结构抗震设计不规则界定及关键分析

结构抗震设计的不规则界定及关键分析

上海【2003】702→【2014】954现行

全国【2010】109→修改稿已开始征求意见

结合各地的一些补充规定关于超限高层建筑的界定（954）

1、高度超限的界定

从原来的1张表格扩大为3张表格（A级高度钢筋混凝土高层、B级高度钢筋混凝土高层、混合结构和钢结构高层）一般超高：

H>混凝土A级、较多短肢剪力墙、错层剪力墙及框剪的适用高度（表1）

特别超高：

H>混凝土B级、钢结构及混合的适用高度（表2、表3）2、规则性超限2、规则性超限2、规则性超限2、规则性超限2、规则性超限2、规则性超限2、规则性超限2、规则性超限关于超限高层建筑的界定（954）

3、其他超限（表6)

特殊类型高层建筑、屋盖超限空间结构.

较多短肢剪力墙适用高度：≤20%按全落地考虑，但短肢墙抗震措施任

应按短肢墙执行（指导意见第2版）。

错层剪力墙及框剪适用高度：错层面积≤总建筑面积的10%，按非错层

控制适用高度（指导意见第2版）

部分框支剪力墙适用高度：少量墙（不落地墙截面面积≤剪力墙总截

面面积的10%），按全落地取适用高度（指导意见第2版）

较多短肢剪力墙：b≤300、4<l/b≤8，

短肢墙在规定水平地震作用下底部倾覆力矩≧30%（高规）

短肢墙比例（同一层中所有短肢剪力墙截面面积与所有

剪力墙截面面积的比例）>50%（指导意见第2版）

板柱-框架-剪力墙（核心筒）适用高度：楼板厚度≧相应跨度的1/18

（不适用现浇空心楼板），可按框架-剪力墙（核心筒）

结构控制高度，但设计时应在框架受力方向设置暗梁。偏心率：

水平作用合力线/侧向刚度的弹性半径，εx、εy。

塔楼偏置：塔楼对底盘宜对称布置，各塔楼结构的质心与底盘结构刚度中

心的距离的控制。

层刚度：

可采用等效剪切刚度计算；对于框架结构应采用等效剪切刚度计

算（上海抗规）

带有支撑的结构，宜采用剪弯刚度（单位力作用下的层间位移角）

（指导意见第2版）

各种刚度：高规，框架为层剪力/层间位移、其他为层剪力/层位移角,

高规转换层等效剪切刚度比(转换层在1、2层），

（G1A1/G2A2）X（h2/h1）Ai=Awi+Σ2.5（hci/hi)²xAci

高规转换层等效剪切刚度比(转换层在2层以上），单位力，上大

位移角/下大位移角，即剪弯刚度。

上海框架等效剪切刚度比：等同全国高规转换层位置：《高规》JGJ3-2010

§10.2.5转换层的位置不超过3层、§10.2.6转换层的位

置在3层、§10.2.17框支层为3层及3层以上。

转换层所在楼层数与转换层层数，底部大空间部分框支剪力

墙高层建筑结构在地面以上的大空间层数，

以上本人认为指框支层的层数。

层间受剪承载力：应采用实际的截面尺寸和材料强度标准值，且两个方

向。对于具有斜撑的楼层，应正负方向计算，其承载力

不应将不同倾斜方向的斜撑的承载力绝对值相加。

竖向构件不连续：个别楼层的局部区域存在竖向构件不连续，视其对整

体结构影响的大小具体做判断。

竖向收进和外挑：应按竖向构件计算，当仅楼盖梁板外悬挑时可不作为

项。

裙房以上较多楼层:超过20%楼层。性能设计范围：

1.一般超高，*具有3项及以上特别不规则的；

*仅具有1-2项特别不规则的，可按照相关

规范、规程执行，但应针对特别不规则的

程度，提出比规范、规程更严格的抗震措

施；亦可采用基于性能的抗震设计；

2.特别超高；

3.超过3种的多重复杂结构体系（表5）或《抗规》、《高规》、《高钢规》暂未列入的结构体系；表6；

现行规范目标和水准：按照我国三水准二阶段的抗震设计理论，重点是基于小震的强度设计和基于变形的大震设计。

我国性能设计：一级、二级、三级、四级在《抗规》中分别用性能

一、性能二、性能三、性能四来表达；

在《高规》中分别用A、B、C、D来表达

*性能一：大震下仍基本完好，一般需采用隔震、减震技术或风荷载很大时才可实现，条件许可时对某些关键构件可提出；

*性能二：在中震下基本完好，在大震下可屈服；其细部构造须满足第延性要求；

*性能三：在中震下已有轻微塑性变形，大震下有明显塑性变形，其细部构造须满足中等延性的要求；

*性能四：中震下的损坏已大于性能三，整体承载力仅略高于一般情况，其细部构造须满足高延性的要求。

参考美国ASCE41-6的目标和水准：

*OP（Operational），无结构性破坏；正常使用；构件小于或达到强度极限状态；尚无塑性变形（弹性阶段）；

*IO(ImmediateOccupancy)，立即入住或可运行；有轻微结构性破坏，有较小塑性变形；

*LS(LifeSafety)，生命安全；结构性破坏显著但可修复，修复不一定经济，但可确保人员从建筑物中安全撤离；距临近倒塌状态还有至少25%的变形能力储备；

*CP（CollapsPrevention,NearCollapse），不倒塌；严重结构性破坏不可修复，临近倒塌；构件抗力-变形骨架曲线开始出现强度退化。静力非线性分析-推覆分析：

*适用高度在150米以下，且结构振型清晰（第一、第二振型为平动）；

*至少使用两种不同分布模态的推覆力；结构不对称时应正反两个方向进行推覆；计入高振型的影响；

*校核第一批塑性铰出现时的地震水准；校核大震性能点时的位移；

*观察塑性铰出现的顺序和位置是否符合抗震概念设计（强柱弱梁、强剪弱弯）。

*目前常用的软件：MIDAS、ETABS、SATWE等。

动力非线性分析-时程分析:

*地震波选用的合理性；波形持续时间不宜小于结构基本周期的10倍，特别超高的不宜小于60秒；

*校核大震波作用下的性能水准；

*全面评估结构的抗震性能；

*着重于发现薄弱部位，提出相应的加强措施；

*目前常用的软件：perform-3D、ABQUS、DYNA（奥雅纳）

及MIDAS等。

严重不规则建筑方案的论证

专项审查一般是在初步设计（或总体设计）阶段进行，对于严重不规则及建筑奇异的项目，建议进行方案阶段的咨询或论证，建议建筑师参加论证会议；建议参加方案论证的专家与今后专项论证的专家保持连续性；

技术性指标的把握和试验

各项技术性指标基本上按照相关规范和规程控制；对于超过300米高度的建筑及特别复杂的结构，指标宜从严控制；对没有可借鉴的设计依据时，建议需要时进行整体或局部的试验。

审查结论分为：“通过”、“修改”、“复审”（多层）抗规§3.4.1

为黑体：“特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施。”

（表1）平面不规则：

*扭转不规则，位移比大于1.2；

*凹凸不规则，平面凹进的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。如：有效楼板

宽度小于典型的50%、或开洞大于给蹭面积的30%，或加大错层。

（表2）竖向不规则：

*侧向刚度不规则（软弱），小于相邻上一层的70%或其上相邻三层平

均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层25%；

*竖向抗侧力构件不连续；

*楼层承载力突