建筑抗震设计中结构竖向不规则限定

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1、建筑抗震设计中结构竖向不规则限定　　摘要：建筑抗震设计中结构竖向不规则是因结构沿竖向布置(如楼层质量、几何尺寸、刚度、强度或几者的组合)，发生突变或不连续而产生，使结构局部产生过大的应力集中或塑性变形集中，导致结构局部薄弱诱发整体损伤甚至倒塌。我国及欧美各国现行设计规范中一般都有结构竖向不规则临界控制极限的定量规定，且特别强调从总体概念设计的角度保证内力或能量竖向传递路径的连续，避免结构楼层屈服机制的产生，避免因局部削弱或突变而产生过大的应力集中或塑性变形集中。关键词：建筑抗震设计；结构竖向不规则中图分类号：TU973文献标识码：AAbstract:Seismicdesi

2、gnisduetotheirregularstructureoftheverticalstructurealongtheverticallayout(suchasfloorquality,geometry,stiffness,strength,oracombinationofseveralpersons),oracombinationofseveralpersonsgeneratedtomakethestructureoflocalproduceexcessivethestressconcentrationorconcentrationofplasticdeformati

3、on,resultingin8theoverallstructureofthelocalweakinduceddamageandevencollapse.QuantitativerequirementsofEuropeandtheUnitedStatestothecurrentdesignspecificationsaregenerallyirregularverticalstructureofthecriticalcontrollimits,andspecialemphasisonconceptualdesignfromtheperspectiveoftheoveral

4、linternalforceorenergytoensurecontinuousverticaltransmissionpath,toavoidstructuralflooryieldingmechanism,toavoidweakeningormutationslocalizedexcessiveconcentrationofstressorplasticdeformationconcentrated.Keywords:seismicdesignofbuildings;irregularverticalstructure地震地面运动作用下，建筑物的损伤破坏首先会出现在结

5、构侧向抗震系统的薄弱部位，薄弱部位的损伤破坏会进一步加剧结构抗震性能的退化，从而导致结构整体的倒塌。建筑物的薄弱部位主要来源于结构配置的缺陷或不规则，如结构或构件不规则的几何尺寸、软弱的楼层、质量过分集中以及不连续的侧向抗震系统等。1.结构竖向不规则的内容1.1强度分布不规则8结构的楼层强度(楼层屈服承载力)是指给定楼层在所考虑的水平地震作用方向上，抗侧力系统所有单元的受剪承载力总和。强度不连续楼层通常也称为“弱层”。主要由于抗侧力单元(柱或剪力墙等)偏小的截面尺寸或纵向配筋不够等因素而产生的相邻上、下楼层抗侧强度的差异。“弱层”容易引起结构的弹塑性行为集中，改变结构位移

6、分布模式，而导致结构局部或整体的不稳定或倒塌。通常较小的楼层强度改变就可能导致较大的抗震延性需求分布的变化。这一结果与Valmundsson的分析结果趋势一致。1.2刚度分布不规则结构相邻楼层高度的改变、竖向结构单元的突然中断、非结构单元的参与等导致结构刚度竖向不连续，刚度不连续层通常称为“软层”。由于建筑结构功能和建筑美观的需求，结构楼层高度的改变和竖向抗侧力单元的中断是很普遍的形式。非结构单元不可预见地参与抗侧力系统通常出现在砌体填充框架结构体系中，如果设计合理，填充墙的有效刚度和强度作用可能提高框架的抗震性能；如果设计不合理，即使结构其他布置连续、对称也容易出现“软

7、层”的情况。“软层”容易引起楼层应力集中，层间位移增大，柱两端过大的弹塑性变形集中(塑性铰)容易产生层侧移机制，其损伤破坏是最严重的。1.3质量分布不规则8竖向不规则的质量分布可以通过比较楼层间的有效重量(重力荷载代表值)来判断。楼层有效重量是结构每层自重荷载标准值和一定比例的可变荷载组合值之和。质量集中楼层经常出现在结构设备层、储存库房层和顶层游泳池等，竖向不规则结构的质量分布影响结构的动力反应，可能导致不可预期的高模态行为和地震反应需求部位集中，过大的质量可能导致侧向惯性作用力的突然增大，导致结构局部竖向构件的负荷增大而构