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10.6 竖向体型收进、悬挑结构


10.6.1 多塔楼结构以及体型收进、悬挑程度超过本规程第3.5.5条限值的竖向不规则高层建筑结构应遵守本节的规定。
10.6.2 多塔楼结构以及体型收进、悬挑结构,竖向体型突变部位的楼板宜加强,楼板厚度不宜小于150mm,宜双层双向配筋,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%。体型突变部位上、下层结构的楼板也应加强构造措施。
10.6.3 抗震设计时,多塔楼高层建筑结构应符合下列规定:
1 各塔楼的层数、平面和刚度宜接近;塔楼对底盘宜对称布置;上部塔楼结构的综合质心与底盘结构质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%。
2 转换层不宜设置在底盘屋面的上层塔楼内。
3 塔楼中与裙房相连的外围柱、剪力墙,从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内,柱纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高,剪力墙宜按本规程第7.2.15条的规定设置约束边缘构件,柱箍筋宜在裙楼屋面上、下层的范围内全高加密;当塔楼结构相对于底盘结构偏心收进时,应加强底盘周边竖向构件的配筋构造措施。
4 大底盘多塔楼结构,可按本规程第5.1.14条规定的整体和分塔楼计算模型分别验算整体结构和各塔楼结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期的比值,并应符合本规程第3.4.5条的有关要求。
10.6.4 悬挑结构设计应符合下列规定:
1 悬挑部位应采取降低结构自重的措施。
2 悬挑部位结构宜采用冗余度较高的结构形式。
3 结构内力和位移计算中,悬挑部位的楼层宜考虑楼板平面内的变形,结构分析模型应能反映水平地震对悬挑部位可能产生的竖向振动效应。
4 7度(0.15g)和8、9度抗震设计时,悬挑结构应考虑竖向地震的影响;6、7度抗震设计时,悬挑结构宜考虑竖向地震的影响。
5 抗震设计时,悬挑结构的关键构件以及与之相邻的主体结构关键构件的抗震等级宜提高一级采用,一级提高至特一级,抗震等级已经为特一级时,允许不再提高。
6 在预估罕遇地震作用下,悬挑结构关键构件的截面承载力宜符合本规程公式(3.11.3-3)的要求。
10.6.5 体型收进高层建筑结构、底盘高度超过房屋高度20%的多塔楼结构的设计应符合下列规定:
1 体型收进处宜采取措施减小结构刚度的变化,上部收进结构的底部楼层层间位移角不宜大于相邻下部区段最大层间位移角的1.15倍;
2 抗震设计时,体型收进部位上、下各2层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级宜提高一级采用,一级提高至特一级,抗震等级已经为特一级时,允许不再提高;
3 结构偏心收进时,应加强收进部位以下2层结构周边竖向构件的配筋构造措施。
条文说明
10.6.1 将02规程多塔楼结构的内容与新增的体型收进、悬挑结构的相关内容合并,统称为“竖向体型收进、悬挑结构”。对于多塔楼结构、竖向体型收进和悬挑结构,其共同的特点就是结构侧向刚度沿竖向发生剧烈变化,往往在变化的部位产生结构的薄弱部位,因此本节对其统一进行规定。
10.6.2 竖向体型收进、悬挑结构在体型突变的部位,楼板承担着很大的面内应力,为保证上部结构的地震作用可靠地传递到下部结构,体型突变部位的楼板应加厚并加强配筋,板面负弯矩配筋宜贯通。体型突变部位上、下层结构的楼板也应加强构造措施。
10.6.3 中国建筑科学研究院结构所等单位的试验研究和计算分析表明,多塔楼结构振型复杂,且高振型对结构内力的影响大,当各塔楼质量和刚度分布不均匀时,结构扭转振动反应大,高振型对内力的影响更为突出。因此本条规定多塔楼结构各塔楼的层数、平面和刚度宜接近;塔楼对底盘宜对称布置,减小塔楼和底盘的刚度偏心。大底盘单塔楼结构的设计,也应符合本条关于塔楼与底盘的规定。
震害和计算分析表明,转换层宜设置在底盘楼层范围内,不宜设置在底盘以上的塔楼内(图14)。若转换层设置在底盘屋面的上层塔楼内时,易形成结构薄弱部位,不利于结构抗震,应尽量避免;否则应采取有效的抗震措施,包括增大构件内力、提高抗震等级等。
多塔楼结构转换层不适宜位置示意

为保证结构底盘与塔楼的整体作用,裙房屋面板应加厚并加强配筋,板面负弯矩配筋宜贯通;裙房屋面上、下层结构的楼板也应加强构造措施。
为保证多塔楼建筑中塔楼与底盘整体工作,塔楼之间裙房连接体的屋面梁以及塔楼中与裙房连接体相连的外围柱、墙,从固定端至出裙房屋面上一层的高度范围内,在构造上应予以特别加强(图15)。

多塔楼结构加强部位示意

10.6.4 本条为新增条文,对悬挑结构提出了明确要求。
悬挑部分的结构一般竖向刚度较差、结构的冗余度不高,因此需要采取措施降低结构自重、增加结构冗余度,并进行竖向地震作用的验算,且应提高悬挑关键构件的承载力和抗震措施,防止相关部位在竖向地震作用下发生结构的倒塌。
悬挑结构上下层楼板承受较大的面内作用,因此在结构分析时应考虑楼板面内的变形,分析模型应包含竖向振动的质量,保证分析结果可以反映结构的竖向振动反应。
10.6.5 本条为新增条文,对体型收进结构提出了明确要求。大量地震震害以及相关的试验研究和分析表明,结构体型收进较多或收进位置较高时,因上部结构刚度突然降低,其收进部位形成薄弱部位,因此规定在收进的相邻部位采取更高的抗震措施。当结构偏心收进时,受结构整体扭转效应的影响,下部结构的周边竖向构件内力增加较多,应予以加强。图16中表示了应该加强的结构部位。
收进程度过大、上部结构刚度过小时,结构的层间位移角增加较多,收进部位成为薄弱部位,对结构抗震不利,因此限制上部楼层层间位移角不大于下部结构层间位移角的1.15倍,当结构分段收进时,控制收进部位底部楼层的层间位移角和下部相邻区段楼层的最大层间位移角之间的比例(图17)。

体型收进结构的加强部位示意
结构收进部位楼层层间位移角分布

 
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高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ3-2010
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