概念设计中的整体控制指标思考范文

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1《高规》中的结构整体控制指标

设计初期（方案、初步设计阶段）需要反复调整结构体系布置，在结构计算分析中调整各项指标的计算结果，以满足规范对于结构整体控制的各项要求。

2规范对于结构整体控制指标的具体规定

2.1最大适用高度

考虑结构安全、经济等因素，高层建筑首先要进行总高度控制。《高规》3.3.1条规定，钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度应区分为A级和B级。A级高度钢筋混凝土高层建筑指符合表3.3.1-1最大适用高度的建筑。当高度超出表3.3.1-1的最大适用高度时，列入B级高度高层建筑，见表3.3.1-2，其房屋高度不应超过表中规定的最大适用高度，而对于B级高度高层建筑，《高规》的相关计算和构造要求比A级高度更为严格。同时，抗震设计的B级高度的高层建筑，应按国家和地方有关规定，申报“超限高层建筑的抗震设防专项审查”。超过B级高度应申报全国性的超限审查。

2.2高宽比

高层建筑应对高宽比进行控制。《高规》3.3.2条：钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不宜超过表3.3.2的规定。高层建筑的高宽比，是对结构整体工程性能指标的宏观控制，从统计规律看，高宽比控制在规范限制的范围内时，是比较经济合理的。但是，规范并未强制要求必须满足高宽比限值要求，只要通过可靠的计算分析和设计，结构设计满足《高规》规定的各项基本要求后，保证结构安全的前提下，高宽比限值不是必须满足的，是可以超越的。其主要影响结构设计的经济性。

2.3位移比

计算时应采用全楼强制刚性楼板假定，并考虑偶然偏心影响，不考虑双向地震力作用。位移比应满足《高规》3.4.5条规定，A级高度不宜大于1.2，不应大于1.5；B级高度、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不宜大于该1.2，不应大于1.4。

2.4周期比

计算时应采用全楼强制刚性楼板假定，不考虑偶然偏心影响。周期比应满足《高规》3.4.5条规定，A级高度不应大于0.9；B级高度、超过A级高度的混合结构及复杂高层建筑不应大于0.85。

2.5刚度比

楼层侧向刚度比应满足《高规》3.5.2条要求，框架结构楼层与上部相邻楼层的侧向刚度比γ1不宜小于0.7，与上部相邻三层侧向刚度平均值的比值不宜小于0.8。其余结构体系不小于0.9；本层层高是相邻层的1.5倍时，不小于1.1；底部嵌固楼层不小于1.5。不满足要求的按《高规》3.5.8条规定楼层剪力应乘以1.25的增大系数。

2.6楼层抗剪承载力比

楼层层间抗侧力结构受剪承载力比应满足《高规》3.5.3条要求，A级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不宜小于其相邻上一层受剪承载力的80％，不应小于其相邻上一层受剪承载力的65％；B级高度高层建筑的楼层抗侧力结构的层间受剪承载力不应小于其相邻上一层受剪承载力的75％。否则为结构承载力薄弱层，程序计算时应强制指定该层为薄弱层进行内力调整，按《高规》3.5.8条规定楼层剪力应乘以1.25的增大系数。

2.7层间位移角

是衡量结构侧向刚度的宏观指标，在正常使用条件下，限制高层建筑结构层间位移的主要目的有两点：（1）保证主结构基本处于弹性受力状态，控制钢筋混凝土结构竖向和水平构件的裂缝。（2）保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，并能够正常使用。计算时应采用全楼强制刚性楼板假定，考虑扭转耦联，不考虑偶然偏心影响，其限值应满足《高规》3.7.3条。

2.8剪重比

对于长周期结构，规范所采用的振型分解反应谱法无法准确计算地震反应，为保证结构安全，规范对最小地震剪力系数进行强制要求，即剪重比应满足《高规》4.3.12条规定。当不满足时，结构水平地震总剪力和各楼层的水平地震剪力均需要进行相应的调整，或改变结构刚度使之达到规定的要求。

2.9刚重比

结构整体稳定验算结果，当满足《高规》5.4.1条时要求，重力二阶效应的影响相对较小，可忽略不计。当满足《高规》5.4.4条时，结构整体稳定，即重力二阶效应不至于引起结构失稳；当不满足时，应调整结构整体刚度。

2.10轴压比

抗震设计时，限制框架柱和剪力墙的轴压比主要是为了保证其延性要求。轴压比应满足《高规》6.4.2，7.1.6条规定。

3关于几个指标的进一步讨论

3.1周期比与位移比

周期比反映的是结构的整体抗扭刚度，计算时不考虑偶然偏心影响；位移比则直接反映单一方向和局部构件的扭转规则性，计算时需考虑偶然偏心影响。均需按刚性楼板假定计算。当高层建筑结构当偏心率较小时，结构扭转位移比一般能满足规范规定的限值，但其周期比有的会超过限值，必须使位移比和周期比都满足限值，使结构具有必要的抗扭刚度，保证结构的扭转效应较小。当结构的偏心率较大时，如结构扭转位移比能满足规范规定的上限值，则周期比一般都能满足限值。

3.2刚度比与楼层抗剪承载力比

刚度比反映的是楼层中的变形不均匀性而形成的结构软弱层；抗剪承载力比反映的是楼层中的承载力不均匀而形成的结构薄弱层，对于软弱层和薄弱层计算时均需进行水平地震剪力放大。

3.3剪重比与刚重比

剪重比反映了结构地震反应的大小，重点控制的是抗震安全性，间接反映了结构的整体刚度；刚重比则是反映了结构刚度与重量之间的相关关系，重点控制结构的整体稳定性，二者同结构的整体刚度密切相关。当计算水平剪力较小，楼层剪重比较小、不满足规范要求时，结构刚度虽能满足水平位移限值要求，但有可能整体稳定同时不满足要求。因此，要二者同时满足规范的要求，需对结构的整体刚度进行合理的调整，这也反映了这两个指标之间的间接相关关系。

4结束语

本文限于篇幅，对于结构结构整体控制指标仅作了简单的汇总和讨论。在具体工程运用中，需进一步深刻理解其工程技术意义，熟练掌握其计算和控制方法，深入探讨和研究工程运用中提出的新问题，为规范的改进和发展提供更多的工程经验。

作者：李方单位：筑博设计股份有限公司重庆分公司