MIT_0001

4.3 结构平面布置

4.3.1

参阅本规程第 4.1.3～4.1.4 条的说明。

4.3.2

高层建筑承受较大的风力。在沿海地区，风力成为高层建筑的控制性荷载，采用风压较小的平面形状有利于抗风设计。

对抗风有利的平面形状是简单规则的凸平面，如圆形、正多边形、椭圆形、鼓形等平面。对抗风不利的平面是有较多凹凸的复杂形状平面，如 V 形、 Y 形、 H 形、弧形等平面。

4.3.3

平面过于狭长的建筑物在地震时由于两端地震波输入有位相差而容易产生不规则振动，产生较大的震害，表 4.3.3 给出了L/B的最大限值。在实际工程中，L/B在 6、7度抗震设计的最好不超过4 ；在 8、9度抗震设计时最好不超过 3 。

平面有较长的外伸时，外伸段容易产生局部振动而引发凹角处破坏，外伸部分ι/b的限值在表 4.3.3 中已列出，但在实际工程设计中最好控制ι/b不大于 1 。

角部重叠和细腰形的平面图形 ( 图 1) ，在中央部位形成狭窄部分，在地震中容易产生震害，尤其在凹角部位，因为应力集中容易使楼板开裂、破坏，不宜采用。如采用，这些部位应采取加大楼板厚度、增加板内配筋、设置集中配筋的边梁、配置 45°斜向钢筋等方法予以加强。

4.3.4

本规程对 B 级高度钢筋混凝土结构及混合结构的最大适用高度已放松到比较高的程度，与此相应，对其结构的规则性要求必须严格；本规程第 10 章所指的复杂高层建筑结构，其竖向布置已不规则，对这些结构的平面布置的规则性应严格要求。因此，本条规定对上述结构的平面布置应做到简单、规则，减小偏心。

4.3.5

本条规定，主要是限制结构的扭转效应。国内、外历次大地震震害表明，平面不规则、质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构，在地震中受到严重的破坏。国内一些振动台模型试验结果也表明，扭转效应会导致结构的严重破坏。

对结构的扭转效应需从两个方面加以限制。 1) 限制结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。本条对 A 级高度高层建筑、 B 级高度高层建筑、混合结构及本规程第 10 章所指的复杂高层建筑，分别规定了扭转变形的下限和上限，并规定扭转变形的计算应考虑偶然偏心的影响（详见本规程第 3.3.3 条）。 B 级高度高层建筑、混合结构及本规程第 10 章所指的复杂高层建筑的上限值 1.4 比现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB 50011 的规定更加严格，但与国外有关标准 ( 如美国规范 IBC、UBC ，欧洲规范 Eurocode-8) 的规定相同。 2) 限制结构的抗扭刚度不能太弱。关键是限制结构扭转为主的第一自振周期T_t与平动为主的第一自振周期T₁之比。当两者接近时，由于振动耦联的影响，结构的扭转效应明显增大。若周期比 T_t/T₁小于 0.5 ，则相对扭转振动效应如θr/u一般较小(θ、r分别为扭转角和结构的回转半径，θr表示由于扭转产生的离质心距离为回转半径处的位移，u为质心位移)，即使结构的刚度偏心很大，偏心距e达到 0.7r ，其相对扭转变形θr/u值亦仅为 0.2 。而当周期比T_t/T₁大于 0.85 以后，相对扭振效应θ/u值急剧增加。即使刚度偏心很小，偏心距e仅为 0.1r ，当周期比 T_t/T₁等于 0.85 时，相对扭转变形θr/u值可达0.25 ；当周期比T_t/T₁接近 1 时，相对扭转变形θr/u值可达 0.5 。由此可见，抗震设计中应采取措施减小周期比T_t/T₁值，使结构具有必要的抗扭刚度。如周期比T_t/T₁不满足本条规定的上限值时，应调整抗侧力结构的布置，增大结构的抗扭刚度。

扭转耦联振动的主方向，可通过计算振型方向因子来判断。在两个平动和一个转动构成的三个方向因子中，当转动方向因子大于 0.5 时，则该振型可认为是扭转为主的振型。

4.3.6

目前在工程设计中应用的多数计算分析方法和计算机软件，大多假定楼板在平面内不变形，平面内刚度为无限大，这对于大多数工程来说是可以接受的。但当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时，楼板可能产生显著的面内变形，这时宜采用考虑楼板变形影响的计算方法，并应采取相应的加强措施。

楼板有较大凹入或开有大面积洞口后，被凹口或洞口划分开的各部分之间的连接较为薄弱，在地震中容易相对振动而使削弱部位产生震害，因此对凹入或洞口的大小加以限制。设计中应同时满足本条规定的各项要求。以图 2 所示平面为例，L₂不宜小于 0.5L₁ ，a₁与a₂之和不宜小于0.5L₂，且不宜小于5m ，a₁和a₂均不应小于2m ，开洞面积不宜大于楼面面积的30％。

4.3.7

高层住宅建筑常采用艹

字形、井字形平面以利于通风采光，而将楼电梯间集中配置于中央部位。楼电梯间无楼板而使楼面产生较大削弱，此时应将楼电梯间周边的剩余楼板加厚，并加强配筋。外伸部分形成的凹槽可加拉梁或拉板，拉梁宜宽扁放置并加强配筋，拉梁和拉板宜每层均匀设置。

4.3.9

在地震作用时，由于结构开裂、局部损坏和进入弹塑性变形，其水平位移比弹性状态下增大很多。因此，伸缩缝和沉降缝的两侧很容易发生碰撞。唐山地震中，调查了 35 幢高层建筑的震害，除新北京饭店（缝净宽 600mm）外，许多高层建筑都是有缝必碰，轻的装修、女儿墙碰碎，面砖剥落，重的顶层结构损坏。天津友谊宾馆（8 层框架）缝净宽达 150mm 也发生严重碰撞而致顶层结构破坏。加之设缝后，带来建筑、结构及设备设计上许多困难，基础防水也不容易处理。近年来，国内较多的高层建筑结构，从设计和施工等方面采取了有效措施后，不设或少设缝，从实践上看来是成功的、可行的。抗震设计时，如果结构平面或竖向布置不规则且不能调整时，则宜设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。

4.3.10

为防止建筑物在地震中相碰，防震缝必须留有足够宽度。防震缝净宽度原则上应大于两侧结构允许的地震水平位移之和。本条规定的防震缝宽度要求与现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB 50011 是一致的。

在抗震设计时，建筑物各部分之间的关系应明确：如分开，则彻底分开；如相连，则连接牢固。不宜采用似分不分，似连不连的结构方案。天津友谊宾馆主楼 (8 层框架）与单层餐厅采用了餐厅层屋面梁支承在主框架牛腿上加以钢筋焊接，在唐山地震中由于振动不同步，牛腿拉断、压碎，产生严重震害，证明这种连接方式是不可取的。

4.3.11

抗震设计时，伸缩缝和沉降缝应留有足够的宽度，满足防震缝的要求。无抗震设防时，沉降缝也应有一定的宽度，防止因基础倾斜而顶部相碰的可能性。

4.3.12

本条是依据现行国家标准《混凝土结构设计规范》 GB 50010 而制定的。考虑到近年来高层建筑伸缩缝间距已有许多工程超出了表中规定（如北京昆仑饭店为剪力墙结构，总长 114m ；北京京伦饭店为剪力墙结构，总长 138m) ，所以规定在有充分依据或有可靠措施时，可以适当加大伸缩缝间距。当然，一般情况下，无专门措施时则不宜超过表中数值。

如屋面无保温、隔热措施，或室内结构在露天中长期放置，在温度变化和混凝土收缩的共同影响下，结构容易开裂；工程中采用收缩性较大的混凝土（如矿渣水泥混凝土等），则收缩应力较大，结构也容易产生开裂。因此这些情况下伸缩缝的间距均应比表中数值适当减小。

4.3.13

提高配筋率可以减小温度和收缩裂缝的宽度，并使其分布较均匀，避免出现明显的集中裂缝。

在普通外墙设置外保温层是减少主体结构受温度变化影响的有效措施。

施工后浇带的作用在于减少混凝土的收缩应力，并不直接减少温度应力，而提高它对温度应力的耐受能力。所以通过后浇带的板、墙钢筋应断开搭接，以便两部分的混凝土各自自由收缩；梁主筋断开问题较多，可不断开。后浇带应从受力影响小的部位通过（如梁、板 1/3 跨度处，连梁跨中等），不必在同一截面上，可曲折而行，只要将建筑物分开为两段即可。

混凝土收缩需要相当时间才能完成，一般在60天后再浇灌后浇带，此时收缩大约可以完成70％，能更有效地限制收缩裂缝。