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高層建筑結構應根據(jù)房屋高度和高寬比、抗震設防類別、抗震設防烈度、場地類別、結構材料和施工技術條件等因素考慮其適宜的結構體系。
目前,國內大量的高層建筑結構采用四種常見的結構體系:框架、剪力墻、框架-剪力墻和筒體,因此本規(guī)程分章對這四種結構體系的設計作了比較詳細的規(guī)定,以適應量大面廣的工程設計需要。
框架結構中不包括板柱結構(無剪力墻或筒體),因為這類結構側向剛度和抗震性能較差,目前研究工作不充分、工程實踐經(jīng)驗不多,暫未列入規(guī)程;此外,由l形、t形、z形或十字形截面(截面厚度一般為180mm~300mm)構成的異形柱框架結構,目前已有行業(yè)標準《混凝土異形柱結構技術規(guī)程》,本規(guī)程也不需列入。
剪力墻結構包括部分框支剪力墻結構(有部分框支柱及轉換結構構件)、具有較多短肢剪力墻且?guī)в型搀w或一般剪力墻的剪力墻結構。
板柱-剪力墻結構的板柱指無內部縱梁和橫梁的無梁樓蓋結構。由于在板柱框架體系中加入了剪力墻或筒體,主要由剪力墻構件承受側向力,側向剛度也有很大的提高。這種結構目前在國內外高層中有較多的應用,但其適用高度宜**框架-剪力墻結構。有震害表明,板柱結構的板柱節(jié)點破壞較嚴重,包括板的沖切破壞或柱端破壞。
筒體結構在20世紀80年代后在我國已廣泛應用于高層辦公和高層旅館建筑。由于其剛度較大、有較高承載能力,因而在層數(shù)較多時有較大優(yōu)勢。多年來,我國已經(jīng)積累了許多工程經(jīng)驗和科研成果,在本規(guī)程中作了較詳細的規(guī)定。
一些較新穎的結構體系(如巨型框架結構、巨型桁架結構、懸掛結構等),目前工程較少、經(jīng)驗還不多,宜針對具體工程研究其設計方法,待積累較多經(jīng)驗后再上升為規(guī)程的內容。
強調了高層建筑結構概念設計原則,宜采用規(guī)則的結構,不應采用嚴重不規(guī)則的結構。
規(guī)則結構一般指:體型(平面和立面)規(guī)則,結構平面布置均勻、對稱并具有較好的抗扭剛度;結構豎向布置均勻,結構的剛度、承載力和質量分布均勻、無突變。
實際工程設計中,要使結構方案規(guī)則往往比較困難,有時會出現(xiàn)平面或豎向布置不規(guī)則的情況。對結構平面布置及豎向布置的不規(guī)則性提出了限制條件。若結構方案中僅有個別項目**過了條款中規(guī)定的“不宜”的限制條件,此結構屬不規(guī)則結構,但仍可按本規(guī)程有關規(guī)定進行計算和采取相應的構造措施;若結構方案中有多項**過了條款中規(guī)定的“不宜”的限制條件或某一項**過“不宜”的限制條件較多,此結構屬特別不規(guī)則結構,應盡量避免;若結構方案中有多項**過了條款中規(guī)定的“不宜”的限制條件,而且**過較多,或者有一項**過了條款中規(guī)定的“不應”的限制條件,則此結構屬嚴重不規(guī)則結構,這種結構方案不應采用,對結構方案進行調整。
無論采用何種結構體系,結構的平面和豎向布置都應使結構具有合理的剛度、質量和承載力分布,避免因局部突變和扭轉效應而形成薄弱部位;對可能出現(xiàn)的薄弱部位,在設計中應采取有效措施,增強其抗震能力;結構宜具有多道防線,避免因部分結構或構件的破壞而導致整個結構喪失承受水平風荷載、地震作用和重力荷載的能力。
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