多高层钢筋混凝土结构设计中疑难问题的处理及算例之 - 结构设计的原则和基本规定

度不小于`L_AK`(受拉钢筋抗震锚固长度)。

(3)在高层建筑周边设置低层裙房时，裙房可以单边、两边和三边围合设置(图3_4A-C)，甚至高层主楼置于裙房内(图3-4D).当裙房面积较小，与主楼相比其刚度也不大时，上、下层刚度中心不一致而产生的扭转影响较小，可以采用图A-C的偏置形式;当裙房面积较大，裙房边长与主楼边长之比R/B , L/L大于1.5时，宜采用图D的内置式，井且裙房刚度中心O‘与主楼刚度中心0的偏心不宜大于裙房相应边长的20}} P实际操作时可按质量中心进行控制。

(4) 高层建筑物设置了伸缩缝、沉降缝或防震缝后，独立的结构单元就是由这些缝划分出来的各个部分。各独立的结构单元平面形状和刚度对称，有利于减少地震时由于扭转产生的震害。唐山地震、墨西哥城地震和阪神地震都明显看出:平面不规则、刚度偏心的建筑物，在地震中容易受到较严重的破坏。因此，在设计中宜尽量减小刚度的偏心。如果建筑物平面不规则、刚度明显偏心，则应在设计时用较精确的内力分析方法考虑偏心的影响，并在配筋构造上对边、角部位予以加强。

(5)平面过于狭长的建筑物在地震时由于两端地震波输人有位相差而容易产生不规则振动，产生较大的震害，平面有较长的外伸时。外伸段容易产生局部振动而引发凹角处破坏。需要抗震设防的A级高度钢筋混凝上高层建筑，其平面布置宜符合下列要求:

1)平面宜简单、规则、对称、减少偏心，否则应考虑扭转不利影响;

2)平面长度不宜过长，突出部分长度L不宜过大，凹角处宜采取加强措施(图3-5); L, L等值宜满足表3-5的要求;( 图略)

(6)抗震设计的B级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，其平面布置应简单、规则，减少偏心。

(7)角部重叠和细腰形的平面图形(图3-6)，在中央部位形成狭窄部分，在地震中容易产生震害，尤其在凹角部位，因为应力集中容易使楼板开裂、破坏。这些部位应采用加大楼板厚度，增加板内配筋设置集中配筋的边梁，配置45°斜向钢筋等方法予以加强。

图3-6

当楼板平面过于狭长、有较大的凹人和开洞而使楼板有过大削弱时，应在设计中考虑楼板变形产牛的不利影响。楼面凹人和开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半，楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30% ;在扣除凹人和开洞后，楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5M。且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2M.如图3-7所示属不规则平面

图3-7 (A)当房屋底部仅为门厅、共享大厅通高2-3层的情况在工程中是常见的，设计时应注意分析和加强构造。

(8)抗震设计时，当建筑物平面形状复杂而又无法调整其平面形状和结构布置使之成为较规则的结构时，宜设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。设置防震缝时，应符合下列规定:

1)房屋高度不超过15M时防震缝最小宽度为70 MM ,当高度超过15M时，各结构类型按表3-6确定;

2)防震缝两侧结构体系不同时，防震缝宽度按不利的体系考虑，并按较低一侧的高度计算确定缝宽;

3)防震缝应沿房屋全高设置，基础及地下室可不设防震缝，但在防震缝处应加强构造和连接;

4)当相邻结构的基础存在较大沉降差时，宜增大防震缝的宽度;

5) 8, 9度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距，框架和抗撞墙的内力应按考虑和不考虑抗撞墙两种情况分别进行分析，并按不利情况取值。抗撞墙在防震缝一端的边柱，箍筋应沿房屋全高加密(图3-8 )。

9)在有抗震设防要求的情况下，建筑物各部分之间的关系应明确;如分开，则彻底分开，如相连，则连接牢固。不宜采用似分不分、似连不连的结构方案。天津友谊宾馆主楼(8层框架)与单层餐厅采用了餐厅层屋面梁支承在主框架牛腿上加以钢筋焊接，在唐山地震中由于振动不同步，牛腿拉断、压碎、产生严重震害，这种连接方式是不可取的。因此，结构单元之间或主楼与裙房之间如无可靠措施，不应采用牛腿托梁的做法作为防震缝处理。

考虑到目前结构型式和体系较为复杂，例如连体结构中连接体与主体建筑之间可能采用铰接等情况，如采用牛腿托梁的做法，则应采取类似桥墩支承桥面结构的做法，在较长、较宽的牛腿上设置滚轴或铰支承，而不得采用焊接等固定连接方式。并应能适应地震作用下相对位移的要求。

(10)在规则平面中，如果结构刚度不对称，在地震作用下仍然会产生扭转。所以，抗侧力结构的布置应均匀分布，并使荷载合力作用线通过结构刚度中心，以减少扭转的影响。楼梯及电梯墙体的布置应注意使结构刚度对称分布。

3.10 多高层建筑结构竖向布置有哪些规定?

(1)历次地震震害表明:结构刚度沿竖向突变、外形外挑内收等，都会产生变形在某些楼层的过分集中，出现严重震害甚至倒塌。所以设计中应力求自下而上刚度逐渐、均匀减小，体型均匀不突变。1995年阪神地震中，大阪和神户市不少建筑产生中部楼层严重破坏的现象，其中一个原因就是结构刚度在中部楼层产生突变。有些是柱截面尺寸和混凝土强度在中部楼层突然减小。有些是由于使用要求而剪力墙在中部楼层突然取消，这些都引发了楼层刚度的突变而产生严重震害。

(2)抗震设计的高层建筑结构。其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的70%或其上相邻三层侧向刚度平均值的80 %。结构竖向抗侧力构件不宜不连续(图3-9 )楼层的侧

向刚度可取地震作用下该楼层剪力和该楼层层间位移的比值。

(3)A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的承载力不宜小于其上一层的80% ,不应小于其上一层的565%.B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的承载力不应小于其上一层的75%〔图3-10)

注:楼层层间杭侧力结构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。

(4)抗震设计时，当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度`H_1`与房屋高度H之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸`B_1`，不宜小于下部楼层水平尺寸B的G.75倍(图3-11A, B)当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的水平尺寸B不宜小于上部楼层水平尺寸`B_1`的0.9倍，且水平外挑尺寸A不宜大于4M.

图3-11