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摘要：当前中国经济迅速发展，建筑行业的发展更为迅速。不但众多超高层建筑在各地拔地而起，还有许多城市综合体、大型商业、大型城市公共建筑项目等等也都如雨后春笋般在各地出现。随之而来的是许多多层建筑项目出现了大量结构设计不规则的情况，虽然是多层建筑，但这些工程多为建筑面积大、人流密集的重点设防类项目，因此其不规则情况依然需要引起我们重视。本文就多层建筑不规则引起的抗震超限问题做一个探讨并介绍相应的解决方法。
关键词：建筑结构设计；多层建筑；不规则；抗震超限。
随着我国经济建设的发展，多层建筑尤其是一些大型公共设施大量出现抗震超限的问题，本文结合笔者设计的工程实例就这类建筑的结构设计做一些探讨。
下面以笔者曾经设计过的安徽某地的一个大型城市综合体项目来探讨一下对于存在多项不规则多层建筑中设计难点的一些应对方法。
该项目总建筑面积40万㎡，建筑抗震设防类别为重点设防类，抗震设防烈度6度，设计基本地震加速度0.05g，设计地震分组第一组，场地类别第二类，基本风压0.40kPa，地面粗糙度B类。由三座多层商场建筑和三栋带商业裙房的高层建筑组成，共用一个大地下室，各栋商场均由钢结构连廊相连接。其中每栋商场建筑均存在多项不规则情况。现以其中一栋商场为例，4层建筑平面图如下：
柱作为重要的结构构件，其稳定性和安全性尤其重要。尤其随着建筑的发展，在许多大型公建项目和高层项目中由于建筑空间效果的要求，出现了跨越2~3层甚至更多层的穿层柱。由于这些柱在跨层范围内没有楼板的侧向支撑，其平面外的计算长度如何确定成为一个重要问题，对结构的安全性、经济性都有重要影响。
柱的计算长度除了受其本身高度影响外，还和其端部所受约束作用的大小有关，它取决于该构件与相邻构件的相对线刚度之比以及特定荷载组合下各构件的受力大小。相对线刚度越小的构件受到相邻构件对它的约束作用越强，计算长度系数越小。因此，构件计算长度系数应从整体结构相互约束、相互影响的角度出发才能合理确定。本工程借鉴高层结构中确定穿层柱计算高度系数的方法，采用欧拉临界荷载公式反算构件的计算长度系数。
三、关于错层的结构设计措施
错层结构属于竖向布置不规则结构，错层部位的竖向构件受力复杂，会形成众多应力集中部位，错层结构的楼板会有较大削弱，对框架结构，往往会形成多个短柱和长柱混合的不规则体系。对结构设计的具体影响在于因为楼板的错位不连续，在没有楼板的区域存在跃层构件和不受楼板、梁约束的自由节点。在水平力作用下，错开的两段楼板不能始终一致的产生水平位移，不能保证协调传力，在传力路径上出现薄弱环节。尤其错层楼板之间的墙柱，若形成短柱将对结构受力更为不利。
解决错层问题我们采用了以下几个措施：1.结构计算模型要完全依据实际情况，在PKPM建模中可采用升降节点的办法来真实反映实际的错层结构。并对错层处短柱采用抗震等级提高一级处理。2.短柱的构造措施加强，混凝土强度等级不低于C30，柱截面宽度不小于600mm，箍筋全高加密。3.错层变标高处可采用梁加腋法改善水平力的传力途径。如下图所示：
三、关于竖向构件局部不连续的结构设计措施
竖向构件不连续已经是当前建筑设计中普遍存在的问题，尤其在商用的公共建筑中，因为空间和造型的需求存在许多梁上起柱的现象。对此问题可按《建筑抗震设计规范》（GB20011-2010）中3•4•4条文要求，将不连续的竖向构件传递给水平转换构件的地震内力乘以1.25~2.0的增大系数。
四、同一建筑中存在不同结构形式的设计措施
现代的公共建筑中越来越多的使用混合结构，最典型的是钢筋混凝土结构和钢结构的混合使用。本工程下部4层为钢筋混凝土框架结构，在屋面上有多栋1-2层的钢结构框架结构的小型建筑。由于我们采用的计算软件原因，下部钢筋混凝土框架结构和上部纯钢结构是分开建模计算的，这就要求我们采取额外的构造措施来保证二者的结构设计准确安全。虽然钢结构和混凝土结构在弹性模量、阻尼比、强度等都不相同，但是这种设计形式我们认为和转换结构的受力特征比较类似。而且钢结构自重较轻的有点使得出屋面建筑传递给下面主框架的内力变得更小，对抗震更为有利，所以我们认为这种结构模式是可行的。对此我们采取了几个措施来保证结构安全：1.由于在地震力作用下屋面的水平位移会大于一层的位移，所以出屋面钢结构建筑会受到更大地震力，所以我们将钢结构的抗震等级提高一级。2.基于同样的原因，钢结构传递给下部混凝土框架结构的水平力同样会增大，考虑到规范对竖向构件不连续的设计要求，我们将钢结构柱脚传递给下部钢筋混凝土梁的水平力放大3倍。3.转换部位的钢筋混凝土梁柱抗震等级均提高一级。4.屋面楼板做加强处理，增加板厚，增大配筋率，采用双层双向通长配筋。
在以上针对各项不规则问题采取了不同措施之外，我们还采用了弹性时程分析将之与CQC计算结果进行比较，以确保结构设计的安全。
结语
随着社会经济的发展，建筑形式必将继续多元和多样化，存在多项不规则的多层建筑必将大量出现，而这类建筑一般都是大型商业、会展或体育类项目，抗震设防类别均为人流密集的重点设防类，一旦发生地震灾害其后果将非常严重，因此这类建筑应引起我们足够的重视，对其存在的各项不规则情况应仔细分析计算并给出可靠的解决办法。