论高层建筑结构层间位移角限值的控制

《论高层建筑结构层间位移角限值的控制》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、论高层建筑结构层间位移角限值的控制魏琏王森上海魏琏工程结构设计事务所（深圳部）[摘要]本文在对结构位移构成分析的基础上，论述了不同结构类型竖向构件楼层处截面转角、层间位移及受力层间位移的变化规律，提出了高层建筑层间位移限值的合理建议。AbstractOnthebasisofanalysisofthestructuraldisplacementcomponent,thispaperinvestigatesthecharacteristicofverticalmemberrotationangleatfloorplan,inter-storydisplacementangle

2、andphysicalinter-storydisplacementangleofdifferentstructuraltypes.Basedupontheabovestudy,suggestiononsuitablecontrolvalueofinter-storydisplacementangleandphysicalinter-storydisplacementanglefordifferenttallbuildingsispresented.[关键词]高层建筑，建筑结构，层间位移角，受力层间位移角KeyWordsTallbuilding,Buildingstruc

3、ture，Inter-storydisplacementangle,Physicalinter-storydisplacementangle一、前言高层建筑结构设计往往由变形要求而非受力要求所控制，因而世界各国结构设计规范都对高层建筑的顶点位移角或层间位移角限值有所规定。近年来，世界上不少国家都在发展高度很高的超高层建筑，有的已建或在建的一些超高层建筑高度达到500m，日美等国甚至在筹划建造更高的建筑，因此超高层建筑在风和地震作用下的变形限值控制成为结构设计上一[1]个关键的问题。我国《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002对高度等于或大于250m的超高层建筑规定

4、其最大层间位移角不宜大于1/500，这比规程原规定的不宜大于1/800或[2][3]1/1000放宽很多，从规程条文说明来看，这一放宽规定的理论依据阐述还是不够清楚的，由此可见高层建筑位移限值的合理规定还有进一步探讨和认识的必要。对高层建筑变形限值的规定，一般是要求满足以下三个要求，1限制剪力墙和柱等竖向结构构件产生受力裂缝或损坏；2保护非结构构件（幕墙、隔墙及装修等），使其免于变形过大而损坏；3保证结构的整体稳定性。从结构安全角度出发，其中第一个要求是基本的，现行规范通过规定结构的层间位移角限值来保证高层建筑结构在这方面的安全性是有重大意义的。经过多年来的实践，人们发现

5、结构的层间位移角并非全是受力引起的，而是由受力层间位移角和非受力层间位移角两部分组成，当后面一部分所占的比例较大时，现行规范的许可限值将失之过严。与此相反，在结构底层，结构竖向构件的非受力位移为零，其受力位移是主要因素，而现行规范的许可限值对于剪力墙结构而言又是失之过宽。此外框剪结构和框筒结构是由变形能力较差的剪力墙和变形能力相对较强的柱组成，同一楼层内既有剪力墙又有柱，用同一层间位移角限值来控制二者的变形也是不合理的。再者，现行规范控制结构的层间位移角限值对沿高所有楼层要求一样，但实际上各楼层的构件组成、受力状况和受力大小是不相同的，有时甚至是差异较大的，用相同的层间位

6、移角来控制所有楼层，其合理性也是值得商榷的。1本文将在竖向构件的层间位移角系由受力层间位移角和非受力层间位移角两部分组成[4]的理论基础上，分别不同类型结构研究其在水平力作用下不同竖向构件在楼层处截面转角沿高的变化规律，进而研究不同楼层层间位移角的组成特征及沿高变化规律，从而进一步对现行规范规程对高层建筑层间位移角限值的规定提出一些讨论和建议，可供广大设计者参考，也可供今后规范修订时参考。二、对规范高层建筑变形限值的讨论[2]我国《建筑抗震设计规范》GBJ10-89首次作出抗震设计进行抗震变形验算的规定。该规范第4.5.1条规定“框架（包括填充墙框架）和框架抗震墙结构（包

7、括框支层）宜进行低于本地区设防烈度的多遇地震作用下结构的抗震变形验算，其层间弹性位移角应符合下式要求Du<[q]h（1）ee式中，Du——多遇地震作用标准值产生的层间弹性位移；e[q]——层间弹性位移角限值，按表1采用；eh——层高。表1层间弹性位移角限值结构类型条件[qe]考虑砖填充墙抗侧力作用1/500框架其他1/450其他装修要求高的公共建筑1/800框架——剪力墙其他1/650[3]2002年新颁布的《建筑结构抗震设计规范》（GB50010-2002）作出了一些补充修正，在第5.5.1条具体规定了层间弹性位移角限值，如