如何理解抗震设计中建筑结构规则要求

如题所述

1.建筑形体规则性重要性: 《建筑抗震设计规范》规定“建筑设计应根据抗震概念设计的要求明 确建筑形体的规则性”。建筑形体是指建筑平面形状和立面、竖向剖面的 变化。规则建筑是指平面和立面简单,抗侧力体系的刚度和承载力上下变 化连续、均匀,平面布置基本对称。即在平立面、竖向剖面或抗侧力体系 上,没有明显的、实质的不连续或突变。故“规则性”是诸多因素的综合 要求。 建筑物平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能和经济合理性影响 很大。 首先规则的建筑抗震性能比较好。震害统计表明,简单、对称的建筑 在地震时较不容易破坏。对称的结构因传力路径清晰直接也容易估计其地 震时反应,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。 其次规则的建筑(尤其是规则的高层建筑)有良好的经济性。根据工程 经验,较规则建筑物的周期比、位移比等结构的整体控制指标很容易满足 规范要求。同时由于地震力在各榀抗侧力构件之间的分配比较均匀,从而 使各结构构件的配筋大小适中,使成本控制在一个合理的范围内。相反不 规则结构则会出现扭转效应明显、局部出现薄弱部位等情况,应根据规范 对结构进行内力调整并采取有效的抗震构造措施进行加强处理。从而使得 内力变大,计算配筋变大,局部抗震构造更加繁锁。从而使工程造价有较 大幅度的增加。 综上所述,建筑形体的规则性对结构设计而言至关重要。 2.建筑形体规则性的判别: 建筑形体规则性的判别在《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土 结构技术规程》中都作了一些定量的规定。而两本规范在具体条文上又有 一定差异。本文对照两本规范相关条文,对规则性判别进行汇总,如下表: 《建筑抗震设计规范》 《高层建筑混凝土结构技术规程》 不规则性判断 平 面 不 规 则 凹凸不规则: 平面凹进的尺寸,大于相应投影方向的 30% 1.平面简单、规则、对称、 减少偏心 2L/m、l/Bmax、l/b 进行限制 3 不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形 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(错层面积大于该层面积的 30%) 有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度 的 50%;楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的 30%,在扣除凹入或开洞后, 楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于 5 米,且开洞后每一边的楼板净宽 度不应小于 2 米。 应同时满足: L2≥0.5L1a1+a2≥0.5L2 a1+a2≥5ma1≥2m, a2≥2mA 洞≤0.3A 楼面 扭转不规则: 在规定水平力作用下,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 在考虑偶然 偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A 级 高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的 1.2 倍,不应大于该楼层平均值的 1.5 倍;B 级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第 10 章所指的复 不应大于该楼层平均值的 1.4 杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的 1.2 倍, 倍。 结构扭转为主的第一自振周期 Tt 与平动为主的第一自振周期 T1 之 比,A 级高度高层建筑不应大于 0.9,B 级高度高层建筑,混合结构高层建 筑及本规程第 10 章所指的复杂高层建筑不应大于 0.85。 竖 向 不 规 则 侧向刚度不规则: Ki<0.7Ki+1 Ki<0.8(Ki+1+ Ki+2+ Ki+3)/3 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一下层的 25% 框架结构:ri<0.7ri+1,ri<0.8(ri+1+ ri+2+ ri+3)/3 框-剪、剪力墙、筒体结构: ri<0.9ri+1 当 hi>1.5hi+1 则 ri<1.1ri+1 对底部嵌固层:则 ri<1.5ri+1 当 H1/H>0.2 时:B1/B1.1B,a>4m 竖向抗侧力构件不连续: 竖向抗侧力构件的内力由水平转换构件向下传递 结构竖向抗侧力构 件宜上下连续贯通 楼层承载力突变: Qi<0.8Qi+1 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上层的 80% A 级高度:层间受 剪承载力不宜小于相邻上一层受剪承载力的 80%,不应小于其相邻上一层 受剪承载力的 65% B 级高度:层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的 75%; 楼层质量沿高度宜均匀分布,楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量 的 1.5 倍。 通过上表可以看出,规则性判别主要从“扭转不规则、凹凸不规则、 楼板局部不连续、侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力 突变”六种不规则类型作了一些定量的参考界限。相对于《建筑抗震设计 规范》而言,《高层建筑混凝土结构技术规程》在具体规定上更加严格, 个别条款更加细化。 根据不规则类型的数量及其不规则程度,又把不规则分为:不规则、 特别不规则和严重不规则三个等级。 3.不规则性建筑加强措施: 建筑形体及其构件布置不规则时,应对地震作用计算和内力进行一定 调整,并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。见下表: 《建筑抗震设计规范》 《高层建筑混凝土结构技术规程》 加强措施 平面不规则 扭转不规则: 位移比≤1.5(宜) 当最大位移远小于规范限值时,可适当放宽 A 级高度:位移比≤1.5 (应)B 级高度:位移比≤1.4(应) A 级高度:Tt/T1≤0.9(应)B 级高度:Tt/T1≤0.85(应) 凹凸不规则或楼板局部不连续: 采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,高烈度或不规则程度 较大时,宜计入楼板局部变形的影响 当楼板平面比较狭长、有较大的凹 入或开洞时,应在设计中考虑其对结构产生的不利影响(考虑楼板变形影 ,对凹入或洞口的大小加以限制。 响) 艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑,当中央部分楼板有较大削弱 时,应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施,必要时还可在外伸段凹槽 处设置连接梁或连接板。 楼板开大洞削弱后,宜采取以下措施: 加厚洞口附近楼板,提高楼板的配筋率,采用双层双向配筋; 洞口边缘设置边梁、暗梁; 在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。 平面不对称且凹凸不规则或局部不连续: 可根据实际情况分块计算位移比,对扭转较大的部位应采用局部的内 力增大系数 抗震设计时,高层建筑宜调整平面形状和结构布置,避免设 防震缝。体型复杂、平立面不规则的建筑,应根据不规则程度、地基基础 条件和技术经济等因素的比较分析,确定是否设置防震缝。 竖向不规则 竖向抗侧力构件不连续: 水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型、受 力情况、几何尺寸等,乘以 1.25~2.0 的增大系数 不宜采用同一楼层刚度 和承载力变化同时不满足本规程第 3.5.2 条(侧向刚度不规则)和 3.5.3 条(楼层承载力突变)规定的高层建筑结构。 侧向刚度变化、承载力变化、竖向抗侧力构件连续性不符合本规程第 3.5.2 条 和 (侧向刚度不规则) 3.5.3 条 、 (楼层承载力突变) 3.5.4 条(竖 向抗侧力构件不连续)要求的楼层,其对应于地震作用标准值的剪力应乘 以 1.25 的增大系数。 结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时,宜进行弹性或弹塑性时程 分析补充计算并采取有效的构造措施。 措施:柱子箍筋全长加密配置,大跨度屋面构件要考虑竖向地震产生 的不利影响。 侧向刚度不规则: 相邻层的侧向刚度比应依据其结构类型符合本规范相关章节的规定 楼层承载力突变: 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的 65% 总而言之,建筑形体的规则性在抗震的概念设计中至关重要。对抗震 性能和经济合理性影响很大。因此,进行设计时,应首先判别结构的规则 性,并根据建筑物的不规则程度区别对待:对于不规则结构应按规范规定 采取加强措施;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;而对于严重不规则的建筑不应采用。
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第1个回答  2016-03-04
1.建筑形体规则性重要性: 《建筑抗震设计规范》规定“建筑设计应根据抗震概念设计的要求明 确建筑形体的规则性”。建筑形体是指建筑平面形状和立面、竖向剖面的 变化。规则建筑是指平面和立面简单,抗侧力体系的刚度和承载力上下变 化连续、均匀,平面布置基本对称。即在平立面、竖向剖面或抗侧力体系 上,没有明显的、实质的不连续或突变。故“规则性”是诸多因素的综合 要求。 建筑物平面、立面和竖向剖面的规则性对抗震性能和经济合理性影响 很大。 首先规则的建筑抗震性能比较好。震害统计表明,简单、对称的建筑 在地震时较不容易破坏。对称的结构因传力路径清晰直接也容易估计其地 震时反应,容易采取抗震构造措施和进行细部处理。 其次规则的建筑(尤其是规则的高层建筑)有良好的经济性。根据工程 经验,较规则建筑物的周期比、位移比等结构的整体控制指标很容易满足 规范要求。同时由于地震力在各榀抗侧力构件之间的分配比较均匀,从而 使各结构构件的配筋大小适中,使成本控制在一个合理的范围内。相反不 规则结构则会出现扭转效应明显、局部出现薄弱部位等情况,应根据规范 对结构进行内力调整并采取有效的抗震构造措施进行加强处理。从而使得 内力变大,计算配筋变大,局部抗震构造更加繁锁。从而使工程造价有较 大幅度的增加。 综上所述,建筑形体的规则性对结构设计而言至关重要。

2.建筑形体规则性的判别: 建筑形体规则性的判别在《建筑抗震设计规范》和《高层建筑混凝土 结构技术规程》中都作了一些定量的规定。而两本规范在具体条文上又有 一定差异。本文对照两本规范相关条文,对规则性判别进行汇总,如下表: 《建筑抗震设计规范》 《高层建筑混凝土结构技术规程》 不规则性判断 平 面 不 规 则 凹凸不规则: 平面凹进的尺寸,大于相应投影方向的 30% 1.平面简单、规则、对称、 减少偏心 2L/m、l/Bmax、l/b 进行限制 3 不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平面图形 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(错层面积大于该层面积的 30%) 有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度 的 50%;楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的 30%,在扣除凹入或开洞后, 楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于 5 米,且开洞后每一边的楼板净宽 度不应小于 2 米。 应同时满足: L2≥0.5L1a1+a2≥0.5L2 a1+a2≥5ma1≥2m, a2≥2mA 洞≤0.3A 楼面 扭转不规则: 在规定水平力作用下,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 在考虑偶然 偏心影响的地震作用下,楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移,A 级 高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的 1.2 倍,不应大于该楼层平均值的 1.5 倍;B 级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第 10 章所指的复 不应大于该楼层平均值的 1.4 杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的 1.2 倍, 倍。 结构扭转为主的第一自振周期 Tt 与平动为主的第一自振周期 T1 之 比,A 级高度高层建筑不应大于 0.9,B 级高度高层建筑,混合结构高层建 筑及本规程第 10 章所指的复杂高层建筑不应大于 0.85。 竖 向 不 规 则 侧向刚度不规则: Ki<0.7Ki+1 Ki<0.8(Ki+1+ Ki+2+ Ki+3)/3 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一下层的 25% 框架结构:ri<0.7ri+1,ri<0.8(ri+1+ ri+2+ ri+3)/3 框-剪、剪力墙、筒体结构: ri<0.9ri+1 当 hi>1.5hi+1 则 ri<1.1ri+1 对底部嵌固层:则 ri<1.5ri+1 当 H1/H>0.2 时:B1/B1.1B,a>4m 竖向抗侧力构件不连续: 竖向抗侧力构件的内力由水平转换构件向下传递 结构竖向抗侧力构 件宜上下连续贯通 楼层承载力突变: Qi<0.8Qi+1 抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上层的 80% A 级高度:层间受 剪承载力不宜小于相邻上一层受剪承载力的 80%,不应小于其相邻上一层 受剪承载力的 65% B 级高度:层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的 75%; 楼层质量沿高度宜均匀分布,楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量 的 1.5 倍。 通过上表可以看出,规则性判别主要从“扭转不规则、凹凸不规则、 楼板局部不连续、侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续和楼层承载力 突变”六种不规则类型作了一些定量的参考界限。相对于《建筑抗震设计 规范》而言,《高层建筑混凝土结构技术规程》在具体规定上更加严格, 个别条款更加细化。 根据不规则类型的数量及其不规则程度,又把不规则分为:不规则、 特别不规则和严重不规则三个等级。

3.不规则性建筑加强措施: 建筑形体及其构件布置不规则时,应对地震作用计算和内力进行一定 调整,并对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。见下表: 《建筑抗震设计规范》 《高层建筑混凝土结构技术规程》 加强措施 平面不规则 扭转不规则: 位移比≤1.5(宜) 当最大位移远小于规范限值时,可适当放宽 A 级高度:位移比≤1.5 (应)B 级高度:位移比≤1.4(应) A 级高度:Tt/T1≤0.9(应)B 级高度:Tt/T1≤0.85(应) 凹凸不规则或楼板局部不连续: 采用符合楼板平面内实际刚度变化的计算模型,高烈度或不规则程度 较大时,宜计入楼板局部变形的影响 当楼板平面比较狭长、有较大的凹 入或开洞时,应在设计中考虑其对结构产生的不利影响(考虑楼板变形影 ,对凹入或洞口的大小加以限制。 响) 艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑,当中央部分楼板有较大削弱 时,应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施,必要时还可在外伸段凹槽 处设置连接梁或连接板。 楼板开大洞削弱后,宜采取以下措施: 加厚洞口附近楼板,提高楼板的配筋率,采用双层双向配筋; 洞口边缘设置边梁、暗梁; 在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。 平面不对称且凹凸不规则或局部不连续: 可根据实际情况分块计算位移比,对扭转较大的部位应采用局部的内 力增大系数 抗震设计时,高层建筑宜调整平面形状和结构布置,避免设 防震缝。体型复杂、平立面不规则的建筑,应根据不规则程度、地基基础 条件和技术经济等因素的比较分析,确定是否设置防震缝。 竖向不规则 竖向抗侧力构件不连续: 水平转换构件的地震内力应根据烈度高低和水平转换构件的类型、受 力情况、几何尺寸等,乘以 1.25~2.0 的增大系数 不宜采用同一楼层刚度 和承载力变化同时不满足本规程第 3.5.2 条(侧向刚度不规则)和 3.5.3 条(楼层承载力突变)规定的高层建筑结构。 侧向刚度变化、承载力变化、竖向抗侧力构件连续性不符合本规程第 3.5.2 条 和 (侧向刚度不规则) 3.5.3 条 、 (楼层承载力突变) 3.5.4 条(竖 向抗侧力构件不连续)要求的楼层,其对应于地震作用标准值的剪力应乘 以 1.25 的增大系数。 结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时,宜进行弹性或弹塑性时程 分析补充计算并采取有效的构造措施。 措施:柱子箍筋全长加密配置,大跨度屋面构件要考虑竖向地震产生 的不利影响。 侧向刚度不规则: 相邻层的侧向刚度比应依据其结构类型符合本规范相关章节的规定 楼层承载力突变: 薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的 65% 总而言之,建筑形体的规则性在抗震的概念设计中至关重要。对抗震 性能和经济合理性影响很大。因此,进行设计时,应首先判别结构的规则 性,并根据建筑物的不规则程度区别对待:对于不规则结构应按规范规定 采取加强措施;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;而对于严重不规则的建筑不应采用。
第2个回答  2015-07-08
??哪方面
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