不规则结构设计及规范要求

建筑方案是否“规则”的判定及设计控制

1、不规则的划分

抗震规范把不规则的建筑方案分为三个级别，区别对待：

? 一般不规则——按规范、规程的有关规定采取加强措施；

? 特别不规则——经过专门研究和论证后采取高于规范、规程规定的加

强措施，对于高层建筑应严格按建设部令第111号进行抗震设防专项检查；

? 严重不规则——应要求建筑师予以修改、调整。

抗震规范原文如下：

3.4.1 建筑设计应符合抗震概念设计的要求，不规则的建筑方案应按规定采取加强措施；特别不规则的建筑方案应进行专门研究和论证，采取特别的加强措施；不应采用严重不规则的建筑方案。

[修订说明]：本次修订，对建筑方案的各种不规则性，分别给出处理对策，以提高建筑设计和结构设计的协调性。

2、不规则的判定

（1）抗震规范正文——比较含糊

3.4.2 建筑及其抗侧力结构的平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；建筑的立面和竖向剖面宜规则，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，避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。

当存在表3.4.2-1所列举的平面不规则类型或表3.4.2-2所列举的竖向不规则类型时，应符合本章第3.4.3 条的有关规定。

表3.4.2-1 平面不规则类型

不规则类型 定义 楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹性水平位移（或层扭转不规则 间位移）平均值的1.2倍 结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30％ 楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该层楼板典型宽度的凸凹不规则 楼板局部不连续 50％，或开洞面积大于该层楼层面积的30％，或较大的楼层错层。

表3.4.2-2 竖向不规则类型

不规则类型 定义 该层的侧向刚度小于相邻上一层的70％，或小于其相邻三个楼层侧向刚度平均值侧向刚度不规则 的80％；除顶层外，局部收进的水平向尺寸大于相邻下一层的25％ 竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑等）的内力由水平转换构件（梁、桁架竖向抗侧力构件不连续 等）向下传递 楼层承载力突变 抗侧力结构的层面受剪承载力小于相邻上一楼层的80％

（2）抗震规范条文说明——稍微清晰，仍笼统

3.4.1条之条文说明：

规则与不规则的区分，本规范在第3.4.2条规定了一些定量的界限，但实际上引起建筑结构不规则的因素还有很多，特别是复杂的建筑体型，很难一一用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围，但是，有经验的、有抗震知识素养的建筑设计人员，应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计，要区分不规则、特别不规则和严重不规则等不规则程度，避免采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。这里：

“不规则”指的是超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中一项及以上的不规则指标；

特别不规则，指的是多项均超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中不规则指标或某一项超过规定指标较多，具有较明显的抗震薄弱部位，将会引起不良后果者；

严重不规则，指的是体型复杂，多项不规则指标超过第3.4.3条上限值或某一项大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。

3.4.2条之条文说明：

采用图形进行典型示例，以便理解表3.4.2中所列的不规则类型。参见规范。

（3）抗震设计规范管理组的统一培训教材（P93～95）——清晰

对于混凝土结构和钢结构，规则与不规则性的一些主要定量界限，见抗震规范3.4.2条和相关规程，大致如下表：

表 6.2 不规则建筑方案的基本类型

序号 A 1 B A 2 B 组合平面 细腰形或角部重叠形 有效宽度小于50％，开洞面积大于30％（不计电梯3 楼板不连续 井道，但深凹口加设连梁仍按2a判别），错层大于梁高 A 4 B 5 6 尺寸突变 构件间断 承载力突变 缩进大于25％，外挑大于10％和4m，含多塔、连体 上下墙、柱、支撑不连续，含加强层 相邻层受剪承载力变化大于80％ JGJ3，4.4.5条 GB50011,3.4.2条 GB50011,3.4.2条 刚度突变 相邻层刚度变化大于70％或连续三层变化大于80％ GB50011,3.4.2条 GB50011,3.4.2条 JGJ3，4.3.3条 偏心布置 凸凹不规则 偏心距大于0.15或相邻层质心相差较大 平面凸凹尺寸大于相应边长30％等，含穿层柱 JGJ99，3.2.2条 GB50011,3.4.2条 不规则类型 扭转不规则 简要涵义 按非柔性楼盖考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2 备注 GB50011,3.4.2条

只要建筑结构（包括某个楼层）布置上出现表中的一项，即存在不规则，或叫基本不规则。

对于一般的不规则，其基本抗震加强措施见抗震规范第3.4.3条的规定。

对于具有转换层、加强层、错层和多塔、连体的高层混凝土结构，至少具有表3.4.1-1中的一项，在JGJ3第10章也给出了加强措施的规定。

对于不规则建筑方案的结构设计，还应注意：

? 当建筑平面有深凹口，即使在凹口处设置连梁，但该部位的楼板不足以视为刚

性楼板，只能作为弹性板计算时，则仍处于凸凹不规则，不能因设置连梁而作为楼板开洞处理。

? 对于不落地构件通过次梁转换的问题，应慎重对待。少量的次梁转换，设计时

对不落地构件（混凝土墙、砖抗震墙、柱、支撑等）的地震作用如何通过次梁传递到主梁、又传统到落地竖向构件要有明确的计算，方可视为有明确的计算简图和合理的传递途径，并需采取相应的加强措施，确保大震时转换构件不失效。

? 设防烈度不同，上述不规则建筑方案的界限相同，但设计要求有所不同。烈度

越高，不仅仅是需要采取的措施增加，体现各种概念设计的调整系数也要加大。

? 结构薄弱层和薄弱部位的判别、验算及加强措施，应针对具体情况正确处理，

使其确实有效。

有关“特别不规则”的判定，先请看下表6.3：

表6.3 特别不规则的项目举例

序号 1 2 3 不规则类型 扭转偏大 抗扭刚度弱 层刚度偏小 简要涵义 不与裙房相连的较多楼层考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.4 扭转周期比大于0.9，混合结构扭转周期比大于0.85 本层侧向刚度小于相邻上层的50％

4 5 6 7 8 高位转换 厚板转换 塔楼偏置 复杂连接 多重复杂 框支转换构件位置：7度超过5层，8度超过3层 7～9度设防的厚板转换结构 单塔或多塔，质心与大底盘质心偏心距大于底盘相应周长的20％ 各部分层数、刚度、布置不同的错层或连体结构 同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔类型中的2种以上

培训教材明确指出，所谓“特别不规则”，主要有三类：

其一，同时具有表6.2所列六个方面基本不规则的3个或3个以上；

其二，具有表6.3所列的一项不规则；

其三，具有表6.2所列2个方面的基本不规则，且其中有一项接近表6.3的不规则指标。

局部修订明确要求，特别不规则的建筑方案应进行专门的研究和论证。建设部第111号令要求，对特别不规则的高层建筑，应在初步设计阶段提出“超限设计”的可行性论证，由建设单位向工程所在地的省级建设行政主管部门提出申请，经专家委员会审查通过并完成行政许可手续后，方可进行施工图设计和施工图设计文件的审查。

对于特别不规则的建筑方案，只要不属于严重不规则，结构设计人员应采取比抗震规范第3.4.3条要求更加有效的措施。

严重不规则，指体型复杂，多项实质性的突变指标或界限超过规定或某一项大大超过规定，具有严重的抗震薄弱环节，可能导致地震破坏的严重后果者，意味着该建筑方案在现有经济技术条件下，存在明显的地震安全隐患。

（4）《PKPM结构软件从入门到精通》的意见P200～201

不规则类型 简要涵义 规则结构 1、平面和立面体形规则，结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度；结构竖向布置

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