平面不规则结构的判断及调整
平面不规则结构
平面不规则结构的分析
汇报人：
目录
CONTENTS
01 添加目录标题
02 平面不规则结构的 类型
03 平面不规则结构的 影响因素
04 平面不规则结构的 分析方法
05 平面不规则结构的 优化设计
06 平面不规则结构的 工程实践
添加章节标题
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
平面不规则结构的类型
平面不规则结构的定义
平面不规则结构是指在平面上具有不规则形状的结构。 它们可以是任意形状，如三角形、四边形、多边形等。 平面不规则结构可以是对称的，也可以是不对称的。 它们可以是规则的，也可以是不规则的。
离散元分析法的局限性：计算量大， 需要高性能的计算机进行计算
边界元分析法
边界元分析法是一种基于边界积分方程的数值分析方法 适用于求解平面不规则结构的应力、位移和应变等问题 边界元分析法具有较高的计算效率和准确性 边界元分析法在工程领域得到了广泛的应用，如结构分析、流体力学等
解析法
解析法是一种通过数学方法求解问题的方法 解析法可以应用于各种类型的平面不规则结构 解析法需要具备一定的数学知识和技能 解析法可以提供精确的解，但可能需要较长的计算时间
温度对结构稳定 性的影响：温度 升高，结构稳定 性降低，容易发 生变形和破坏
温度对结构耐久 性的影响：温度 升高，结构耐久 性降低，容易发 生老化和腐蚀
温度对结构安全 性的影响：温度 升高，结构安全 性降低，容易发 生火灾和爆炸
施工误差
测量误差：测量工 具、测量方法、测 量人员等因素导致 的误差
材料误差：材料质 量、材料尺寸、材 料性能等因素导致 的误差
施工难度：不规则 结构的施工难度和 施工技术要求
材料选择：选择合 适的材料以满足不 规则结构的力学性 能和美观要求
高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与抗震措施
之二十二，也高过了２０％。
塔楼结构平面图勘察设计条件下的弹性时程以及不屈服，借助ＳＡＴＷＥ做出具体的验算以及分析；验算弹塑性静力的时候使用了ＥＰＤＡ，按照斜向以及水平作用正交对指标进行了计算。
３．２结果（１）分析周期。
无论是ＳＡＴＷＥ计算，还是ＧＳＳＡＰ计算，都可以有如下所得：周期１、２都是平动的，周期３是扭转的。
比较扭转周期以及第１平动周期，二者之间的比值小于０．８５这个限值，为０．８０７。
平动周期在两方面行比较接近，也就是运动性能没有很大的差距。
（２）水平位移。
不同水平荷载的条件下，弹性层间位移角即使在最大的条件下，也符合规范的具体要求。
（３）抗剪承载力值和层间刚度的比值。
伴随楼层增加，本建筑物的侧向高度呈均匀状态的减小。
不同工况条件下，规范的具体要求都能够得到满足：刚度最小的为首层刚度，和上一层相比，首层的刚度仅仅是其上一层的７９％，和上面三层对应的平均刚度相比，首层的高度是平均水平的８４％；在抗剪承载力方面，首层也是最小的，是其上一层剪承载力的９５％，符合规范对应的具体要求。
（４）反应谱法其余主要计算结果。
计算时所选振型数满足规范要求，剪重比均大于１．６％，可不另作楼层地震剪力调整。
刚重比大于１．４，可通过整体稳定验算，且由于该值大于２．７，可不考虑重力二阶效应。
框架所承担的最大倾覆弯矩比例小于５０％，底层框架承担的倾覆弯矩为４５．６％，说明本工程结构布置的剪力墙数量较为合理，两程序在底部剪力及底部倾覆弯矩较接近，说明其计算结果可互相印证。
（５）弹性时程分析。
计算时选取了１条程序所提供的二类场地人工波数据以及２组天然波数据，经比对该３组波的计算结果，均符合《高规》３．３．５条要求。
（６）验算Ｐｕｓｈｏｖｅｒ，中震和大震条件下的不屈服性能。
计算的过程中，大震推覆验算是依据Ｘ、Ｙ向展开的。
结果告诉我们：推覆性能点在所有方向上对应的层间最大位移角应该要比限值小，这样结构体系能够在大震的情况下，具有抗震的功效。
PKPM平面不规则结构
x 1
By 2 ry
y 1
Bx 2 rx
楼层位移比：几何解释
位移比 1
4
B 2r
B:垂直于地震方 向的楼面宽度
3
2 1
r：形心与转心在 垂直于地震方向 的距离
r 0.5B 1.0B 1.5B 2.0B 2.5B
楼层位移比：几何解释
控制位移比
1 . 2 时，相当于
r 0 . 50 B
控制转心与形心的距离
楼层位移比：竖向变化规律
笔者推导了规则单塔楼 偏心地震作用下的位移 在偶然 比公式 :
( ) 1
F ( )
20 LeEI 11 H GJ
2
F ( )
2
11 ( 3 ) 2 (
3
10 20 )
(0
楼面凹凸不规则、楼板不连续 结构的设计
弹性楼板6
主要用于 转换厚板
考 虑 楼 板 的 几 种 方 式
• 考虑楼板的面内刚度和面外刚度
• 采用壳单元
适用范围
• 主要用于厚板转换层、板柱体系
注意 • 普通结构中应用，会减小梁的配筋结果
楼面凹凸不规则、楼板不连续 结构的设计
弹性楼板3
通过楼面调整消除凹凸不规则或楼 板不连续，基本方法两种: • 合法：增设楼板（拉板、拉梁或阳 台板、空调设备平台板）
• 分法：设缝分割为若干规则子结构，
低矮的弱连廊采用滑支座等
结构楼面凹凸不规则、楼板不 连续的调整
• 合法：红色的拉板或蓝色的设备板
结构楼面凹凸不规则、楼板不 连续的调整
• 分法：设防震缝或滑动铰支
楼层位移比：如何进行立面控制
超限高层建筑平面及竖向不规则的判定及专项审查
超限高层建筑平面及竖向不规则判定及可行性论证重庆市设计院邓小华内容提要一、超限专项审查范围及管理二、平面规则性的判定三、竖向规则性的规定四、山地建筑结构的嵌固五、超限设计可行性论证的主要内容六、结束语一、超限专项审查范围及管理1.适用范围：高层建筑工程：10层及10层以上的住宅建筑或建筑高度超过24m 的其它民用建筑工程。
抗震设防区的高层建筑工程2.管理程序：初步设计阶段：建设单位根据设计单位提供的资料申报。
施工图设计阶段：建设单位根据设计单位和施工图审查机构的意见申报。
管理机构：重庆市建委。
审查机构：重庆市或全国超限高层审查专家委员会。
一、超限专项审查范围及管理3.直接报送全国超限审查专家委员会的项目：主体结构总高度超过350m。
高度超限且平面或竖向特别不规则的混合结构或钢结构。
建设行政主管部门认为审查难度较大的其它超限高层建筑工程。
4.由市主管，组织全国超限审查委员会专家和市超限审查委员会共同审查的项目：高度超限且平面和竖向均特别不规则的钢筋混凝土结构。
高度超过《高规》规定的B级高度且平面和竖向均不规则或特别不规则的钢筋混凝土结构。
二、平面规则性的判定1.平面规则性限值的规定：楼层扭转位移偏大，根据其数值大小，分别判定为不规则或特别不规则。
扭转周期比较大，按一般高层和B级高度建筑结构、复杂高层建筑结构、混合结构高层建筑两大类分别判定为特别不规则。
根据结构平面凹进、凸出的尺寸较大，或结构平面中部两侧收进的总尺寸较大，分别判定为不规则或特别不规则。
角部重叠的结构平面，如其重叠面积较小，分别判定为不规则或特别不规则。
楼板有效宽度与该层楼板典型宽度的比值较小，或开洞面积较大，分别判定为不规则或特别不规则。
洞边板净宽较小时，判定为特别不规则。
楼板开洞后任一方向的净宽较小时，判定为不规则。
错层大于梁高时，判定为不规则。
结构平面突出部分长度超过其连接宽度较多时，判定为不规则。
二、平面规则性的判定2.平面规则性判定的步骤：外形判定：包括平面凹进与凸出，中部两侧收进，角部重叠，结构平面突出部分长度等。
谈平面不规则高层建筑结构设计
谈平面不规则高层建筑结构设计提纲：1. 平面不规则高层建筑结构设计的特点和优劣2. 平面不规则高层建筑结构设计中的挑战和解决方案3. 案例分析：平面不规则高层建筑结构设计的成功案例4. 平面不规则高层建筑结构设计中的技术革新和发展趋势5. 建筑专家在平面不规则高层建筑结构设计中的角色和责任一、平面不规则高层建筑结构设计的特点和优劣平面不规则高层建筑结构设计的特点是指其躯体平面处于不规则形状，因此其结构设计多具有复杂性、独特性、适应性等特点。
这一设计方式通常会产生很多截面不同的构件，同时在楼层的高差和局部结构的特殊需求方面，更具挑战性，因而需要某些特殊技术来解决或优化。
在平面不规则高层建筑结构设计中，采用已有技术和材料以完成复杂结构是其优劣势之一。
在某些情况下，平面不规则的建筑更有可能拥有更好的视觉效果与更高的价值。
然而，良好的视觉效果和更高的价值对于周围的环境和社会价值并不总是一致的，同时当建筑的性能成为最终结果的决定因素时，实现功能性强大的平面不规则高层建筑是有挑战性的。
二、平面不规则高层建筑结构设计中的挑战和解决方案平面不规则高层建筑结构设计面临的主要挑战来自于几个方面：首先，这些建筑中使用的构建材料和技术还处于发展阶段，这会使设计师需要思考如何在保证建筑结构刚性的同时减轻建筑负荷和提高建筑耐用性。
其次，平面不规则高层建筑结构通常存在多层结构的问题，在这种情况下，需要设计更为复杂的结构系统，以使结构在各个方向和层间均保持平衡，从而满足建筑高度和形态上的要求。
三、案例分析：平面不规则高层建筑结构设计的成功案例1. 中国塔中国塔位于中国澳门，由金蝶集团楼盘开发，其中一代表了现代建筑技术和极具视觉效果的设计。
这座塔楼平面不规则，拥有七个角，折叠的外墙设计对建筑结构提出了巨大的挑战。
为了解决这个问题，设计师采用了高强度钢材，以确保建筑的刚性，同时将塔楼与外部性能进行了协调，实现了平衡和稳定性。
这种结构设计提供了在紧凑空间内最大化底层商务区域的足够空间的可能性。
超限高层建筑平面及竖向不规则的判定及专项审查
超限高层建筑平面及竖向不规则判定及可行性论证重庆市设计院邓小华内容提要一、超限专项审查范围及管理二、平面规则性的判定三、竖向规则性的规定四、山地建筑结构的嵌固五、超限设计可行性论证的主要内容六、结束语一、超限专项审查范围及管理1.适用范围：高层建筑工程：10层及10层以上的住宅建筑或建筑高度超过24m 的其它民用建筑工程。
抗震设防区的高层建筑工程2.管理程序：初步设计阶段：建设单位根据设计单位提供的资料申报。
施工图设计阶段：建设单位根据设计单位和施工图审查机构的意见申报。
管理机构：重庆市建委。
审查机构：重庆市或全国超限高层审查专家委员会。
一、超限专项审查范围及管理3.直接报送全国超限审查专家委员会的项目：主体结构总高度超过350m。
高度超限且平面或竖向特别不规则的混合结构或钢结构。
建设行政主管部门认为审查难度较大的其它超限高层建筑工程。
4.由市主管，组织全国超限审查委员会专家和市超限审查委员会共同审查的项目：高度超限且平面和竖向均特别不规则的钢筋混凝土结构。
高度超过《高规》规定的B级高度且平面和竖向均不规则或特别不规则的钢筋混凝土结构。
二、平面规则性的判定1.平面规则性限值的规定：楼层扭转位移偏大，根据其数值大小，分别判定为不规则或特别不规则。
扭转周期比较大，按一般高层和B级高度建筑结构、复杂高层建筑结构、混合结构高层建筑两大类分别判定为特别不规则。
根据结构平面凹进、凸出的尺寸较大，或结构平面中部两侧收进的总尺寸较大，分别判定为不规则或特别不规则。
角部重叠的结构平面，如其重叠面积较小，分别判定为不规则或特别不规则。
楼板有效宽度与该层楼板典型宽度的比值较小，或开洞面积较大，分别判定为不规则或特别不规则。
洞边板净宽较小时，判定为特别不规则。
楼板开洞后任一方向的净宽较小时，判定为不规则。
错层大于梁高时，判定为不规则。
结构平面突出部分长度超过其连接宽度较多时，判定为不规则。
二、平面规则性的判定2.平面规则性判定的步骤：外形判定：包括平面凹进与凸出，中部两侧收进，角部重叠，结构平面突出部分长度等。
基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理
基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析与处理摘要：现阶段，我国的高层或超高层建筑不断兴起，在针对高层建筑进行结构设计的过程中，要充分把握平面不规则等相关问题，对于问题的根源进行全面深入的探究，然后提出和落实更科学可行的处理方案，以此确保该类问题得到更有效的解决，为整体工程结构设计水平的提升提供必要的支持。
基于此，下文重点分析高层建筑结构设计过程中平面不规则的相关问题以及处理措施等内容。
关键词：高层建筑；结构设计；平面不规则问题；处理措施引言从实践情况可以看出，在针对高层建筑进行结构设计的过程中，往往有很多不规则的设计内容，在平面不规则设计方面，往往存在一定的问题，例如，在水平方向上因为不规则结构可能出现一定程度的偏心测力，这对于结构的抗侧力会造成十分严重的影响。
在这样的情况下，就需要高度重视相关问题，然后切实提出和落实切实可行的处理措施，以此确保高层建筑结构更加安全稳定，有更加良好的施工效能。
1.基于高层建筑结构设计中平面不规则问题的分析通常我们所称之为的高层建筑主要指的是10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。
在针对高层建筑结构进行设计的过程中，针对有些建筑来说，不可避免地会涉及一定程度的不规则的情况。
针对此类情况而言，需要着重做好不规则设计工作，例如，结构平面布置不规则、结构竖向布置不规则设计等相关内容，针对平面不规则设计而言，在具体的设计过程中，可能存在一定的问题或者不足，在平面不规则结构方面有比较典型的体现方式，首先是扭转不规则高层建筑结构，其中包括扭转位移比大于1.2的结构及任一层的偏心率大于15%或相邻层质心水平距离大于相邻层中该方向较大边长的15%。
其中扭转位移比大于1.2，主要指的是在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下，楼层两端抗侧力构件弹性水平位移或层间位移的最大值大于该楼层平均值的1.2倍。
其次，是建筑结构平面轮廓不规则高层建筑结构，通常情况下这类建筑的不规则设计主要指的是平面的长度和窄度都超过既定的标准，由此导致整个平面结构凹陷进去，而凸出来的部分通常情况下又太细，在这样的情况下就会导致楼板局部的连接不够持续稳定，没有连续性或者凹凸情况并没有呈现出均匀规律的状态，不够规则，进而导致楼板局部缺乏应有的连续性，对于工程的质量也会造成一定程度的影响。
平面、竖向不规则结构综述
马那瓜 中央银行大厦
结构是均匀对称的，基本的抗侧力体系包 括4个L形的桶体，对称地由连梁连接起来， 美洲这些连梁在地震时遭到剪切破坏，是整个结 构能观察到的主要破坏。 银行分析表明：1.对称的结构布置及相对刚强的 联肢墙，有效地限制了侧向位移，并防止了 明显的扭转效应；2.避免了长跨度楼板和砌 体填充墙的非结构构件的损坏；3.当连梁剪 切破坏后，结构体系的位移虽有明显增加， 但由于抗震墙提供了较大的侧向刚度，位移 量得到控制不规则，极其容易造 成结构扭转脆性破坏，严重者甚至导致整个结构倒塌。 1972年南美洲马那瓜地震中，两幢高层建筑的震 害程度截然不同，其中十五层的中央银行大厦因抗侧力 构件不对称布置而发生倒塌，而采用对称外框内筒结构 的十八层美洲银行大厦却只受到轻微破坏.
平面不规则的类型：凹凸不规则
平面太狭长
L/B>6 (抗震设防烈度6，7度） L/B>5 (抗震设防烈度8，9度）
凹进太多
l/Bmax >0.35 (抗震设防烈度6，7度） l/Bmax >0.30 (抗震设防烈度8，9度）
凸出太细
l/b >2.0 (抗震设防烈度6，7度） l/b >1.5 (抗震设防烈度8，9度）
弹性板
竖向（立面）不规则的类型
• 侧向刚度不规则 • 竖向抗侧力构件不连续 • 楼层承载力突变
立面不规则的判定
• 侧向刚度不规则 楼层承载力突变 • • 楼层刚度比
K(i)<0.7K(i+1) 或者 K(i)<0.8[K(i+1)+K(i+2) +K(i+3)]/3
竖向抗侧力构件不连续
• 立面收进
开洞面积At大于楼面面积A的30%：At>0.3A
《平面不规则结构》课件
智能材料能够根据环境变化自我调整 ，如形状记忆合金、压电陶瓷等，为 平面不规则结构的自适应调整和振动 控制提供了新的解决方案。
新技术的应用
3D打印技术
3D打印技术能够快速、精确地制造出 复杂的平面不规则结构，降低了制造 成本和时间，为个性化定制和小批量 生产提供了可能。
数字孪生技术
数字孪生技术通过建立结构物理状态 和性能的数字模型，实现对结构状态 的实时监测、预测和控制，有助于提 高结构的可靠性和安全性。
优化设计方法
数学优化方法
利用数学模型和算法，寻 找满足一定约束条件下最 优解的方法。
遗传算法
模拟生物进化过程的自然 选择和遗传机制，通过迭 代搜索最优解的方法。
模拟退火算法
模拟固体退火过程的随机 搜索算法，通过随机接受 一定范围内的解来寻找最 优解。
结构尺寸优化
尺寸优化
通过调整结构尺寸参数，如梁的 长度、宽度和高度，以达到最优
这些方法在平面不规则结构的分析中 也有一定的应用，可以根据具体的问 题和计算条件选择合适的方法。
03 平面不规则结构 的工程应用
桥梁工程
总结词
桥梁工程中，平面不规则结构的应用广泛，能够提高桥梁的承载能力和稳定性 。
详细描述
在桥梁工程中，平面不规则结构常被用于主梁、桥墩和桥台的构造。通过合理 的结构设计，可以分散荷载，提高桥梁的整体承载能力，同时增强桥梁的稳定 性，防止因外力作用而发生变形或损坏。
《平面不规则结构》PPT课 件
目录
• 平面不规则结构的定义与分类 • 平面不规则结构的分析方法 • 平面不规则结构的工程应用 • 平面不规则结构的优化设计 • 平面不规则结构的未来发展与挑战
01 平面不规则结构 的定义与分类
浅谈高层建筑中平面不规则的结构设计办法
浅谈高层建筑中平面不规则的结构设计办法摘要：社会的发展，经济水平的提高，令人们再也不知足于建筑物的规则性设计。
人们追求不同凡响的不规则性建筑结构设计的原因是，不规则建筑物往往能够达到造型美观的效果，这也是设计者所头疼的问题，对结构设计师而言也是一个庞大挑战。
除此之外，高层建筑平面不规则性设计容易引发一些问题，比如结构在水平方向上的偏心测力，无益于结构的抗侧力。
本文介绍了高层建筑中不规则建筑的发展现状，结合某工程案例对高层建筑中平面不规则的结构设计办法进行了探讨。
关键词：高层建筑；不规则性；结构设计1 高层建筑中不规则建筑的发展现状随着我国科技技术水平的慢慢提升，我国建筑行业也在不断的发展。
随着城市的不断扩建，设计者们为了迎合城市建设的发展需求，他们已经慢慢更新了自己以往建筑物必需要对称、规则的观念，他们正试着建造一些独树一帜、新颖新颖、独树一帜的建筑，如非对称、不规则的建筑结构物。
随着人们的观念的转变，现现在大城市中出现了许许多多复杂体型和不规则的结构，这种趋势在某种程度上代表了我国建筑的发展方向。
2 某工程平面不规则构件设计及其设计办法工程采用框架-剪力墙结构，存在平面不规则、扭转不规则、楼板不持续、竖向体型收进等抗震不利因素，为不规则高层建筑，须进行抗震设防专项审查。
合理布置剪力墙以减弱结构的不规则程度，减缓竖向刚度突变部位和平面薄弱环节在地震作用下应力和变形的集中程度，对薄弱部份进行中震不屈服分析并采取适当的抗震构造办法，提高结构在强烈地震作用下的抗震性能。
结构和构件设计结构形式工程设计利用楼、电梯间设置核心筒，在外围框架柱内嵌入剪力墙形成框架-剪力墙结构，该结构形式在较好地知足下部商场和上部住宅建筑功能的同时，保证了结构竖向抗侧力构件的持续，具有良好的抗侧刚度和抗扭性能。
结构平、立面布置核心筒剪力墙布置时，纵、横向剪力墙力求均匀对称并互为翼墙，并保证筒体角部墙肢的完整性，提高核心筒的抗震性能。
对建筑结构设计不规则性问题的分析 李成钢
对建筑结构设计不规则性问题的分析李成钢摘要：随着经济水平的提升，城市建筑也越来越多，但随之出现的就是各种不规则建筑结构设计。
本文围绕建筑结构设计不规则性问题展开了简要的探讨。
关键词：建筑结构设计；不规则性特点；研究1、建筑中不规则建筑结构的特点1.1平面不规则（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位移（或层间位移）平均值的1.2倍；（2）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%。
①平面狭长，在抗震设防烈度为Ⅵ、Ⅶ度时，平面长宽比大于6.0（Ⅷ度抗震时大于5.0）；②凹进尺寸太多，平面凹进一侧的尺寸大于相应投影方向总尺寸的0.35（Ⅷ度时大于0.3）；③凸出过细，凸出部分的长宽比大于2.0（Ⅷ度时大于1.5）。
（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。
1.2竖向不规则（1）侧向刚度不规则：楼层侧向刚度小于相邻上部楼层的70%，或小于其上相邻三层平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%。
（2）竖向尺寸突变：①高层结构上部楼层收进部位到室外地面高度大于房屋高度的20%，上部楼层收进的水平尺寸大于相邻下一层的25%；②高层结构上部楼层外挑，下部楼层的水平尺寸小于上部尺寸的90%，且水平外挑尺寸大于4m。
（3）竖向抗侧力构件不连续：竖向抗侧力构件（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。
（4）楼层承载力突变：A级高层建筑的层间受剪承载力比小于0.8，B级高层小于0.75。
（5）结构的周期比过大：A级高层建筑不应大于0.9，B级高层建筑和复杂高层建筑不应大于0.85（6）复杂高层结构：带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。
2、建筑结构设计不规则性问题2.1框架-剪力墙受力分析建筑结构设计不规则性问题中的重要组成部分即框架-剪框架和剪力墙共同组成，在抗侧力单元中这两种要素在水平荷载作用下的变形性能和受力特点表现出不同。
建筑抗震设计的结构平面不规则内容
建筑抗震设计的结构平面不规则内容摘要：为了保证建筑的安全可靠，必须要对建筑进行抗震设计。
文章对建筑中存在的质量偏心、刚度偏心、强度偏心等引起结构平面不规则的因素进行探讨，并且结合结构平面不规则在地震作用力下的平扭耦联效应，进而研究建筑物的动力特性，掌握建筑结构平面不规则造成的结构扭平周期比、扭平分量比、最大位移比的变化，最终为建筑抗震设计中如何减少结构平面不规则提出建议。
关键词：建筑抗震设计；结构平面不规则；平扭耦联引言合理的建筑布置在抗震设计中是头等重要的。
地震地面运动作用下，建筑物的损伤破坏首先会出现在结构抗震系统的薄弱部位，薄弱部位的损伤破坏会进一步加剧结构抗震性能的退化，从而导致结构整体的倒塌。
建筑物的薄弱部位主要来源于结构配置的缺陷或不规则，不规则结构在地震时易造成震害。
本文介绍了我国抗震规范中平面不规则的一些内容，并比较了不同国家的同类规范。
结构平面不规则的内容平面质量偏心楼层各部分构件截面尺寸不同，必然产生质量偏心。
即使是名义上的质量对称结构，由于质量分布具有随机性，以及施工质量和材料等各种条件的不确定性，可以认为结构一定存在质量偏心。
假设自重是一个随机变量，由概率分析可知，当仅考虑质量分布的不均匀性带来的偶然偏心，可以认为0.05 倍垂直于地震作用方向边长作为偶然偏心距具有一定的保证率。
平面刚度偏心“名义刚度”是在设计计算采用的理想化模型中按照构件弹性模量与截面尺寸通过公式计算得到的刚度值，“实际刚度”是施工建造完成后的结构在确定荷载分布和约束条件下的荷载位移比值。
由于建筑材料性质的不稳定性、构件尺寸控制的误差、施工工艺和条件的限值、构件受荷历程的差别、构件实际约束与理想化模型的差异等因素的存在，造成了结构实际刚度的不确定性。
即使名义上均匀对称的结构，实际上也存在一定程度的偏心，即抗侧刚度的分布发生改变，同时抗扭刚度、扭侧刚度比等也会随之改变。
平面强度偏心结构的质量和刚度不对称分布是比较直观的偏心现象，而结构由于抗侧力构件的强度不同而造成的强度偏心很容易被忽略。
平面布置不规则框架结构分析
平面布置不规则框架结构分析摘要：社会发展进程的推进为高层建筑事业进步提供机会同时也带来挑战，此生社会发展进程的不断推进，我国建筑企业发展规模不断扩大，建筑质量不断提升，但是与此同时客户也对建筑功能，美观性提出了更高要求。
总的来讲，高层建筑结构体系变化越来越复杂，调查研究发现，际建设当中的不规则结构更易受到意外灾害的干扰，出现坍塌、变形等等问题，因此平面布置不规则框架结构分析在提升建筑结构稳定性和美观度上起到重要作用，本文重点分析高层建筑平面布置不规则类型，了解结构设计特点，提出优化建议，为后续发展提供参考。
关键词：高层建筑；不规则结构；结构设计引言随着社会发展水平的不断提升，我国城市化建设规模逐步推进，建筑工程发展迎来新的高峰期，整体建设规模不断扩大，建筑楼层高度越来越高，人们对建筑物的美观性和使用性能提出了更高要求，因此工作人员进行高层建筑结构标准化设计时，要以质量为核心开展符合现代化建设需求和客户期望的建筑设计工作，尤其是面临一些少见的不规则结构形式，更要进行全面分析，结合实践经验，完成更加合理，科学的结构设计工作。
本文以平面布置不规则框架结构为主题进行全面分析，了解高层建筑不规则结构的主要类型，明确结构设计特点，提出建筑平面设计优化改进方案，为后续发展提供参考。
1高层建筑不规则结构的主要类型1.1竖向不规则结构常规情况下的建筑结构竖向不规则类型范围侧向刚度不规则结构、抗侧力构件不规则结构以及楼层承载力突变的结构，三种结构各有差异，具体如下:（1）侧向刚度不规则结构指的是如果高层建筑当中有某一层的侧向刚度值与上层楼层刚度值范围之差大于30%，那么我们将这一楼层作为不规则楼层。
（2）抗侧力构件不规则结构在高层建筑当中属于常见的不规则类型，主要是指竖直方向结构上抗侧力中断，不具有连贯性，主要通过水平设置输送受力。
（3）楼层承载力突变结构是指楼层之间出现明显的重力波动，上下楼层之间出现重量变化是非常正常的事情，但是如果上层超过下层1.5倍就认为出现了结构突变。
平面不规则结构的判断及调整教学文案110页文档
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
平面不规则结构的判断及调整教学文 案
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
40、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
建筑结构不规则判别PPT教案
不利抗震立面
第28页/共37页
竖向不规则之刚度突变、尺寸突变
4a 刚度突变
本层与相邻上三层变化大于 的比值小于0.8
框架结构本层与相邻上一次 的比值小于0.7
非框架结构本层与相邻上一 次的比值小于0.9；当层高 大于相邻上层的1.5倍时小 于1.1
4b 尺寸突变
竖向构件收进高度高于结构 总高度的20%且收进大于 25%
第5页/共37页
二、几个术语定义
根据《抗规》3.4.1条文解释： 特别不规则：具有较明显的抗震薄弱部位，可能引起 不良后果者，参考界限见《超限高层审查要点2015》， 主要分为： 1.同时具备三个或三个以上《审查要点》表2中不规则 2.具有《审查要点》表3中的2项或同时具有表3和表2 中某项不规则 3.下列《审查要点》表4某一项不规则 4.同时具有平面、竖向不规则且有一项接近《审查要 点》表2、表3的不规则指标。
3.5.1 高层建筑的竖向体型宜规则、均匀，避免有过 大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上小，逐 渐均匀变化。
第4页/共37页
一、规范规定
对规范规定的理解 “规则”包含了对建筑的平、立面外形尺寸，抗
侧立构件位置、质量分布、承载力分布等诸多因 素的综合要求； 规则的建筑方案体现在平立面形状简单，抗侧力 体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀、平面 布置对称；即在平立面、竖向剖面或抗侧力体系 上无明显的“实质性不连续”
严禁出现严重不规则
依据规范
《建筑抗震设计规范》
《高层建筑混凝土结构技术 规程》
《超限高层建筑工程抗震设 防专项审查技术要点》(建 质[2015]67号)
超限审查仅指高层建筑（10 层及以上或高于28米住宅建 筑以及高度大于24米的其他 民用建筑）
不规则结构方案调整的几种主要方法
不规则结构方案调整的几种主要方法（一）、工程算例11、工程概况某工程为一幢高层住宅建筑，纯剪力墙结构，结构外形呈对称Y形。
一层地下室，地上共23层，层高2.8m。
工程按8度抗震烈度设防，地震基本加速度为0.2g,建筑抗震等级为二级，计算中考虑偶然偏心的影响。
其结构平面图如图1所示。
图1 结构平面图2、这个工程的主要特点是：（1）每一个楼层沿Y向对称。
（2）结构的角部布置了一定数量的角窗。
（3）结构平面沿Y向凹进的尺寸10.2m， Y向投影方向总尺寸为22.3m。
开口率达45%，大于相应投影方向总尺寸的30%，属于平面布置不规则结构，对结构抗震性能不利。
3、本工程在初步设计时，结构外墙取250厚，内墙取200厚。
经试算结果如下：结构周期：T1=1.4995s，平动系数：0.21(X)，扭转系数：0.79T2=1.0954s，平动系数：0.79(X)，扭转系数：0.21T3=1.0768s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00周期比：T1/T2=1.37，T1/T3=1.39最大层间位移比：1.54最大值层间位移角: 1/11634、通过对上述计算结果的分析可以看出，该结构不仅周期比大于规范规定的0.9限值，而且在偶然偏心作用下的最大层间位移比也超过1.5的最高限值。
经过分析我们得知，之所以产生这样的结果，主要是由于结构的抗扭转能力太差引起的。
5、为了有效地提高结构的抗扭转能力，经与建筑协商，在该结构的深开口处每隔3层布置两道高1m的拉梁，拉梁间布置200mm厚的连接板（如图2所示）。
图2 加梁和板后结构平面图经过上述调整后，计算结果如下：T1=1.3383s，平动系数：0.22(X)，扭转系数：0.78T2=1.0775s，平动系数：0.78(X)，扭转系数：0.22T3=1.0488s，平动系数：1.00(Y)，扭转系数：0.00周期比：T1/T2=1.24，T1/T3=1.28最大层间位移比：1.48最大值层间位移角: 1/1250.6、从上述结果中可以看出，由于设置了拉梁和连接板，使结构的整体性有所提高，抗扭转能力得到了一定的改善。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平动为主 扭转为主
混合振型
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
这样的局部平动振型对应的周期 不能作为验算周期比的素材， 要采用强制刚性楼板假定以获得整体平动振型
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
采用强制刚性楼板假定后变成整体平扭振型
➢位移比与转动中心的关系：
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
楼层位移比：几何解释
B:垂直于地震方 向的楼面宽度
4 3 2 1
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
r：形心与转心在 垂直于地震方向
的距离
r 0.5B 1.0B 1.5B 2.0B 2.5B
楼层位移比：几何解释
转动中心 CR
楼面形心CS r=2.5B
转角 3.44 123.47 91.85 4.10 140.25 92.42 0.27 57.47 91.58
平动系数 (X+Y) 扭转系数 0.98 ( 0.98+0.00 ) 0.02 0.06 ( 0.02+0.04 ) 0.94 0.96 ( 0.00+0.95 ) 0.04 0.97 ( 0.96+0.01 ) 0.03 0.06 ( 0.03+0.02 ) 0.94 0.62 ( 0.00+0.62 ) 0.38 0.99 ( 0.99+0.00 ) 0.01 0.05 ( 0.02+0.04 ) 0.95 0.97 ( 0.00+0.96 ) 0.03
楼面凹凸不规则、楼板不连续 结构的设计
➢ 弹性楼板3
主要用于 板柱体系
• 面内刚度无限大，考虑楼板的面外刚度
• 采用板弯曲单元
➢ 适用范围
• 面内刚度很大，又不可忽略面外刚度的结构
• 板柱体系、板柱剪力墙体系
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
➢考虑楼板的几种方式
楼面凹凸不规则、楼板不连续 结构的设计
凸出太细
➢ l/b >2.0 (抗震设防烈度6，7度） ➢ l/b >1.5 (抗震设防烈度8，9度）
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
平面不规则的类型：凹凸不规则
平面太狭长 凹入太多
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
凸出太细
平面不规则的类型：凹凸不规则
狭长平面实例
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
平面不规则的类型：凹凸不规则
楼面凹凸不规则、楼板不连续 结构的设计
楼板局部 大开洞造 成的明显 的薄弱部 位应定义
弹性板
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
➢如何定义弹性楼板
楼面凹凸不规则、楼板不连续 结构的设计
楼板开洞较多或较复杂时应整层定义弹性板
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
楼面凹凸不规则、楼板不连续 结构的设计
➢如何定义弹性楼板
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
➢何为“第一”， “第二”， “第N” 振型？ 有几个 “振幅零点” 就是第几阶振型
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
第一振型
第二振型
第三振型
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
何谓振型
的“阶”？
一
阶
振
型
实
例
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
平面不规则结构的判断 及调整
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
2020年4月13日星期一
1.平面不规则的类型
• 扭转不规则 • 凹凸不规则 • 楼板局部不连续
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
平面不规则的类型：扭转不规则
扭转不规则
➢ 单向偶然偏心地震作用下的位移比超过1.2
扭转特别不规则
➢ A类高层建筑：单向偶然偏心地震作用下的位移比 超过 1.5，或者Tt/T1>0.90
➢ 弹性膜
主要用于楼面凹凸不 规则、楼板不连续、
大开洞结构
• 考虑楼板的面内刚度，面外刚度为零
• 采用平面应力膜单元
➢ 适用范围
• 要考虑面内刚度，可以忽略面外刚度的结构
• 多数楼面凹凸不规则、楼板不连续、大开洞 结构，均可应用。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
楼板模型的使用逻辑：总结
在不采用等代杆系时，楼板可如下考虑
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
➢考虑楼板的几种方式
楼面凹凸不规则、楼板不连续
结构的设计
主要用于
➢ 弹性楼板6
转换厚板
• 考虑楼板的面内刚度和面外刚度
• 采用壳单元
➢ 适用范围
• 主要用于厚板转换层、板柱体系
➢ 注意
• 普通结构中应用，会减小梁的配筋结果
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
➢考虑楼板的几种方式
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
多塔 楼 之间 的 连廊 应 定义
➢考虑楼板的几种方式
楼面凹凸不规则、楼板不连续 结构的设计
➢ 刚性楼板假定
在楼板规则的多 数工程中应用！
• 面内刚度无限大，面外刚度为零
➢ 适用范围
• 楼板面内刚度足够大的工程，但板厚 较小（<150mm）
➢ 梁刚度放大
• 以此近似考虑楼板的面外刚度
用户建模时所采用的坐标轴
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
Y
X
沿结构刚度主轴方向的第一侧振周期示意
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
4. 楼面凹凸不规则、楼板不连 续结构的调整和设计
➢合法 ➢分法 ➢基于性能的抗震设计
– 主体结构
• 如何定义弹性板 • 关注有效质量系数
凹 凸 不 规 则 平 面 实 例
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
平面不规则的类型：凹凸不规则
凹 凸 不 规 则 平 面 实 例
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
平面不规则的类型:楼板局部不连续
一般不规则
➢ 有效宽度Be小于典型宽度B的50%：Be<0.5B
➢ 开洞面积At大于楼面面积A的30%：At>0.3A
：
IF( 厚板转换层 )THEN
实
弹性板6
际
ELSEIF(板柱体系、板柱抗震墙体系）THEN
工
IF(楼面凹凸不规则、楼板不连续）THEN
程
弹性板6
可
ELSE 弹性板3
ENDIF
按 照
ELSE
本
IF(楼面凹凸不规则、楼板不连续）THEN
逻
弹性膜（板较厚时用弹性板6）
辑
ELSE
对
刚性楼板假定（板较厚时用弹性板3）
号
ENDIF 路漫漫其修远兮,
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
➢何为扭转为主？
• 整体振动 • 扭转成分超过80%
➢何为平动为主？
•
•
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
整体振动 平动成分超过80%
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
振型 周 期 1 1.4541 2 1.3492 3 1.1973 4 0.4985 5 0.4653 6 0.3877 7 0.2381 8 0.2182 9 0.1699
➢笔者建议，仅对于楼面标高高于结构主体 总高度1/4的楼层，才按照规范限值控制 其位移比；对于地下室以及楼面标高不高 于结构主体总高度的1/4的楼层，可以不 必控制其位移比。
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
楼层位移比：如何进行立面控制
• 控制1/4总高处的位移比小于1.5相当于控 制顶层位移比小于(1+0.5/3.68)=1.136
若经分、合二法调整未果，或受到客观 条件限制不能作此类调整，则须对此类 不规则结构采用更为严格的方法进行基 于性能的抗震设计，设计要点如下： ➢主体结构设计：中震弹性设计 考虑弹性楼板； 偶然偏心、双向地震取不利； 位移角及承载力均作小震、中震双控；
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
➢如何定义弹性楼板
何谓振型
的“阶”？
二
阶
振
型
实
例
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
何谓振型
的“阶”？
三
阶
振
型
实
例
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
结构周期比：如何选取Tt,Tx1,Ty1
➢周期比验算中所用到的周期Tt,Tx1,Ty1，均为 “第一”，不应取其余。
➢“第二”，“第三”，乃至于“第N”均为不可取。 ➢X,Y应理解为结构的刚度主轴，一般不同于
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
结构周期比：扭转效应与周期比
• 结构的地震扭转反应与两个因素有关：一 是偏心率，二是周期比。用公式表示就是 ：
结构相对扭转反应 偏心率 周期比
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
结构周期比：扭转效应与周期比
• 结构扭转效应随周期比的变化曲线
周期比接近1.0时，扭 转效应出现峰值
• 控制1/4总高处的位移比小于1.4相当于控 制顶层位移比小于(1+0.4/3.68)=1.109
• 控制1/4总高处的位移比小于1.2相当于控 制顶层位移比小于(1+0.2/3.68)=1.054
• 如此看来，这个控制已经足够严格了！
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
3.结构周期比
• 扭转效应与周期比的关系 • 如何选取Tt,Tx1,Ty1
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索
B
B
B
楼层位移比：几何解释
路漫漫其修远兮, 吾将上下而求索