第3章 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則與抗震概念設(shè)計

第三章高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則與抗震概念設(shè)計§3-1結(jié)構(gòu)方案一個建筑工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計首先要明確抗震設(shè)防情況、場地情況等。

高規(guī)在總則中強(qiáng)調(diào)了結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的重要性，旨在要求建筑師和結(jié)構(gòu)工程師在高層建筑設(shè)計中應(yīng)特別重視規(guī)程中有關(guān)概念設(shè)計的各條規(guī)定，設(shè)計中不能陷入只憑計算的誤區(qū)。若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則、整體性差，則僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算水平，難以保證結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震性能。高規(guī)理解P6一、總原則結(jié)構(gòu)方案是結(jié)構(gòu)設(shè)計的關(guān)鍵，只有正確選擇結(jié)構(gòu)方案，才能在設(shè)計中貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，做到安全適用、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、方便施工，保證質(zhì)量。結(jié)構(gòu)方案選擇指：結(jié)構(gòu)類型、結(jié)構(gòu)體系和施工方法的選擇。應(yīng)根據(jù)材料性能、結(jié)構(gòu)型式、受力特點和建筑使用要求及施工條件等因素合理選擇結(jié)構(gòu)方案。作為一個結(jié)構(gòu)方案，如果沒有合理的施工方法予以保證，是不能實現(xiàn)的。施工方法的優(yōu)劣對建筑物的建造速度、質(zhì)量、造價都有很大影響。作為一個合理的結(jié)構(gòu)方案，其技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果應(yīng)當(dāng)是好的或比較好的，因為它是結(jié)構(gòu)方案的綜合評價。結(jié)構(gòu)方案續(xù)二、選擇有利地段，保證地基的穩(wěn)定性歷次震害調(diào)查表明，在不同工程地質(zhì)條件的場地上，建筑物在地震中的破壞程度是明顯不同的，故而，選擇對抗震有利的場地，避開不利場地，就能大大減輕地震災(zāi)害。地段類別地質(zhì)地形地貌有利地段穩(wěn)定巖石，堅硬土，開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡邊緣，平面分布上的成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷層破碎帶、暗埋的塘浜溝谷及半填半挖地基）等危險地段地震時可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震發(fā)斷裂帶上可能發(fā)生地表位錯的部位各類地段的劃分(抗4.1.1)結(jié)構(gòu)方案續(xù)三、減小地震能量輸入避開地震動卓越周期提高結(jié)構(gòu)阻尼比提高結(jié)構(gòu)延性四、合理選擇結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系是指結(jié)構(gòu)抵抗外部作用的構(gòu)件組成方式。在結(jié)構(gòu)設(shè)計初期需選擇結(jié)構(gòu)體系。正確選擇結(jié)構(gòu)體系是結(jié)構(gòu)方案設(shè)計的關(guān)鍵，是保證建筑物安全、經(jīng)濟(jì)的基本要素，建筑物的總高度、層數(shù)、建筑空間、承載能力、抗側(cè)剛度、抗震性能、材料用量、造價高低均與結(jié)構(gòu)體系有關(guān)。選擇時雖然影響因素眾多，但通常主要考慮3個因素：建筑物高度、建筑物用途及建筑物的抗震性能。結(jié)構(gòu)方案續(xù)五、抗震概念設(shè)計的一些準(zhǔn)則（理解與應(yīng)用P6）1、結(jié)構(gòu)的簡單性結(jié)構(gòu)簡單是指結(jié)構(gòu)在地震作用下具有直接和明確的傳力途徑，結(jié)構(gòu)的計算模型、內(nèi)力和位移分析以及限制薄弱層部位出現(xiàn)都易于把握，對結(jié)構(gòu)抗震性能的估計也比較可靠。2、結(jié)構(gòu)的規(guī)則和均勻性1）沿豎向建筑造型和結(jié)構(gòu)布置比較均勻，避免剛度、承載力和傳力途徑的突變，以限制豎向出現(xiàn)薄弱部位。2）建筑平面比較規(guī)則，平面內(nèi)結(jié)構(gòu)布置比較均勻，使建筑物分布質(zhì)量產(chǎn)生的慣性力能以比較短和直接的途徑傳遞，并使質(zhì)量分布與結(jié)構(gòu)剛度分布協(xié)調(diào)，限制質(zhì)量和剛度之間的偏心。結(jié)構(gòu)方案續(xù)3、結(jié)構(gòu)的剛度和抗震能力1）水平地震作用是雙向的，結(jié)構(gòu)布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)能抵抗任意方向的地震作用?？墒菇Y(jié)構(gòu)沿平面上兩個主軸方向具有足夠的剛度和抗震能力。結(jié)構(gòu)的抗震能力是結(jié)構(gòu)承載力及延性的綜合反映。2）結(jié)構(gòu)剛度選擇時注意控制結(jié)構(gòu)變形的增大，過大的變形也會因效應(yīng)過大而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。3）結(jié)構(gòu)除需要滿足水平方向的剛度和變形能力外，還應(yīng)具有足夠的抗扭剛度和抵抗扭轉(zhuǎn)振動的能力。4、結(jié)構(gòu)的整體性1）高層建筑結(jié)構(gòu)中，樓蓋對于結(jié)構(gòu)的整體性起到非常重要的作用。樓蓋體系最重要的作用是提供足夠的面內(nèi)剛度的抗力，并與豎向各子結(jié)構(gòu)有效連接。2）高層建筑基礎(chǔ)的整體性以及基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的可靠連接是結(jié)構(gòu)整體性的重要保證。

結(jié)構(gòu)方案1、選擇有利的場地，避開不利的場地，采取措施保證地基的穩(wěn)定性。2、合理選擇結(jié)構(gòu)體系。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，一般來說純框架結(jié)構(gòu)抗震能力較差；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)性能較好；剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)具有良好的空間整體性，剛度也較大，歷次地震中震害都較小。3、平面布置力求簡單、規(guī)則、對稱，避免應(yīng)力集中的凹角和狹長的縮頸部位；避免在凹角和端部設(shè)置樓電梯間；避免樓電梯間偏置，以免產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的影響。4、豎向體型盡量避免外挑，內(nèi)收也不宜過多、過急，力求剛度均勻漸變，避免產(chǎn)生變形集中。5、結(jié)構(gòu)的承載力、變形能力和剛度要均勻連續(xù)分布，適應(yīng)結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)要求。6、高層建筑突出屋面的塔樓必須具有足夠的承載力和延性，以承受高振型產(chǎn)生的鞭梢效應(yīng)影響。7、在設(shè)計和構(gòu)造上實現(xiàn)多道設(shè)防。如框架結(jié)構(gòu)采用強(qiáng)柱弱梁設(shè)計，梁屈服后柱仍能保持穩(wěn)定；框架—剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計成連梁首先屈服，然后是墻肢，框架作為第三道防線；剪力墻結(jié)構(gòu)能過構(gòu)造措施保證連梁先屈服，并通過空間整體性形成高次超靜定等。8、合理設(shè)置防震縫。9、節(jié)點的承載力和剛度要與構(gòu)件的承載力和剛度相適應(yīng)。高規(guī)理解與應(yīng)用P55抗震設(shè)計基本原則結(jié)構(gòu)方案10、保證結(jié)構(gòu)有足夠剛度，限制頂點和層間位移。11、構(gòu)件設(shè)計應(yīng)采取有效措施防止脆性破壞，保證構(gòu)件有足夠的延性。12、保證地基基礎(chǔ)的承載力、剛度和足夠的抗滑移、抗轉(zhuǎn)動能力，使整個高層建筑成為一個穩(wěn)定的體系，防止產(chǎn)生過大的差異沉降和傾覆。13、減輕結(jié)構(gòu)自重，最大限度的降低地震的作用。合理選擇結(jié)構(gòu)的剛度采用剛性結(jié)構(gòu)還是柔性結(jié)構(gòu)的問題，歷來爭論較多。歷次地震震害表明：采用何種結(jié)構(gòu)形式，不僅取決于所用的結(jié)構(gòu)體系和材料特性，還取決于場地土的類型，避免場地土和建筑物發(fā)生共振。對于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，歷次震害表明：剛度較大的結(jié)構(gòu)一般震害較輕，這是由于鋼筋混凝土構(gòu)件截面大、剛性大、變形能力較差，比較適宜用提高承載力、控制塑性變形的方法來提高抗震性能；相反，鋼結(jié)構(gòu)的特性是截面小、延性好，適合采用柔性結(jié)構(gòu)方案。結(jié)構(gòu)優(yōu)點缺點剛性結(jié)構(gòu)1.當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動周期長時，震害較小2.結(jié)構(gòu)變形小，非結(jié)構(gòu)構(gòu)件容易處理3.安全儲備較大，空間整體性好4.適合鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特點1.當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動周期短時，有發(fā)生共振的危險2.地震力較大3.結(jié)構(gòu)變形能力小，延性小4.材料用量常常較多柔性結(jié)構(gòu)1.當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動周期短時，震害較小2.地震力較小3.一般結(jié)構(gòu)自重較輕，地基易處理4.適合鋼結(jié)構(gòu)的特點1.當(dāng)?shù)孛孢\(yùn)動周期長時，易發(fā)生共振的危險2.非結(jié)構(gòu)構(gòu)件要特殊處理，否則易產(chǎn)生破壞3.容易產(chǎn)生效應(yīng)和傾覆4.不容易適應(yīng)鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程規(guī)則性與多道設(shè)防的實際工程對比美麗的馬那瓜

中美洲的尼加拉瓜共和國首都馬那瓜位于尼加拉瓜西部馬那瓜湖南岸。馬那瓜地處太平洋火山地震帶東側(cè)，近100年來已遭受4次強(qiáng)烈地震的襲擊。1972年12月22日夜至23日凌晨的一次突發(fā)性強(qiáng)烈地震和震后的大火，使城市幾乎全部被毀（市區(qū)92%的建筑被摧毀），地面下沉12英寸，死傷數(shù)萬人（5000--10000人死亡），損失達(dá)10多億美元，至今仍然可以看到地震的遺跡。震級6.2，烈度估計8度（抗規(guī)理解P8）。大地震后，高18層、林同炎（1912-2003）于1963年設(shè)計的馬那瓜美洲銀行大樓（當(dāng)時最高）只是出現(xiàn)了一些裂縫，而同位于市區(qū)的15層的馬拉瓜中央銀行卻嚴(yán)重受損（震后拆除），周圍建筑物也發(fā)生大規(guī)模倒塌，5000多人死亡。當(dāng)時，這個消息幾乎傳遍了整個尼加拉瓜，相距如此近（培訓(xùn)四P11：毗鄰）的建筑，為何有這般差別？該次地震，地面加速度為0.35g，幾乎是設(shè)計地震0.06g的6倍。人們發(fā)現(xiàn)，馬那瓜美洲銀行大樓之所以輕微受損，是由于它的形狀非常規(guī)則、對稱，且運(yùn)用了多道設(shè)防設(shè)計思想。而中央銀行平面和豎向上都不規(guī)則。工程規(guī)則性與多道設(shè)防的實際工程對比（1）中央銀行

平面不規(guī)則：四個樓梯間，偏置塔樓西側(cè)，再加上西端有填充墻，地震時產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)偏心效應(yīng)。四層以上的樓板僅50mm厚，擱置在14m長的小梁上，小梁的全高僅450mm，這樣一個樓面體系是十分柔弱的，抗側(cè)力的剛度很差，在水平地震作用下產(chǎn)生很大的樓板水平變形和豎向變形。豎向不規(guī)則：塔樓的上部（四層樓面以上），北、東、西三面布置了密集的小柱子，共64根，支承在四樓板水平處的過渡大當(dāng)人上，大梁又支承在其下面的10根1mx1.55m柱子上（間距9.4m），形成上下兩部分嚴(yán)重不均勻、不連續(xù)的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。主要破壞：A、第四層與第五層之間，周圍柱子嚴(yán)重開裂，柱鋼筋壓屈（豎向剛度和承載力突變）。B、橫向裂縫貫穿三層以上的所有樓板（有的寬達(dá)10mm），直至電梯井的東側(cè)。C、塔樓的西立面、其他立面的窗下和電梯井處的空心磚填充墻及其他非結(jié)構(gòu)構(gòu)件均嚴(yán)重破壞或倒塌。美國加州大學(xué)伯克萊分校在震后對其計算分析表明：A、結(jié)構(gòu)存在十分嚴(yán)重的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)；B、塔樓三層以上北面和南面的大多數(shù)柱子抗剪能力大大不足，率先破壞；C、在水平地震作用下，柔而長的樓板產(chǎn)生可觀的豎向運(yùn)動等。工程規(guī)則性與多道設(shè)防的實際工程對比工程規(guī)則性與多道設(shè)防的實際工程對比（2）美洲銀行68.50結(jié)構(gòu)系統(tǒng)平面豎向均勻?qū)ΨQ。概念設(shè)計思想：多道防線、剛?cè)峤Y(jié)合。工程規(guī)則性與多道設(shè)防的實際工程對比先由4個4.6m等邊的L形柔性筒（H/b=13.3>>7），通過每層的連梁組成一個11.6mx11.6m的正方形核心筒用為主要抗震結(jié)構(gòu)。在風(fēng)荷載和抗震設(shè)防烈度的地震作用下具有很大的抗彎剛度（H/b≈5），為了預(yù)防罕遇強(qiáng)烈地震，有意識地在連梁的中部開了較大的孔洞，一方面可以用來穿越通風(fēng)管道，減小樓層結(jié)構(gòu)高度；另一方面是有意地形成結(jié)構(gòu)總體系（第一道防線）中的預(yù)定薄弱環(huán)節(jié)，在未來遭遇強(qiáng)烈地震時，通過控制首先在連梁處開裂、屈服、出現(xiàn)塑性鉸，從而變成具有延性和耗能能力的結(jié)構(gòu)體系（第二道防線），即各分體系（L形筒）作為獨立的抗震單元，則整體結(jié)構(gòu)變?nèi)?，周期變長，阻尼增加，地震動力反應(yīng)將大大地減小，從而可以繼續(xù)保持結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和良好的受力性能。即使在超出彈性極限的情況下，仍具有塑性強(qiáng)度，可以做到較大幅度的搖擺而不倒塌。為確保每一L形柔筒都可以作為有效的獨立抗震單元，林在L形筒的每面墻內(nèi)的配筋幾乎都是一樣的。工程規(guī)則性與多道設(shè)防的實際工程對比震后調(diào)查正如設(shè)計所預(yù)料那樣，核心筒的連梁發(fā)生剪切破壞，是整個結(jié)構(gòu)能觀察到的主要破壞。連梁混凝土保護(hù)層剝落、開裂，這較易修復(fù)。墻體沒有開裂，只是在核心筒的墻面上掉下了幾塊大理石飾面。這充分說明，雖然主體結(jié)構(gòu)沒有開裂，但剪力墻內(nèi)已具有很高的應(yīng)力。也就是說在地震的剪力和彎矩作用下，墻仍處于彈性階段。伯克利大學(xué)的教授V．Bertero在震后對該建筑作了動力分析，見下表。四個角筒共同作用四個角筒分別獨立作用自振周期（s）1.33.3基底剪力（t）27001300傾覆力矩（t·m）9300037000頂部位移（mm）120240可見，當(dāng)核心筒連梁破壞后，四個L形角筒獨立作用時，結(jié)構(gòu)的自振周期和頂部位移明顯加大，而基底剪力和傾覆力矩卻明顯減小。在正常工狀態(tài)下，即在風(fēng)荷載或設(shè)防烈度的地震作用下，設(shè)計所選擇的結(jié)構(gòu)圖的自振周期T=1.3s，相當(dāng)于0.72n，頂部側(cè)移12cm，相當(dāng)于1/500樓高。美洲銀行大樓的抗震實例說明了以承載力、剛度和延性為主導(dǎo)目標(biāo)，設(shè)計抗議風(fēng)和抗震都比較理想的高層建筑是完全可能的。在風(fēng)荷載作用下結(jié)構(gòu)的整體剛度大，有較高的自振頻率；而在罕遇的強(qiáng)烈地震作用下，可通過發(fā)揮延性（其中包括結(jié)構(gòu)延性、構(gòu)件延性或截面延性）與耗能能力使結(jié)構(gòu)仍具有足夠的承載力?！?-2結(jié)構(gòu)布置§3-2結(jié)構(gòu)布置高層建筑結(jié)構(gòu)至關(guān)重要的就是使結(jié)構(gòu)承載力、剛度、能量耗散和延性等多種性能得到最佳組合。選擇有利的建筑體型，是減少高層建筑結(jié)構(gòu)風(fēng)載效應(yīng)、地震作用效應(yīng)和側(cè)移的重要手段之一。建筑體型又與建筑平面形狀、建筑立面形狀和房屋的高度等因素密切相關(guān)。與H，H/B，L/B，突出和收進(jìn)尺寸，細(xì)部尺寸等有關(guān)。一、高度和高寬比不同的結(jié)構(gòu)類型，不同的結(jié)構(gòu)體系，它們的承載和變形能力是不同的，各有其適用的最大高度。高寬比與承載力和剛度的關(guān)系很直接，規(guī)范都規(guī)定了最大數(shù)值。見前。選擇高層建筑結(jié)構(gòu)抗側(cè)力體系通?？紤]三個主要因素：建筑物的高度和建筑物的用途和抗震性能。根據(jù)高度：見前適宜高度表和抗震等級表結(jié)構(gòu)布置續(xù)根據(jù)用途住宅：宜選用剪力墻結(jié)構(gòu)。旅館：50m以下的高層旅館建筑基本上采用剪力墻結(jié)構(gòu)和框架、框—剪三類，宜根據(jù)建筑要求、施工方法等條件綜合考慮。這三類結(jié)構(gòu)也可用于高于50m的高層旅館。50m以上的高層旅館還常采用筒體結(jié)構(gòu)。這時在中央剪力墻薄壁筒內(nèi)可布置電梯間和服務(wù)性房間?？头垦刂苓叢贾靡匀〉昧己玫耐L(fēng)和采光。辦公建筑：（辦公、商業(yè)、科研、教學(xué)等）目前，50m以下的高層辦公建筑，大體上采用框架（非抗震，層數(shù)較少）、框—剪結(jié)構(gòu)。50m以上的高層辦公建筑，較多采用筒體結(jié)構(gòu)。在平面布局上，樓電梯間和服務(wù)性房間集中在內(nèi)筒，辦公用房沿周邊布置。用途≤50m≥50m住宅剪力墻、框架-剪力墻剪力墻、框架-剪力墻旅館剪力墻、框架-剪力墻、框架剪力墻、框架-剪力墻、筒體公共框架-剪力墻、框架框架-剪力墻、筒體二、結(jié)構(gòu)平面布置1、結(jié)構(gòu)平面就總體型而言有板式、塔式兩種。板式指房屋寬度很小、但長度較大的建筑。優(yōu)點是房間的采光效果好，房間的利用率高。缺點是板式建筑短邊方向側(cè)向剛小，必要時可做成曲線或折線形的板式建筑，以增加短邊方向剛度。塔式指建筑平面外輪廓的總長度與總寬度相接近的建筑。平面形狀О、□、Y、十字形等。平面布置應(yīng)遵守以下原則：

在高層建筑的一個獨立的結(jié)構(gòu)單元內(nèi)，宜使結(jié)構(gòu)平面形狀簡單、規(guī)則，剛度和承載力分布均勻。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則平面布置。（4-3-1）高層建筑宜選用風(fēng)作用效應(yīng)較小的平面形狀。（4-3-2）A級高度高層，平面布置時宜符合下列要求：（4-3-3）1）平面宜簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心；2）平面長度不宜過長，突出部分不宜過大，過長的平面外形地震時空間振動可能造成嚴(yán)重的震害。否則應(yīng)考慮其不利影響。剛度要對稱，偏心不要過大（e/L≤0.05，e為偏心距，L為垂直于外力作用線邊長）。3）不宜采用角部重疊的平面圖形或細(xì)腰形平面圖形。B級高度高層，建筑平面布置時應(yīng)簡單、規(guī)則、減少偏心。（4-3-4）二、結(jié)構(gòu)平面布置結(jié)構(gòu)平面限值的限值(高層4.3.3)設(shè)防烈度6、7度8、9度≤6.0≤5.0≤0.35≤0.30≤2.0≤1.5在實際工程中，在6、7度時最好不超過4，在8、9度時最好不超過3。此規(guī)定與抗震3.4.2相近高規(guī)理解P62平面豎向形狀伸縮縫2、伸縮縫的設(shè)置為避免由于溫度和混凝土收縮使結(jié)構(gòu)或非結(jié)構(gòu)墻體產(chǎn)生嚴(yán)重的裂縫，需按規(guī)定設(shè)伸縮縫。結(jié)構(gòu)也會熱脹冷縮（脹，縮），如受到限制會產(chǎn)生力。砼硬結(jié)收縮的大部分將在施工后的頭1~2個月完成。伸縮縫的最大間距（砼9-1-1）結(jié)構(gòu)體系施工方法（室內(nèi)或土中）最大間距（m）框架裝配式75現(xiàn)澆式55剪力墻裝配式65現(xiàn)澆式45框架—剪力墻可取框架和剪力墻之間的數(shù)值。當(dāng)采用構(gòu)造措施和施工措施減少溫度和收縮應(yīng)力時，可適當(dāng)放寬伸縮縫的間距。北京昆侖飯店剪力墻結(jié)構(gòu)總長114m，北京京倫飯店剪力墻結(jié)構(gòu)總長138m后澆帶每30~40m間距留出施工后澆帶，帶寬800~1000mm，鋼筋可采用搭接接頭（或直通加彎）。后澆帶砼宜在兩個月后澆灌，后澆帶（設(shè)在受力較小部位）砼澆筑時溫度宜低于主體砼澆灌時的溫度。趙P61后澆帶應(yīng)通過建筑物的整個橫截面，分開全部墻、梁和樓板，使得兩邊都可以自由收縮。后澆帶可以選擇在結(jié)構(gòu)受力影響較小的部位曲折通過，不要在一個平面內(nèi)，以免全部鋼筋都在同一部位內(nèi)連接。當(dāng)后澆是為減少混凝土施工過程的溫度應(yīng)力時，后澆帶的保留時間不宜少于2個月；是為調(diào)整不均勻沉降時，應(yīng)在兩側(cè)結(jié)構(gòu)單元沉降基本穩(wěn)定后現(xiàn)進(jìn)行澆筑。措施201后澆帶內(nèi)要加配適量加強(qiáng)鋼筋構(gòu)造手冊P80防震縫3、防震縫：盡量不設(shè)，要設(shè)就要足夠?qū)?。由于?fù)雜和不規(guī)則的建筑平面是不可避免的，用防震縫進(jìn)行結(jié)構(gòu)平面分段，是把不規(guī)則結(jié)構(gòu)分割為若干規(guī)則結(jié)構(gòu)的有效方法。平面復(fù)雜、不對稱，剛度不對稱，重量、高度相差太大，在地震作用下會扭轉(zhuǎn)或處于復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)，薄弱處會造成震害——設(shè)防震縫。下列情況宜設(shè)防震縫：⑴平面各項尺寸超限而無加強(qiáng)措施；⑵房屋有較大錯層；⑶各部分結(jié)構(gòu)的剛度或荷載相差懸殊而又未采取有效措施；⑷建筑平面各結(jié)構(gòu)單元的地基條件有較大差異（宜增大防震縫的寬度）；⑸體型復(fù)雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結(jié)構(gòu)（可在適當(dāng)部位設(shè)置防震縫，形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結(jié)構(gòu)單元）。現(xiàn)澆鋼筋混凝土板（梁）的后澆帶宜布置在剪力較小的跨度中間范圍以內(nèi)。施工縫一般情況下應(yīng)留在混凝土受力較小的部位，特別是拉力、剪力較小的部位。梁和柱的施工縫，應(yīng)垂直于構(gòu)件的軸線；板和墻則應(yīng)與其表面垂直。梁板施工縫可采用企口式接縫或垂直立縫，不宜留坡槎。柱留在基礎(chǔ)頂或梁底；墻在洞口過梁跨中1/3范圍內(nèi)，也可在縱橫墻交接處；肋形樓蓋：沿次梁澆砼在中間1/3內(nèi)，沿主梁澆砼在主梁中間1/2內(nèi)。間歇不應(yīng)超過2小時。施工縫表面要處理（鑿毛、潤濕≥24h、干凈、10-15厚水泥漿或界面劑）。防震縫續(xù)沉降縫4、沉降縫裙房與主體結(jié)構(gòu)高度相差懸殊，重量也相差懸殊時，會產(chǎn)生相當(dāng)大的沉降差，過去常設(shè)沉降縫，現(xiàn)在一般避免設(shè)。高層常設(shè)地下室，設(shè)縫地下室構(gòu)造復(fù)雜，防水難處理，地震時也易撞壞?？埂⒎?、調(diào)需要抗震設(shè)防的建筑當(dāng)必須設(shè)縫時，其伸縮縫、沉降縫均應(yīng)符合防震縫寬度的要求。防震縫的最小寬度框架結(jié)構(gòu)房屋，高度不超過15m的部分，可取70mm；超過15m的部分，6、7、8和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm?？蚣堋袅Y(jié)構(gòu)房屋可按上項數(shù)值的70%采用，剪力墻結(jié)構(gòu)房屋可按50%采用，但都不小于70mm。高低處如為兩種結(jié)構(gòu)，高度以低者計，類型以不利者計。防震縫宜沿房屋全高設(shè)置，地下室、基礎(chǔ)可不設(shè)防震縫，但在與上部防震縫對應(yīng)處應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造和連接。各結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙房之間不應(yīng)采用牛腿托梁的做法設(shè)置防震縫，切不可藕斷絲連。地下室不設(shè)縫時，地下室頂板應(yīng)有良好的整體性和剛度，能將上部結(jié)構(gòu)地震作用傳遞到地下室結(jié)構(gòu)。沉降縫續(xù)建筑的下列部位宜設(shè)置沉降縫：（地基7-3-2）1）建筑平面的轉(zhuǎn)折部位；2）高度差異或荷載差異處；3）長高比過大的砌體承重結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)的適當(dāng)部位；4）地基土的壓縮性有顯著差異處；5）建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處；6）分期建造房屋的交界處?？p寬：二～三層：50～80mm；四～五層：80～120mm；五層以上：不小于120mm。采用措施后，高層部分與裙房之間可連為整體而不設(shè)沉降縫。⑴采用樁基，樁支承在基巖上；或采取減少沉降的有效措施并經(jīng)計算，沉降差在允許范圍內(nèi)。⑵主樓與裙房采用不同的基礎(chǔ)形式，并宜先施工主樓，后施工裙房，調(diào)整土壓力使后期沉降基本接近。⑶地基承載力較高，沉降計算較為可靠時，主樓與裙房的標(biāo)高預(yù)留沉降差，先施工主樓，后施工裙房，使最后兩者標(biāo)高基本一致。在⑵，⑶兩種情況下，施工時應(yīng)在主樓與裙房之間先留出后澆帶，待沉降基本穩(wěn)定后再連為整體，設(shè)計中應(yīng)考慮后期沉降差的不利影響。⑷裙房的重量由主體基礎(chǔ)承擔(dān)，裙房范圍不能過大。沉降縫、防震縫的寬度應(yīng)考慮由于基礎(chǔ)轉(zhuǎn)動產(chǎn)生結(jié)構(gòu)頂點位移的要求。三、結(jié)構(gòu)豎向布置三、結(jié)構(gòu)豎向布置一般原則：有抗震設(shè)計要求時，結(jié)構(gòu)的承載力和剛度宜自下而上逐漸地減小，變化宜均勻、連續(xù)，不要突變。1．結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定窄而高的建筑，在風(fēng)荷載或地震作用下會產(chǎn)生較大的水平位移，當(dāng)?shù)鼗冃我鸹A(chǔ)轉(zhuǎn)動時，還會使建筑物產(chǎn)生附加位移，這些因素都會影響結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。為滿足整體穩(wěn)定要求，規(guī)程規(guī)定了高寬比。2．結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度沿豎向結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度變化宜均勻，構(gòu)件截面由下至上逐漸減小，不突變。當(dāng)某些樓層的剛度小于上層時，應(yīng)不小于相鄰的上層剛度的70％或其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的80%。3．結(jié)構(gòu)樓層的收進(jìn)與外挑需要抗震設(shè)防的建筑，豎向體型應(yīng)力求規(guī)則、均勻，避免有過大的外挑和內(nèi)收，立面收進(jìn)部分的尺寸比值B1/B≥0.75（H1/H＞0.2時）。外挑時B不宜小于B1的0.9倍，a不宜大于4m。轉(zhuǎn)換層高層建筑宜設(shè)地下室。在豎向上，不同功能的樓層需要不同的空間劃分，因而上下層之間就要求結(jié)構(gòu)型式和結(jié)構(gòu)布置軸線的改變。這就需要在上下層之間設(shè)置結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，以完成結(jié)構(gòu)布置密集、墻柱較多的上層向結(jié)構(gòu)布置較稀疏、墻柱較少的下層的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換。

轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件transfermember：完成上部樓層到下部樓層的結(jié)構(gòu)型式轉(zhuǎn)變或上部樓層到下部樓層結(jié)構(gòu)布置改變而設(shè)置的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，包括轉(zhuǎn)換梁、轉(zhuǎn)換桁架、轉(zhuǎn)換板等。

轉(zhuǎn)換層transferstory：轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)構(gòu)件所在的樓層。一般沿豎向變化不超過4次。每次改變，梁、柱尺寸減少100~150mm；墻減少50mm；混凝土強(qiáng)度降低一個等級為宜。最好尺寸減少與強(qiáng)度降低錯開樓層，避免同層同時改變。高規(guī)理解P68轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)四、不規(guī)則結(jié)構(gòu)四、不規(guī)則結(jié)構(gòu)

建筑設(shè)計應(yīng)符合抗震概念設(shè)計的要求，不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的設(shè)計方案。（抗3.4.1）

建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計者在高層建筑設(shè)計中應(yīng)特別重視規(guī)程中有關(guān)結(jié)構(gòu)概念設(shè)計的各項規(guī)定,設(shè)計中不能陷入只憑計算的誤區(qū)。若結(jié)構(gòu)嚴(yán)重不規(guī)則、整體性差，則僅按目前的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算水平，難以保證結(jié)構(gòu)的抗震、抗風(fēng)性能，尤其是抗震性能。（高宣P6）

平面不規(guī)則的類型（抗3-4-2）

不規(guī)則類型定義扭轉(zhuǎn)不規(guī)則樓層的最大彈性水平位移(或?qū)娱g位移),大于該樓層兩端彈性水平位移(或?qū)娱g位移)平均值的1.2倍凹凸不規(guī)則結(jié)構(gòu)平面凹進(jìn)的一側(cè)尺寸,大于相應(yīng)投影方向總尺寸的30%樓板局部不連續(xù)樓板的尺寸和平面剛度急劇變化，例如，有效樓板寬度小于該層樓板典型寬度的50%，或開洞面積大于該層樓面面積的30%，或較大的樓層錯層。不規(guī)則結(jié)構(gòu)續(xù)豎向不規(guī)則的類型（抗3-4-2）不規(guī)則類型定義側(cè)向剛度不連續(xù)該層的側(cè)向剛度小于相鄰上一層的70%，或小于其上相鄰三個樓層側(cè)向剛度平均值的80%；除頂層外，局部收進(jìn)的水平向尺寸大于相鄰下一層的25%豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)豎向抗側(cè)力構(gòu)件（柱、抗震墻、抗震支撐）的內(nèi)力由水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件（梁、桁架等）向下傳遞樓層承載力突變抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力小于相鄰上一樓層的80%“不規(guī)則”指超過抗3-4-2中一項及以上的不規(guī)則指標(biāo)；“特別不規(guī)則”指多項均超過表中不規(guī)則指標(biāo)或某一項超過規(guī)定指標(biāo)較多，具有較明顯的抗震薄弱部位，將會引起不良后果者；“嚴(yán)重不規(guī)則”指體型復(fù)雜，多項不規(guī)則指標(biāo)超過抗3-4-2條上限值或某一項大大超過規(guī)定值，具有嚴(yán)重的抗震薄弱環(huán)節(jié)，將會導(dǎo)致地震破壞的嚴(yán)重后果者。

扭轉(zhuǎn)周期與平動周期比控制（高4-3-5）結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的地震作用下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍，不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主的第一自振周期之比，A級高度高層建筑不應(yīng)大于0.9，B級高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。如同位移比的控制一樣，周期比側(cè)重控制的是側(cè)向剛度與扭轉(zhuǎn)剛度之間的一種相對關(guān)系，而非絕對大小，它的目的是使抗側(cè)力構(gòu)件的布置更有效、更合理。所以一旦出現(xiàn)周期比不滿足要求的情況，一般只能通過調(diào)整平面布置來改善這一狀況，這種改變一般是整體性的，局部的小調(diào)整往往收效甚微?？傊?，周期比控制不是要求結(jié)構(gòu)足夠結(jié)實，而是在要求結(jié)構(gòu)承載布局的合理性。五、樓面結(jié)構(gòu)五、樓面結(jié)構(gòu)

總的原則是選擇結(jié)構(gòu)高度小、整體性好、剛度好、重量較輕，滿足使用要求并便于施工的樓蓋結(jié)構(gòu)。1、樓面結(jié)構(gòu)選型目前在高層結(jié)構(gòu)計算中，一般都假定樓板在自身平面內(nèi)的剛度無限大，在水平荷載作用下樓蓋只有剛性位移而不變形。所以在構(gòu)造設(shè)計上，要使樓蓋具有較大的平面剛度。再者，樓板的剛性可保證建筑物的空間整體性能和水平力的有效傳遞。所以，房屋高度超過50m的高層建筑，宜采用現(xiàn)澆樓面結(jié)構(gòu)，特別是框架—剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)和復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)，框架部分的水平力要通過樓面?zhèn)鞯絼偠群艽蟮募袅ι先?，對樓板的平面?nèi)剛度有更高的要求，因此應(yīng)采用現(xiàn)澆樓面結(jié)構(gòu)。高度不超過50m的剪力墻結(jié)構(gòu)和框架結(jié)構(gòu)，由于各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的剛度相差不十分懸殊，水平力在各片抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中的分配比較接近，所以樓板平面內(nèi)受力較小，可以采用裝配式樓板，通過現(xiàn)澆板縫連為整體。當(dāng)房屋平面尺寸不是板寬的倍數(shù)時，也需要用現(xiàn)澆板帶來調(diào)整。樓面結(jié)構(gòu)續(xù)現(xiàn)澆樓蓋混凝土不宜低于C20、不宜高于C40。高度不超過50m時，8、9度抗震設(shè)計的框架—剪力墻結(jié)構(gòu)宜采用現(xiàn)澆樓蓋，以保證地震力的可靠傳遞。6、7度時可用裝配式樓蓋，但要在預(yù)制樓板上面設(shè)置現(xiàn)澆面層（C20≤砼≤C40，h≥50mm，鋼筋Φ6—Φ8，雙向@150—200,伸入剪力墻內(nèi)或與剪力墻預(yù)留鋼筋焊接），板縫不宜小于40mm，且在板縫內(nèi)配鋼筋，并貫通整個結(jié)構(gòu)單元。9度抗震設(shè)防時，宜采用現(xiàn)澆樓蓋。50m以下的建筑中，下列部分仍應(yīng)采用現(xiàn)澆樓蓋：⑴房屋的頂層；⑵結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層；⑶樓面有大的開洞；⑷平面過于復(fù)雜，外伸段太長。

樓面結(jié)構(gòu)續(xù)2、樓板的構(gòu)造要求1）重要的、受力復(fù)雜的樓板，應(yīng)比一般層樓板（100～140mm，不應(yīng)小于80mm，樓板太薄不僅容易因上部鋼筋位置變動而開裂，同時也不便于敷設(shè)各類管線）有更高的要求。屋頂（≮120mm，宜雙向配筋）、轉(zhuǎn)換層樓板（≮180mm，應(yīng)雙向配筋，且每向配筋率≮0.25%），作為上部結(jié)構(gòu)嵌固部位的地下室樓層以及開口過大的樓板（≮180mm，≮C30，應(yīng)雙向配筋，且每向配筋率≮0.25%；普通地下室頂板厚≮160mm）應(yīng)采用現(xiàn)澆以增強(qiáng)其整體性。頂層樓板應(yīng)加厚并采用現(xiàn)澆，以抵抗溫度應(yīng)力的不利影