【文章內(nèi)容簡介】 面的高度 `H_1`與房屋高度 H之比大于 ，上部樓層收進(jìn)后的水平尺寸 `B_1`，不宜小于下部樓層水平尺寸 B的 (圖311A, B)當(dāng)上部結(jié)構(gòu)樓層相對于下部樓層外挑時(shí)，下部樓層的水平尺寸 B不宜小于上部樓層水平尺寸 `B_1`的 ，且水平外挑尺寸 A不宜大于 4M. 圖 311 (5)中國建筑科學(xué)研究院的計(jì)算分析和試驗(yàn)研究表明，當(dāng)結(jié)構(gòu)上部樓層相對于下部樓層收進(jìn)時(shí)，收進(jìn)的部位越高、收進(jìn)后的平面尺寸越小，結(jié)構(gòu)的高振型反應(yīng)越明顯，因此對收進(jìn)后的平面尺寸加以限制。當(dāng)上部結(jié)構(gòu)樓層相對于下部樓層外挑時(shí)，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)和豎向地震作用效應(yīng)明顯，對抗震不利，因此對其外挑尺寸加以限制，設(shè)計(jì)上應(yīng)考慮豎向地震作用影響。 (6)歷次地震震害表明 :結(jié)構(gòu)剛度沿豎向突變、外形外挑或內(nèi)收等，都會產(chǎn)生某些樓層的變形過分集中，出 現(xiàn)嚴(yán)重展害甚至倒塌。所以設(shè)計(jì)中應(yīng)力求使結(jié)構(gòu)剛度自下而上逐漸均勻減小，體形均勻、不突變。 1995年阪神地震中，大阪和神戶市不少建筑產(chǎn)生中部樓層嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象，其中一個(gè)原因就是結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度在中部樓層產(chǎn)生突變。有些是柱截面尺寸和混凝土強(qiáng)度在中部樓層突然減小，有些是由于使用要求使剪力墻在中部樓層突然取消，這些都引發(fā)了樓層剛度的突變而產(chǎn)生嚴(yán)重震害。柔弱底層建筑物的嚴(yán)重破壞在國內(nèi)外的大地震中更是普遍存在。 (7)頂層取消部分墻、柱而形成空曠房間時(shí)，其樓層側(cè)向剛度和承載力可能比其下部樓層相差較多，是不利于抗震的結(jié)構(gòu)，應(yīng) 進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算分析，并采取有效的構(gòu)造措施。如采用彈性時(shí)程分析進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算、柱子 箍筋 應(yīng)全長加密配置、大跨度屋面構(gòu)件要考慮豎 1)減小土的重量，降低地基的附加壓力 。 2)提高地基土的承載能力 。 3)減少地震作用對上部結(jié)構(gòu)的影響。 唐山地震震害凋查表明 :有地下室的建筑物震害明顯減輕 .同一結(jié)構(gòu)單元應(yīng)全部設(shè)置地下室，不宜采用部分地下室，且地下室應(yīng)當(dāng)有相同的埋深。 通過計(jì)算來限制建筑結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性 ? 結(jié)構(gòu)平面布置要限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。國內(nèi)、外歷次大地震震害表明，平面不規(guī)則、質(zhì)量與剛度偏心和抗扭剛度太弱的結(jié)構(gòu)，在地震中受到嚴(yán)重的破壞。國內(nèi)一些振動臺模型試驗(yàn)結(jié)果也表明，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。對結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)需從兩個(gè)方面加以限制 : (1)限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。規(guī)定單向地震作用扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算應(yīng)考慮偶然偏心的影響 (詳見 (高規(guī)》第 )，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 ，不應(yīng)大于該樓層平均值的 (圖 312) 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 ，不應(yīng)大于該樓層平均值的 。 (2)限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。關(guān)鍵是限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期 `T_1`與平動為主的第一自振周期 `T_1`之比。當(dāng)兩者接近時(shí)，由于振動藕連的影響，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯增大。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期 T:與平動為主的第一自振周期 T，之比， A級高度高層建筑不應(yīng)大于 , 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 不滿足以上要求時(shí)，宜調(diào)整抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置，增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。如在滿足層間位移比的情況下，減小某些 (中部 )豎向構(gòu)件剛度，增大平動周期，加大端部豎向構(gòu)件抗扭剛度，減小扭轉(zhuǎn)周期。 扭轉(zhuǎn)禍聯(lián)振動的主方向，可通過計(jì)算振型方向因子來判斷。在兩個(gè)平動和一個(gè)轉(zhuǎn)動構(gòu)成的三個(gè)方向因子中，當(dāng)轉(zhuǎn)動方向因子大于 ，則該振型可認(rèn)為是扭轉(zhuǎn)為主的振型。 多高 層建筑結(jié)構(gòu)，經(jīng)計(jì)算若周期比 `T_1`/`T_1`.小于 ，則相對扭轉(zhuǎn)振動效應(yīng) ΘR/Υ。一般較小 (Θ,R分別為扭轉(zhuǎn)角和結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)半徑。 ΘR表示由于扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離質(zhì)心距離為回轉(zhuǎn)半徑處的位移， Υ為質(zhì)心位移 )，即使結(jié)構(gòu)的剛度偏心很大， 偏心距 。達(dá)到 ，其相對扭轉(zhuǎn)變形 ΘR/Υ值亦僅為 。而當(dāng)周期比 `T_1`/`T_1`.大于 ，相對扭振效應(yīng) ΘR/Υ值急劇增加。即使剛度偏心很小， 偏心距 E僅為 ，當(dāng)周期比 `T_1`/`T_1`等于 時(shí)，相對扭轉(zhuǎn)變形 ΘR/Υ值可達(dá) 。當(dāng)周期比 `T_1`/`T_1`接近 1時(shí)，相對扭轉(zhuǎn)變形 ΘR/Υ值可達(dá) 。由此可見，抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)采取措施減小周期比 `T_1`/`T_1`值，使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度。表 37 從表中還可以看出，結(jié)構(gòu)的第一振型是以平動為主的平動與扭轉(zhuǎn)混合振型 (其平動振動系數(shù)為 ,扭轉(zhuǎn)振動系數(shù)為 )，結(jié)構(gòu)以扭轉(zhuǎn)振動為主的第一自振周期 T，與平動振動為主的第一自振周期 `T_1`之比為 `T_1`/`T_1`=，符合《高規(guī)》第 A級高度高層建筑不應(yīng)大于 。 (3)目前在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的多數(shù)計(jì)算分析方法和計(jì) 算機(jī)軟件，都假定樓板在平面內(nèi)不變形，平面內(nèi)剛度為無限大，這對于大多數(shù)工程來說是可以接受的。但當(dāng)樓板有大的凹人、大的開洞時(shí)，樓板在平面內(nèi)削弱過大，樓板產(chǎn)生顯著的變形，這時(shí)剛性樓板的假定不再適用，要采用考慮樓板變形影響的計(jì)算方法和相應(yīng)的計(jì)算程序?？紤]樓板的實(shí)際剛度可以采用將樓板等效為受彎水平梁的簡化方法，也可以將樓板劃分為單元后采用 有限單元法 進(jìn)行計(jì)算。 (4) 級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)和《高規(guī)》第 10 章規(guī)定的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，應(yīng)符合下列要求 : 1)應(yīng)采用至少兩個(gè)不同力學(xué)模型的三維空間分析軟件進(jìn)行整體內(nèi)力位移計(jì)算 。 2)抗震計(jì)算時(shí)，宜考慮平扭藕連計(jì)算結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，振型數(shù)不應(yīng)小于 15，對多塔樓結(jié)構(gòu)的振型數(shù)不應(yīng)小于塔樓數(shù)的 9倍，且計(jì)算振型數(shù)應(yīng)使振型參與質(zhì)量不小于總質(zhì)量的 90%。 3)應(yīng)采用彈性時(shí)程分析法進(jìn)行補(bǔ)充計(jì)算 。 4)宜采用彈塑性靜力或動力分析方法驗(yàn)算 薄弱層 彈塑性變形。 5)對豎向不規(guī)則的高層建筑結(jié)構(gòu)，包括某樓層抗側(cè)剛度小于其上一層的 70%或小于其上相鄰三層側(cè)向剛度平均值的 80% ,或結(jié)構(gòu)樓層層間抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的承載力小于其上一層的 80%，或某樓層豎向抗側(cè)力構(gòu)件不連續(xù)，其 薄弱層 對應(yīng)于地震作用標(biāo)準(zhǔn)值的地震 剪力應(yīng)乘以 。結(jié)構(gòu)的計(jì)算分析 應(yīng)符合《高規(guī)》第 ，并應(yīng)對薄弱部位采取有效的抗震構(gòu)造措施。 結(jié)構(gòu)水 平位移限值的目的是什么 ? 多高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有必要的剛度，在正常使用條件下限制建筑結(jié)構(gòu)層間位移的主要目的為 。第一，保證主要結(jié)構(gòu)基本處于彈性受力狀態(tài)，對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)要避免混凝土墻或柱出現(xiàn)裂縫 。將混凝土梁等樓面構(gòu)件的裂縫數(shù)量、寬度限制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。第 二，保證填充墻、隔墻和幕墻等非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的完好，避免產(chǎn)生明顯損壞。因此，《高規(guī)》第 了按彈性方法計(jì)算的樓層層間最大位移與層高之比 △U/H的限值。 △U是怎樣計(jì)算的 ? 正常使用條件下的 結(jié)構(gòu)水 平位移是按地震小震考慮，即 50 年設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期超越概率 10%的地震加速度的多遇地震考慮，比設(shè)防烈度約低 度的設(shè)計(jì)基本地震加速度計(jì)算確定 。風(fēng)荷載按 50年或 100年一遇的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值計(jì)算確定。 第 I層的 △U/H指第 I層和第 I1層在樓層平面各處位移差 △U=`U_1``U_(I1`中的最大值與層高之比，不扣除整體彎曲變形。由于多高層建筑結(jié)構(gòu)在水平力 (水平地震作用或風(fēng)荷載 )作用下幾乎都會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，所以 △U的最大值一般在結(jié)構(gòu)單元的邊角部位。 高層建筑結(jié)構(gòu)的水平地震作用下最大位移，應(yīng)在單向水平地震作用時(shí)不考慮偶然偏心的影響，采用考慮扭轉(zhuǎn)藕聯(lián)振動影響的振型分解 反應(yīng)譜 法進(jìn)行計(jì)算，并應(yīng)采用剛性樓板假定。 薄弱層 彈塑性變形計(jì)算 ? 震害表明，結(jié)構(gòu)如果存在薄弱層，在強(qiáng)烈地震作用下結(jié)構(gòu)薄弱部位將產(chǎn)生較大的彈塑性變形，會引起結(jié)構(gòu)嚴(yán)重破壞甚至倒塌。因此?！陡咭?guī)》第 高層建筑結(jié)構(gòu)，在罕遇地震作用下薄弱層彈塑性變形驗(yàn)算 。第 定了層間彈塑性位移角限值 。第 。第 ， B級高度的高層建筑結(jié)構(gòu)和第 10 章的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)宜采用彈塑性靜力或動力分析方法驗(yàn)算薄弱層彈塑性變形。 彈塑性動力分析，即彈塑性時(shí)程分析，目前各有關(guān)國家還處于研究階段，尚缺乏比較成熟的實(shí)用分析軟件。彈塑性靜力分析方法，即結(jié)構(gòu)非線性計(jì)算 ( PUSHOVER推覆分析 )，目前許多院校和研究單位都可進(jìn)行計(jì)算，中國建筑標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)研究所的北京金土木軟件技術(shù)有限公司新推出國際建筑結(jié)構(gòu)通用軟件 ETARS中文版可以進(jìn)行此項(xiàng)計(jì) 算。 《高規(guī)》為什么規(guī)定舒適度要求 ? 高層建筑在風(fēng)荷載作用下將產(chǎn)生振動，過大的振動加速度將使在高樓內(nèi)居住的人們感覺不舒適，甚至不能忍受，直接影響工作和生活，不舒適程度與建筑物的加速度關(guān)系如表 38所示。 《高規(guī)》第 ，高度超過 150M的高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有良好的使用條件、滿足舒適度要求，按 10年一遇的風(fēng)荷載取值計(jì)算的順風(fēng)向與橫風(fēng)向結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)最大加速度`Α_MAX`不應(yīng)超過表 39中數(shù)值。 超高層建筑風(fēng)振反應(yīng)加速度包括順風(fēng)向最大加速度、橫風(fēng)向最大加速度和扭轉(zhuǎn)角速度。 順風(fēng)向和橫風(fēng)向的頂點(diǎn)最大加速度應(yīng)按下列公式計(jì)算 : (1) 順風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度 `Α_W`=Ζ`(Μ_ΘΜ_RΩ_0A)/(M_TOT)` 式中 `Α_W`——順風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度（ M/`S^2`） `Μ_Θ`——風(fēng)荷載體型系數(shù)； `Μ_R`——重現(xiàn)期調(diào)整系數(shù)，取重現(xiàn)期為 10 年時(shí)的系數(shù) 。 `Ω_0`——基本風(fēng)壓（ KN/`M2`） ,按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷規(guī)范》 GB 50009—2022Ζ、Ν——分別為脈動增大系數(shù)和脈動影響系數(shù)，按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》GB50009—2022的規(guī)定采用 A——建筑物總迎風(fēng)面積（ `M^2`） `M_TOT`——建筑物總質(zhì)量（ T） (2) 橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速度 `Α_W`=`(B_R)/(T_1^2)`.`(SQRT(BL))/(Γ_BSQRT(Ζ_T,CR))` (34)`B_R`=`10^4(Ν_N,MT_T)/(SQRT(BL))^`(KN/`M^3`)(35) 式中 `Α_TR`——橫風(fēng)向頂點(diǎn)最大加速（ M/`S^2`） 。 `Ζ_O,M`——建筑物頂點(diǎn)平均風(fēng)速（ M/S） ,`Ν_OM`=`40SQRT(Μ_OΜ_ZΩ_O)` `Μ_Z`——風(fēng)壓高度變化系數(shù)； `?！狟`——建筑物所受的平均重力（ KN/`M^3`） 。 `ΖT,ER`——建筑物橫風(fēng)向的臨界阻尼比值 ； `T_1`——建筑物橫風(fēng)向第一 自振周期（ S） B、 L—分別為建筑物平面的寬度和長度（ M） 3． 16多高層房屋適用高度和高寬比如何確定 ? (1)鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度和高寬比 分為 A級和 B級。 B級高度高層建筑站構(gòu)的最大適用高度和高寬比較 A級有所放寬，其結(jié)構(gòu)抗震等級和有關(guān)的計(jì)算、構(gòu)造措施應(yīng)符合本手冊相應(yīng)條文的規(guī)定。多層建筑結(jié)構(gòu)只有 A級適用高度。 (2)A緞高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度宜符合《高規(guī)》表 ，短肢剪力墻．筒體結(jié)構(gòu)的最大適用高度應(yīng)符合《高規(guī)》第 ?？蚣?剪力墻、剪力墻和筒體結(jié)構(gòu)高層建筑，其高度超過表 B級高度高層建筑 .B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度不宜大于《高規(guī)》表 。 (3)島層建筑 的高寬比，是對結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟(jì)臺理性的宏觀控制。A級高度高層建筑的高寬比限值見《高規(guī)》表 ， B級高度高層建筑的高寬比限值見《高規(guī)》表 。 在復(fù)雜體型的高層建筑中，如何計(jì)算高寬比是比較難以確定的問題。一般場合，可按所考慮方向的最小投影寬度計(jì)算高寬比，但對突出建筑物平面很小的局部結(jié)構(gòu) (如樓梯間、電梯間等 )，一