10.3.1 当框架-核心筒、筒中筒结构的侧向刚度不能满足要求时,可利用建筑避难层、设备层空间,设置适宜刚度的水平伸臂构件,形成带加强层的高层建筑结构。必要时,加强层也可同时设置周边水平环带构件。水平伸臂构件、周边环带构件可采用斜腹杆桁架、实体梁、箱形梁、空腹桁架等形式。
10.3.2 带加强层高层建筑结构设计应符合下列规定:
1 应合理设计加强层的数量、刚度和设置位置。当布置1个加强层时,可设置在0.6倍房屋高度附近;当布置2个加强层时,可分别设置在顶层和0.5倍房屋高度附近;当布置多个加强层时,宜沿竖向从顶层向下均匀布置。
2 加强层水平伸臂构件宜贯通核心筒,其平面布置宜位于核心筒的转角、T字节点处;水平伸臂构件与周边框架的连接宜采用铰接或半刚接;结构内力和位移计算中,设置水平伸臂桁架的楼层宜考虑楼板平面内的变形。
3 加强层及其相邻层的框架柱、核心筒应加强配筋构造。
4 加强层及其相邻层楼盖的刚度和配筋应加强。
5 在施工程序及连接构造上应采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩差的措施,结构分析模型应能反映施工措施的影响。
10.3.3 抗震设计时,带加强层高层建筑结构应符合下列要求:
1 加强层及其相邻层的框架柱、核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级采用,一级应提高至特一级,但抗震等级已经为特一级时应允许不再提高;
2 加强层及其相邻层的框架柱,箍筋应全柱段加密配置,轴压比限值应按其他楼层框架柱的数值减小0.05采用;
3 加强层及其相邻层核心筒剪力墙应设置约束边缘构件。
条文说明
10.3 带加强层高层建筑结构
10.3.1 根据近年来高层建筑的设计经验及理论分析研究,当框架-核心筒结构的侧向刚度不能满足设计要求时,可以设置加强层以加强核心筒与周边框架的联系,提高结构整体刚度,控制结构位移。本节规定了设置加强层的要求及加强层构件的类型。
10.3.2 根据中国建研院等单位的理论分析,带加强层的高层建筑,加强层的设置位置和数量如果比较合理,则有利于减少结构的侧移。本条第1款的规定供设计人员参考。
结构模型振动台试验及研究分析表明:由于加强层的设置,结构刚度突变,伴随着结构内力的突变,以及整体结构传力途径的改变,从而使结构在地震作用下,其破坏和位移容易集中在加强层附近,形成薄弱层,因此规定了在加强层及相邻层的竖向构件需要加强。伸臂桁架会造成核心筒墙体承受很大的剪力,上下弦杆的拉力也需要可靠地传递到核心筒上,所以要求伸臂构件贯通核心筒。
加强层的上下层楼面结构承担着协调内筒和外框架的作用,存在很大的面内应力,因此本条规定的带加强层结构设计的原则中,对设置水平伸臂构件的楼层在计算时宜考虑楼板平面内的变形,并注意加强层及相邻层的结构构件的配筋加强措施,加强各构件的连接锚固。
由于加强层的伸臂构件强化了内筒与周边框架的联系,内筒与周边框架的竖向变形差将产生很大的次应力,因此需要采取有效的措施减小这些变形差(如伸臂桁架斜腹杆的滞后连接等),而且在结构分析时就应该进行合理的模拟,反映这些措施的影响。
10.3.3 带加强层的高层建筑结构,加强层刚度和承载力较大,与其上、下相邻楼层相比有突变,加强层相邻楼层往往成为抗震薄弱层;与加强层水平伸臂结构相连接部位的核心筒剪力墙以及外围框架柱受力大且集中。因此,为了提高加强层及其相邻楼层与加强层水平伸臂结构相连接的核心筒墙体及外围框架柱的抗震承载力和延性,本条规定应对此部位结构构件的抗震等级提高一级采用(已经为特一级者可不提高);框架柱箍筋应全柱段加密,轴压比从严(减小0.05)控制;剪力墙应设置约束边缘构件。
本条第3款为本次修订新增加内容。