结构抗震设计的不规则界定及关键分析.

结构抗震设计的不规则界定及关键分析上海【2003】702→【2014】954现行全国【2010】109→修改稿已开始征求意见结合各地的一些补充规定关于超限高层建筑的界定（954）1、高度超限的界定从原来的1张表格扩大为3张表格（A级高度钢筋混凝土高层、B级高度钢筋混凝土高层、混合结构和钢结构高层）一般超高：H混凝土A级、较多短肢剪力墙、错层剪力墙及框剪的适用高度（表1）特别超高：H混凝土B级、钢结构及混合的适用高度（表2、表3）2、规则性超限不规则类型一般不规则（≧3（表4）不规则类型特别不规则（≧1（表5）上海上海扭转不规则1a考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2扭转偏大裙房以上较多楼层，考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.4偏心布置1b偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%抗侧、抗扭刚度不匹配扭扭转周期比大于0.9,超高高层扭转周期比大于0.852、规则性超限不规则类型一般不规则（≧3（表4）不规则类型特别不规则（≧1（表5）上海上海平面凹凸不规则平面凹进深度大于相应总尺寸的30%，或凸出长度大于相应总尺寸的30%且凸出宽度小于凸出长度的50%平面凹凸尺寸偏大平面凹进深度大于相应总尺寸的50%，或凸出长度大于相应总尺寸的50%且凸出宽度小于凸出长度的50%楼板局部不连续开洞面积大于本层面积的30%（含高差大于梁高的降板），楼板有效宽度小于典型宽度的50%有效楼板宽度偏窄连续三层（含三层）楼板开洞面积大于本层面积的50%或大于40%且洞口至板边距离小于2m，连续三层（含三层）楼板有效宽度小于典型宽度的40%塔楼偏置塔楼与大底盘（底盘高度超过塔楼高度的20%）的质心偏心距超过大底盘相邻楼层相应方向投影尺寸的20%2、规则性超限不规则类型一般不规则（≧3（表4）不规则类型特别不规则（≧1（表5）上海上海侧向刚度不规则层刚度小于相邻上层的70%或连续相邻上三层平均值的80%，（除顶层或出屋面小建筑，或裙房高度不大于主楼的20%外）局部收进尺寸大于相邻下层的25%,上部楼层大于下部楼层水平尺寸1.1倍或整体水平悬挑大于4m层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%竖向抗侧力构件不连续上下墙、柱、支撑不连续高位转换局部框支剪力墙结构转换层，7度超过5层，8度超过3层厚板转换7~8度抗震设防的厚板转换结构承载力突变层受剪承载力小于相邻上层的80%2、规则性超限不规则类型一般不规则（≧3（表4）不规则类型特别不规则（≧1（表5）上海上海复杂连接各部分层数、刚度、布置不同的错层，连体两端塔楼高度、体型或者沿大底盘某个主轴方向的振动周期显著不同的结构。复杂结构错层结构（左右或前后错)，带加强层的高层建筑，裙房大底盘的多塔以及连体高层建筑多重复杂同时具有转换层、加强层、错层(多数层同时左右、前后错）、连体和多塔等复杂类型中的任意3种2、规则性超限不规则类型一般不规则（≧3（表4）不规则类型特别不规则（≧1（表5）上海全国上海全国扭转不规则1a考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2扭转偏大裙房以上较多楼层，考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.4偏心布置1b偏心率大于0.15或相邻层质心相差大于相应边长15%抗侧、抗扭刚度不匹配扭扭转周期比大于0.9,超高高层扭转周期比大于0.852、规则性超限不规则类型一般不规则（≧3（表4）不规则类型特别不规则（≧1（表5）上海全国上海全国平面凹凸不规则平面凹进深度大于相应总尺寸的30%，或凸出长度大于相应总尺寸的30%且凸出宽度小于凸出长度的50%（+细腰）平面凹凸尺寸偏大（全国不计）平面凹进深度大于相应总尺寸的50%，或凸出长度大于相应总尺寸的50%且凸出宽度小于凸出长度的50%楼板局部不连续开洞面积大于本层面积的30%（含高差大于梁高的降板），楼板有效宽度小于典型宽度的50%有效楼板宽度偏窄（全国不计）连续三层（含三层）楼板开洞面积大于本层面积的50%或大于40%且洞口至板边距离小于2m，连续三层（含三层）楼板有效宽度小于典型宽度的40%塔楼偏置塔楼与大底盘（底盘高度超过塔楼高度的20%）的质心偏心距超过大底盘相邻楼层相应方向投影尺寸的20%2、规则性超限不规则类型一般不规则（≧3（表4）不规则类型特别不规则（≧1（表5）上海全国上海全国侧向刚度不规则层刚度小于相邻上层的70%或连续相邻上三层平均值的80%，（除顶层或出屋面小建筑，或裙房高度不大于主楼的20%外）局部收进尺寸大于相邻下层的25%,上部楼层大于下部楼层水平尺寸1.1倍或整体水平悬挑大于4m(+多塔）层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%竖向抗侧力构件不连续上下墙、柱、支撑不连续（含加强层、连体类）高位转换局部框支剪力墙结构转换层，7度超过5层，8度超过3层厚板转换7~8度抗震设防的厚板转换结构（+9度）承载力突变层受剪承载力小于相邻上层的80%2、规则性超限不规则类型一般不规则（≧3（表4）不规则类型特别不规则（≧1（表5）上海全国上海全国复杂连接各部分层数、刚度、布置不同的错层，连体两端塔楼高度、体型或者沿大底盘某个主轴方向的振动周期显著不同的结构。复杂结构错层结构（左右或前后错)，带加强层的高层建筑，裙房大底盘的多塔以及连体高层建筑（描述为已计入上述不规则的除外，如局部穿层柱、斜柱、夹层、个别构件错层或转换）多重复杂同时具有转换层、加强层、错层(多数层同时左右、前后错）、连体和多塔等复杂类型中的任意3种关于超限高层建筑的界定（954）3、其他超限（表6)特殊类型高层建筑、屋盖超限空间结构.较多短肢剪力墙适用高度：≤20%按全落地考虑，但短肢墙抗震措施任应按短肢墙执行（指导意见第2版）。错层剪力墙及框剪适用高度：错层面积≤总建筑面积的10%，按非错层控制适用高度（指导意见第2版）部分框支剪力墙适用高度：少量墙（不落地墙截面面积≤剪力墙总截面面积的10%），按全落地取适用高度（指导意见第2版）较多短肢剪力墙：b≤300、4l/b≤8，短肢墙在规定水平地震作用下底部倾覆力矩≧30%（高规）短肢墙比例（同一层中所有短肢剪力墙截面面积与所有剪力墙截面面积的比例）50%（指导意见第2版）板柱-框架-剪力墙（核心筒）适用高度：楼板厚度≧相应跨度的1/18（不适用现浇空心楼板），可按框架-剪力墙（核心筒）结构控制高度，但设计时应在框架受力方向设置暗梁。偏心率：水平作用合力线/侧向刚度的弹性半径，εx、εy。塔楼偏置：塔楼对底盘宜对称布置，各塔楼结构的质心与底盘结构刚度中心的距离的控制。层刚度：可采用等效剪切刚度计算；对于框架结构应采用等效剪切刚度计算（上海抗规）带有支撑的结构，宜采用剪弯刚度（单位力作用下的层间位移角）（指导意见第2版）各种刚度：高规，框架为层剪力/层间位移、其他为层剪力/层位移角,高规转换层等效剪切刚度比(转换层在1、2层），（G1A1/G2A2）X（h2/h1）Ai=Awi+Σ2.5（hci/hi)²xAci高规转换层等效剪切刚度比(转换层在2层以上），单位力，上大位移角/下大位移角，即剪弯刚度。上海框架等效剪切刚度比：等同全国高规转换层位置：《高规》JGJ3-2010§10.2.5转换层的位置不超过3层、§10.2.6转换层的位置在3层、§10.2.17框支层为3层及3层以上。转换层所在楼层数与转换层层数，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，以上本人认为指框支层的层数。层间受剪承载力：应采用实际的截面尺寸和材料强度标准值，且两个方向。对于具有斜撑的楼层，应正负方向计算，其承载力不应将不同倾斜方向的斜撑的承载力绝对值相加。竖向构件不连续：个别楼层的局部区域存在竖向构件不连续，视其对整体结构影响的大小具体做判断。竖向收进和外挑：应按竖向构件计算，当仅楼盖梁板外悬挑时可不作为项。裙房以上较多楼层:超过20%楼层。性能设计范围：1.一般超高，*具有3项及以上特别不规则的；*仅具有1-2项特别不规则的，可按照相关规范、规程执行，但应针对特别不规则的程度，提出比规范、规程更严格的抗震措施；亦可采用基于性能的抗震设计；2.特别超高；3.超过3种的多重复杂结构体系（表5）或《抗规》、《高规》、《高钢规》暂未列入的结构体系；表6；现行规范目标和水准：按照我国三水准二阶段的抗震设计理论，重点是基于小震的强度设计和基于变形的大震设计。我国性能设计：一级、二级、三级、四级在《抗规》中分别用性能一、性能二、性能三、性能四来表达；在《高规》中分别用A、B、C、D来表达*性能一：大震下仍基本完好，一般需采用隔震、减震技术或风荷载很大时才可实现，条件许可时对某些关键构件可提出；*性能二：在中震下基本完好，在大震下可屈服；其细部构造须满足第延性要求；*性能三：在中震下已有轻微塑性变形，大震下有明显塑性变形，其细部构造须满足中等延性的要求；*性能四：中震下的损坏已大于性能三，整体承载力仅略高于一般情况，其细部构造须满足高延性的要求。参考美国ASCE41-6的目标和水准：*OP（Operational），无结构性破坏；正常使用；构件小于或达到强度极限状态；尚无塑性变形（弹性阶段）；*IO(ImmediateOccupancy)，立即入住或可运行；有轻微结构性破坏，有较小塑性变形；*LS(LifeSafety)，生命安全；结构性破坏显著但可修复，修复不一定经济，但可确保人员从建筑物中安全撤离；距临近倒塌状态还有至少25%的变形能力储备；*CP（CollapsPrevention,NearCollapse），不倒塌；严重结构性破坏不可修复，临近倒塌；构件抗力-变形骨架曲线开始出现强度退化。静力非线性分析-推覆分析：*适用高度在150米以下，且结构振型清晰（第一、第二振型为平动）；*至少使用两种不同分布模态的推覆力；结构不对称时应正反两个方向进行推覆；计入高振型的影响；*校核第一批塑性铰出现时的地震水准；校核大震性能点时的位移；*观察塑性铰出现的顺序和位置是否符合抗震概念设计（强柱弱梁、强剪弱弯）。*目前常用的软件：MIDAS、ETABS、SATWE等。动力非线性分析-时程分析:*地震波选用的合理性；波形持续时间不宜小于结构基本周期的10倍，特别超高的不宜小于60秒；*校核大震波作用下的性能水准；*全面评估结构的抗震性能；*着重于发现薄弱部位，提出相应的加强措施；*目前常用的软件：perform-3D、ABQUS、DYNA（奥雅纳）及MIDAS等。严重不规则建筑方案的论证专项审查一般是在初步设计（或总体设计）阶段进行，对于严重不规则及建筑奇异的项目，建议进行方案阶段的咨询或论证，建议建筑师参加论证会议；建议参加方案论证的专家与今后专项论证的专家保持连续性；技术性指标的把握和试验各项技术性指标基本上按照相关规范和规程控制；对于超过300米高度的建筑及特别复杂的结构，指标宜从严控制；对没有可借鉴的设计依据时，建议需要时进行整体或局部的试验。审查结论分为：“通过”、“修改”、“复审”（多层）抗规§3.4.1为黑体：“特别不规则的建筑应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施。”（表1）平面不规则：*扭转不规则，位移比大于1.2；*凹凸不规则，平面凹进的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。如：有效楼板宽度小于典型的50%、或开洞大于给蹭面积的30%，或加大错层。（表2）竖向不规则：*侧向刚度不规则（软弱），小于相邻上一层的70%或其上相邻三层平均值的80%；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层25%；*竖向抗侧力构件不连续；*楼层承载力突变（薄弱)，抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一层的80%。特别不规则：指具有较明显的抗震薄弱部位，可能引起不良后果者第一类，上表1、表2六项中的三个及以上。第二类，具有全国高层“特别不规则”的一项。第三类，具有上表1、表2中的两个方面，其中有一项接近全国高层“特别不规则”Thankyou!2015.03.18