結(jié)構(gòu)抗震設計不規(guī)則界定及關鍵分析

1、結(jié)構(gòu)抗震設計的結(jié)構(gòu)抗震設計的不規(guī)則界定不規(guī)則界定及關鍵分析及關鍵分析 上海【上?！?003】702【2014】954現(xiàn)行現(xiàn)行 全國【全國【2010】109修改稿已開始征求意見修改稿已開始征求意見 結(jié)合各地的一些補充規(guī)定結(jié)合各地的一些補充規(guī)定關于超限高層建筑的界定（關于超限高層建筑的界定（954954）1 1、高度超限的界定、高度超限的界定從原來的從原來的1 1張表格擴大為張表格擴大為3 3張表格（張表格（A A級高度鋼筋混凝土高層、級高度鋼筋混凝土高層、B B級高度鋼級高度鋼筋混凝土高層、混合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)高層）筋混凝土高層、混合結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)高層）一般超高：一般超高：HH混凝土混凝土A A級、較

2、多短級、較多短肢剪力墻、錯層剪力肢剪力墻、錯層剪力墻及框剪的適用高度墻及框剪的適用高度（表（表1 1）特別超高：特別超高：HH混凝土混凝土B B級、鋼結(jié)構(gòu)級、鋼結(jié)構(gòu)及混合的適用高度及混合的適用高度（表（表2 2、表、表3 3）2 2、規(guī)則性超限、規(guī)則性超限2 2、規(guī)則性超限、規(guī)則性超限2 2、規(guī)則性超限、規(guī)則性超限2 2、規(guī)則性超限、規(guī)則性超限2 2、規(guī)則性超限、規(guī)則性超限2 2、規(guī)則性超限、規(guī)則性超限2 2、規(guī)則性超限、規(guī)則性超限2 2、規(guī)則性超限、規(guī)則性超限關于超限高層建筑的界定（關于超限高層建筑的界定（954954）3 3、其他超限（表、其他超限（表6)6)特殊類型高層建筑、屋蓋超限空間

3、結(jié)構(gòu)特殊類型高層建筑、屋蓋超限空間結(jié)構(gòu). .較多短肢剪力墻適用高度：較多短肢剪力墻適用高度： 20%按全落地考慮，但短肢墻抗震措施任 應按短肢墻執(zhí)行（指導意見第2版）。錯層剪力墻及框剪適用高度：錯層剪力墻及框剪適用高度：錯層面積總建筑面積的10%，按非錯層 控制適用高度（指導意見第2版）部分框支剪力墻適用高度：部分框支剪力墻適用高度： 少量墻（不落地墻截面面積剪力墻總截 面面積的10%），按全落地取適用高度（指導意見第2版）較多短肢剪力墻：較多短肢剪力墻：b300、450%（指導意見第2版）板柱板柱- -框架框架- -剪力墻（核心筒）適用高度剪力墻（核心筒）適用高度：樓板厚度相應跨度的1/18

4、 （不適用現(xiàn)澆空心樓板），可按框架-剪力墻（核心筒） 結(jié)構(gòu)控制高度，但設計時應在框架受力方向設置暗梁。偏心率：偏心率： 水平作用合力線/側(cè)向剛度的彈性半徑，x、y。塔樓偏置：塔樓偏置：塔樓對底盤宜對稱布置，各塔樓結(jié)構(gòu)的質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)剛度中 心的距離的控制。層剛度：層剛度： 可采用等效剪切剛度計算；對于框架結(jié)構(gòu)應采用等效剪切剛度計 算（上?？挂?guī)） 帶有支撐的結(jié)構(gòu)，宜采用剪彎剛度（單位力作用下的層間位移角） （指導意見第2版）各種剛度：各種剛度：高規(guī)，框架為層剪力/層間位移、其他為層剪力/層位移角, 高規(guī)轉(zhuǎn)換層等效剪切剛度比(轉(zhuǎn)換層在1、2層）， （G1A1/G2A2）X（h2/h1） Ai=Aw

5、i+2.5（hci/hi)xAci 高規(guī)轉(zhuǎn)換層等效剪切剛度比(轉(zhuǎn)換層在2層以上），單位力，上大 位移角/下大位移角，即剪彎剛度。 上海框架等效剪切剛度比：等同全國高規(guī)轉(zhuǎn)換層位置：轉(zhuǎn)換層位置：高規(guī)JGJ3-2010 10.2.5轉(zhuǎn)換層的位置不超過3層、 10.2.6轉(zhuǎn)換層的位 置在3層、 10.2.17框支層為3層及3層以上。 轉(zhuǎn)換層所在樓層數(shù)與轉(zhuǎn)換層層數(shù)，底部大空間部分框支剪力 墻高層建筑結(jié)構(gòu)在地面以上的大空間層數(shù)， 以上本人認為指框支層的層數(shù)。層間受剪承載力：層間受剪承載力： 應采用實際的截面尺寸和材料強度標準值，且兩個方 向。對于具有斜撐的樓層，應正負方向計算，其承載力 不應將不同傾斜方向

6、的斜撐的承載力絕對值相加。豎向構(gòu)件不連續(xù)：豎向構(gòu)件不連續(xù)： 個別樓層的局部區(qū)域存在豎向構(gòu)件不連續(xù)，視其對整 體結(jié)構(gòu)影響的大小具體做判斷。豎向收進和外挑：豎向收進和外挑： 應按豎向構(gòu)件計算，當僅樓蓋梁板外懸挑時可不作為 項。裙房以上較多樓層裙房以上較多樓層: : 超過20%樓層。性能設計范圍：性能設計范圍：1.1.一般超高，一般超高，* *具有具有3 3項及以上特別不規(guī)則的；項及以上特別不規(guī)則的； * *僅具有僅具有1-21-2項特別不規(guī)則的，可按照相關項特別不規(guī)則的，可按照相關 規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行，但應針對特別不規(guī)則的規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行，但應針對特別不規(guī)則的 程度，提出比規(guī)范、規(guī)程更嚴格的抗震措程度，

7、提出比規(guī)范、規(guī)程更嚴格的抗震措 施；亦可采用基于性能的抗震設計；施；亦可采用基于性能的抗震設計；2. 2. 特別超高；特別超高；3.3.超過超過3 3種的多重復雜結(jié)構(gòu)體系（表種的多重復雜結(jié)構(gòu)體系（表5 5）或抗規(guī)、）或抗規(guī)、高規(guī)、高鋼規(guī)暫未列入的結(jié)構(gòu)體系；表高規(guī)、高鋼規(guī)暫未列入的結(jié)構(gòu)體系；表6 6； 現(xiàn)行規(guī)范目標和水準：按照我國三水準二階段的現(xiàn)行規(guī)范目標和水準：按照我國三水準二階段的抗震設計理論，重點是基于小震的強度設計和基于變形抗震設計理論，重點是基于小震的強度設計和基于變形的大震設計。的大震設計。我國我國性能設計性能設計：一級、二級、三級、四級在抗規(guī)中分別用性能一級、二級、三級、四級在抗規(guī)

8、中分別用性能 一、性能二、性能三、性能四來表達；一、性能二、性能三、性能四來表達； 在高規(guī)中分別用在高規(guī)中分別用A A、B B、C C、D D來表達來表達* *性能一：大震下仍基本完好，一般需采用隔震、減震技術或風荷載很大時才性能一：大震下仍基本完好，一般需采用隔震、減震技術或風荷載很大時才可實現(xiàn)，條件許可時對某些關鍵構(gòu)件可提出；可實現(xiàn)，條件許可時對某些關鍵構(gòu)件可提出；* *性能二：在中震下基本完好，在大震下可屈服；其細部構(gòu)造須滿足第延性要性能二：在中震下基本完好，在大震下可屈服；其細部構(gòu)造須滿足第延性要求；求；* *性能三：在中震下已有輕微塑性變形，大震下有明顯塑性變形，其細部構(gòu)造性能三：在

9、中震下已有輕微塑性變形，大震下有明顯塑性變形，其細部構(gòu)造須滿足中等延性的要求；須滿足中等延性的要求；* *性能四：中震下的損壞已大于性能三，整體承載力僅略高于一般情況，其細性能四：中震下的損壞已大于性能三，整體承載力僅略高于一般情況，其細部構(gòu)造須滿足高延性的要求。部構(gòu)造須滿足高延性的要求。 參考美國參考美國ASCE41-6ASCE41-6的目標和水準：的目標和水準：* *OPOP（OperationalOperational），無結(jié)構(gòu)性破壞；，無結(jié)構(gòu)性破壞；正常使用正常使用；構(gòu)件小于或達；構(gòu)件小于或達到強度極限狀態(tài)；尚無塑性變形（彈性階段）；到強度極限狀態(tài)；尚無塑性變形（彈性階段）；* *IO

10、(Immediate Occupancy)IO(Immediate Occupancy)，立即入住或可運行立即入住或可運行；有輕微結(jié)構(gòu)性；有輕微結(jié)構(gòu)性破壞，有較小塑性變形；破壞，有較小塑性變形；* *LS(Life Safety)LS(Life Safety)，生命安全生命安全；結(jié)構(gòu)性破壞顯著但可修復，修復；結(jié)構(gòu)性破壞顯著但可修復，修復不一定經(jīng)濟，但可確保人員從建筑物中安全撤離；距臨近倒塌狀不一定經(jīng)濟，但可確保人員從建筑物中安全撤離；距臨近倒塌狀態(tài)還有至少態(tài)還有至少25%25%的變形能力儲備；的變形能力儲備；* *CPCP（Collaps Prevention,Near CollapseCol

11、laps Prevention,Near Collapse），不倒塌不倒塌；嚴重結(jié)；嚴重結(jié)構(gòu)性破壞不可修復，臨近倒塌；構(gòu)件抗力構(gòu)性破壞不可修復，臨近倒塌；構(gòu)件抗力- -變形骨架曲線開始出變形骨架曲線開始出現(xiàn)強度退化?，F(xiàn)強度退化。靜力非線性分析靜力非線性分析- -推覆分析：推覆分析：* *適用高度在適用高度在150150米以下，且結(jié)構(gòu)振型清晰（第一、第二米以下，且結(jié)構(gòu)振型清晰（第一、第二振型為平動）；振型為平動）；* *至少使用兩種不同分布模態(tài)的推覆力；結(jié)構(gòu)不對稱時至少使用兩種不同分布模態(tài)的推覆力；結(jié)構(gòu)不對稱時應正反兩個方向進行推覆；計入高振型的影響；應正反兩個方向進行推覆；計入高振型的影響；*

12、 *校核第一批塑性鉸出現(xiàn)時的地震水準；校核大震性能校核第一批塑性鉸出現(xiàn)時的地震水準；校核大震性能點時的位移；點時的位移；* *觀察塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置是否符合抗震概念設計觀察塑性鉸出現(xiàn)的順序和位置是否符合抗震概念設計（強柱弱梁、強剪弱彎）。（強柱弱梁、強剪弱彎）。* *目前常用的軟件：目前常用的軟件：MIDASMIDAS、ETABSETABS、SATWESATWE等。等。動力非線性分析動力非線性分析- -時程分析時程分析: :* *地震波選用的合理性；波形持續(xù)時間不宜小于結(jié)構(gòu)基地震波選用的合理性；波形持續(xù)時間不宜小于結(jié)構(gòu)基本周期的本周期的1010倍，特別超高的不宜小于倍，特別超高的不宜小于6

13、060秒；秒；* *校核大震波作用下的性能水準；校核大震波作用下的性能水準；* *全面評估結(jié)構(gòu)的抗震性能；全面評估結(jié)構(gòu)的抗震性能；* *著重于發(fā)現(xiàn)薄弱部位，提出相應的加強措施；著重于發(fā)現(xiàn)薄弱部位，提出相應的加強措施；* *目前常用的軟件：目前常用的軟件：perform-3Dperform-3D、ABQUSABQUS、DYNADYNA（奧雅納）（奧雅納） 及及MIDASMIDAS等。等。嚴重不規(guī)則建筑方案的論證嚴重不規(guī)則建筑方案的論證 專項審查一般是在初步設計（或?qū)ｍ棇彶橐话闶窃诔醪皆O計（或總體設計）階段進行，對于嚴重不總體設計）階段進行，對于嚴重不規(guī)則及建筑奇異的項目，規(guī)則及建筑奇異的項目，建

14、議建議進行進行方案階段的咨詢或論證，方案階段的咨詢或論證，建議建議建筑建筑師參加論證會議；師參加論證會議；建議建議參加方案論參加方案論證的專家與今后專項論證的專家保證的專家與今后專項論證的專家保持連續(xù)性；持連續(xù)性；技術性指標的把握和試驗技術性指標的把握和試驗 各項技術性指標基本上按照相各項技術性指標基本上按照相關規(guī)范和規(guī)程控制；對于超過關規(guī)范和規(guī)程控制；對于超過300300米米高度的建筑及特別復雜的結(jié)構(gòu)，指高度的建筑及特別復雜的結(jié)構(gòu)，指標宜從嚴控制；對沒有可借鑒的設標宜從嚴控制；對沒有可借鑒的設計依據(jù)時，建議需要時進行整體或計依據(jù)時，建議需要時進行整體或局部的試驗。局部的試驗。審查結(jié)論分為審查

15、結(jié)論分為：“通過通過”、“修改修改”、“復審復審”（多層）（多層）抗規(guī)抗規(guī) 3.4.13.4.1為黑體：為黑體：“特別不規(guī)則的建筑應進行專門研究和論證，特別不規(guī)則的建筑應進行專門研究和論證，采取特別的加強措施。采取特別的加強措施。”（表表1 1）平面不規(guī)則：）平面不規(guī)則： *扭轉(zhuǎn)不規(guī)則，位移比大于1.2； *凹凸不規(guī)則，平面凹進的尺寸大于相應投影方向總尺寸的30%； *樓板局部不連續(xù)，樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。如：有效樓板 寬度小于典型的50%、或開洞大于給蹭面積的30%，或加大錯層。（表（表2 2）豎向不規(guī)則：）豎向不規(guī)則： *側(cè)向剛度不規(guī)則（軟弱），小于相鄰上一層的70%或其上相鄰三層平 均值的80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層25%； *豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)； *樓層承載力突變（薄弱)，抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一 層的80%。特別不規(guī)則：指具有較明顯的