Page 81 - 建筑结构设计理论及实践研究

第二章 建筑结构优化设计 ◆

向刚度应当沿竖向均匀或沿高度逐渐减小。框支剪力墙是典型的沿高度刚度突变
的结构，它的主要危险在于框支层的变形大，框支层总是表现为薄弱层。全部由
框支墙组成的结构几乎不可避免地遭受严重震害，也是规范规程不允许采用的结
构形式。引起竖向刚度不均匀的情况还有：在某个中间楼层抽去剪力墙，或在某

个楼层设置刚度很大的实腹梁作为加强或转换构件（结构加强层或转换层）。楼
层刚度的突然减小或加大都会使该楼层及其附近楼层的地震反应（位移和内力）
发生突变而产生危害。
对于近年来多见的大底盘高层建筑应注意由于鞭梢效应而加大上部塔楼的地

震反应，在方案阶段要采取措施，尽量减小下部大底盘和上部塔楼的刚度差，在
计算时多取振型数可使结构计算反映出鞭梢效应的影响。巨型框架结构和脊骨结
构是在不规则的建筑中使结构上下刚度均匀变化的较好的结构体系。它的结构设
计理念是在建筑体型和建筑平面布置变化较多的情况下，结构不受影响设计成规

则结构。
相关规范的要求和设计中常采取的做法和措施主要有以下一些方面：
①对于底部框架房屋，GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》第 7.1.8-3 条
规定“底层框架 - 抗震墙砌体房屋纵横两个方向，第二层计入构造柱影响的侧向

刚度与底层侧向刚度比值，6、7 度时不应大于 2.5，8 度时不应大于 2.0，且均不
应小于 1.0”，第 7.1.8-4 条规定“底部两层框架 - 抗震墙砌体房屋纵横两个方向，
底层与底部第二层侧向刚度应接近，第三层计入构造柱影响的侧向刚度与底部第
二层侧向刚度比值，6、7 度时不应大于 2.2，8 度时不应大于 1.5，且均不应小于

1.0”。这是保证结构刚度不致剧烈变化，形成薄弱部位的要求。
②对于有转换层的高层建筑，希望是低位转换而不是高位转换，且要求转换
层上下层的侧向刚度有一定的连续性而不是突变，因而规范规定底部 1~2 层大空
间的剪力墙结构，其转换层上、下层的剪切刚度比宜接近 1。厚板转换层结构在

转换层位置上下其变形曲线有突变，现在一般不采用。
③控制结构沿竖向侧向刚度均匀变化的指标是层刚度比，也就是说层刚度比
是控制结构竖向不规则的重要指标。一般结构设计软件在计算结果中都能给出层
刚度比的数值，层刚度比直观地反映了结构楼层侧向刚度沿竖向分布的均匀程度，

是衡量结构竖向规则与否的重要标志。通过对层刚度比的分析与比较，还可以判
断和调整房屋的嵌固位置。

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