不规则结构设计及规范要求

2、不规则的判定
（1）抗震规范正文——比较含糊
3.4.2 建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、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，结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料 强度宜自下而上逐渐减小，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
当存在表 3.4.2-1 所列举的平面不规则类型或表 3.4.2-2 所列举的竖向不规则类型时， 应符合本章第 3.4.3 条的有关规定。
表 3.4.2-1 平面不规则类型
不规则类型
定义
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位移（或层 间位移）平均值的 1.2 倍
凸凹不规则
结构平面凹进的一侧尺寸，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，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层面积的 30％，或较大的楼层错层。
对于不落地构件通过次梁转换的问题，应慎重对待。少量的次梁转换，设计时 对不落地构件（混凝土墙、砖抗震墙、柱、支撑等）的地震作用如何通过次 梁传递到主梁、又传统到落地竖向构件要有明确的计算，方可视为有明确的 计算简图和合理的传递途径，并需采取相应的加强措施，确保大震时转换构 件不失效。
设防烈度不同，上述不规则建筑方案的界限相同，但设计要求有所不同。烈度 越高，不仅仅是需要采取的措施增加，体现各种概念设计的调整系数也要加 大。
“不规则”指的是超过表 3.4.2-1 和表 3.4.2-2 中一项及以上的不规则指标；
特别不规则，指的是多项均超过表 3.4.2-1 和表 3.4.2-2 中不规则指标或某一项超过 规定指标较多，具有较明显的抗震薄弱部位，将会引起不良后果者；
严重不规则，指的是体型复杂，多项不规则指标超过第 3.4.3 条上限值或某一项大大 超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。
对于底层无隔墙，上部楼层有较多隔墙的框架结构设计方案，如何考虑隔墙刚度的影响 进行计算是个难点，现有计算软件未解决这个问题，要算清楚很麻烦，所以建议底层尽量予 以加强。对于底层侧向刚度远小于相邻上一层的框架结构，必要时可在底层加设剪力墙或者 斜向支撑予以加强。
等等。
4、不规则建筑所应进行的结构计算方法
4
高位转换
5
厚板转换
6
塔楼偏置
7
复杂连接
8
多重复杂
框支转换构件位置：7 度超过 5 层，8 度超过 3 层 7～9 度设防的厚板转换结构
单塔或多塔，质心与大底盘质心偏心距大于底盘相应周长的 20％ 各部分层数、刚度、布置不同的错层或连体结构
同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔类型中的 2 种以上
载力与其上一层的比值不宜小
控制结构竖向不规则的
4
层间受剪承载力比
重要指标
于 0.8； 对不规则结构：
受剪承载力比 小于 0.8，则判
断出薄弱层
A 级高层不应小于 0.65，B 级高 层不应小于 0.75。
上述 4 个不规则控制参数体现在设计中，表现为设计步骤的第二步。
设计步骤第一步是通过试算确定几个整体参数，如振型个数、最大地震力方向和结构基 本周期等；第二步是确定整体结构的合理性，是在第一步的基础上进行计算。
有效宽度小于 50％，开洞面积大于 30％（不计电梯
3
楼板不连续 井道，但深凹口加设连梁仍按 2a 判别），错层大于 GB50011,3.4.2 条
梁高
A 4
B
刚度突变 相邻层刚度变化大于 70％或连续三层变化大于 80％ GB50011,3.4.2 条 尺寸突变 缩进大于 25％，外挑大于 10％和 4m，含多塔、连体 JGJ3，4.4.5 条
5
构件间断
上下墙、柱、支撑不连续，含加强层
GB50011,3.4.2 条
6
承载力突变
相邻层受剪承载力变化大于 80％
GB50011,3.4.2 条
只要建筑结构（包括某个楼层）布置上出现表中的一项，即存在不规则，或叫基本不规 则。
对于一般的不规则，其基本抗震加强措施见抗震规范第 3.4.3 条的规定。
的重要指标
级高层不应大于 1.5，B 级高层
不应大于 1.4
控制结构扭转效应的重 A 级高层不应大于 0.9，B 级高
2
周期比
要指标。
层不应大于 0.85。Leabharlann 结构楼层的侧向刚度不应小于
控制结构竖向不规则的
3
刚度比
相邻上一层的 70％，或小于其 判断薄弱层
重要指标
上三层刚度平均值的 80％
结构的楼层抗侧力结构受剪承
序号
不规则类型
简要涵义
备注
A 1
B
扭转不规则 按非柔性楼盖考虑偶然偏心的扭转位移比大于 1.2 GB50011,3.4.2 条
偏心布置
偏心距大于 0.15 或相邻层质心相差较大
JGJ99，3.2.2 条
A 2
B
凸凹不规则 组合平面
平面凸凹尺寸大于相应边长 30％等，含穿层柱 细腰形或角部重叠形
GB50011,3.4.2 条 JGJ3，4.3.3 条
（2）竖向不规则：
施工图审查中常见框架结构底层层高很大，二层层高较小的情况，且底层作为车库或者 架空花园使用，隔墙很少或者无任何隔墙，侧向刚度突变（高层建筑中还常见设备层层高较 小，相邻下一层层高较大的情况），对抗震极为不利，应采取加强措施处理，计算时应强制 按薄弱层处理。
底层层高很大且设有夹层，二层层高较小，软件计算未反映出该位置的侧向刚度变化， 应进行必要的补充计算（宜按不带夹层的模型复核），并按竖向不规则处理（地震剪力系数 放大 1.15 倍并加强抗震构造措施）。
结构薄弱层和薄弱部位的判别、验算及加强措施，应针对具体情况正确处理， 使其确实有效。
有关“特别不规则”的判定，先请看下表 6.3：
序号 1 2 3
不规则类型 扭转偏大
抗扭刚度弱 层刚度偏小
表 6.3 特别不规则的项目举例
简要涵义 不与裙房相连的较多楼层考虑偶然偏心的扭转位移比大于 1.4
扭转周期比大于 0.9，混合结构扭转周期比大于 0.85 本层侧向刚度小于相邻上层的 50％
对于具有转换层、加强层、错层和多塔、连体的高层混凝土结构，至少具有表 3.4.1-1 中的一项，在 JGJ3 第 10 章也给出了加强措施的规定。
对于不规则建筑方案的结构设计，还应注意：
当建筑平面有深凹口，即使在凹口处设置连梁，但该部位的楼板不足以视为刚 性楼板，只能作为弹性板计算时，则仍处于凸凹不规则，不能因设置连梁而 作为楼板开洞处理。
楼层承载力突变 抗侧力结构的层面受剪承载力小于相邻上一楼层的 80％
（2）抗震规范条文说明——稍微清晰，仍笼统
3.4.1 条之条文说明：
规则与不规则的区分，本规范在第 3.4.2 条规定了一些定量的界限，但实际上引起建 筑结构不规则的因素还有很多，特别是复杂的建筑体型，很难一一用若干简化的定量指标来 划分不规则程度并规定限制范围，但是，有经验的、有抗震知识素养的建筑设计人员，应该 对所设计的建筑的抗震性能有所估计，要区分不规则、特别不规则和严重不规则等不规则程 度，避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。这里：
3、同时具有三种以上的复杂高层建筑结构类型（如带转换层、带加强层、错层、连体、多 塔等）；
4、 属于超规范结构（超高、超限、新型）。
3、不规则的控制参数——共 4 个
序号
控制参数
主要控制内容
规范规定
备注
规则结构的位移比不宜大于
控制结构平面不规则性 1.2；不规则结构的位移比：A
1 位移比（层间位移比）
培训教材明确指出，所谓“特别不规则”，主要有三类：
其一，同时具有表 6.2 所列六个方面基本不规则的 3 个或 3 个以上；
其二，具有表 6.3 所列的一项不规则；
其三，具有表 6.2 所列 2 个方面的基本不规则，且其中有一项接近表 6.3 的不规则指标。
局部修订明确要求，特别不规则的建筑方案应进行专门的研究和论证。建设部第 111 号令要求，对特别不规则的高层建筑，应在初步设计阶段提出“超限设计”的可行性论证， 由建设单位向工程所在地的省级建设行政主管部门提出申请，经专家委员会审查通过并完成 行政许可手续后，方可进行施工图设计和施工图设计文件的审查。
不规则类型
表 3.4.2-2 竖向不规则类型
定义
侧向刚度不规则
该层的侧向刚度小于相邻上一层的 70％，或小于其相邻三个楼层侧向刚度平均值 的 80％；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的 25％
竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑等）的内力由水平转换构件（梁、桁架 竖向抗侧力构件不连续
等）向下传递
设计第二步的重要性，即整体结构的科学性和合理性是否重要，首先体现在规范特别强 调，其次是因为一个工程的整体指标如果不满足要求，后续的配筋计算将没有任何意义。
对此类问题，施工图审查时有如下相关内容：
（1）首先要审查的即是结构超限问题。高层建筑应根据建设部建质[2003]46 号文规定， 审查是否属于超限建筑工程，尤其文中的特别不规则超限经常被忽视，计算结果某些参数超 限虽然不违反强条，但属于超限工程，超限建筑工程应进行抗震专项审查。
抗震规范原文如下：
3.4.1 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的建筑方案应按规定采取加强措 施；特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；不应采用严重不 规则的建筑方案。
[修订说明]：本次修订，对建筑方案的各种不规则性，分别给出处理对策，以提高建 筑设计和结构设计的协调性。
建筑方案是否“规则”的判定及设计控制
1、不规则的划分