高层建筑结构设计
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54.哪些情况要进行薄弱层弹塑性变形验算?

按照《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)的规定,弹塑性变形验算是第二阶段抗震设计的内容,以实现“大震不倒”的设防目标。但目前正确地确定结构的薄弱层(部位)以及薄弱层(部位)的弹塑性变形还有许多困难,要求每栋高层建筑都进行弹塑性分析是不现实的,也无必要。因此,《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)仅对有特殊要求的建筑、地震时易倒塌的结构以及有明显薄弱层的不规则结构需要进行两阶段设计,即除了第一阶段的弹性承载力设计外,还要进行薄弱层的弹塑性层间变形验算,并采取相应的抗震构造措施,实现第三水准的抗震设防要求。

(1)应进行弹塑性变形验算的高层建筑结构

1)7~9度抗震设防时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构;

2)甲类建筑和9度抗震设防的乙类建筑结构;

3)采用隔震和消能减震的建筑结构;

4)房屋高度大于150m的结构。

楼层屈服强度系数ζy定义为

式中 Vyi)——按框架的梁(柱)实际截面、实际配筋和材料强度标准值计算的楼层i的抗剪承载力;

Vei)——罕遇地震下楼层i的弹性地震剪力(计算时,无论何种结构,阻尼比均取ζ=0.05)。

罕遇地震作用计算时的水平地震影响系数最大值αmax应按表3-11采用。

表3-11 罕遇地震作用计算时的水平地震影响系数最大值αmax

(2)宜进行弹塑性变形验算的高层建筑结构

1)表3-12所列高度范围且竖向不规则的高层建筑结构;

表3-12 可能需要进行弹塑性变形验算的高层建筑结构

2)7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度抗震设防的乙类建筑结构;

3)板柱—剪力墙结构。

《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2010)第5.1.13条规定,B级高度的高层建筑结构、混合结构和第10章的复杂高层建筑结构宜采用弹塑性静力或弹塑性动力分析方法补充计算。