12.6 复杂及超限高层建筑设计注意事项
12.6.1 下列高层建筑工程属于超限高层建筑工程,按住房和城乡建设部规定在结构初步设计阶段申报抗震设防专项审查:
1 房屋高度超过《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010第6章现浇钢筋混凝土结构和第8章钢结构最大适用高度,超过《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010第11章混合结构,第7章中有较多短肢墙的剪力墙结构,第10章中错层结构最大适用高度的高层建筑。
2 建筑结构布置属于第12.1.3条规定的特别不规则结构。
12.6.2 不应同时采用多塔、连体、错层、带转换层以及带加强层五种类型中的三种以上的复杂类型。7度和8度抗震设计的高层建筑不宜同时采用超过两种本章所规定的复杂结构。9度抗震设计时不应采用带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构和连体结构。
12.6.3 按复杂或超限程度,针对薄弱部位采取比规范、规程规定的更严格的计算与构造措施。如对局部薄弱部位提高抗震等级,部分重要构件的承载力设计满足中震下处于弹性工作状态,采用静力弹塑性分析或动力弹塑性分析其薄弱部位等。
12.6.4 多塔、连体、错层以及带转换层、加强层等复杂高层结构,应尽量减少不规则的类型和不规则程度;一般不宜超过《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010规定的最大适用高度。
12.6.5 对于严重不规则结构及房屋高度超过《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010的B级高度,或在房屋高度、平面、竖向规则性三方面均不满足规范、规程有关规定时,应特别慎重研究,如改变结构类型、改变结构材料或采用抗震新技术等。
12.6.6 结构计算分析时应注意:
1 结构总地震剪力以及各层的地震剪力与其上各层总重力荷载代表值的比值,应符合抗震规范的要求,Ⅲ、Ⅳ类场地条件时尚宜适当增加(如10%左右)。竖向不规则结构的薄弱层应乘以1.25增大系数。当结构底部的总地震剪力偏小需调整时,其以上各层的剪力也应适当调整。
2 体型复杂、结构布置复杂以及B级高度高层建筑结构,应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。
3 抗震设计时,B级高度的高层建筑结构和复杂高层建筑结构,尚应符合下列规定:
1)宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应,振型数不应小于15,对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%;
2)应采用弹性时程分析法进行补充计算;
3)宜采用弹塑性静力或弹塑性动力分析方法补充计算。
4 结构时程分析所用的水平、竖向地震时程曲线应符合规范要求,持续时间一般不小于结构基本周期5倍(即结构屋面对应于基本周期的位移反应不少于5次往复),应按弹性时程分析结果一般取多条波的平均值,超高较多或体型复杂时取多条波的包络。
5 薄弱层地震剪力和不落地竖向构件传给水平转换构件的地震内力的调整系数取值,应依据超限的具体情况大于规范的规定值,楼层刚度比值的控制值仍需符合规范要求。
6 上部墙体开设边门洞等的水平转换构件,应根据具体情况加强;必要时宜采用重力荷载下不考虑墙体共同工作的手算复核。
12.6.7 当建筑房屋高度超过《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010的限值,或不规则性超出《建筑抗震设计规范》GB 50011-2010与《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010规定时,应按比这两本规范规定更严格的要求采取概念设计与抗震性能设计的方法进行设计,结构性能化设计方法可参考本措施附录D。
1)当房屋高度超过现行规范适用范围较多、或特别不规则的高层建筑结构且不规则的程度超过现行标准限值较多、结构延性变形能力较差时,设计时应满足:
①全部构件的抗震承载力应满足小震弹性设计要求,层间位移应满足现行规范要求;
②结构的薄弱部位或重要部位构件的抗震承载力应满足中震弹性设计要求;(计算中应采用各项作用的分项系数、材料分项系数和抗震承载力调整系数,但可不考虑地震内力调整)
③大震时可考虑部分构件有中等破坏,但不发生剪切破坏等脆性破坏,应按非线性计算。
2)当房屋高度和不规则性超过现行标准的限值较小时,结构设计应满足:
①全部构件的抗震承载力应满足小震弹性设计要求,层间位移应满足现行规范要求;
②结构的薄弱部位或重要构件应满足中震不屈服(即不考虑内力调整的地震作用、各项作用分项系数、抗震承载力调整系数均取1,材料均取标准值);但对于已是特一级的墙和柱应满足更严格的要求,结构按非线性计算,允许有些选定部位进入屈服阶段但不得发生剪切破坏等脆性破坏;
③大震应满足薄弱部位或重要部位构件允许达到屈服阶段,但结构满足比规范更严格的变形限制(如混凝土结构的层间变形控制在1/200),竖向构件不发生剪切等脆性破坏,结构应进行非线性计算。
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