容柏生院士关于超限高层结构审查的讲座.ppt

平面不规则定义（简化）
1.扭转不规则：当扭转不规则指标>1.2时属于扭 转不规则，但分为Ⅰ类和Ⅱ类(表4a和表4b)； 2.凹凸不规则：结构平面凹进的一側尺寸，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。在扣除凹入或开洞 后，楼板在任一方向的最小净宽度小于5m；
1. 扭转不规则
结构平面布置
4.3.5 结构平面布置应减少扭转影响。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（B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（1.4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（B级）高度高层建筑不应大于0.9 (0.85)。 混合结构及复杂高层建筑取0.85
避免不规则的措施
不规则中的第4(側向刚度不规则) 1.当各层层高相等或相差很小时: 按“抗规”的计算方法，对于正常楼 层, 除非某一层的构件突然缩小，或者其 上楼层的构件突然加大，否则一般是不会 出现的。这种情况主要出现在转换层处。 此时，应该加大转换层的构件的尺寸。有 条件时也可以缩小转换层上面楼层的側向 刚度。
平面不规则 (抗规)
表3.4.2.1
不规则类型
平面不规则的类型
定 义
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(或层间位移)平均值的1.2倍 结构平面凹进的一側尺寸，大于相应投影方向 总尺寸的30%
2.凹凸不规则
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
3. 楼板局部不连续
平面布置
4.3.6 当楼板平面比较狭长、有较大的凹入 和开洞使楼板有较大削弱时，应在设计 中考虑楼板削弱产生的不利影响。楼面 凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一 半；楼板开洞总面积不宜超过楼面面积 的30%；在扣除凹入和开洞后，楼板在任 一方向的最小净宽度不宜小于5m，且开 洞后每一边的净宽度不应小于2m。
避免不规则的措施
2.当各楼层中有某层( hi )的层高较大时: 按“抗规”的判断方法，纵使该层( hi， 层高较大)与上一层（ hi+1 ，层高较小）的 构件尺寸一样，也会出现側向刚度比不满 足的情况，而且难以调整到满足相应的要 求。为此，市超限审查委员会建议作如下 的修改，认为这样比较合理同时也比较容 易做到：
对于多塔楼结构，在判断各塔楼与大底盘的側 向刚度比时，可采用层间位移角q，当q大于相 邻上一层的1.4倍，或大于其上相邻三个楼层平 均值的1.25倍时，则该层的側向刚度不规则。
竖向不规则定义（简化）
5. 竖向抗側力构件 (柱、剪力墙、抗震支 撑)不连续: 不连续类型分为两类，其中： Ⅰ类：除Ⅱ类以外的； Ⅱ类：在重力荷载下，超过50%的上一层 抗側力构件的轴力通过厚板、转换次梁 传递到本层竖向抗側力构件。 6. 楼层承载力突变：抗側力结构层间抗剪 承载力小于上一楼层的80%。
5.竖向抗側力构件
不连续
6.楼层承载力突变
抗側力结构的层间受剪承载力小于相邻上一 层的80%
4. 側向刚度不规则
5.竖向抗側力构件不连续
?
6. 楼层承载力突变
4.3.3 不应小于 其上一层的 65%(A级) 75%(B级)
有关超限审查的文件
1.《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》 （建设部令第111号-简称“部令”） 2.《超限高层建筑工程抗震设防专项审查 技术要点》 （建质[2003]46号） 3.《建筑抗震设计规范》 4.《高层建筑混凝土结构技术规程》
建筑设计和建筑结构的规则性
（抗规） 3.4.1 建筑设计应符合抗震设计概念设计的要求， 不应采用严重不规则的设计方案。 3.4.2 建筑及其抗侧力结构的平面布置应规则、 对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和 竖向剖面宜规则，结构的的侧向刚度宜均匀变 化，竖向抗側力构件的截面尺寸和材料强度宜 自下而上逐渐减小，避免抗側力结构的側向刚 度和承载力突变。 下面两表为平面和竖向不规则的类型
“部令”规定
“部令规定”：“超限高层建筑工程，是指超出 国家现行规范、规程所规定的适用高度和适用 结构类型的高层建筑，体型特别不规则的高层 建筑工程”。 而“高规”则指出：“高层建筑不应采用严重不 规则的结构体系”。 “抗规”亦指出：“建筑设计应符合抗震概念设 计的要求，不应采用严重不规则的设计方案”。 但是，有关规范和规程没有对“特别不规则”和 “严重不规则” 作出具体的规定。在执行上 有一定的困难和差别。
广州市的“审查细则”
为了给建设单位、设计单位及 审查部门把握同样标准和尺度， 有必要结合广州地区的抗震设防 烈度，针对广州地区高层建筑的 普遍特点，制订相应的广州市的 《超限高层建筑工程抗震设防审 查细则》（目前还是送审稿）。
“审查细则”（摘要）
需要进行超限审查的高层建筑工程:
1.高度超过各有关规范和规程中所规定的 最大适用高度的高层建筑； 2.结构类型不属于各有关规范和规程所列 出的结构类型； 3.结构属于下表所列的高层建筑结构类型； 4.体型特别不规则的高层建筑结构。
规则
规则 规则
Ⅰ类
Ⅰ类 Ⅰ类
Ⅰ类
Ⅱ类 Ⅰ类
Ⅱ类
不允许 Ⅱ类
不允许
不允许 不允许
框支层, 筒中筒, 剪力墙
规则
Ⅰ类
Ⅱ类
不允许
不允许
竖向不规则定义（简化）
4.側向刚度不规则: 在地震作用下, 某层的側向刚 度小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三 个楼层側向刚度平均值的80%； 层側向刚度为:（与“抗规”不同）
结构复杂的高层建筑（对应第3点）
类型 1 特 征 同时采用 3 种及以上如下类型的复杂结构： 转换层结构、加强层结构、错层结构、连体 结构、多塔楼结构 高位转换结构 （6 、7 度高于5层，8 度高于3层）
2
3 4 5
7、8 度以上的厚板转换结构
上部塔楼与下部大底盘严重偏置的高层建筑 在某一方向全部由单跨框架组成的高层建筑
体型严重不规则高层建筑（简化）
下列情况之一的高层建筑属体型严重不规则： 1. 6项规则性中有5项及以上超标； 2. 扭转不规则和竖向不连续同时达到Ⅱ类且同时 有2项不规则； 3. 扭转不规则属于“不允许”者； 4. 结构扭转为主的第一自振周期与平动为主的第 一自振周期之比大于0.9(A级）或0.85(B级)； 5. 楼层受剪承载力小于相邻上一层的65%（A级） 或0.85（B级）； 6.在同一结构单元内同时采用4种或4种以上“高规” 中所指的复杂结构型式。
（开洞后任一边的楼板净宽度不应小于2m）
扭转不规则分类
A级高度建筑的扭转不规则分类
结构类型 地震作用下 的最大d / h
d /h ≤ 1/1100
框架
表4a
> 1.8
扭转不规则指标范围
< 1.2
1.2～1.35
1.35～1.5
1.5～ 1.8
规则
Ⅰ类
Ⅰ类
Ⅱ类
不允许
d/h > 1/1100
框架-剪力墙 框架-核心筒 板柱-核心筒
2.凹凸不规则
结构平面布置
4.3.3 抗震设计的A级高度钢筋混凝土高层建 筑,其平面布置宜符合下列要求: 1 平面宜简单、 规则、 对称，减少偏心； 2 平面长度不宜过长，突出部分长度 l 不 宜过大，L、 l 等值宜满足表4.3.3的要求； 3 不宜采用角部重叠或细腰的平面图形。
平面长度和突出部分（图4.3.3)
体型特别不规则高层建筑（简化）
下列情况之一的高层建筑属体型特别不规则： 1.扭转不规则在Ⅰ类内,或竖向抗側力构件 不连续在Ⅰ类内,且另有3项不规则； 2.扭转不规则达Ⅱ类，且另有2项不规则； 3.竖向抗側力构件不连续达Ⅱ类，且另有2 项不规则； 4.扭转不规则与竖向构件不连续同时达到达 Ⅱ类。
避免不规则的措施
建议修改原因
避免不规则的措施
不规则中的第6(楼层承载力突变) 在“高规”中，这是硬性指标, 必须满足。要是不满足，只有从设 计上加大其受剪承载能力，一般可 以加大构件的配筋，或者增设斜筋 或型刚以提高其抗剪力。差得较大 且有条件时也可以考虑设置斜撑。
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超限高层建筑工程 抗震设防审查
关于规范和规程
规范和规程的内容，是某些经过理论研究分析 证明合理，经过工程实践证明可行，而行之有效 的结构的经验总结。因而它有一定局限性, 亦即 是有一定的适用范围，同时也不是最先进的。 对于符合其适用范围的工程，按照有关规定去 设计，安全就可以得到保证。至于超出其适用范 围(限值或规定)的工程，就应该进行补充分析研 究或实验,论证其可行性,并经过审批才能实施。 当比较大量超限的同类型结构经过相当的工程 实践，认为行之有效并具有相当经验后，就会在 规范的改版时被纳入。这样，规范的水平就得到 进一步的提高。因此，我们并不反对超限，但不 要超的太多太远，并且一定要做好论证工作。
竖向不规则 (抗规)
表3.4.2.2
不规则类型
竖向不规则的类型
定 义
4.側向刚度不规则
该楼层的側向刚度小于相邻上一层的70%， 或小于其上相邻三个楼层平均值的80%，局 部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25% 竖向抗側力构件（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
d /h ≤ 1/1100
框架
表4b
> 1.6
扭转不规则指标范围
< 1.2
1.2～1.3
1.3～1.4
1.4～ 1.6