(1)結(jié)構(gòu)平面布置必須考慮有利于抵抗水平和豎向荷載,受力明確,傳力直接,力爭均勻?qū)ΨQ,減少扭轉(zhuǎn)的影響。在地震作用下,建筑平面要力求簡單規(guī)則,風(fēng)力作用下則可適當放寬。
1976年7月28日唐山地震中,L形平面和其他不規(guī)則平面的建筑物因扭轉(zhuǎn)而破壞的很多。天津人民印刷廠(6層L形平面框架結(jié)構(gòu))的角柱多處破壞便是一例。
1985年9月墨西哥城地震中,相當多的框架結(jié)構(gòu)由于平面不規(guī)則、不對稱而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。
因此,抗震設(shè)防的高層建筑,平面形狀宜簡單、對稱、規(guī)則,以減少震害。
除平面形狀外,各部分尺寸都有一定的要求。首先,平面的長度比不宜過大,L/B一般宜小于6,以避免兩端相距太遠,震動不同步,由于復(fù)雜的振動形態(tài)而使結(jié)構(gòu)受到損害。長矩形平面的尺寸目前一般在70-80M以內(nèi),但最長的結(jié)構(gòu)單元長度已達114M(北京昆侖飯店)和138 M(北京京倫飯店)。
為了保證樓板在平面內(nèi)有很大的剛度,也為了防止或減輕建筑物各部分之間振動不同步,建筑平面的外伸段長度C應(yīng)盡可能小。平面凹人后,樓板的寬度應(yīng)予保證,Z形平面的重疊部分應(yīng)有足夠長度。另外,由于在凹角附近,樓板容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,要加強樓板的配筋。在設(shè)汁中,L/R的數(shù)值7度設(shè)防時不超過4; 8度設(shè)防時不超過3,C/D的數(shù)值不超過1.0.
當平面突出部分長度C/D≤1且C/B≤3時,如果質(zhì)量和剛度比較均勻?qū)ΨQ,可以按規(guī)則結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計:
在規(guī)則平面中,如果結(jié)構(gòu)剛度不對稱,仍然會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以,在布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)時,應(yīng)使結(jié)構(gòu)均勻分布,令荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心,以減少扭轉(zhuǎn)的影響。尤其是布置樓電梯間更要注意,樓電梯井筒往往有較大的剛度,它對結(jié)構(gòu)剛度的對稱性有顯著的影響。
框架一筒體結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)更應(yīng)選取雙向?qū)ΨQ的規(guī)則平面,如矩形、正方形、正多邊形、圓形。當采用矩形平面時,L/B不宜大于2。
(2)為了防止樓板削弱后產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中,樓電梯間不宜設(shè)在平面凹角部位和端部角區(qū),但建筑布置上,從功能考慮,往往在上述部位設(shè)樓電梯間。如果確實非設(shè)不可 ,則應(yīng)采用剪力墻筒體予以加強。
如果采用了復(fù)雜的平面而又不能滿足《高層規(guī)程》的要求,則應(yīng)進行更細致的抗震驗算并采取加強措施。
(3)在高層建筑周邊設(shè)置低層裙房時,裙房可以單邊、兩邊和三邊圍合設(shè)置,甚至高層主樓置于裙房內(nèi).當裙房面積較小,與主樓相比其剛度也不大時,上、下層剛度中心不一致而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)影響較小,可以采用圖A-C的偏置形式;當裙房面積較大,裙房邊長與主樓邊長之比R/B , L/L大于1.5時,宜采用圖D的內(nèi)置式,井且裙房剛度中心O‘與主樓剛度中心0的偏心不宜大于裙房相應(yīng)邊長的20}} P實際操作時可按質(zhì)量中心進行控制。
(4) 高層建筑物設(shè)置了伸縮縫、沉降縫或防震縫后,獨立的結(jié)構(gòu)單元就是由這些縫劃分出來的各個部分。各獨立的結(jié)構(gòu)單元平面形狀和剛度對稱,有利于減少地震時由于扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的震害。唐山地震、墨西哥城地震和阪神地震都明顯看出:平面不規(guī)則、剛度偏心的建筑物,在地震中容易受到較嚴重的破壞。因此,在設(shè)計中宜盡量減小剛度的偏心。如果建筑物平面不規(guī)則、剛度明顯偏心,則應(yīng)在設(shè)計時用較精確的內(nèi)力分析方法考慮偏心的影響,并在配筋構(gòu)造上對邊、角部位予以加強。
(5)平面過于狹長的建筑物在地震時由于兩端地震波輸人有位相差而容易產(chǎn)生不規(guī)則振動,產(chǎn)生較大的震害,平面有較長的外伸時。外伸段容易產(chǎn)生局部振動而引發(fā)凹角處破壞。需要抗震設(shè)防的A級高度鋼筋混凝上高層建筑,其平面布置宜符合下列要求:
1)平面宜簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心,否則應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)不利影響;
2)平面長度不宜過長,突出部分長度L不宜過大,凹角處宜采取加強措施; L, L等值宜滿足表3-5的要求;
(6)抗震設(shè)計的B級高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑,其平面布置應(yīng)簡單、規(guī)則,減少偏心。
(7)角部重疊和細腰形的平面圖形,在中央部位形成狹窄部分,在地震中容易產(chǎn)生震害,尤其在凹角部位,因為應(yīng)力集中容易使樓板開裂、破壞。這些部位應(yīng)采用加大樓板厚度,增加板內(nèi)配筋設(shè)置集中配筋的邊梁,配置45°斜向鋼筋等方法予以加強。
當樓板平面過于狹長、有較大的凹人和開洞而使樓板有過大削弱時,應(yīng)在設(shè)計中考慮樓板變形產(chǎn)牛的不利影響。樓面凹人和開洞尺寸不宜大于樓面寬度的一半,樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的30% ;在扣除凹人和開洞后,樓板在任一方向的最小凈寬度不宜小于5M。且開洞后每一邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于2M.所示屬不規(guī)則平面
(8)抗震設(shè)計時,當建筑物平面形狀復(fù)雜而又無法調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置使之成為較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時,宜設(shè)置防震縫將其劃分為較簡單的幾個結(jié)構(gòu)單元。
(9)在有抗震設(shè)防要求的情況下,建筑物各部分之間的關(guān)系應(yīng)明確;如分開,則徹底分開,如相連,則連接牢固。不宜采用似分不分、似連不連的結(jié)構(gòu)方案。天津友誼賓館主樓(8層框架)與單層餐廳采用了餐廳層屋面梁支承在主框架牛腿上加以鋼筋焊接,在唐山地震中由于振動不同步,牛腿拉斷、壓碎、產(chǎn)生嚴重震害,這種連接方式是不可取的。因此,結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙房之間如無可靠措施,不應(yīng)采用牛腿托梁的做法作為防震縫處理。
考慮到目前結(jié)構(gòu)型式和體系較為復(fù)雜,例如連體結(jié)構(gòu)中連接體與主體建筑之間可能采用鉸接等情況,如采用牛腿托梁的做法,則應(yīng)采取類似橋墩支承橋面結(jié)構(gòu)的做法,在較長、較寬的牛腿上設(shè)置滾軸或鉸支承,而不得采用焊接等固定連接方式。并應(yīng)能適應(yīng)地震作用下相對位移的要求。
(10)在規(guī)則平面中,如果結(jié)構(gòu)剛度不對稱,在地震作用下仍然會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以,抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)均勻分布,并使荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心,以減少扭轉(zhuǎn)的影響。樓梯及電梯墻體的布置應(yīng)注意使結(jié)構(gòu)剛度對稱分布。
1976年7月28日唐山地震中,L形平面和其他不規(guī)則平面的建筑物因扭轉(zhuǎn)而破壞的很多。天津人民印刷廠(6層L形平面框架結(jié)構(gòu))的角柱多處破壞便是一例。
1985年9月墨西哥城地震中,相當多的框架結(jié)構(gòu)由于平面不規(guī)則、不對稱而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)破壞。
因此,抗震設(shè)防的高層建筑,平面形狀宜簡單、對稱、規(guī)則,以減少震害。
除平面形狀外,各部分尺寸都有一定的要求。首先,平面的長度比不宜過大,L/B一般宜小于6,以避免兩端相距太遠,震動不同步,由于復(fù)雜的振動形態(tài)而使結(jié)構(gòu)受到損害。長矩形平面的尺寸目前一般在70-80M以內(nèi),但最長的結(jié)構(gòu)單元長度已達114M(北京昆侖飯店)和138 M(北京京倫飯店)。
為了保證樓板在平面內(nèi)有很大的剛度,也為了防止或減輕建筑物各部分之間振動不同步,建筑平面的外伸段長度C應(yīng)盡可能小。平面凹人后,樓板的寬度應(yīng)予保證,Z形平面的重疊部分應(yīng)有足夠長度。另外,由于在凹角附近,樓板容易產(chǎn)生應(yīng)力集中,要加強樓板的配筋。在設(shè)汁中,L/R的數(shù)值7度設(shè)防時不超過4; 8度設(shè)防時不超過3,C/D的數(shù)值不超過1.0.
當平面突出部分長度C/D≤1且C/B≤3時,如果質(zhì)量和剛度比較均勻?qū)ΨQ,可以按規(guī)則結(jié)構(gòu)進行抗震設(shè)計:
在規(guī)則平面中,如果結(jié)構(gòu)剛度不對稱,仍然會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以,在布置抗側(cè)力結(jié)構(gòu)時,應(yīng)使結(jié)構(gòu)均勻分布,令荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心,以減少扭轉(zhuǎn)的影響。尤其是布置樓電梯間更要注意,樓電梯井筒往往有較大的剛度,它對結(jié)構(gòu)剛度的對稱性有顯著的影響。
框架一筒體結(jié)構(gòu)和筒中筒結(jié)構(gòu)更應(yīng)選取雙向?qū)ΨQ的規(guī)則平面,如矩形、正方形、正多邊形、圓形。當采用矩形平面時,L/B不宜大于2。
(2)為了防止樓板削弱后產(chǎn)生過大的應(yīng)力集中,樓電梯間不宜設(shè)在平面凹角部位和端部角區(qū),但建筑布置上,從功能考慮,往往在上述部位設(shè)樓電梯間。如果確實非設(shè)不可 ,則應(yīng)采用剪力墻筒體予以加強。
如果采用了復(fù)雜的平面而又不能滿足《高層規(guī)程》的要求,則應(yīng)進行更細致的抗震驗算并采取加強措施。
(3)在高層建筑周邊設(shè)置低層裙房時,裙房可以單邊、兩邊和三邊圍合設(shè)置,甚至高層主樓置于裙房內(nèi).當裙房面積較小,與主樓相比其剛度也不大時,上、下層剛度中心不一致而產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)影響較小,可以采用圖A-C的偏置形式;當裙房面積較大,裙房邊長與主樓邊長之比R/B , L/L大于1.5時,宜采用圖D的內(nèi)置式,井且裙房剛度中心O‘與主樓剛度中心0的偏心不宜大于裙房相應(yīng)邊長的20}} P實際操作時可按質(zhì)量中心進行控制。
(4) 高層建筑物設(shè)置了伸縮縫、沉降縫或防震縫后,獨立的結(jié)構(gòu)單元就是由這些縫劃分出來的各個部分。各獨立的結(jié)構(gòu)單元平面形狀和剛度對稱,有利于減少地震時由于扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的震害。唐山地震、墨西哥城地震和阪神地震都明顯看出:平面不規(guī)則、剛度偏心的建筑物,在地震中容易受到較嚴重的破壞。因此,在設(shè)計中宜盡量減小剛度的偏心。如果建筑物平面不規(guī)則、剛度明顯偏心,則應(yīng)在設(shè)計時用較精確的內(nèi)力分析方法考慮偏心的影響,并在配筋構(gòu)造上對邊、角部位予以加強。
(5)平面過于狹長的建筑物在地震時由于兩端地震波輸人有位相差而容易產(chǎn)生不規(guī)則振動,產(chǎn)生較大的震害,平面有較長的外伸時。外伸段容易產(chǎn)生局部振動而引發(fā)凹角處破壞。需要抗震設(shè)防的A級高度鋼筋混凝上高層建筑,其平面布置宜符合下列要求:
1)平面宜簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心,否則應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)不利影響;
2)平面長度不宜過長,突出部分長度L不宜過大,凹角處宜采取加強措施; L, L等值宜滿足表3-5的要求;
(6)抗震設(shè)計的B級高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及復(fù)雜高層建筑,其平面布置應(yīng)簡單、規(guī)則,減少偏心。
(7)角部重疊和細腰形的平面圖形,在中央部位形成狹窄部分,在地震中容易產(chǎn)生震害,尤其在凹角部位,因為應(yīng)力集中容易使樓板開裂、破壞。這些部位應(yīng)采用加大樓板厚度,增加板內(nèi)配筋設(shè)置集中配筋的邊梁,配置45°斜向鋼筋等方法予以加強。
當樓板平面過于狹長、有較大的凹人和開洞而使樓板有過大削弱時,應(yīng)在設(shè)計中考慮樓板變形產(chǎn)牛的不利影響。樓面凹人和開洞尺寸不宜大于樓面寬度的一半,樓板開洞總面積不宜超過樓面面積的30% ;在扣除凹人和開洞后,樓板在任一方向的最小凈寬度不宜小于5M。且開洞后每一邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于2M.所示屬不規(guī)則平面
(8)抗震設(shè)計時,當建筑物平面形狀復(fù)雜而又無法調(diào)整其平面形狀和結(jié)構(gòu)布置使之成為較規(guī)則的結(jié)構(gòu)時,宜設(shè)置防震縫將其劃分為較簡單的幾個結(jié)構(gòu)單元。
(9)在有抗震設(shè)防要求的情況下,建筑物各部分之間的關(guān)系應(yīng)明確;如分開,則徹底分開,如相連,則連接牢固。不宜采用似分不分、似連不連的結(jié)構(gòu)方案。天津友誼賓館主樓(8層框架)與單層餐廳采用了餐廳層屋面梁支承在主框架牛腿上加以鋼筋焊接,在唐山地震中由于振動不同步,牛腿拉斷、壓碎、產(chǎn)生嚴重震害,這種連接方式是不可取的。因此,結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙房之間如無可靠措施,不應(yīng)采用牛腿托梁的做法作為防震縫處理。
考慮到目前結(jié)構(gòu)型式和體系較為復(fù)雜,例如連體結(jié)構(gòu)中連接體與主體建筑之間可能采用鉸接等情況,如采用牛腿托梁的做法,則應(yīng)采取類似橋墩支承橋面結(jié)構(gòu)的做法,在較長、較寬的牛腿上設(shè)置滾軸或鉸支承,而不得采用焊接等固定連接方式。并應(yīng)能適應(yīng)地震作用下相對位移的要求。
(10)在規(guī)則平面中,如果結(jié)構(gòu)剛度不對稱,在地震作用下仍然會產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。所以,抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置應(yīng)均勻分布,并使荷載合力作用線通過結(jié)構(gòu)剛度中心,以減少扭轉(zhuǎn)的影響。樓梯及電梯墻體的布置應(yīng)注意使結(jié)構(gòu)剛度對稱分布。