竖向抗侧力构件

关于框架结构楼层受剪承载力的规范要求和通过工程实例用PKPM来调整参数,满足规范的要求摘要：框架结构楼层受剪承载力的规范要求用PKPM设计软件参数调整来满足规范的设计要求关键词：受剪承载力，设计规范，PKPM设计软件，变形Abstract: the framework structure floor the specification requirements of the shear bearing capacity with PKPM design software parameters adjustment to satisfy the standard design requirementsKey Words: shear bearing capacity, design norms, PKPM design software, deformation根据《建筑抗震设计规范》GB 50011-2001（以下简称抗规）表3.4.2-2中的规定，抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%时，为结构竖向不规则。

根据3抗规.4.3.2条的规定：平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，应按本规范有关规定进行弹塑性变形分析，并应符合下列要求：（1）竖向抗侧力构件不连续是，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25-1.5的增大系数。

（2）楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%。

根据抗规5.5.2条规定：结构在罕遇地震作用下薄弱层的弹塑性变形验算，应符合下列要求：1 下列结构应进行弹塑性变形验算：1)8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，高大的单层钢筋混凝土柱厂房的横向排架；2)7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的钢筋混凝土框架结构；3)高度大于150m的钢结构；4)甲类建筑和9度时乙类建筑中的钢筋混凝土结构和钢结构；5)采用隔震和消能减震设计的结构。

第1章绪论1．我国对高层建筑结构是如何定义的《高规》将10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构房屋，称之为高层。

2．高层建筑结构的受力及变形特点是什么设计时应考虑哪些问题（1）水平荷载对结构的影响大，侧移成为结构设计的主要控制目标之一；（2）楼盖结构整体性要求高;（3）高层建筑结构中的构建的多种变形影响大；（4）结构受到动力荷载作用时的动力效应大；（5）扭转效应大；（6）必须重视结构的整体稳定和抗倾覆问题；（7）当建筑物高度很大时，结构内外与上下温差过大而产生的温度内力和温度位移也是高层建筑结构的一种特点。

4．为什么要限制结构在正常情况下的侧移何谓舒适度高规采用何种限制来满足舒适度要求限制侧移主要原因：防止主题结构及填充墙、装修等非结构构件的开裂与损坏；同时过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移还会使结构产生较大的附加内力。

人体对居住在高楼内的舒适程度。

通过限制振动加速度满足舒适度要求。

5．什么是结构的重力二阶效应高层建筑为什么要进行稳定性验算如何进行框架结构的整体稳定验算框架结构在水平荷载作用下将产生侧移，如果侧移量比较大，由结构重力荷载产生的附加弯矩也将较大，危及结构的安全与稳定。

这个附加弯矩称之为重力二阶效应。

有侧移时，水平荷载会产生重力二阶效应，重力二阶效应过大会导致结构发生整体失稳破坏。

故要进行稳定性验算。

满足下式要求，式中n为结构总层数，否则将认为结构不满足整体稳定性要求。

第2章高层建筑结构体系与布置1. 何为结构体系高层建筑结构体系大致有哪几类选定结构体系主要考虑的因素有哪些所谓高层建筑建筑的结构体系是指结构抵抗外部作用的构件类型及组成方式。

框架结构；剪力墙结构；框架-剪力墙结构；筒体结构；巨体结构。

因素：建筑高度；抗震设防类别；设防烈度；场地类型；结构材料和施工技术；经济效益；3.在抗震结构中为什么要求平面布置简单、规则、对称，竖向布置刚度均匀怎样布置可以使平面内刚度均匀，减小水平荷载引起的扭转沿竖向布置可能出现哪些刚度不均匀的情况高层建筑结构平面、竖向不规则有哪些类型（1）因为大量宏观震害标明，布置不对称，刚度不均匀的结构会产生难以计算和处理得地震作用（如应力集中，扭曲等）引起的严重后果，建筑平面尺寸过长，如建筑，在蒜辫方向不仅侧向变形加大，而且会产生两端不同步的地震运动，价赔偿的楼板在平面既有扭转又有挠曲，与理论计算结果误差较大。

一、一般情况下模拟施工加载取模拟施工加载3比较符合逐层施工的实际情况。

模拟施工加载2则可以更合理的给基础传递荷载。

复杂结构设计人员可以指定施工顺序。

二、修正后的大体风压一般就是荷载规范规定的大体风压，对于沿海和强风地带对风荷载敏感的建筑可以在此基础上放大10%~20%，门刚中则规定按放大5%采用。

3、对于高度大于150M的高层混凝土建筑才要验算风振舒适度。

结构阻尼比取0.01~0.02，程序缺省0.02。

4、侧刚计算方式：一种简化计算法，计算速度快，但应用范围有限，当概念有弹性楼板或有不与楼板相连的构件时（如错层结构、空旷的工业厂房、体育馆等）用此法会有必然误差；总刚计算方式：精度高，适用范围广，计算量大。

对于没有概念弹性楼板且没有不与楼板相连构件的工程，两种方式结果一样。

（以下转贴）“刚性楼板”的适用范围：绝大多数结构只要楼板没有特别的减弱、不持续，都可采用这个假定。

相关注意：由于“刚性楼板假定”没有考虑板面外的刚度，所以可以通过“梁刚度放大系数”来提高梁面外弯曲刚度，以弥补面外刚度的不足。

一样原因，也可通过“梁扭矩折减系数”来适当折减梁的设计扭矩。

“弹性板6 ”的适用范围：所有的工程都可采用。

相关注意：由于已经考虑楼板的面内、面外刚度，则梁刚度不宜放大、梁扭矩不宜折减。

板的面外刚度将承担一部份梁柱的面外弯矩，而使梁柱配筋减少。

此时结构分析时间大大增加。

“弹性板3 ”的适用范围：需要保证楼板平面内刚度超级大，外刚度承担荷载，不使梁柱配筋减少，以保证梁柱设计的安全度。

“如厚板转换层中的厚板，板厚达到1m以上。

而面外刚度则需要按实际考虑。

相关注意：一般在厚板转换层不设梁，或用等代梁，并注意上下部轴线差别产生的传力问题。

“弹性膜”的适用范围：仅适用于梁柱结构，设计时不使楼板面相关注意：不能用于“板柱结构”。

设计时可以进行梁的刚度放大和扭矩折减。

（弹性楼板6：考虑楼板的面内刚度和面外刚度，采用壳单元．原则上适用于所有结构，但采用弹性楼板6计算时，楼板和梁一路承担面外弯矩，计算结果中梁的配筋小了，而楼板承担面外弯矩，计算的配筋又未考虑．另外计算工作量大．因此该模型仅适用于板柱结构；弹性楼板3：考虑楼板的面内刚度无穷大，并考虑楼板的面外刚度．适用于厚板转换层；弹性膜：考虑面内刚度，面外刚度为零．采用膜剪切单元．弹性板由用户人工指定，但对于斜屋面，若是没有指定，程序会缺省为弹性膜，用户可以指定为弹性板6或弹性膜，不允许概念为刚性板或弹性板3）五、按照高规（JGJ 3-2021）第3.7.3条注，抗震设计时SATWE计算结果中楼层层间最大位移与层高之比的限值可不考虑偶然偏心的影响。

第51卷第3期2021年2月上建筑结构Building StructureVol．51No．3Feb．2021DOI ：10.19701/j．jzjg．2021.03.008作者简介：赵仕兴，硕士，教授级高级工程师，Email ：316458931@qq．com ；通信作者：杨姝姮，硕士，工程师，Email ：yangshuheng_92@163．com 。

有关建筑结构平面规则性的若干问题讨论赵仕兴1，2，杨姝姮1，2，陈可3（1四川省建筑设计研究院有限公司，成都610017；2四川省建筑设计研究院有限公司复杂结构设计研究中心，成都610017；3成都惟尚建筑设计有限公司，成都610017）［摘要］建筑结构的规则性判断是抗震设计的前提，也是抗震概念设计的重要内容。

建筑结构的规则性包括平面规则性和竖向规则性，对结构平面的确定、楼板不连续、楼板的有效宽度、凹凸不规则、组合平面、环形平面和口字形平面等结构规则性相关问题进行了详细的解释说明，并指出平面规则性判断的本质是楼盖的平面刚度是否足够、分块楼板之间连接是否可靠有效。

［关键词］平面规则性判断；凹凸不规则；楼板有效宽度；组合平面中图分类号：TU318+．2文献标识码：A 文章编号：1002-848X （2021）03-0047-04［引用本文］赵仕兴，杨姝姮，陈可．有关建筑结构平面规则性的若干问题讨论［J ］．建筑结构，2021，51（3）：47-50．ZHAO Shixing ，YANG Shuheng ，CHEN Ke．Discussion on several issues concerning the plane regularity of structures ［J ］．Building Structure ，2021，51（3）：47-50．Discussion on several issues concerning the plane regularity of structuresZHAO Shixing 1，2，YANG Shuheng 1，2，CHEN Ke 3（1Sichuan Provincial Architectural Design and Ｒesearch Institute Co．，Ltd．，Chengdu 610017，China ；2Complex Structure Design and Ｒesearch Center ，Sichuan Provincial Architectural Design and Ｒesearch Institute Co．，Ltd．，Chengdu 610017，China ；3Sunway International Co．，Ltd．，Chengdu 610017，China ）Abstract ：The judgment of buildings regularity is the prerequisite of seismic design and also an important content of seismic conceptual design．The regularity of buildings includes plane regularity and vertical regularity．This article is related to the structural regularity such as the determination of the structural plane ，the discontinuity of the floor ，the effective width of the floor ，irregular plane with concave and convex ，the composite plane ，the circular plane and the hollow plane were explained in detail and it was pointed out that the essence of plane regularity judgment was whether the in-plane stiffness of the slab was sufficient and whether the connection between the partial slabs was reliable and effective．Keywords ：judgment of plane regularity ；irregular plane with concave and convex ；effective width of floor ；composite plane0前言历次大地震震害表明，体型规则的建筑震害相对较轻，能够更有效地保护人民的生命财产安全。

框架结构设计要点框架结构设计要点（供参考）⼀、框架结构的特点、适⽤范围1、框架结构的特点1）建筑平⾯布置灵活，使⽤空间⼤。

2）延性较好。

3）整体侧向刚度较⼩，⽔平⼒作⽤下侧向变形较⼤（呈剪切型）。

所以建筑⾼度受到限制。

4）⾮结构构件破坏⽐较严重。

（这是由于变形过⼤，⾮结构构件会破坏⽐较严重）2、框架结构的适⽤范围1）框架结构体系是介于砌体结构与框架-剪⼒墙结构之间的可选结构体系。

框架结构设计应符合安全适⽤、技术先进、经济合理、⽅便施⼯的原则（结构设计原则）。

2）⾮抗震设计时⽤于多层及⾼层建筑。

抗震设计时⼀般情况下框架结构多⽤多层及⼩⾼层建筑（7度区以下）。

3）框架结构由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较⾼的框架结构。

在7度（0.15g）设防区，对于⼀般民⽤建筑，层数不宜超过7层，总⾼度不宜超过28⽶。

在8度（0.3g）设防区，层数不宜超过5层，总⾼度不宜超过20⽶。

超过以上数据时虽然计算指标均满⾜规范要求，但是不经济。

⼆、框架结构平、⽴⾯布置要点1、为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载⼒、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。

设计中应合理地布置抗侧⼒构件，减少地震作⽤下的扭转效应；平⾯布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧⼒构件的截⾯尺⼨和材料强度宜⾃下⽽上逐渐减⼩（不应在同⼀层同时改变构件的截⾯尺⼨和材料强度），避免抗侧⼒结构的侧向刚度和承载⼒突变。

2、框架结构宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个⽅向的地震作⽤或风荷载。

特殊情况下也可以采⽤⼀向为刚架，另⼀向为铰接排架的结构体系。

但在铰接排架⽅向应设置⽀撑或抗震墙，以保证结构的承载⼒、刚度和稳定。

3、抗震设计的框架结构，不宜采⽤单跨框架。

如果不可避免的话，可设计为框架-剪⼒墙结构，多层建筑也可仅在单跨⽅向设置剪⼒墙。

后者框架结构部分的抗震等级应按框架结构选⽤，⽽剪⼒墙部分的抗震等级应按框架-剪⼒墙结构选⽤。

[资料]超限高层建筑工程界定标准1/3超限高层建筑工程界定标准根据国家建设部《超限高层建筑工程抗震设防审查技术要点》确定的超限高层建筑工程界定标准，结合我省实际予以细化，归纳整理如下：一、房屋高度超过以下规定的高层建筑属于超限高层建筑（一）现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度（M）结构类型烈度6 7 8 9框架 60 55 45 25框架-抗震墙 130 120 100 50抗震墙 140 120 100 60部分框支抗震墙 120 100 80 不应采用框架-核心筒 150 130 100 70筒中筒 180 150 120 80板柱-抗震墙 40 35 30 不应采用注：1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；2、框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；3、部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构；4、乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度；5、超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。

（以上摘自《建筑抗震设计规范》表6.1.1）《建筑抗震设计规范》第6.1.1条还规定：平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构，适用的最大高度应适当降低（规范条文说明规定“一般降低20%左右”）。

（二）钢结构房屋适用的最大高度（M）结构类型 6、7度 8度 9度框架 110 90 50框架-支撑（抗震墙板） 220 200 140筒体（框筒、筒中筒、桁架筒、束筒）和巨型框架 300 260 180注：1、房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；2、超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。

（以上摘自《建筑抗震设计规范》表8.1.1）《建筑抗震设计规范》第8.1.1条还规定：平面和竖向均不规则或建造于Ⅳ类场地的钢结构，适用的最大高度应适当降低。

（三）短肢剪力墙较多房屋适用的最大高度（M）《高层建筑混凝土结构技术规程》相关规定：第7.1.2条高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

剪力墙受力及特点在建筑结构中，剪力墙是一种非常重要的竖向承重和抗侧力构件。

它的存在对于保障建筑物的稳定性、安全性以及使用性能起着至关重要的作用。

剪力墙，顾名思义，就像是一道能够承受水平和竖向荷载的“墙壁”。

从受力的角度来看，它主要承受两类荷载，一是竖向荷载，比如建筑物自身的重量以及楼面上放置的家具、人员等产生的重量；二是水平荷载，其中最主要的就是风荷载和地震作用。

先来说说剪力墙承受的竖向荷载。

当建筑物的各层楼板将其上面的荷载传递到剪力墙上时，剪力墙就像一根坚实的柱子，承担着这些竖向力，并将其向下传递到基础。

由于剪力墙通常具有较大的截面面积和较高的强度，所以它能够有效地承受这些竖向荷载，确保建筑物不会因为自身重量而发生下沉或变形。

而对于水平荷载，剪力墙的作用就更加关键了。

在风荷载的作用下，建筑物会受到侧向的推力。

如果没有剪力墙，建筑物可能会像风中的旗帜一样摇晃不定。

同样，当地震发生时，地面的运动产生的水平力也会作用在建筑物上。

剪力墙通过自身的刚度和强度，抵抗这些水平力，减少建筑物的水平位移，从而保护建筑物的结构不被破坏，保障人们的生命和财产安全。

为了更好地理解剪力墙的受力情况，我们可以把它想象成一个巨大的弹簧。

当水平力作用在上面时，它会发生变形，但由于其具有一定的弹性和恢复能力，能够在力消失后恢复到原来的形状。

这种变形和恢复的过程，就是剪力墙消耗能量、减轻地震破坏的重要方式。

接下来，让我们看看剪力墙的特点。

首先，剪力墙具有很高的侧向刚度。

这意味着它能够有效地限制建筑物在水平方向上的位移，使得建筑物在风荷载和地震作用下保持稳定。

与框架结构相比，剪力墙结构在抵抗水平荷载方面具有明显的优势。

其次，剪力墙的承载能力较强。

由于其截面通常较大，且采用了高强度的混凝土和钢筋，所以能够承受较大的荷载。

这使得剪力墙结构适用于高层建筑和需要承受较大水平力的建筑。

再者，剪力墙的整体性好。

它通常是连续的、封闭的，能够形成一个整体的受力体系，共同抵抗外部荷载。

高层建筑不规则结构设计导言在高层建筑工程设计中，结构布置不规则的情况不断增多，中央电视台、深圳发展中心、上海希尔顿饭店等高层建筑均属于其中典型，而为了保证这类高层建筑能够兼具视觉效果与较高的安全性及稳定性，不规则结构设计必须得到重点关注，本文研究具备的较高现实意义可见一斑。

高层建筑不规则结构设计类型划分结合国内外开展相关理论研究和实践探索，本文将高层建筑不规则结构设计类型归纳为平面不规则结构、竖向不规则结构以及其他不规则结构三大类。

1.平面不规则结构平面不规则结构可进一步细分为凹凸不规则、扭转不规则、楼板不连续，具体特征如下：（1）凹凸不规则。

凹凸不规则结构主要特征包括凸出过细、凹进过多、平面狭长。

凸出过细指的是一般情况下凸出部分长宽比在2.0以上，抗震设防烈度在Ⅷ度以上时该比值则在1.5以上；凹进过多指的是平面凹进一侧尺寸大于30%的相应投影方向总尺寸；平面狭长指的是平面长宽比在6.0以上，抗震设防烈度为Ⅷ度时该比值则在5.0以上。

（2）扭转不规则。

对于位移比大于1.2的高层建筑，可认为其存在平面扭转不规则。

（3）楼板不规则。

存在平面楼板不规则的高层建筑一般具备四方面特征，即楼层错层较大（如较大错层面积大于该层总面积的30%时）、采用细腰形平面、开洞面积在该层楼面面积的30%以上，以及有效楼板宽度在开洞凹入后不超过该层楼板典型宽度50%。

2.竖向不规则结构竖向不规则结构可细分为侧向刚度不规则、楼层承载力突变、竖向抗侧力构件不连续，具体特征如下：（1）侧向刚度不规则。

多种情况均可能导致高层建筑产生竖向不规则结构，如为了形成空旷房间，在结构顶部取消部分墙、柱；结构上部楼层，且上部楼层水平尺寸的90%大于下部楼层；当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度1与房屋高度之比大于0.2时，上部楼层收进后的水平尺寸不宜小于下部楼层水平尺寸的75％；楼层侧向刚度小于其上相邻三层平均值的80%，或小于相邻上部楼层70%。

《建筑结构抗震设计》第二次作业答案简答题（每题10分，共100分）1.震级和烈度有什么区别和联系?答：1、性质不同（1）、震级，震级是指地震大小，是根据地震波记录测定的一个没有量纲的数值，用来在一定范围内表示各个地震的相对大小（强度）。

（2）、烈度，指某一地区的地面和各类建筑物遭受一次地震影响的强弱程度。

一般而言，震级越大，烈度就越大。

同一次地震，震中距小烈度就高，反之烈度就低。

2.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。

答：抗震设计时，规范给出了小震下的弹性位移角限值以及扭转位移比、周期比之类的限制条件，这个限值实际上就是规定了结构的最小刚度，包括平动刚度和抗扭刚度，载力设计实际上就是验算结构及构件在给定地震作用下的承受能力，规范给出了拉、压、剪、弯、扭的计算公式，延性则反映的是非弹性变形能力延性越好，抗震越好现在的房屋设计都要求延性设计延性，设计就是要保证房屋在地震来时尽可能的多支撑一段时间不会突然的断裂、坍塌与延性相对的是脆性。

3.场地土的固有周期和地震动的卓越周期有何区别与联系?答：联系：场地土的固有周期是确定地震动的卓越周期的一个指标。

两者区别如下：一、主体不同（1）、固有周期：按某一振型完成一次无阻尼绕性自由振动所需的时间。

（2）、卓越周期：引起建筑场地振动最显著的某条或某类地震波的一个谐波分量的周期。

二、计算不同（1）、固有周期：只与结构本身的固有性质(刚质和质量分布)有关，而与初始干扰(初始条件)无关。

它是体系固有频率f的倒数。

（2）、卓越周期：与场地覆土厚度及土的剪切波速有关。

三、特点不同（1）、固有周期：是建筑抗震设计中重要设计内容。

（2）、卓越周期：对同一个场地而言，不同类型的地震波会得出不同的卓越周期。

4.怎样判断结构薄弱层和部位?答：不规则的建筑结构，应按下列要求进行水平地震作用的计算和内力调整，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施：（1）、平面规则而竖向不规则的建筑结构，应采用空间结构计算模型，其薄弱层的地震剪力应乘以1.15的增大系数，应按规范有关规定进行弹塑性变形分析，应符合下列要求：1）竖向抗侧力构件不连续时，该构件传递给水平转换构件的地震内力应乘以1.25~1.5的增大系数；2) 楼层承载力突变时，薄弱层抗侧力结构的受震剪承载力不应小于相邻上一楼层的65%；3）平面不规则且竖向不规则的建筑结构，应同时符合1)、2)款的规定。