B2.8)，每给定一个x 值可得到y M ，y ϕ及相应的N 。
这样就可以根据不同的轴向荷载N 确定截面的y M ，y ϕ。
浅谈高层建筑结构设计中不规则问题与抗震措施分析
浅谈高层建筑结构设计中不规则问题与抗震措施分析摘要:随着我国经济实力和科学技术水平的不断提高，人们思想观念的不断更新，大批新颖别致、标新立异、彰显个性的建筑物不断出现，给城镇建设带来了崭新的面貌，也给工程设计人员提出了严峻的挑战。
结构规则与否是影响结构抗震性能的重要因素，由于建筑设计的多样性和结构设计的复杂性，不可能做到完全规则，只能尽量使其规则，减少不规则性带来的不利影响。
本文将结合实际的情况，探讨高层建筑结构设计中的一些不规则问题以及对相对应的抗震措施进行分析，以期能够更好地推动建筑行业的发展。
关键字：高层建筑；不规则建筑结构；设计；抗震措施；问题1现代高层建筑中不规则结构设计的相关特点1.1.竖向的不规则性在建筑设计中常见的不规则结构是竖向不规则类型，关于竖向不规则的建筑结构具体包括以下类型：（1）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%；除顶层或出屋面小建筑外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25%；（2）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、桁架等）向下传递；（3）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一楼层的80%。
（4）质量分布突变：各楼层的质量沿结构高度应保持不变或逐步减小，没有突变。
相邻楼层的质量的不变化不得超过50%，但结构顶层除外。
1.1.平面的不规则性在现代的高层不规则建筑结构的设计中除了具有竖向不规则性之外，还有常见的平面不规则性的建筑结构:1.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；2.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%；3.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面面积的30%或较大的楼层错层。
高层建筑结构设计中的不规则问题与抗震方法探究_2
高层建筑结构设计中的不规则问题与抗震方法探究发布时间：2023-02-17T01:48:17.011Z 来源：《建筑实践》2022年第19期作者：谢龙飞[导读] 本文结合具体的实例，简单地对高层结构设计不规则现象进行了简单的剖析谢龙飞32100219890131****摘要：本文结合具体的实例，简单地对高层结构设计不规则现象进行了简单的剖析，并从设计思路、应对方法等方面进行了探讨，对高层结构不规则结构设计、抗震落实等方面进行了初步探讨。
关键词：高层建筑；结构设计；不规则；抗震引言目前我国许多高层建筑普遍采用的是不规则的构造形式，但在实际工程中，因各种原因而出现了不规则的构造问题。
设计者要根据具体的施工条件，灵活地选择不规则平面和不规则形状的设计，并通过对不规则的结构进行科学的规划，提高不规则结构的抗震和稳定性能，确保建筑的科学设计，以及结构的科学性。
在当代，“不规则”的盛行有着其深刻的历史原因：在哲学上来说，“混乱”是20世纪最伟大的三次科技革命，其诞生对人们的思考模式发生了巨大的变化。
在建筑设计中，混沌、奇异吸引子、分形等非线性体系的出现，使设计师们的注意力从有规律的建筑结构中解放，进入更加贴近大自然的形式。
1建筑不规则设计的特点1. 1建筑平面的不规则设计特点所谓“不规则”，是一种偏离了传统建筑空间结构规律，在外部和空间上形成了一种不规则的结构。
当代建筑强调平面的不规则设计，以平面不规则设计为实例，应从平面形状、设计尺寸、凹凸程度、刚性等方面进行探讨。
比如楼面的宽度和缩减度的调整，开洞面积的调整，楼面的错层度分析。
根据建筑物轮廓的凹、凸面的不平整状况，并根据各种不同的平面形状来判定其承载力的分配比例。
根据建筑物的平面布局，对非平面的基准进行修正，并与指定的横向强度值相比较，从而判定各层的最大变形程度，从而进行最大层位移的判定。
一般情况下，楼体的变形超过20%，表现为结构的扭曲变形。
1.2建筑竖向的不规则设计特点在建筑物垂直形状不规则的设计中，必须对垂直方向的不规则形状进行正确的研究。
《高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法技术指引》
高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法技术指引（试行）1 总则1.0.1根据市住房和建设局“关于提升建筑工程质量水平打造城市建设精品的若干措施”的要求，针对近年来深圳市大量出现的平面凹凸不规则住宅建筑弱连接楼盖的抗震设计方法，结合已有研究成果和工程经验，制订本文件（指引）。
1.0.2本文件适用于深圳地区（包括抗震构造措施8度），其它抗震设防7度地区可参考应用。
1.0.3结构设计应符合国家和广东省现行有关规范、标准的规定，对本类结构在现行规范、标准中没有相关规定的问题，参照本文件相关规定采用。
1.0.4本文件主要针对Y形平面不规则高层建筑结构做出具体规定，其它形式平面凹凸不规则高层结构可参照应用。
2 术语和符号2.1 术语2.1.1平面凹凸不规则高层结构 High-rise Buildings with Irregular Plane超过B级高度且单肢长宽比超过1.5的结构。
2.1.2单肢 Wing由中心区结构沿不同方向伸出的结构，通常不能独立成立。
2.1.3中心区 Central Area平面凹凸不规则结构的中心部分，连接各单肢成为一个整体共同抵御风和水平地震作用。
2.1.4弱连接楼盖 Weak slab Connection连接单肢与中心区的梁板。
2.2 主要符号2.2.1材料力学性能f ck、f c——分别为混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；f tk、f t——分别为混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；f yk——普通钢筋强度标准值；f y、f y′——分别为普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值； f yhk——楼板内与受剪方向平行的钢筋的抗拉强度标准值。
2.2.2作用和作用效应S k——荷载标准组合的效应设计值；S GE——重力荷载代表值的效应；∗——水平地震作用标准值的构件内力；S EhkS wk——风荷载效应标准值。
2.2.3计算系数及其它γG——重力荷载分项系数；γEh——水平地震作用分项系数；γw——风荷载分项系数；ψw——风荷载的组合值系数，取0.2，无地震参与组合时取1.0；γRE——构件承载力抗震调整系数；γs——构件内力矩的力臂系数。
《高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法技术指引》
高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法技术指引（试行）1 总则1.0.1根据市住房和建设局“关于提升建筑工程质量水平打造城市建设精品的若干措施”的要求，针对近年来深圳市大量出现的平面凹凸不规则住宅建筑弱连接楼盖的抗震设计方法，结合已有研究成果和工程经验，制订本文件（指引）。
1.0.2本文件适用于深圳地区（包括抗震构造措施8度），其它抗震设防7度地区可参考应用。
1.0.3结构设计应符合国家和广东省现行有关规范、标准的规定，对本类结构在现行规范、标准中没有相关规定的问题，参照本文件相关规定采用。
1.0.4本文件主要针对Y形平面不规则高层建筑结构做出具体规定，其它形式平面凹凸不规则高层结构可参照应用。
2 术语和符号2.1 术语2.1.1平面凹凸不规则高层结构 High-rise Buildings with Irregular Plane超过B级高度且单肢长宽比超过1.5的结构。
2.1.2单肢 Wing由中心区结构沿不同方向伸出的结构，通常不能独立成立。
2.1.3中心区 Central Area平面凹凸不规则结构的中心部分，连接各单肢成为一个整体共同抵御风和水平地震作用。
2.1.4弱连接楼盖 Weak slab Connection连接单肢与中心区的梁板。
2.2 主要符号2.2.1材料力学性能f ck、f c——分别为混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；f tk、f t——分别为混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；f yk——普通钢筋强度标准值；f y、f y′——分别为普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值； f yhk——楼板内与受剪方向平行的钢筋的抗拉强度标准值。
2.2.2作用和作用效应S k——荷载标准组合的效应设计值；S GE——重力荷载代表值的效应；∗——水平地震作用标准值的构件内力；S EhkS wk——风荷载效应标准值。
2.2.3计算系数及其它γG——重力荷载分项系数；γEh——水平地震作用分项系数；γw——风荷载分项系数；ψw——风荷载的组合值系数，取0.2，无地震参与组合时取1.0；γRE——构件承载力抗震调整系数；γs——构件内力矩的力臂系数。
平面不规则结构中薄弱连接楼板的抗震设计
力，．均小ｆ混凝土轴心抗拉强度标准值，。．即ｑ（＾． 可“判定楼板未出现裂缝，楼板的平面刚麈未受影响， 并且能寥与整体协同ｔ作，能达到抗震设防的要求。 各层楼板的最大正应力点的分布基本相同，均为围 合的剪力墙简体的角部范围。因为剪力墙的刚度远大 于框架．剪力墙对楼板的变形的约束能力远大于框架． 所吼在简体的角部范围板的应变最大．由材料力学的胡 克定律ａ：Ｅ・ｓ可知，最大应力应出现在最大应变的
３
结构分析和抗震加强措施 结构的设计使用年限５０年．抗震设防烈度７度．
水平地震加建度值为０ １０９，丙类建筑，框架的抗震等
级为ｉ级，剪力墙为二级。上海Ⅳ类场地．特征周期
０
９０ｓ。结椅阻尼比为０ ０５。
结构的整体计算采用ＰＫＰＭ系列的ＳＡＴＷＥ空间 有服元程序，并用ＰＭＳＡＰ空甸有限元程序作柱校分 析。计算结构内力时楼板按弹性握模型，计算结构弹 性层问位移时楼板接刚性板模型，计算的结构动力响 应结果琦符合规范的要求，详见表ｌ。 对于本工程．采取丁下列加强措施： ①适度加强底层与二层的楼板厚廑至１５０ｍ目ｔ； ②：层一十一层楼面开嗣的转角处和板块的隹接 板带楹厚加厚至１５０ｍｍ．其余部位为１２０ｒａｍ．井且在以 Ｅ部位设斜向或交叉拉接粱加强； ③加大楼板的配筋率。连接板带采用双层双向贯
判别楼板的应力情况、１作状态是否能符合抗震设防 ＝水准的要求，计进一步侧整和确定构造加强措施。 楼板应力分析中采用下列参数：设防烈度７度，水
平地震加速度值０ ｌｏｇ，水平地震影响系数０ ２２（硷防烈
度地震），Ｔ＝ｏ ９０ｓ＋框泉的抗震等级为＝级．剪力墙为 二级。楼板混凝±Ｃ３０，板的计算模型为弹性板６．重力
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多个案例表明，在楼板面内剪力在顶层最大，向下迅速衰减。拟修改为“顶点高度向下1/10高度H范围”。
采纳
结构高度小于A级高度时可采用近似算法。
3.4（1）
“当单肢长宽比l/b小于1.5时，允许按楼板为平面内刚性假定计算结构的各项总体指标。”以此为条件来确定是否采用刚性假定计算整体指标缺乏充足依据。
说明
多个案例计算结果表明误差在5%以内。
6.2.1
“顶部加强区按顶点高度向下1/8高度H范围”此加强区规定的依据是否充分？
《高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法若干指导意见》征求意见及处理情况统计表
条文
修改意见
处理情况
原因
3.5
本规范与现行国家规范《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于最大层间位移角的要求不一致。《高规》为1/800（框剪）,《指导意见》中为不宜大于1/600；位移限值放宽较多。后续实施过程如何操作？第三方强审如何执行？望明确。
采纳
按《广东省高规》规定修改。
3.2（2）
深圳百年一遇风荷载0.82kN/m2。此处错误。根据《荷载规范》百年一遇风荷载为0.90kN/m2。
说明
《高规》规定为1.1x0.75=0.82kN/m地震、设防烈度地震和罕遇地震作用。”如果每个此类项目均考虑大震，采用弹塑性时程分析，会大大延长设计和审查周期，是否有必要，请斟酌。是否通过构造措施保证大震安全性，操作更为方便。