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3.4 建筑形体及其构件布置的规则性  条文说明

3.4.1

3.4.2

3.4.3、3.4.4 2001 规范考虑了当时 89 规范和 91 钢筋混凝土高层建筑规程的相应规定,并参考了美国 UBC(1997)、日本 BSL(1987 年版)和欧洲规范 8。上述五本规范对不规则结构的条文规定有以下三种方式:

  1 规定了规则结构的准则,不规定不规则结构的相应设计规定,如 89 规范和 91 钢筋混凝土高层建筑规程。

  2 对结构的不规则性作出限制,如日本 BSL。

  3 对规则与不规则结构作出了定量的划分,并规定了相应的设计计算要求,如美国 UBC 及欧洲规范 8。

  本规范基本上采用了第 3 种方式,但对容易避免或危害性较小的不规则问题未作规定。

  对于结构扭转不规则,按刚性楼盖计算,当最大层间位移与其平均值的比值为 1.2 时,相当于一端为 1.0,另一端为 1.5;当比值 1.5 时,相当于一端为 1.0,另一端为 3。美国 FEMA 的 NEHRP规定,限 1.4。

  对于较大错层,如超过梁高的错层,需按楼板开洞对待;当错层面积大于该层总面积 30%时,则属于楼板局部不连续。楼板典型宽度按楼板外形的基本宽度计算。

  上层缩进尺寸超过相邻下层对应尺寸的 1/4,属于用尺寸衡量的刚度不规则的范畴。侧向刚度可取地震作用下的层剪力与层间位移之比值计算,刚度突变上限(如框支层)在有关章节规定。

  除了本规范表 3.4.3 所列的不规则,UBC 的规定中,对平面不规则尚有抗侧力构件上下错位、与主轴斜交或不对称布置,对竖向不规则尚有相邻楼层质量比大于 150%或竖向抗侧力构件在平面内收进的尺寸大于构件的长度(如棋盘式布置)等。

  图 1~图 6 为典型示例,以便理解本规范表 3.4.3-1 和表 3.4.3-2 中所列的不规则类型。
 

图 1 建筑结构平面的扭转不规则示例

图 2 建筑结构平面的凸角或凹角不规则示例

图 3 建筑结构平面的局部不连续示例(大开洞及错层)

图 4 沿竖向的侧向刚度不规则(有软弱层)

图 5 竖向抗侧力构件不连续示例

图 6 竖向抗侧力结构屈服抗剪强度非均匀化(有薄弱层)

  本规范第 3.4.3 条第 1 款的规定,主要针对钢筋混凝土和钢结构的多层和高层建筑所作的不规则性的限制,对砌体结构多层房屋和单层工业厂房的不规则性应符合本规范有关章节的专门规定。

  2010 年修订的变化如下:

  1 明确规定本规范表 3.4.3 所列的不规则类型是主要的而不是全部不规则,所列的指标是概念设计的参考性数值而不是严格的数值,使用时需要综合判断。明确规定按不规则类型的数量和程度,采取不同的抗震措施。不规则的程度和设计的上限控制,可根据设防烈度的高低适当调整。对于特别不规则的建筑结构要求专门研究和论证。

  2 对于扭转不规则计算,需注意以下几点:

  1)按国外的有关规定,楼盖周边两端位移不超过平均位移2倍的情况称为刚性楼盖,超过2倍则属于柔性楼盖。因此,这种“刚性楼盖”,并不是刚度无限大。计算扭转位移比时,楼盖刚度可按实际情况确定而不限于刚度无限大假定。

  2)扭转位移比计算时,楼层的位移不采用各振型位移的 CQC 组合计算,按国外的规定明确改为取“给定水平力”计算,可避免有时 CQC 计算的最大位移出现在楼盖边缘的中部而不在角部,而且对无限刚楼盖、分块无限刚楼盖和弹性楼盖均可采用相同的计算方法处理;该水平力一般采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心;结构楼层位移和层间位移控制值验算时,仍采用 CQC 的效应组合。

  3)偶然偏心大小的取值,除采用该方向最大尺寸的5%外,也可考虑具体的平面形状和抗侧力构件的布置调整。

  4)扭转不规则的判断,还可依据楼层质量中心和刚度中心的距离用偏心率的大小作为参考方法。

  3 对于侧向刚度的不规则,建议根据结构特点采用合适的方法,包括楼层标高处产生单位位移所需要的水平力、结构层间位移角的变化等进行综合分析。

  4 为避免水平转换构件在大震下失效,不连续的竖向构件传递到转换构件的小震地震内力应加大,借鉴美国 IBC 规定取 2.5 倍(分项系数为1.0),对增大系数作了调整。
本次局部修订,主要进行文字性修改,以进一步明确扭转位移比的含义。

3.4.5

3.4.6