最新复杂高层结构设计二版

复杂高层结构设计二

版

复杂高层建筑结构

复杂高层建筑结构指高层建筑中在结构平面布置和结构竖向布置中，存在对抗震不利的不规则性或采用了有明显的抗震薄弱部位的复杂类型结构，包括带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。

一般规定

●复杂高层建筑结构设计应从抗震概念设计原则出发，注意分析判断结构不规则的程度，

区分一般不规则结构，特别不规则结构，严重不规则结构。尽量减少结构平面不规则和竖向不规则的程度，避免同时采用多种不规则复杂类型的建筑结构，不应采用严重不规则的结构。

规则的建筑结构体现在体型（平面和立面形状）简单，抗侧力体系的抗侧刚度和承载力上下变化连续、均匀，平面布置基本对称。即在平面、竖向图形或抗侧力体系上，没有明显的、实质的不连续（突变）。

●建筑结构不规则类型的判断

表一不规则类型

一般不规则的是指超过“表一”中一项及以上的不规则指标，（超过不规则规定个别项的指标但超过不多）的结构

特别不规则的是指多项超过“表一”中的不规则指标或某一项超过规定指标较多；以及具有较明显的抗震薄弱部位，将会引起不良后果者。（表二）

严重不规则，指的是体型复杂，多项不规则指标超过表一限值或某一项大大超过规定限值（表二），并具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果。

表二特别不规则类型（下表所列某一项不规则的高层建筑工程）

●复杂高层结构的计算分析：

✧体型复杂、结构布置复杂应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计

算。（JGJ3-2002之5.1.12）以保证力学分析的可靠性。

✧B级高度的高层建筑结构和复杂高层建筑结构，应符合下列要求（5.1.13）：

（1）应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算；

（2）抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使振型参与质量

不小于总质量的90％；

（3）应采用弹性时程分析法进行补充计算；

（4）宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。

✧对竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70％或小于

其上相邻三层侧向刚度平均值的80％，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于

其上一层的80％，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标

准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数；结构的计算分析应符合上条（第5.1.13

条）的规定，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。

✧A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载

力的80％，不应小于其上一层受剪承载力的65％；B级高度高层建筑的楼层层间

抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75％。（4.4.3）注：

楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱

及剪力墙的受剪承载力之和。

✧复杂高层建筑结构中的受力复杂部位，宜进行应力分析，并按应力进行配筋设计校

核。（复杂高层建筑结构要求在进行整体计算后，对其中某些受力复杂部位，宜用

有限元法等方法进行详细的应力分析，了解应力分布情况，并按应力进行配筋校

核。）

●9度抗震设计时不应采用带转换层的结构、带加强层的结构、锗层结构和连体结构。

●7度和8度抗震设计的高层建筑不宜同时采用超过两种本节所指的复杂结构。

●7度和8度抗震设计时，剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不宜大于80m和60m；

框架-剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不应大于80m和60m。抗震设计时，B级高度高层建筑不宜采用连体结构；底部带转换层的筒中筒结构B级高度高层建筑，当外筒框支层以上采用由剪力墙构成的壁式框架时，其最大适用高度应比高规表4.2.2-2规定的数值适当降低。

带转换层高层建筑结构

●在高层建筑结构的底部，当上部楼层部分竖向构件（剪力墙、框架柱）不能直接连续贯

通落地时，应设置结构转换层，在结构转换层布置转换结构构件。转换结构构件可采用梁、桁架、空腹衍架、箱形结构、斜撑等；非抗震设计和6度抗震设计时转换构件可采用厚板，7、8度抗震设计的地下室的转换构件可采用厚板。

●底部大空间部分框支剪力墙高层建筑结构在地面以上的大空间层数，8度时不宜超过3

层，7度时不宜超过5层，6度时其层数可适当增加；底部带转换层的框架-核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构，其转换层位置可适当提高。

●乙类和丙类的部分框支——剪力墙结构最大适用高度（m）：

A级高度甲类建筑6、7、8度时，宜按本地区抗震设防烈度提高一度后，按乙类、丙类建筑采用，9度时应专门研究。

B级高度甲类建筑6、7度时，宜按本地区抗震设防烈度提高一度后，按乙类、丙类建筑采用，8度时应专门研究。

注：1）平面和竖向均不规则的结构或Ⅳ类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；

2）当房屋高度超过表中数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。

●框支层水平位移限值：（JGJ3-2002之4.2.3）

多遇地震作用下，高度不大于150m的高层建筑（框支层）的最大弹性层间位移角（层间最大位移与层高之比Δｕ/h）≤1/1000

（说明：楼层层间最大位移Δu以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。

抗震设计时，楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响）

罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角（框支层）≤ 1/120。

●底部带转换层的高层建筑结构的布置应符合以下要求：

（1）落地剪力墙和筒体底部墙体应加厚；

（2）转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比应符合下列的规定：

1）底部大空间为1层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转

换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计

时γ不应大于2。γ可按下列公式计算：

γ=G2A2H1/G1A1H2

A i=A wi+C i A ci（i=1，2）

C i=2.5（h ci/h i）2

式中 G i、G2——底层和转换层上层的混凝土剪变模量；

A1、A2——底层和转换层上层的折算抗剪截面面积；

A Wi——第i层全部剪力墙在计算方向的有效截面面积（不包括翼缘面积）；

A ci——第i层全部柱的截面面积；