3.4.1 在高層建筑的一個(gè)獨(dú)立結(jié)構(gòu)單元內(nèi),結(jié)構(gòu)平面形狀宜簡(jiǎn)單、規(guī)則,質(zhì)量、剛度和承載力分布宜均勻。不應(yīng)采用嚴(yán)重不規(guī)則的平面布置。
3.4.2 高層建筑宜選用風(fēng)作用效應(yīng)較小的平面形狀。
3.4.3 抗震設(shè)計(jì)的混凝土高層建筑,其平面布置宜符合下列規(guī)定:
1 平面宜簡(jiǎn)單、規(guī)則、對(duì)稱,減少偏心;
2 平面長(zhǎng)度不宜過(guò)長(zhǎng)(圖3.4.3),L/B宜符合表3.4.3的要求;


3 平面突出部分的長(zhǎng)度l不宜過(guò)大、寬度b不宜過(guò)小(圖3.4.3),l/Bmax、l/b宜符合表3.4.3的要求;
4 建筑平面不宜采用角部重疊或細(xì)腰形平面布置。
3.4.4 抗震設(shè)計(jì)時(shí),B級(jí)高度鋼筋混凝土高層建筑、混合結(jié)構(gòu)高層建筑及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu),其平面布置應(yīng)簡(jiǎn)單、規(guī)則,減少偏心。
3.4.5 結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)減少扭轉(zhuǎn)的影響。在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下,樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移,A級(jí)高度高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍;B級(jí)高度高層建筑、超過(guò)A級(jí)高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不宜大于該樓層平均值的1.2倍,不應(yīng)大于該樓層平均值的1.4倍。結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期Tl之比,A級(jí)高度高層建筑不應(yīng)大于0.9,B級(jí)高度高層建筑、超過(guò)A級(jí)高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)大于0.85。
注:當(dāng)樓層的最大層間位移角不大于本規(guī)程第3.7.3條規(guī)定的限值的40%時(shí),該樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值的比值可適當(dāng)放松,但不應(yīng)大于1.6。
3.4.6 當(dāng)樓板平面比較狹長(zhǎng)、有較大的凹入或開(kāi)洞時(shí),應(yīng)在設(shè)計(jì)中考慮其對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的不利影響。有效樓板寬度不宜小于該層樓面寬度的50%;樓板開(kāi)洞總面積不宜超過(guò)樓面面積的30%;在扣除凹入或開(kāi)洞后,樓板在任一方向的最小凈寬度不宜小于5m,且開(kāi)洞后每一邊的樓板凈寬度不應(yīng)小于2m。
3.4.7 艸字形、井字形等外伸長(zhǎng)度較大的建筑,當(dāng)中央部分樓板有較大削弱時(shí),應(yīng)加強(qiáng)樓板以及連接部位墻體的構(gòu)造措施,必要時(shí)可在外伸段凹槽處設(shè)置連接梁或連接板。
3.4.8 樓板開(kāi)大洞削弱后,宜采取下列措施:
1 加厚洞口附近樓板,提高樓板的配筋率,采用雙層雙向配筋;
2 洞口邊緣設(shè)置邊梁、暗梁;
3 在樓板洞口角部集中配置斜向鋼筋。
3.4.9 抗震設(shè)計(jì)時(shí),高層建筑宜調(diào)整平面形狀和結(jié)構(gòu)布置,避免設(shè)置防震縫。體型復(fù)雜、平立面不規(guī)則的建筑,應(yīng)根據(jù)不規(guī)則程度、地基基礎(chǔ)條件和技術(shù)經(jīng)濟(jì)等因素的比較分析,確定是否設(shè)置防震縫。
3.4.10 設(shè)置防震縫時(shí),應(yīng)符合下列規(guī)定:
1 防震縫寬度應(yīng)符合下列規(guī)定:
1)框架結(jié)構(gòu)房屋,高度不超過(guò)15m時(shí)不應(yīng)小于100mm;超過(guò)15m時(shí),6度、7度、8度和9度分別每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加寬20mm;
2)框架-剪力墻結(jié)構(gòu)房屋不應(yīng)小于本款1)項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的70%,剪力墻結(jié)構(gòu)房屋不應(yīng)小于本款1)項(xiàng)規(guī)定數(shù)值的50%,且二者均不宜小于100mm。
2 防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)體系不同時(shí),防震縫寬度應(yīng)按不利的結(jié)構(gòu)類(lèi)型確定;
3 防震縫兩側(cè)的房屋高度不同時(shí),防震縫寬度可按較低的房屋高度確定;
4 8、9度抗震設(shè)計(jì)的框架結(jié)構(gòu)房屋,防震縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)層高相差較大時(shí),防震縫兩側(cè)框架柱的箍筋應(yīng)沿房屋全高加密,并可根據(jù)需要沿房屋全高在縫兩側(cè)各設(shè)置不少于兩道垂直于防震縫的抗撞墻;
5 當(dāng)相鄰結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)存在較大沉降差時(shí),宜增大防震縫的寬度;
6 防震縫宜沿房屋全高設(shè)置,地下室、基礎(chǔ)可不設(shè)防震縫,但在與上部防震縫對(duì)應(yīng)處應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造和連接;
7 結(jié)構(gòu)單元之間或主樓與裙房之間不宜采用牛腿托梁的做法設(shè)置防震縫,否則應(yīng)采取可靠措施。
3.4.11 抗震設(shè)計(jì)時(shí),伸縮縫、沉降縫的寬度均應(yīng)符合本規(guī)程第3.4.10條關(guān)于防震縫寬度的要求。
3.4.12 高層建筑結(jié)構(gòu)伸縮縫的最大間距宜符合表3.4.12的規(guī)定。

3.4.13 當(dāng)采用有效的構(gòu)造措施和施工措施減小溫度和混凝土收縮對(duì)結(jié)構(gòu)的影響時(shí),可適當(dāng)放寬伸縮縫的間距。這些措施可包括但不限于下列方面:
1 頂層、底層、山墻和縱墻端開(kāi)間等受溫度變化影響較大的部位提高配筋率;
2 頂層加強(qiáng)保溫隔熱措施,外墻設(shè)置外保溫層;
3 每30m~40m間距留出施工后澆帶,帶寬800mm~1000mm,鋼筋采用搭接接頭,后澆帶混凝土宜在45d后澆筑;
4 采用收縮小的水泥、減少水泥用量、在混凝土中加入適宜的外加劑;
5 提高每層樓板的構(gòu)造配筋率或采用部分預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)。
條文說(shuō)明
3.4 結(jié)構(gòu)平面布置
3.4.1 結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)力求簡(jiǎn)單、規(guī)則,避免剛度、質(zhì)量和承載力分布不均勻,是抗震概念設(shè)計(jì)的基本要求。結(jié)構(gòu)規(guī)則性解釋參見(jiàn)本規(guī)程第3.1.4、3.1.5條。
3.4.2 高層建筑承受較大的風(fēng)力。在沿海地區(qū),風(fēng)力成為高層建筑的控制性荷載,采用風(fēng)壓較小的平面形狀有利于抗風(fēng)設(shè)計(jì)。
對(duì)抗風(fēng)有利的平面形狀是簡(jiǎn)單規(guī)則的凸平面,如圓形、正多邊形、橢圓形、鼓形等平面。對(duì)抗風(fēng)不利的平面是有較多凹凸的復(fù)雜形狀平面,如V形、Y形、H形、弧形等平面。
3.4.3 平面過(guò)于狹長(zhǎng)的建筑物在地震時(shí)由于兩端地震波輸入有位相差而容易產(chǎn)生不規(guī)則振動(dòng),產(chǎn)生較大的震害,表3.4.3給出了L/B的最大限值。在實(shí)際工程中,L/B在6、7度抗震設(shè)計(jì)時(shí)最好不超過(guò)4;在8、9度抗震設(shè)計(jì)時(shí)最好不超過(guò)3。
平面有較長(zhǎng)的外伸時(shí),外伸段容易產(chǎn)生局部振動(dòng)而引發(fā)凹角處應(yīng)力集中和破壞,外伸部分l/b的限值在表3.4.3中已列出,但在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中最好控制l/b不大于1。
角部重疊和細(xì)腰形的平面圖形(圖1),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?yàn)閼?yīng)力集中容易使樓板開(kāi)裂、破壞,不宜采用。如采用,這些部位應(yīng)采取加大樓板厚度、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(qiáng)。
需要說(shuō)明的是,表3.4.3中,三項(xiàng)尺寸的比例關(guān)系是獨(dú)立的規(guī)定,一般不具有關(guān)聯(lián)性。

3.4.4 本規(guī)程對(duì)B級(jí)高度鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及混合結(jié)構(gòu)的最大適用高度已有所放松,與此相應(yīng),對(duì)其結(jié)構(gòu)的規(guī)則性要求應(yīng)該更加嚴(yán)格;本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu),其豎向布置已不規(guī)則,對(duì)這些結(jié)構(gòu)的平面布置的規(guī)則性應(yīng)提出更高要求。
3.4.5 本條規(guī)定主要是限制結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。國(guó)內(nèi)、外歷次大地震震害表明,平面不規(guī)則、質(zhì)量與剛度偏心和抗扭剛度太弱的結(jié)構(gòu),在地震中遭受到嚴(yán)重的破壞。國(guó)內(nèi)一些振動(dòng)臺(tái)模型試驗(yàn)結(jié)果也表明,過(guò)大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的嚴(yán)重破壞。
對(duì)結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)主要從兩個(gè)方面加以限制:
1 限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性,避免產(chǎn)生過(guò)大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。本條對(duì)A級(jí)高度高層建筑、B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑,分別規(guī)定了扭轉(zhuǎn)變形的下限和上限,并規(guī)定扭轉(zhuǎn)變形的計(jì)算應(yīng)考慮偶然偏心的影響(見(jiàn)本規(guī)程第4.3.3條)。B級(jí)高度高層建筑、混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑的上限值1.4比現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011的規(guī)定更加嚴(yán)格,但與國(guó)外有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(如美國(guó)規(guī)范IBC、UBC,歐洲規(guī)范Eurocode-8)的規(guī)定相同。
扭轉(zhuǎn)位移比計(jì)算時(shí),樓層的位移可取“規(guī)定水平地震力”計(jì)算,由此得到的位移比與樓層扭轉(zhuǎn)效應(yīng)之間存在明確的相關(guān)性。
“規(guī)定水平地震力”一般可采用振型組合后的樓層地震剪力換算的水平作用力,并考慮偶然偏心。水平作用力的換算原則:每一樓面處的水平作用力取該樓面上、下兩個(gè)樓層的地震剪力差的絕對(duì)值;連體下一層各塔樓的水平作用力,可由總水平作用力按該層各塔樓的地震剪力大小進(jìn)行分配計(jì)算。結(jié)構(gòu)樓層位移和層間位移控制值驗(yàn)算時(shí),仍采用CQC的效應(yīng)組合。
當(dāng)計(jì)算的樓層最大層間位移角不大于本樓層層間位移角限值的40%時(shí),該樓層的扭轉(zhuǎn)位移比的上限可適當(dāng)放松,但不應(yīng)大于1.6。扭轉(zhuǎn)位移比為1.6時(shí),該樓層的扭轉(zhuǎn)變形已很大,相當(dāng)于一端位移為1,另一端位移為4。
2 限制結(jié)構(gòu)的抗扭剛度不能太弱。關(guān)鍵是限制結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動(dòng)為主的第一自振周期Tl之比。當(dāng)兩者接近時(shí),由于振動(dòng)耦聯(lián)的影響,結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯增大。
若周期比Tt/Tl小于0.5,則相對(duì)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)效應(yīng)θr/u一般較小(θ、r分別為扭轉(zhuǎn)角和結(jié)構(gòu)的回轉(zhuǎn)半徑,θr表示由于扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離質(zhì)心距離為回轉(zhuǎn)半徑處的位移,u為質(zhì)心位移),即使結(jié)構(gòu)的剛度偏心很大,偏心距e達(dá)到0.7r,其相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形θr/u值亦僅為0.2。而當(dāng)周期比Tt/Tl大于0.85以后,相對(duì)扭振效應(yīng)θr/u值急劇增加。即使剛度偏心很小,偏心距e僅為0.1r,當(dāng)周期比Tt/Tl等于0.85時(shí),相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形θr/u值可達(dá)0.25;當(dāng)周期比Tt/Tl接近1時(shí),相對(duì)扭轉(zhuǎn)變形θr/u值可達(dá)0.5。由此可見(jiàn),抗震設(shè)計(jì)中應(yīng)采取措施減小周期比Tt/Tl值,使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度。如周期比Tt/Tl不滿足本條規(guī)定的上限值時(shí),應(yīng)調(diào)整抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的布置,增大結(jié)構(gòu)的抗扭剛度。
扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振動(dòng)的主振型,可通過(guò)計(jì)算振型方向因子來(lái)判斷。
在兩個(gè)平動(dòng)和一個(gè)扭轉(zhuǎn)方向因子中,當(dāng)扭轉(zhuǎn)方向因子大于0.5時(shí),則該振型可認(rèn)為是扭轉(zhuǎn)為主的振型。高層結(jié)構(gòu)沿兩個(gè)正交方向各有一個(gè)平動(dòng)為主的第一振型周期,本條規(guī)定的Tl是指剛度較弱方向的平動(dòng)為主的第一振型周期,對(duì)剛度較強(qiáng)方向的平動(dòng)為主的第一振型周期與扭轉(zhuǎn)為主的第一振型周期Tt的比值,本條未規(guī)定限值,主要考慮對(duì)抗扭剛度的控制不致過(guò)于嚴(yán)格。有的工程如兩個(gè)方向的第一振型周期與Tt的比值均能滿足限值要求,其抗扭剛度更為理想。周期比計(jì)算時(shí),可直接計(jì)算結(jié)構(gòu)的固有自振特征,不必附加偶然偏心。
高層建筑結(jié)構(gòu)當(dāng)偏心率較小時(shí),結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比一般能滿足本條規(guī)定的限值,但其周期比有的會(huì)超過(guò)限值,必須使位移比和周期比都滿足限值,使結(jié)構(gòu)具有必要的抗扭剛度,保證結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較小。當(dāng)結(jié)構(gòu)的偏心率較大時(shí),如結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)位移比能滿足本條規(guī)定的上限值,則周期比一般都能滿足限值。
3.4.6 目前在工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用的多數(shù)計(jì)算分析方法和計(jì)算機(jī)軟件,大多假定樓板在平面內(nèi)不變形,平面內(nèi)剛度為無(wú)限大,這對(duì)于大多數(shù)工程來(lái)說(shuō)是可以接受的。但當(dāng)樓板平面比較狹長(zhǎng)、有較大的凹入和開(kāi)洞而使樓板有較大削弱時(shí),樓板可能產(chǎn)生顯著的面內(nèi)變形,這時(shí)宜采用考慮樓板變形影響的計(jì)算方法,并應(yīng)采取相應(yīng)的加強(qiáng)措施。
樓板有較大凹入或開(kāi)有大面積洞口后,被凹口或洞口劃分開(kāi)的各部分之間的連接較為薄弱,在地震中容易相對(duì)振動(dòng)而使削弱部位產(chǎn)生震害,因此對(duì)凹入或洞口的大小加以限制。設(shè)計(jì)中應(yīng)同時(shí)滿足本條規(guī)定的各項(xiàng)要求。以圖2所示平面為例,L2不宜小于0.5L1,a1與a2之和不宜小于0.5L2且不宜小于5m,a1和a2均不應(yīng)小于2m,開(kāi)洞面積不宜大于樓面面積的30%。

3.4.7 高層住宅建筑常采用艸字形、井字形平面以利于通風(fēng)采光,而將樓電梯間集中配置于中央部位。樓電梯間無(wú)樓板而使樓面產(chǎn)生較大削弱,此時(shí)應(yīng)將樓電梯間周邊的剩余樓板加厚,并加強(qiáng)配筋。外伸部分形成的凹槽可加拉梁或拉板,拉梁宜寬扁放置并加強(qiáng)配筋,拉梁和拉板宜每層均勻設(shè)置。
3.4.8 在地震作用時(shí),由于結(jié)構(gòu)開(kāi)裂、局部損壞和進(jìn)入彈塑性變形;其水平位移比彈性狀態(tài)下增大很多。因此,伸縮縫和沉降縫的兩側(cè)很容易發(fā)生碰撞。1976年唐山地震中,調(diào)查了35幢高層建筑的震害,除新北京飯店(縫凈寬600mm)外,許多高層建筑都是有縫必碰,輕的裝修、女兒墻碰碎,面磚剝落,重的頂層結(jié)構(gòu)損壞,天津友誼賓館(8層框架)縫凈寬達(dá)150mm也發(fā)生嚴(yán)重碰撞而致頂層結(jié)構(gòu)破壞;2008年汶川地震中也有數(shù)多類(lèi)似震害實(shí)例。另外,設(shè)縫后,常帶來(lái)建筑、結(jié)構(gòu)及設(shè)備設(shè)計(jì)上的許多困難,基礎(chǔ)防水也不容易處理。近年來(lái),國(guó)內(nèi)較多的高層建筑結(jié)構(gòu),從設(shè)計(jì)和施工等方面采取了有效措施后,不設(shè)或少設(shè)縫,從實(shí)踐上看來(lái)是成功的、可行的??拐鹪O(shè)計(jì)時(shí),如果結(jié)構(gòu)平面或豎向布置不規(guī)則且不能調(diào)整時(shí),則宜設(shè)置防震縫將其劃分為較簡(jiǎn)單的幾個(gè)結(jié)構(gòu)單元。
3.4.10 抗震設(shè)計(jì)時(shí),建筑物各部分之間的關(guān)系應(yīng)明確:如分開(kāi),則徹底分開(kāi);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。為防止建筑物在地震中相碰,防震縫必須留有足夠?qū)挾取7勒鹂p凈寬度原則上應(yīng)大于兩側(cè)結(jié)構(gòu)允許的地震水平位移之和。2008年汶川地震進(jìn)一步表明,02規(guī)程規(guī)定的防震縫寬度偏小,容易造成相鄰建筑的相互碰撞,因此將防震縫的最小寬度由70mm改為100mm。本條規(guī)定是最小值,在強(qiáng)烈地震作用下,防震縫兩側(cè)的相鄰結(jié)構(gòu)仍可能局部碰撞而損壞。本條規(guī)定的防震縫寬度要求與現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50011是一致的。
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(dòng)不同步,牛腿拉斷、壓碎,產(chǎn)生嚴(yán)重震害,證明這種連接方式對(duì)抗震是不利的;必須采用時(shí),應(yīng)針對(duì)具體情況,采取有效措施避免地震時(shí)破壞。3.4.11 抗震設(shè)計(jì)時(shí),伸縮縫和沉降縫應(yīng)留有足夠的寬度,滿足防震縫的要求。無(wú)抗震設(shè)防要求時(shí),沉降縫也應(yīng)有一定的寬度,防止因基礎(chǔ)傾斜而頂部相碰的可能性。
3.4.12 本條是依據(jù)現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50010制定的??紤]到近年來(lái)高層建筑伸縮縫間距已有許多工程超出了表中規(guī)定(如北京昆侖飯店為剪力墻結(jié)構(gòu),總長(zhǎng)114m;北京京倫飯店為剪力墻結(jié)構(gòu),總長(zhǎng)138m),所以規(guī)定在有充分依據(jù)或有可靠措施時(shí),可以適當(dāng)加大伸縮縫間距。當(dāng)然,一般情況下,無(wú)專門(mén)措施時(shí)則不宜超過(guò)表中規(guī)定的數(shù)值。
如屋面無(wú)保溫、隔熱措施,或室內(nèi)結(jié)構(gòu)在露天中長(zhǎng)期放置,在溫度變化和混凝土收縮的共同影響下,結(jié)構(gòu)容易開(kāi)裂;工程中采用收縮性較大的混凝土(如礦渣水泥混凝土等),則收縮應(yīng)力較大,結(jié)構(gòu)也容易產(chǎn)生開(kāi)裂。因此這些情況下伸縮縫的間距均應(yīng)比表中數(shù)值適當(dāng)減小。
3.4.13 提高配筋率可以減小溫度和收縮裂縫的寬度,并使其分布較均勻,避免出現(xiàn)明顯的集中裂縫;在普通外墻設(shè)置外保溫層是減少主體結(jié)構(gòu)受溫度變化影響的有效措施。
施工后澆帶的作用在于減少混凝土的收縮應(yīng)力,并不直接減少使用階段的溫度應(yīng)力。所以通過(guò)后澆帶的板、墻鋼筋宜斷開(kāi)搭接,以便兩部分的混凝土各自自由收縮;梁主筋斷開(kāi)問(wèn)題較多,可不斷開(kāi)。后澆帶應(yīng)從受力影響小的部位通過(guò)(如梁、板1/3跨度處,連梁跨中等部位),不必在同一截面上,可曲折而行,只要將建筑物分開(kāi)為兩段即可?;炷潦湛s需要相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間才能完成,一般在45d后收縮大約可以完成60%,能更有效地限制收縮裂縫。


室內(nèi)消火栓 GB3445-20
