建筑造型与抗震教学课件PPT.ppt

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1、第九章 建筑造型与抗震,组员：王振远 周舜禹 张玉敏 于明建 许智 朱明,目录,第一节 建筑造型设计的抗震策略 第二节 建筑平面、立面与地震作用的关系 第三节 不规则建筑抗震设计中的问题,第一节 建筑造型设计的抗震策略,在建筑设计中，造型设计是非常重要的，将会直接左右建筑的外 布局，同样它对于抗震的影响也是较大的。建筑造型设计中的建筑尺 度、建筑体量、建筑的布局在在建筑设计过程中都是相铺相成。它们 与建筑的整体刚度（受外力作用的材料、构件或抵抗结构变形的能力 ）、刚度中心（指结构抗侧移的构件的中心）、惯性、以及水平位移 和所受地震力影响等是密切相关的。接下来，就将这些特性分解为以 下几个方面分

2、别阐述它们与抗震性能的联系。,1.1建筑空间体量大小与抗震的联系,体量的大小会影响结构的造型、空间的跨度大小等方面。大跨度大 面积对建筑的抗震有着不利的影响。当平面尺寸很大时，即使是一个对 称的、简单的外形，房屋作为一个单元，在抗震运动中也会存在薄弱的 环节。此外，由于大多建筑不是均匀体块，地块运动在不同的时间过程 中，将对建筑的不同部位产生影响。因此，体量较大的建筑的整体性较 体量较小的建筑差。,1.1建筑空间体量大小与抗震的联系,体量较大的建筑，结构设计选型方案就会减少， 比如一个7.8m 跨度 的空间， 它可以采用横向为主梁框架结构或者竖向为主梁的框架结构也 可以采用井字梁结构，但是当跨

3、度增大到 15m后，如果选取相同的结构 材料，那么结构形式只可能为预应力钢筋混凝土结构； 如果换用其他材 料的结构形式，又需要考虑该空间与整个建筑物之间的关系， 是否这样 的结构形式可以承受上部空间的荷载，比如采用网架结构， 这个空间上 部是不能承受更大的荷载的。,1.1建筑空间体量大小与抗震的联系,汶川大地震许多砖混结构的教室发生了垮塌，除了施工和管理者的原 因外，大跨度的砖混结构教室也是垮塌的一个因素。对于一些存在转换 层的建筑来说，往往下部几层是大跨度的空间，而上部为荷载较大的住 宅、办公空间等，这类建筑刚度较差，对建筑抗震是不利的。因此，可 以采取一是减小建筑总尺寸、二是将大尺寸建筑划

4、分为若干小尺寸结构 单元(设置抗震缝、伸缩缝等)、 三是在空间允许的条件下适当增加抗震 墙来增强建筑结构的侧向刚度。,1.2建筑高度与抗震联系,在水平向地震作用下，建筑的高度类似于在重力作用下的悬臂梁跨度。随着 建筑高度增加，它的自振周期会加长，而周期的变化，意味着地震作用大小的变 化。建筑的自振周期不只是建筑高度的函数，还与高厚比、层高、结构体系类和 材料，以及建筑质量和质量分布情况有关系。因此，建筑高度的多少会同时影响 上述一个或几个因素，而建筑的自振周期的变化又会引起地震作用的增大或减少 。 砖石结构是脆性材料，变形能力小、抗震能力低， 采取的抗震措施就会更 多，此类型建筑如果层数越多，

5、建筑高度越大，其所受的震害的危险性也会更大 ，所以对这种形式的建筑的高度限制会更高。而钢筋混凝土结构、钢结构的建筑 由于材料性能更佳，抗震能力更高，所以对其的建筑的高度限制会放宽些。 因此，可以采取：一是在设防烈度较高的地区可以适当降低建筑高度、二 是选取合理的结构形式两种策略来提高建筑的抗震性能。,1.3比例与抗震联系,在建筑抗震设计中， 把握建筑的比例比把握其绝对尺寸更有意义。 例如 长 宽 比、高宽比。建筑物的比例的一个重要因素，也是建筑抗震的一个重要指 标。高宽比是指建筑物建筑高度与建筑短边宽度的比值（砖混结构单边走廊的长 度不算入建筑短边宽度），在国内外的建筑抗震设计规范中，对于各结

6、构类型的 建筑的高宽比都有限值。长宽比是指建筑物水平方向总体长度与总体宽度的比值 。 高层建筑中，高宽比与建筑高度相比显得尤其的重要。高层建筑如同一根 独立的柱，地震时产生的的倾覆力矩很大，控制好高宽比，特别是在震害地区更 应该严格按照规范规定的高宽比限值进行设计，否则产生的损失是无法估量的。 位于软弱地基或非均布多层土地基上的建筑，为了克服地震前后积累的地基不均 匀沉降所引起的结构体系破坏和墙体开裂，建筑的长宽比也应得到控制。 其次，抗震规范（GB500112001）中规定，框架抗震墙和板柱抗震墙结构中，抗震墙之间无大洞口的楼、屋盖的长宽比不宜超过相关条款中的数值规定，超过后，容易引起平面内

7、变形的影响。,1.4建筑对称性与抗震的联系,对称是建筑造型的几何性质。 建筑的对称包括水平方向的对称和竖直方向 的对称。 水平方向的对称是指建筑在平面上的对称。建筑在平面上的对称， 可以对 称于通过中心轴的，如一平面是圆形的会所、图书馆、办公楼等，这样的建筑是 完全对称的；也可以是对称于相互正交的两根轴或者更多轴线的，如一般的矩形 、方形、十字形或者工字型建筑；也可以对称于一轴的，如 L 形、T 形、X 形等 建筑；还有的建筑为完全不对称的，而这样的建筑在现在的建筑设计中越来越广 泛。,1.4建筑对称性与抗震的联系,直方向的对称是指建筑立面上通过中央立轴的对称。 可以是对称于中心所 有轴的，竖

8、比如圆柱形的建筑和正四棱柱形的建筑等；也可以是对称于相互正交 的两根轴或者更多轴线的，如四棱柱形的建筑；也可以对称于一轴的，如四棱台 形的建筑；还有的建筑为完全不对称的，新世纪的建筑追求个性，追求建筑的雕 塑感，这样的建筑屡见不鲜。 但是上面所讲的两个方向的对称是指外形上的对称， 而对称的核心问题是 质量中心和刚度中心的重合。 体型对称， 结构布置分布均匀， 这时质量中心和 刚度中心有可能重合， 如果结构质量分布不均衡或者刚度分布不均衡， 则质量 中心和刚度中心就不能重合。 而如果外形不对称的建筑，质量中心和刚度中心 重合的可能性更小。,1.4建筑对称性与抗震的联系,不对称导致质量中心和刚度中

9、心之间的偏心，建筑设计过程中质量中心和刚 度中心完全重合是几乎不可能的，偏心在地震作用下就会发生扭转，要消除扭转 是很困难的，扭转会在建筑的转折突变出产生应力集中破坏建筑。 因此，可以采取：第一注意建筑大小空间的合理、均匀划分、 第二注意水 平、竖向交通的合理、均匀布置；第三是立面虚实均衡；第四建筑体型均衡对称 ；第五注意平面内抗震墙均匀布置，筒体的均衡这五种策略来提高建筑的抗震性 能。,1.5建筑转角与抗震的联系,建筑的转角有其自身特殊的地震作用问题，转角分为阳角和阴角。 建筑的转角在地震作用过程中，可能会存在应力集中的问题，使得结构的 其他部分受力较小，而大部分的力集中在了转角处。 美国抗

10、震专家 Clarkson Pinkham 总结了1971 年美国圣菲尔南多地震后指 出：“对框架角柱应该特别注意，考虑地震力水平向和竖向的同时运动， 角柱 应该设计得有更大的裕度。”我国的建筑抗震设计规范对多层和高层钢筋混凝土 房屋框架角柱的尺寸及配筋也提出了较高的要求。 在建筑的阳角处，相互垂直相交的两片墙的挠曲变形是相关的，对于转角 上没有实体墙的建筑更应该注意。建筑设计中，为了体现建筑转角的美感和层次 感，有时候会取掉角柱，或者挑出一个阳台或者露台，这样的设计手法很普遍； 在做住宅建筑造型时候，阳角处理成阳台和凸窗的手法也是很普遍的。这些设计 方法对建筑的抗震性提出了挑战。,1.5建筑转

11、角与抗震的联系,因此，可以采取：适当加大转角结构构件尺寸；如果在阳角处做凹进、凸 出 的处理， 应该采取相关构造手段加强这一部位的结构牢固性； 转角处的墙 体设置为抗震墙；通过结构出挑达到转角处的建筑设计意图这四种策略来提高建 筑的抗震性能。 阴角是建筑造型设计中常常遇到的。 它们存在于建筑平面为 T 形、 L 形、 U形、十字形等形状的建筑中。这类形状的建筑在建筑设计中被大量采用，也是 建筑师较为喜好的一种建筑选型，这类形状的建筑广泛的应用于住宅、学校、办 公等建筑中，能够很好的处理功能的组合、采光、通风等问题。但是这些造型的 建筑往往是抗震最难处理的问题。从建筑抗震的角度来看，产生了两方面

12、的问题 ：第一是刚度的差异，由于刚度的差异使得建筑的不同部分产生了差异的运动， 在阴角出形成了局部应力集中；第二是扭转和转动。不管地震从哪个方向来，这 样的建筑的质量中心和刚度中心是不重合的，造成阴角处的应力集中和扭转效应 。,1.5建筑转角与抗震的联系,因此，可以采取：将建筑用防震缝从结构上划分为不具有阴角的简单的房屋 单元。我国的抗震设计规范对于各类房屋的防震缝都做了明确的规定；将不同的 房屋单元通过结构拉结起来，使得结构形成一个不具有阴角的简单的房屋单元， 使得建筑在经受地震时，能作为一个整体进行振动，提高建筑的刚度，这两种策 略来解决阴角形式建筑的抗震问题。,1.6建筑整体的均衡与抗震

13、的联系,建筑的整体均衡主要指不同形体的建筑围合，常见有回字形、三角形、圆形 等等，各个部分的体型、质量、平面布置等决定了整个建筑群体的质量中心和刚 度中心是否重合。在考虑建筑群体布局时，应注意：一是尽量使得建筑各个单元 部分的体型相同或相近、对称，竖向高度相同或相近，组合围合而成的建筑各部 分尽量对称均衡；二是设置防震缝，将复杂型体脱离形成单独的一个简单地体型 ，缝之间应该加强构造措施，以防止地震作用下防震缝的碰撞问题。,第二节 建筑平面、立面与地震作用的关系,2.1建筑平面设计的抗震策略 2.2 平面不规则结构分类和定义 2.3建筑立面设计的抗震策略 2.4建筑立面收进类型与建筑抗震的关系,

14、2.1建筑平面设计的抗震策略,2.1.1 建筑平面的对称性 建筑的平面布置宜对称均匀，结构的刚度中心与建筑物的重心宜 尽量靠近以减少地震时的偏心扭转。不对称的建筑还会产生应力集中， 如在凹角连接处等有较大的集中地震应力而导致严重震害。 同一对称 平面，由于平面中长度等具体尺寸的不同，又可分为对称充分抗震好和 对称不充分抗震不好两类。 矩形的对称平面L/B 宜3 时，地震中建筑的两端会产生反 相位的振动，会导致建筑物产生较大扭转，对抗震是不利的。在对称的 H形平面与十字形平面中，当L/B2，C/D1.5 时，对抗震是不利的。,2.1建筑平面设计的抗震策略,2.1.2 .1建筑平面的均匀性 平面的

15、均匀性是指抗震结构的刚度在平面布置上是否均匀， 主要 抗震结构如剪力墙、筒体等均应均匀布置以减小偏心扭转，要尽量避免 端部刚度大，中间刚度小的偏心扭转。当建筑平面不对称时，抗震结构 刚度的均匀性非常重要。建筑平面不对称而结构刚度又不对称，地震时 会产生严重震害；建筑平面不对称而结构刚度布置均匀，在几个主轴方 向的偏心均较小时，则可减小偏心扭转等抗震的不利影响。以下两种对 称平面也会造成结构刚度的不均匀：,2.1建筑平面设计的抗震策略,2.1.2.2虚假对称 1972 年，尼加拉瓜首都马拉瓜发生里氏7.0 级大地震，该市的美洲 银行大楼几乎完好无损，而与美洲银行隔街相邻的中央银行却严重受损 ，周

16、围建筑物也发生大规模倒塌，5000 多人死亡。当时，这个消息几乎 传遍了整个尼加拉瓜。美洲银行是十七层，而中央银行只有十五层，两 栋高层同样是对称的矩形平面，为何有这般差别？后来，人们发现中央 银行虽然是矩形平面，框架结构，但刚度较大的楼梯间、电梯间和设备 管道间等核心筒则布置在一端，使结构刚度很不均匀。美洲银行因平面 方正，筒体结构，刚度均匀，基本无偏心。由此，我们不难看出，建筑 平面对称而结构刚度不均匀有较大偏心时，建筑为虚假对称，不利于抗 震。,2.1建筑平面设计的抗震策略,2.1.2.3 不均匀对称 对于形、形等对称平面中，两端刚度大，中间“颈”部刚度小，地 震时两端将产生反相位振动会

17、导致较大的偏心扭转，易产生严重震害北 京国际饭店是29 层的高层建筑，剪力墙结构，原设计方案考虑如图a 形，因抗震不利修改为图b 形。 2.1.3 筑平面的高宽比 建筑高度H 和建筑宽度B 的比值是建筑体型抗震的重大问题。 国 内外的震害调查和建筑工程实践都说明： 高宽比小则建筑物的侧向刚度 大，抗震能力高;高宽比大则建筑物的侧向刚度小，抗震能力低。对于高 层建筑，矩形平面的宽度B 较小，许可高度和层数也较小；当采用凹角 形平面时，则高度可增大至60m 左右；60m 以上的高层建筑则宜采用宽 度更大的塔形平面如方形、圆形、正八角形平面等。,2.1建筑平面设计的抗震策略,对于钢筋混凝土结构，建筑

18、的高宽比限值可根据不同的结构体系和设 计烈度确定。 1)矩形平面建筑钢筋混凝土结构的高宽比H/B 限值,2.1建筑平面设计的抗震策略,2)凹角体型建筑钢筋混凝土结构的高宽比H/B 限值,2.2 平面不规则结构分类和定义,2.2.1 平面几何形状的不规则类型 从建筑结构的平面几何形状反映结构的不规则即平面凹进的尺寸大于 相应投影方向总尺寸的30%或楼板的尺寸急剧变化时为平面不规则结构 2.2.2 不对称结构类型 这类结构平面在几何形状上称规则平面，但由于竖向抗侧力构件布置在 平面的一侧或者角部，质心和刚心偏离大， 在地震作用下的扭转效应 十分显著。 这种平面布置较严格的说可定义为结构自由振动的某

19、一振型 同时出现平动与扭转振型。,2.2 平面不规则结构分类和定义,2 .2.3 抗震设计的相关概念 与抗震设计有关的概念主要有质心、刚心、强度中心、实际偏心距 、偶然偏心距、平扭耦联。 2.2.3.1 刚心 刚心是指沿高度按层同时作用一组水平力，使结构在整体上只发生平动而不 发生转动，按层分布这组力的作用点。对单层结构的刚心位置只与竖向构件的侧 向刚度和该构件所在位置的坐标值有关，与水平作用力无关。而对二层及二层以 上的结构，是与水平作用力有关的。水平力沿高度分布的形式不同，得到的刚心 位置可能不同。即使每层的层高、结构布置、构件尺寸相同，每一层刚心位置也 是不完全相同的。目前结构刚心的确定

20、主要有两种方法：把多高层建筑当作单 层建筑的简单叠加，忽略本层与上下层之间的影响。在刚性楼板假定下，当结 构仅在第i 层受到水平力作用，仅第i 层只发生平动，允许其他层同时发生转动及 平动时的力的作用点。,2.2 平面不规则结构分类和定义,2.2.3.2 强度中心 强度中心是指竖向构件屈服强度的分布中心。由于构件之间材料的强 度差异性，强度中心常与质量中心不完全吻合。 结构的强度偏心也会对 结构的扭转效应产生放大作用。 2.2.3.3 实际偏心距、偶然偏心距 刚心与质心的间距为结构的实际偏心距。由于施工、使用或地震地面 运动的扭转分量等因素所引起的偏心为结构的偶然偏心。 对平面规则的 结构，采

21、用增大边榀结构地震内力的简化方法考虑偶然偏心的影响。 高 层建筑取各层质量偶然偏心为0.05 Li （Li 为垂直于地震作用方向的建物 总长度）来计算单向水平地震作用。,2.2 平面不规则结构分类和定义,2.3. 3.4 平扭耦联 结构体系在水平地震作用下，如果不考虑竖向震动和扭转振动， 则每个质 点只有一个平动自由度， 任一点的水平位移不仅与该质点本身有关， 还与其他 诸质点有关， 这叫做振动的耦合；如果考虑水平向的扭转和平动， 则每个质点 有一个平动自由度和一个转动自由度， 此时水平振动、 扭转振动之间互相耦合 ，产生所谓的平扭耦联。 2.2.4平面不规则结构在地震下的受力特点 平面不规则

22、的多高层结构，由于质心和刚心的偏离的存在，将引起显著的平扭 耦联效应，平扭耦联系统在地震作用下的基本动力特性为：当扭转周期和平动 基本周期之比Tt /T1 接近于1时， 即使是几乎对称的结构在地震作用下也会表现 出严重的平扭耦联。 结构承受到的动扭矩会超过水平剪力和结构偏心距之乘 积。当扭平周期比接近于1 时，动扭矩会成倍地增加。 平扭耦联会放大结构的 地震反应，对结构边缘构件的内力会产生实质性的影响，造成边缘抗侧力构件较 快地进入扭剪破坏状态。,2.2 平面不规则结构分类和定义,2.2.5 平面不规则结构设计建议在总结大量资料和设计经验的的基础上，归纳出以下设计平面不规则结构的一些方法，共8

23、 个方面： （1）注意结构布置的对称性和均匀性，控制结构的偏心率。当偏心率足够小时，结构通常有清晰的平动主振型和扭转主振型，比较容易满足扭平分量比的要求。 （2）注意抗侧力构件转换引起结构平面的不对称和刚心的偏移。 （3）注意累积质量的影响。当结构局部收进出现高低跨时，应合理布置剪力墙，以减小偏心距。 （4）当结构具有平面凹凸不规则时，在凹槽处应加强竖向构件和增设槽口拉梁。 （5）当楼板大面积缺失，造成长短柱时，一方面要加强短柱的延性，另一方面还要加强长柱的刚度。,2.2 平面不规则结构分类和定义,（6）在满足侧向刚度的前提下，在刚心附近尽量减少剪力墙的布置。除 了必要的门窗洞以外，尽量不要在

24、外围剪力墙上开洞。 （7）加强周边梁的刚度。可采用增高周边连梁和框架梁来加强结构的整 体抗扭刚度和调整刚心的位置。 （8）在满足建筑立面和使用功能的前提下，必要时可以考虑增设抗震缝,2.3 建筑立面设计的抗震策略,建筑立面是由许多部件组成的，这些部件包阔门窗、墙体、柱子、阳台、遮 阳板、雨棚、勒脚等。立面的设计就是恰当的确定这些部件的尺寸大小、比例关 系以及材料色彩等。 从美学角度讲，立面设计通过形的变换、面的虚实对比、线的方向变化等， 求得外形的统一与变化和内部空间与外形的协调统一。 从建筑抗震角度讲，立面设计注意几点： 首先，建筑立面是为满足施工要求而按正投影绘制的，分别为正立面、背立面

25、、侧立面。再推敲立面时不能孤立的处理每个面，而应该注意几个立面的相互协 调和相邻面的衔接以取得统一和均衡。 其次，建筑造型是一种空间三维甚至四维的艺术，在处理立面的时候不能单一 的局限于这个二维的面上，应该考虑到立面的空间效果，以及由空间各部分构件 的立面的规则性和均衡性。,2.3 建筑立面设计的抗震策略,最后，立面处理应该是在符合了功能和结构要求的基础上，对建筑空间造 型的进一步深化。应注意立面各个部分的衔接和安全性。 立面设计与建筑抗震设计是紧密相关的。对里面抗震的研究可划分成以下三 方面讨论： 2.3.1 立面的比例 立面的比例的处理是与建筑功能，材料性能和结构形式分不开的。不同类型 的

26、建筑，由于使用性质，容纳人数，空间大小 层高等不同， 形成全然不同的比 例关系。同材料的建筑，由于材料的力学性能， 材料的质感 材料的色彩以及各 种材料的组合等，也会造就全然不同的比例关系。同结构形式的建筑，由于材料,2.3 建筑立面设计的抗震策略,的性能， 结构的布置方式， 结构构件的尺寸，也影响着比例关系。注意遵循以 上三方面的逻辑性，使之符合结构的力学特征，各个部分的受力构件合理的分配 和传力，将提高建筑的抗震性能。 如果不遵循以上三方面的逻辑性， 比如设计 局部设计比例失调的立面 为了达到一定的空间或者视觉效果， 可能会使得结构 出现不连续，或者出现多余的结构，在未受地震作用的时候，这

27、部分的结构受力 分配是富余的，当地震作用时有可能在这一部分形成应力集中 而出现建筑的局 部破坏。 把握好里面的比例，由于抗震是很重要的。在地震作用时，为了使得立面局 部出现比例失真时，保证建筑的安全性 可以采取几个措施。 一是对于局部的失 真部位采取脱缝处理，设置防震缝 以此保证整体结构的稳定性和刚度。 二是采 取加强局部的措施与整体部分连接和加固。,2.3 建筑立面设计的抗震策略,2.3.2立面的尺度 立面的尺度同样是与建筑功能，材料性能和结构形式分不开的。 立面的处理往往是不匀质的 ，每一层楼也是不完全相同的， 比如首层可 能会设计门厅，而门厅尺度会大一些，立面开洞较大，而有得楼层为了设计

28、通透 一些，也可能会是尺度很大的洞口，这就使得结构体系在此部分有可能出现不连 续的情况，而这些地方通常也是抗震最为薄弱的地方。有得造型上为了追求大尺 度，立面为了与造型达到同一，会使整个结构体系较为被动，比如高层建筑的裙 楼和塔楼，为了满足裙楼的大开间，追求大气的效果，往往会使得塔楼和裙楼分 别为两种结构形式，两结构之间的结构的转换层往往是对抗震不利的。 因此，可以通过以下的三个方法策略达到提高抗震性能的目的：一是统一 和规整立面尺寸，创造和谐统一的尺寸关系，二是尽量保证结构的延续性，梁柱 连接，三是加强立面开洞部位的稳固性通过安装预埋件，后植筋等方式加固开洞 部位的构建（如玻璃幕墙，外挂石材

29、）,2.3 建筑立面设计的抗震策略,2.3.3立面的虚实 建筑立面“虚”的部分主要是指窗，玻璃幕墙部分，给人以轻巧，通透的 感觉；“实”的部分主要指墙体，石材幕墙部分，给人以厚重，封闭的感觉。建 筑立面的虚实关系主要是由功能和结构要求决定的，有时候为了满足一定的美学 要求，有时候会将有得部分夸张处理。充分利用这三方面特点巧妙地处理虚实关 系，可以获得轻巧生动，坚实有力的外观形象。 3.4立面的对称性 立面的 对称性是建筑造型的几何性质。立面的对称性是建筑立面上通过中 央立轴的对称，可以是对称于中心所有轴的，也可以是对称于相互正交的两根轴 或者更多轴线的，还有的建筑是完全不对称的。,2.3 建筑

30、立面设计的抗震策略,上面所讲的两个方向的对称是指外形上的对称，而对称的核心问题是质量 中心和刚度中心的重合。不对称导致质量中心和刚度中心之间的偏心，而要质量 中心和刚度中心完全重合是不可能的，偏心在地震作用下会发生扭转，要消除扭 转是很困难的，扭转会在建筑的转折突变出产生应力集中破坏建筑。 所以，建筑设计过程中把握好立面的对称性以及质量中心和刚度中心的位 置对就爱你住抗震是有利的。,2.4 建筑立面收进类型与建筑抗震的关系,现代高层建筑的立面造型多种多样，立面的竖向收进类型也很复 杂。让我们比较一下不同的收进类型与建筑抗震的关系。,2.4 建筑立面收进类型与建筑抗震的关系,各种收进体型的抗震性

31、能： 一般收进在竖向凹角处，上下层刚度突变，应力集中，抗震不利。 有倾斜面的复杂收进，在收进处用斜面过渡，上下层的刚度和强度 是连续的，没有凹角突变，抗震较好。 倒转收进不仅有竖向凹角上下层刚度突变等问题， 且建筑重心上 移，地震时会产生严重的倾覆，底层宽度小抗倾覆能力低，抗震更 不利。 不规则收进除上述问题外，又增加了上下层重心的偏心，增大了地 震倾覆，抗震更为不利。,2.4 建筑立面收进类型与建筑抗震的关系,单面倒转收进的不规则体型是倒转收进的常用类型，这种体型既 有刚度和强度上大下小的 抗震不利因素，又有重心上 移增大抗震倾覆，更有重心 偏心等严重问题，抗震是危 险的。 对于有抗震设防要

32、求 的建筑物，建筑的竖向体型 应力求规则、均匀，避免有 过大的外挑和内收。对于矩形平面，立面收进部分的尺寸比值d/d0.75 时，建筑物可认为是竖向较规则的。（上层平面的宽度和长度均可收进 为下层的宽度和长度的0.75 倍，即上层的面积可收进为下层面积的9/ 16 倍。）上层平面的宽度或长度;d 上层平面的宽度或长度。,第三节 不规则建筑抗震设计中的问题,一. 不规则建筑方案的判定 什么叫“不规则建筑方案” 1）建筑的平面布置不规则，如平面复杂、不对称、细腰形或脚部重叠形、凹凸尺寸过大等。,第三节 不规则建筑抗震设计中的几个问题讨论,2）建筑竖向布置不规则，如尺寸突变、缩进或外挑过大、多塔、连

33、体等。 3）结构抗侧力构件不规则，如结构平面布置不规则、楼板不连续、不对称，平面整体刚度差，竖向构件的截面尺寸和材料强度突变等。 抗规第3.4.1条，对建筑方案的不规则程度分为三个层次：一般不规则、特别不规则、严重不规则。,第三节 不规则建筑抗震设计中的几个问题讨论,二.不规则建筑的处理方法 1.处理方法 一般不规则建筑-按规范、规程的相关规定采取加强措施； 特别不规则建筑-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，对于高层建筑还应严格按照建设部令第111号进行抗震设防专项审查； 严重不规则-应要求建筑师给予修改、调整。,第三节 不规则建筑抗震设计中的几个问题讨论,一般不规则建筑

34、：建筑结构（包括某个楼层）布置中出现表一中一项不规则，即 为一般不规则建筑 特别不规则建筑：主要有三类，其一、同时具有表一所列9个方面的基本不规则 项的三个或三个以上；其二、具有表2所列的一个不规则项；其三、具有表一2个 基本不规则项且其中有一项接近表2的不规则指标。 严重不规则：指形体复杂， 多项实质性的突变指标或界限超过抗震规范3.4.3条 规定的上限值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在有的经济条件下，存在明显的地震 安全隐患。,第三节 不规则建筑抗震设计中的几个问题讨论,2.对一般不规则建筑的处理方法 对一般不规则的建筑结

35、构进行水平地震作用计算和内力调整，并应对薄弱部分 采取有效的抗震构造措施的规定。主要体现在三个方面：计算分析法、计算模型 和薄弱部分的抗震构造加强措施 3.对于特别不规则建筑 特别不规则建筑应进行专项审查，设计单位应按照住建部关于超限高层建筑 工程抗震设防专项审查技术要点的规定进行分析论证，提出论证报告进入程序 性审查，论证报告重点要做好建筑结构抗震概念设计，合理设定结构抗震性能目 标，提结构计算分析模型和计算结果，提出结构抗震加强的相关措施，专项审查 的内容包括下面七个方面:,第三节 不规则建筑抗震设计中的几个问题讨论,1) . 建筑抗震设防依据 2). 场地勘察成果 3). 场地和基础的设

36、计方案 4). 建筑结构的抗震概念设计和性能指标 5). 总体计算和关键部位计算的工程判断 6). 薄弱部位的抗震措施 7). 可能存在的其他问题 包括政府投资项目的合理性,第三节 不规则建筑抗震设计中的几个问题讨论,4.严重不规则建筑 不同结构类型，由于可采取的措施不同， 划为严重不规则的条件也不尽相 同。一般情况下，对砌体结构而言，属于严重不规则的建筑方案，改用混凝土 结构则可能采取有效的抗震措施使之转化为非严重不规则。对于严重不规则的 普通赶紧混凝土结构，改为钢结构，也可将严重不规则转化为一般不规则或特 别不规则。特定情况，如；国家及地方有特殊要求的建筑，在大量试验研究和 理论的基础上进行专门的抗震设计。,