結構抗震設計的不規則界定及關鍵分析

上海【2003】702→【2014】954現行

全國【2010】109→修改稿已開始征求意見

結合各地的一些補充規定關于超限高層建筑的界定（954）

1、高度超限的界定

從原來的1張表格擴大為3張表格（A級高度鋼筋混凝土高層、B級高度鋼筋混凝土高層、混合結構和鋼結構高層）一般超高：

H>混凝土A級、較多短肢剪力墻、錯層剪力墻及框剪的適用高度（表1）

特別超高：

H>混凝土B級、鋼結構及混合的適用高度（表2、表3）2、規則性超限2、規則性超限2、規則性超限2、規則性超限2、規則性超限2、規則性超限2、規則性超限2、規則性超限關于超限高層建筑的界定（954）

3、其他超限（表6)

特殊類型高層建筑、屋蓋超限空間結構.

較多短肢剪力墻適用高度：≤20%按全落地考慮，但短肢墻抗震措施任

應按短肢墻執行（指導意見第2版）。

錯層剪力墻及框剪適用高度：錯層面積≤總建筑面積的10%，按非錯層

控制適用高度（指導意見第2版）

部分框支剪力墻適用高度：少量墻（不落地墻截面面積≤剪力墻總截

面面積的10%），按全落地取適用高度（指導意見第2版）

較多短肢剪力墻：b≤300、4<l/b≤8，

短肢墻在規定水平地震作用下底部傾覆力矩≧30%（高規）

短肢墻比例（同一層中所有短肢剪力墻截面面積與所有

剪力墻截面面積的比例）>50%（指導意見第2版）

板柱-框架-剪力墻（核心筒）適用高度：樓板厚度≧相應跨度的1/18

（不適用現澆空心樓板），可按框架-剪力墻（核心筒）

結構控制高度，但設計時應在框架受力方向設置暗梁。偏心率：

水平作用合力線/側向剛度的彈性半徑，εx、εy。

塔樓偏置：塔樓對底盤宜對稱布置，各塔樓結構的質心與底盤結構剛度中

心的距離的控制。

層剛度：

可采用等效剪切剛度計算；對于框架結構應采用等效剪切剛度計

算（上海抗規）

帶有支撐的結構，宜采用剪彎剛度（單位力作用下的層間位移角）

（指導意見第2版）

各種剛度：高規，框架為層剪力/層間位移、其他為層剪力/層位移角,

高規轉換層等效剪切剛度比(轉換層在1、2層），

（G1A1/G2A2）X（h2/h1）Ai=Awi+Σ2.5（hci/hi)2xAci

高規轉換層等效剪切剛度比(轉換層在2層以上），單位力，上大

位移角/下大位移角，即剪彎剛度。

上海框架等效剪切剛度比：等同全國高規轉換層位置：《高規》JGJ3-2010

§10.2.5轉換層的位置不超過3層、§10.2.6轉換層的位

置在3層、§10.2.17框支層為3層及3層以上。

轉換層所在樓層數與轉換層層數，底部大空間部分框支剪力

墻高層建筑結構在地面以上的大空間層數，

以上本人認為指框支層的層數。

層間受剪承載力：應采用實際的截面尺寸和材料強度標準值，且兩個方

向。對于具有斜撐的樓層，應正負方向計算，其承載力

不應將不同傾斜方向的斜撐的承載力絕對值相加。

豎向構件不連續：個別樓層的局部區域存在豎向構件不連續，視其對整

體結構影響的大小具體做判斷。

豎向收進和外挑：應按豎向構件計算，當僅樓蓋梁板外懸挑時可不作為

項。

裙房以上較多樓層:超過20%樓層。性能設計范圍：

1.一般超高，*具有3項及以上特別不規則的；

*僅具有1-2項特別不規則的，可按照相關

規范、規程執行，但應針對特別不規則的

程度，提出比規范、規程更嚴格的抗震措

施；亦可采用基于性能的抗震設計；

2.特別超高；

3.超過3種的多重復雜結構體系（表5）或《抗規》、《高規》、《高鋼規》暫未列入的結構體系；表6；

現行規范目標和水準：按照我國三水準二階段的抗震設計理論，重點是基于小震的強度設計和基于變形的大震設計。

我國性能設計：一級、二級、三級、四級在《抗規》中分別用性能

一、性能二、性能三、性能四來表達；

在《高規》中分別用A、B、C、D來表達

*性能一：大震下仍基本完好，一般需采用隔震、減震技術或風荷載很大時才可實現，條件許可時對某些關鍵構件可提出；

*性能二：在中震下基本完好，在大震下可屈服；其細部構造須滿足第延性要求；

*性能三：在中震下已有輕微塑性變形，大震下有明顯塑性變形，其細部構造須滿足中等延性的要求；

*性能四：中震下的損壞已大于性能三，整體承載力僅略高于一般情況，其細部構造須滿足高延性的要求。

參考美國ASCE41-6的目標和水準：

*OP（Operational），無結構性破壞；正常使用；構件小于或達到強度極限狀態；尚無塑性變形（彈性階段）；

*IO(ImmediateOccupancy)，立即入住或可運行；有輕微結構性破壞，有較小塑性變形；

*LS(LifeSafety)，生命安全；結構性破壞顯著但可修復，修復不一定經濟，但可確保人員從建筑物中安全撤離；距臨近倒塌狀態還有至少25%的變形能力儲備；

*CP（CollapsPrevention,NearCollapse），不倒塌；嚴重結構性破壞不可修復，臨近倒塌；構件抗力-變形骨架曲線開始出現強度退化。靜力非線性分析-推覆分析：

*適用高度在150米以下，且結構振型清晰（第一、第二振型為平動）；

*至少使用兩種不同分布模態的推覆力；結構不對稱時應正反兩個方向進行推覆；計入高振型的影響；

*校核第一批塑性鉸出現時的地震水準；校核大震性能點時的位移；

*觀察塑性鉸出現的順序和位置是否符合抗震概念設計（強柱弱梁、強剪弱彎）。

*目前常用的軟件：MIDAS、ETABS、SATWE等。

動力非線性分析-時程分析:

*地震波選用的合理性；波形持續時間不宜小于結構基本周期的10倍，特別超高的不宜小于60秒；

*校核大震波作用下的性能水準；

*全面評估結構的抗震性能；

*著重于發現薄弱部位，提出相應的加強措施；

*目前常用的軟件：perform-3D、ABQUS、DYNA（奧雅納）

及MIDAS等。

嚴重不規則建筑方案的論證

專項審查一般是在初步設計（或總體設計）階段進行，對于嚴重不規則及建筑奇異的項目，建議進行方案階段的咨詢或論證，建議建筑師參加論證會議；建議參加方案論證的專家與今后專項論證的專家保持連續性；

技術性指標的把握和試驗

各項技術性指標基本上按照相關規范和規程控制；對于超過300米高度的建筑及特別復雜的結構，指標宜從嚴控制；對沒有可借鑒的設計依據時，建議需要時進行整體或局部的試驗。

審查結論分為：“通過”、“修改”、“復審”（多層）抗規§3.4.1

為黑體：“特別不規則的建筑應進行專門研究和論證，采取特別的加強措施。”

（表1）平面不規則：

*扭轉不規則，位移比大于1.2；

*凹凸不規則，平面凹進的尺寸大于相應投影方向總尺寸的30%；

*樓板局部不連續，樓板的尺寸和平面剛度急劇變化。如：有效樓板

寬度小于典型的50%、或開洞大于給蹭面積的30%，或加大錯層。

（表2）豎向不規則：

*側向剛度不規則（軟弱），小于相鄰上一層的70%或其上相鄰三層平

均值的80%；除頂層外，局部收進的水平向尺寸大于相鄰下一層25%；

*豎向抗側力構件不連續；

*樓層承載力突