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1、 高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法技术指引（试行）1 总 则1.0.1 根据市住房和建设局“关于提升建筑工程质量水平打造城市建设精品的若干措施”的要求，针对近年来深圳市大量出现的平面凹凸不规则住宅建筑弱连接楼盖的抗震设计方法，结合已有研究成果和工程经验，制订本文件（指引）。1.0.2 本文件适用于深圳地区（包括抗震构造措施8度），其它抗震设防 7度地区可参考应用。1.0.3 结构设计应符合国家和广东省现行有关规范、标准的规定，对本类结构在现行规范、标准中没有相关规定的问题，参照本文件相关规定采用。1.0.4 本文件主要针对 y形平面不规则高层建筑结构做出具体规定，其它形式平面凹凸不
2、规则高层结构可参照应用。2 术语和符号2.1 术 语2.1.1 平面凹凸不规则高层结构 high-rise buildings with irregular plane超过 b级高度且单肢长宽比超过 1.5的结构。2.1.2 单肢 wing由中心区结构沿不同方向伸出的结构，通常不能独立成立。2.1.3 中心区 central area平面凹凸不规则结构的中心部分，连接各单肢成为一个整体共同抵御风和水平地震作用。2.1.4 弱连接楼盖 weak slab connection连接单肢与中心区的梁板。2.2 主 要 符 号2.2.1 材料力学性能、 分别为混凝土轴心抗压强度标准值、设计值；、 分别
3、为混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值；普通钢筋强度标准值；1 、 分别为普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值；强度标准值。2.2.2 作用和作用效应荷载标准组合的效应设计值；重力荷载代表值的效应；水平地震作用标准值的构件内力；风荷载效应标准值。楼板内与受剪方向平行的钢筋的抗拉2.2.3 计算系数及其它重力荷载分项系数；水平地震作用分项系数；风荷载分项系数；风荷载的组合值系数，取 0.2，无地震参与组合时取 1.0；构件承载力抗震调整系数；构件内力矩的力臂系数。3 结构组成和结构体系3.0.1 高层建筑平面凹凸不规则形式可归纳为单肢非正交（或斜交）形式和单肢正交形式两种，前者如 y形平面、x 形平面等，
4、后者如工字形、十字形、风车形等。3.0.2 平面凹凸不规则结构由中心区结构及沿不同方向伸出的单肢结构通过楼盖整体连接而成，见图3.1、3.2。单肢结构一般不能单独成立，需通过中心区连成整体共同抵御风和水平地震作用。图 3.1 “y”形不规则平面示意图3.0.3 单肢结构平面内应布置与单肢纵向相垂直的剪力墙和梁柱框架（横向）抗震，在单肢纵向允许出现少墙结构，但应有可靠的楼面梁板以拉、压的方式将单肢纵向水平地震力传递到中心区核心筒和其它肢的同方向剪力墙。中心区外周应设置围合剪力墙，中心区内部电梯井部位宜布置剪力墙。布置剪力墙时宜尽量减少或避免采用一字墙。3.0.4 结构高宽比 h/b、单肢结构长宽
5、比l/b 和单肢结构的高宽比h/b 是保证结构良好整体性能的重要参数，宜根据不同形式的凹凸平面确定。3.0.5 单肢非正交形式的高层结构高宽比，其结构宽度以单肢结构的纵向最大总长度 b1 和横向长度 b2 确定，见图 3.1。单肢正交形式高层结构的高宽比，其宽度在x 向、y 向确定，如图 3.2 所示。2 (a)(b)(c)图 3.2 不规则平面的不同形式3.0.6 结构的适宜最大高宽比为 6.0，结构的适宜高度限值按高规规定采用，最大不宜超过250m。3.0.7 结构超过 b级高度时，单肢的长宽比 l/b比值不宜大于 2.0，不应大于 3.0。3.0.8 单肢与中心区连接处楼板宽度 b，在扣
6、除孔洞后不应小于 5m。e3.0.9 根据中心区和单肢区不同方向剪力墙的布置，平面凹凸不规则高层结构一般可判定为框架剪力墙结构体系，当单肢平面内纵向剪力墙很少时，宜按一向少墙的剪力墙结构进行结构体系论证和验算。4 结构总体分析与设计4.0.1 平面凹凸不规则高层结构按框架剪力墙结构进行计算与设计，求出结构的内力与变形，并按规范相关规定验算其承载力，满足规范相应规定。4.0.2 结构荷载：1 竖向荷载：按荷载规范规定采用。2 风荷载：按荷载规范规定采用，近似用矩形平面外包法计算结构顶点加速度时，其顶点加速度值应乘以单肢长宽比效应系数。当 l/b =1.0时取 1.1，当 l/b=1.5时取 1.
7、2，当 l/b=2.0时取 1.4。当结构高度大于 120m、单肢最大长宽比大于2.0时宜进行风洞试验。由于非正交单肢结构存在不同方向伸出单肢，风荷载作用方向应考虑沿不同单肢伸出方向（纵向）及预期垂直方向（横向）输入风荷载，当中心区楼板走向与各单肢伸出方向不同时，应计入沿楼板走向及预期垂直方向输入风荷载。设计时尚宜考虑风荷载可能的不同分布情况造成的不利影响。计算结构变形时采用50年一遇的风荷载，深圳地区的基本风压取0.75kn/m；计算2结构承载力时，采用 100年一遇的风荷载，深圳地区取 0.82kn/m；计算结构舒适度时，按 10年一遇的风荷2载，深圳地区取 0.45kn/m。23 地震作
8、用按建筑抗震设计规范规定采用，需考虑多遇地震（小震）、设防烈度地震（中震）和罕遇地震（大震）作用。计算时应沿伸出单肢和中心区楼板不同方向输入地震作用。在大震作用下宜划定可屈服构件和要求不屈服构件，采用弹塑性时程分析法进行计算，根据结构的弹塑性分析结果，验算要求不屈服构件的抗剪截面和抗剪承载力满足规范要求，对可屈服构件应验算构件的弹塑性变形小于不同破坏程度的限值要求。当结构高度小于 a级高度限值时，可采用高规规定的等效弹性方法近似计算。4.0.3 结构计算模型在进行风和小、中震作用下有限元弹性分析时，结构各类构件采取如下单元计算模型。1 剪力墙：按壳元处理2 梁、柱：按杆元处理3 剪力墙连梁：按
9、杆元处理，当梁高跨比较大时，可沿梁高划分单元，按平面有限元模型处理4 楼板：按壳元处理，大震工况下可按膜元处理4.0.4 结构计算方法在风、小震作用下，采用三维空间有限元弹性分析方法。当单肢长宽比l/b小于 1.5时，允许按楼板为平面内刚性假定计算结构的各项总体指标。中震作用下，可采用与小震相同的计算方法，连梁刚度乘以0.5的折减系数。4.0.5 单肢与中心区连接处的梁板截面内力计算见附录a。4.0.6 在风、小震作用下，结构高度在 150m以内时楼层的最大层间位移角不宜大于 1/650，当结构高度大于 150m小于等于 250m时，按高度差在 1/6501/500中间插值取用。3 5 楼板应
10、力分析与截面承载力验算5.0.1 对平面凹凸不规则高层结构的楼板应按平面内弹性进行有限元计算。建模时宜尽量采用四边形单元，在受力复杂及关键部位，单元网格宜取 0.51.0m。5.0.2 计算单肢与中心区连接处楼板截面的配筋时，抗弯配筋应按楼板在竖向荷载和水平荷载作用下的截面弯矩组合计算；截面抗拉配筋按水平荷载作用下的轴力组合计算；截面抗剪承载力按截面剪力与板截面配筋遵照相应规范规定验算。5.0.3 在水平荷载作用下，计算楼板的主拉应力时应以楼板的中面应力为准。5.0.4 按如下方法进行楼板承载力验算：1 小震/风作用下楼板面内主拉应力验算，荷载组合为：（5.1）式中 为荷载标准组合的效应设计值
11、； 为重力荷载代表值的效应，竖向荷载作用下楼板不出现面内拉应力的情况，取为零；为水平地震作用标准值的构件内力； 风荷载效应标准值； 风荷载的组合值系数，取 0.2，无地震参与组合时取 1.0。按楼板小震/风作用下混凝土不开裂要求验算，应满足下式：（5.2）为楼板面内最大主拉应力。此处的面内主拉应力是楼板中面处应力。对于局部有应力集中的单元，式中建议取 1.0m 左右范围内平均应力，设计时可在应力集中处采取局部加强防裂配筋措施。2 小震/风作用下，控制板面内钢筋抗拉、抗弯弹性。荷载组合为：（5.3）式中 为荷载和地震作用组合的效应设计值； 重力荷载分项系数； 水平地震作用分项系数； 风荷载分项系
12、数。楼板小震/风作用下钢筋弹性的验算方法为：轴力引起的配筋应满足下式，单侧配筋：（5.4）弯矩引起受拉侧的配筋应满足下式，单侧配筋：（5.5）式中 为内力矩的力臂系数，可取 0.850.9； 为承载力抗震调整系数，可取 0.85。单侧楼板实际配筋应满足。3 中震作用下，控制板面内钢筋抗拉、抗弯不屈服。荷载组合为：（5.6）楼板中震不屈服的验算方法为：轴力引起的配筋应满足下式，单侧配筋：（5.7）弯矩引起受拉侧的配筋应满足下式，单侧配筋：（5.8）单侧楼板实际配筋应满足4 中震作用下，控制板面内钢筋抗拉、抗弯弹性。荷载组合为：（5.9）。楼板抗拉钢筋弹性的验算方法为：轴力引起的配筋应满足下式，单
13、侧配筋：（5.10）弯矩引起受拉侧的配筋应满足下式，单侧配筋：（5.11）单侧楼板实际配筋应满足。4 5 大震作用下，控制板面内钢筋抗拉不屈服。荷载组合为：（5.12）楼板大震抗拉钢筋不屈服的验算方法为：轴力引起的配筋应满足下式，单侧配筋：（5.13）6 大震抗剪不屈服，楼板剪力由截面剪应力求和得到。选定楼板薄弱连接处，控制薄弱处混凝土楼板全截面抗剪承载力。荷载组合为：（5.14）楼板大震抗剪不屈服验算时：楼板全截面剪力标准值应满足下式：（5.15）式中 、 分别为楼板验算截面宽度和厚度； 为混凝土强度影响系数，当混凝土强度不超过 c50 时，取 1.0。楼板全截面抗剪配筋应满足以下公式，全截
14、面受压时：（5.16）式中 n 为楼板截面轴向压力标准值，n 大于时应取；为板内与受剪方向平行的分布钢筋的抗拉强度标准值；s 为板内与受剪方向平行的分布钢筋筋间距。全截面受拉时：（5.17）式中 n 大于时应取。5.0.5 根据板面内应力差异，在楼板不同区域可配置不同数量钢筋。6 弱连接楼盖结构计算与设计6.0.1 单肢长宽比 l/b 大于等于 2.0 时，弱连接楼盖部位含中心区及各单肢内端 1/4 肢长或距离单肢内端一跨距离区域内的楼板和梁；单肢长宽比 l/b 小于 2.0 时，弱连接楼盖部位仅含中心区；当中心区较大、单肢长度较短时，可不定义为弱连接楼盖。6.0.2 弱连接楼盖部位楼板的抗震
15、性能目标如下：1 小震作用：水平荷载标准值作用下板面内拉应力不大于混凝土抗拉强度标准值。2 中震作用：抗剪弹性，板面内钢筋抗拉、抗弯不屈服3 大震作用：抗剪不屈服，板面内钢筋抗拉不屈服6.0.3 弱连接楼盖部位梁的抗震性能目标如下：1 小震作用：抗剪弹性、抗拉、抗弯不屈服2 中震作用：抗剪弹性，抗拉、抗弯部分屈服3 大震作用：抗剪不屈服，抗拉、抗弯不屈服6.0.4 在竖向荷载作用下弱连接楼盖计算与一般楼盖相同；在水平荷载作用下板面内产生正应力和剪应力。给出板面应力时，应区分竖向荷载和水平荷载，并区分板表面与中面不同的应力状况。6.0.5 楼板面内配筋按本文件第 5 节公式计算。6.0.6 单肢
16、内端截面剪力和中心区洞边板截面剪力、弯矩与轴力值沿结构高度变化较大，进行截面抗剪和抗弯承载力验算时，宜沿高分段验算。6.0.7 中心区的楼板宜直接连接各伸出单肢的楼板；当中心区楼盖孔洞较大，单肢内端楼板支承于中心区开洞处的外墙时，应复核墙体由此产生的面外剪力与弯矩，并采取适当加强措施。6.0.8 中心区竖向构件包括外围的剪力墙以及中心区内电梯筒剪力墙，应具备足够的刚度与强度，中心区外围剪力墙的连梁及与单肢内端的连接梁应严格控制并适当提高其性能目标的要求，保证在风和地震作用下中心区结构与伸出单肢结构共同工作形成结构的整体作用。6.0.9 中心区墙体与连梁的计算与设计与一般剪力墙相同。5 7 构造
17、措施7.0.1 平面凹凸不规则高层结构的剪力墙、框架柱、框架梁构造要求按相应规范一般框架剪力墙结构的规定执行。7.0.2 结构弱连接楼盖在结构顶部及底部应设加强区采取加强措施。结构底部加强区高度按高规有关规定执行，顶部加强区高度按顶点向下 1/10 高度范围。7.0.3 加强区由单肢内端起 0.25 倍肢长范围。对于该区域的楼板，当单肢长宽比l/b 大于 1.5 小于 2.0 时板厚不宜小于 130mm；当单肢长宽比 l/b 大于 2.0 小于 3.0 时板厚不宜小于 150mm；应采取双层双向配筋且配筋率不小于 0.25%。加强区的弱连接楼盖部位的梁应设置腰筋，单侧不宜少于2 根，单侧腰筋截
18、面积不应小于腹板截面积的 0.2%，且其间距不宜大于 150mm。7.0.4 加强区内中心区楼板的板厚不宜小于 150mm，双层双向配筋，配筋率不小于 0.3%。7.0.5 弱连接处楼板的板内钢筋应可靠锚入两侧梁与墙体内。7.0.6 中心区剪刀梯中间宜设剪力墙，并与楼层或半楼层处用梁拉结。6 附录 a 单肢与中心区连接处梁板截面内力计算a.0.1 在水平荷载作用下单肢结构内端与中心区连接处的截面将产生水平剪力 、弯矩 和轴力 ， 层的相应内力可分别由下式计算。1 水平剪力（a.0.1-1）式中， 为 层水平外荷载，、 分别为层、层横向剪力墙的层剪力，当层剪力差与 同向时，单肢内端截面剪力 将大
19、于外水平荷载 。示意简图见图 a.0.1-1。图 a.0.1-1 水平剪力2 弯矩（a.0.1-2）式中， 为水平外荷载合力的力臂长度，、 分别为层、 层剪力墙 h 合力的力臂长度。示意简图见图 a.0.1-2。图 a.0.1-2 弯矩3 轴力（a.0.1-3）式中，、 分别为层、 层剪力墙在单肢纵向剪力之和。上述截面轴力系整个截面的轴力，包含板侧梁截面的轴力，计算时宜区分梁和板截面各自的轴力。示意简图见图图a.0.1-3。7 图 a.0.1-3 轴力a.0.2 进行截面承载力验算（小震、中震工况）时，式（a.0.1-1）截面剪力宜乘以调整系数 2.0，式（a.0.1-2）、（a.0.1-3）
20、截面弯矩与轴力宜乘以调整系数 1.5。8 高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法技术指引条文说明1 总则1.0.1本文件（指引）根据市住房和建设局关于提升建筑工程质量水平 打造城市建设精品的若干措施（深建规201714 号）的要求制订。由于采光、通风等方面的优势，近年深圳市涌现出大量平面凹凸不规则的高层建筑。目前国家和地方规范对此类结构的相关规定相对较少，特别是关于弱连接楼盖的相关规定。为此，深圳市住房和建设局勘察设计与建筑业发展处委托相关单位开展高层建筑平面凹凸不规则弱连接楼盖抗震设计方法技术指引的制定。1.0.2 本技术指引的的编制特点之一是结合了深圳地区平面不规则高层结构的设计经验
21、、使用情况。对于其他同为 7 度设防地区的结构，在满足国家及地方现行规范标准的基础上可参考本技术指引；对于7 度设防地区需要采用 8 度抗震措施时，除宜满足本技术指引的规定，尚应满足国家及地方现行规范。2 术语和符号2.1.2、2.1.3 平面凹凸不规则“单肢”及“中心区”为编制单位方便描述该类结构而确定的新术语。3 结构组成和结构体系3.0.3 平面凹凸不规则高层结构的单肢自身一般不能单独成立，需依靠结构的中心区整体连接与其他单肢共同作用才能成为整个结构有效的一个部分。因此需要可靠的楼面梁板以拉、压的方式将单肢纵向水平地震力传递到中心区核心筒和其它肢的同方向剪力墙。4 结构总体分析与设计4.0.1 平面凹凸不规则高层结构的受力和变形特点与框架剪力墙结构相似，故此类结构可依照现有国家及地方规范进行计算设计。4.0.2 实际工程和计算结果表明，对于某些单肢长宽比较大的平面凹凸不规则高层结构，按照现行规范
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