复杂高层建筑结构
复杂高层建筑结构指高层建筑中在结构平面布置和结构竖向布置中，存在对抗震不利的不规则性或采用了有明显的抗震薄弱部位的复杂类型结构，包括带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。
一般规定
? 复杂高层建筑结构设计应从抗震概念设计原则出发，注意分析判断结构不规则的程度，
区分一般不规则结构，特别不规则结构，严重不规则结构。尽量减少结构平面不规则和竖向不规则的程度，避免同时采用多种不规则复杂类型的建筑结构，不应采用严重不规则的结构。
规则的建筑结构体现在体型（平面和立面形状）简单，抗侧力体系的抗侧刚度和承载力上下变化连续、均匀，平面布置基本对称。即在平面、竖向图形或抗侧力体系上，没有明显的、实质的不连续（突变）。 ? 建筑结构不规则类型的判断
表一 不规则类型 序 1 2 3 4 5 6 7 8 9 不规则类型 扭转不规则 偏心布置 凹凸不规则 组合平面 楼板不连续 刚度突变 尺寸突变 构件间断 承载力突变 涵 义 考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.2 偏心距大于0.15或相邻层质心相差较大 平面凹凸尺寸大于相应边长30%等 细腰形或角部重叠形 有效宽度小于50%，开洞面积大于30%，错层大于梁高 相邻层刚度变化大于70%或连续三层变化大于80% 缩进大于25%，外挑大于10%和4m 上下墙、柱、支撑不连续，含加强层 相邻层受剪承载力变化大于80% 备 注 GB50011-3.4.2 JGJ99-3.2.2 GB50011-3.4.2 JGJ3-4.3.3 GB50011-3.4.2 GB50011-3.4.2 JGJ3-4.4.5 GB50011-3.4.2 GB50011-3.4.2 一般不规则的是指超过“表一”中一项及以上的不规则指标，（超过不规则规定个别项的指标但超过不多）的结构
特别不规则的是指多项超过“表一”中的不规则指标或某一项超过规定指标较多；以及具有较明显的抗震薄弱部位，将会引起不良后果者。（表二）
严重不规则，指的是体型复杂，多项不规则指标超过表一限值或某一项大大超过规定限值（表二），并具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果。
表二特别不规则类型（下表所列某一项不规则的高层建筑工程 ） 序 简 称 涵 义
1 2 3 4 5 6 7 8 扭转偏大 抗扭刚度弱 层刚度偏小 高位转换 厚板转换 塔楼偏置 复杂连接 多重复杂 不含裙房的楼层扭转位移比大于1.4 扭转周期比大于0.9, 混合结构扭转周期比大于0.85 本层侧向刚度小于相邻上层的50% 框支转换构件位置：7度超过5层，8度超过3层 7～9度设防的厚板转换结构 单塔或多塔与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长20% 各部分层数、刚度、布置不同的错层或连体结构 结构同时具有转换层、加强层、错层、连体和多塔类型的2种以上
? 复杂高层结构的计算分析：
? 体型复杂、结构布置复杂应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计
算。（JGJ3-2002之5.1.12）以保证力学分析的可靠性。
? B级高度的高层建筑结构和复杂高层建筑结构，应符合下列要求（5.1.13）： （1）
应采用至少两个不同力学模型的三维空间分析软件进行整体内力位移计算； （2）抗震计算时，宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应，振型数不应小于15，对多
塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍，且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90％；
（3）应采用弹性时程分析法进行补充计算；
（4）宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。 ? 对竖向不规则的高层建筑结构，包括某楼层抗侧刚度小于其上一层的70％或小于其
上相邻三层侧向刚度平均值的80％，或结构楼层层间抗侧力结构的承载力小于其上一层的80％，或某楼层竖向抗侧力构件不连续，其薄弱层对应于地震作用标准值的地震剪力应乘以1.15的增大系数；结构的计算分析应符合上条（第5.1.13条）的规定，并应对薄弱部位采取有效的抗震构造措施。
? A级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不宜小于其上一层受剪承载
力的80％，不应小于其上一层受剪承载力的65％；B级高度高层建筑的楼层层间抗侧力结构的受剪承载力不应小于其上一层受剪承载力的75％。（4.4.3） 注：楼层层间抗侧力结构受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上，该层全部柱及剪力墙的受剪承载力之和。
? 复杂高层建筑结构中的受力复杂部位，宜进行应力分析，并按应力进行配筋设计校
核。（复杂高层建筑结构要求在进行整体计算后，对其中某些受力复杂部位，宜用有限元法等方法进行详细的应力分析，了解应力分布情况，并按应力进行配筋校核。）
? 9度抗震设计时不应采用带转换层的结构、带加强层的结构、锗层结构和连体结构。 ?7度和8度抗震设计的高层建筑不宜同时采用超过两种本节所指的复杂结构。
?7度和8度抗震设计时，剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不宜大于80m和60m；框架-剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不应大于80m和60m。抗震设计时，B级高度高层建筑不宜采用连体结构；底部带转换层的筒中筒结构B级高度高层建筑，当外筒框支层以上采用由剪力墙构成的壁式框架时，其最大适用高度应比高规表4.2.2-2规定的数值适当降低。
带转换层高层建筑结构
? 在高层建筑结构的底部，当上部楼层部分竖向构件（剪力墙、框架柱）不能直接连续贯
通落地时，应设置结构转换层，在结构转换层布置转换结构构件。转换结构构件可采用梁、桁架、空腹衍架、箱形结构、斜撑等；非抗震设计和6度抗震设计时转换构件可采用厚板，7、8度抗震设计的地下室的转换构件可采用厚板。
? 底部大空间部分框支剪力墙高层建筑结构在地面以上的大空间层数，8度时不宜超过3
层，7度时不宜超过5层，6度时其层数可适当增加；底部带转换层的框架-核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构，其转换层位置可适当提高。 ? 乙类和丙类的部分框支——剪力墙结构最大适用高度（m）： 房屋高A级高度 B级高度 度分级 设防 非抗6度 7度 8度 9度 非抗6度 7度 8度 烈度 震 震 适用 130 120 100 80 不应150 140 120 100 高度 采用 A级高度甲类建筑6、7、8度时，宜按本地区抗震设防烈度提高一度后，按乙类、丙类建筑采用，9度时应专门研究 。
B级高度甲类建筑6、7度时，宜按本地区抗震设防烈度提高一度后，按乙类、丙类建筑采用，8度时应专门研究 。
注：1）平面和竖向均不规则的结构或Ⅳ类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；
2）当房屋高度超过表中数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。
? 框支层水平位移限值：（JGJ3-2002之4.2.3）
多遇地震作用下，高度不大于150m的高层建筑（框支层）的最大弹性层间位移角（层间最大位移与层高之比Δｕ/h） ≤1/1000
（说明：楼层层间最大位移Δu以楼层最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。抗震设计时，楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响）
罕遇地震作用下的薄弱层层间弹塑性位移角 （框支层）≤ 1/120。 ? 底部带转换层的高层建筑结构的布置应符合以下要求：
（1）落地剪力墙和筒体底部墙体应加厚；
（2）转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比应符合下列的规定：
1）底部大空间为1层时，可近似采用转换层上、下层结构等效剪切刚度比γ表示转换层上、下层结构刚度的变化，γ宜接近1，非抗震设计时γ不应大于3，抗震设计时γ不应大于2。γ可按下列公式计算：
γ=G2A2H1/G1A1H2
Ai=Awi+CiAci （i=1，2） ??? Ci=2.5（hci/hi）2
式中 Gi、G2——底层和转换层上层的混凝土剪变模量； A1、A2——底层和转换层上层的折算抗剪截面面积；
AWi——第i层全部剪力墙在计算方向的有效截面面积（不包括翼缘面积）； Aci——第i层全部柱的截面面积；
hi——第i层的层高；
hci——第i层柱沿计算方向的截面高度。
当第i层各柱沿计算方向的截面高度不相等时，可分别计算各柱的折算抗剪截面面积。
2）底部大空间层数大于1层时（即底部部分框支大于一层时），应按转换层上部与下部结构的等效侧向刚度比γe分析，γe宜接近1，非抗震设计时γe不应大于2，抗震设计时γe不应大于1.3。
γe=Δ1H2/Δ2H1
式中 γe——转换层上、下结构的等效侧向刚度比； H1——转换层及其下部结构（计算模型1）的高度；
△t——转换层及其下部结构（计算模型1）的顶部在单位水平力作用下的侧向位
移；
H2—— 转换层上部若干层结构（计算模型2）的高度，其值应等于或接近计算模
型1的高度H1，且不大于H1；
△2—— 转换层上部若干层结构（计算模型2）的顶部在单位水平力作用下的侧向
位移。
当转换层设置在3层及3层以上时，其楼层侧向刚度尚不应小于相邻上部楼层侧向刚度的60％。
3）楼层侧向刚度计算时也可采用下式：
Ｋｉ＝Ｖｉ／Δｕｉ
式中Ｋｉ——i层楼层侧向刚度； Ｖｉ——i层剪力；
Δｕｉ——i层层间位移；
4）当利用设备层整层墙作为框支水平转换构件时，转换层的层高，可按设备层层高与下层层高之和计算，宜考虑柱上端的刚域影响。 （3） 框支层周围楼板不应错层布置；
（4） 落地剪力墙和筒体的洞口宜布置在墙体的中部；
（5） 框支剪力墙转换梁上一层墙体内不宜设边门洞，不宜在中柱上方设门洞； （6） 长矩形平面建筑中落地剪力墙的间距ι宜符合以下规定：
非抗震设计：ι≤3B且ι≤36m； 抗震设计：
底部为1～2层框支层时：ι≤2B且ι≤24m
底部为3层及3层以上框支层时：ι≤1.5B且ι≤20m 其中 B——楼盖宽度。
（7） 落地剪力墙与相邻框支柱的距离，
1～2层框支层时不宜大于12m，
3层及3层以上框支层时不宜大于10m。
（8）转换层上下结构质量中心宜接近重合（不包括裙房）采用主梁转换，尽量减少次梁转换，多塔结构转换层不宜设置在底盘层面上的塔楼内。
（9）转换层楼盖不应有大洞口，在平面内宜接近刚性，框支层楼板的边缘和较大洞口周边应设置边梁，其梁宽不宜小于板厚的2倍，纵向钢筋配筋率不应小于1%，钢筋接头宜采用机械连接，楼板钢筋应锚固在边梁内，框支层应采用现浇楼板，厚度不宜小于180mm，同强度等级不小于C30，应采用双层双向配筋，且每层每方向的配筋率应不小于
0.25%。
? 底部带转换层的高层建筑结构的抗震等级：
A级高度部分框支剪力墙结构的抗震等级 结构 建筑类别 烈度 6度 7度 8度 部位 房屋≤80 〉80 ≤80 〉80 ≤80 高度 非底部加强部丙类建筑 四级 三级 三级 二级 二级 位剪力墙 乙类建筑 三级 二级 二级 一级 一级 底部加强部位丙类建筑 三级 二级 二级 二级 一级 剪力墙 乙类建筑 二级 二级 一级 特一级 特一级 框支层框架 丙类建筑 二级 二级 二级 一级 一级 乙类建筑 二级 一级 一级 特一级 特一级 B级高度部分框支剪力墙结构的抗震等级 结构部位 设防烈度 6度 7度 8度 建筑类别 ≤140 ≤120 ≤100 非底部加强部位剪丙类建筑 二级 一级 一级 力墙 乙类建筑 一级 一级 特一级 底部加强部位剪力丙类建筑 一级 一级 特一级 墙 乙类建筑 一级 特一级 特一级 框支框架 丙类建筑 一级 特一级 特一级 乙类建筑 特一级 特一级 特一级 注：1.底部带转换层的简体结构，其框支框架和底部加强部位简体的抗震等级应按表中框支剪力墙结构的规定采用。
2.当转换层的位置设置在3层及3层以上时，其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级应比上表提高一级采用，已经为特一级时可不再提高。非底部加强区的剪力墙及非落地剪力墙不必放大。
3．水平转换层构件上部两层剪力墙也属底部加强部位，其抗震等级可采用底部加强部位剪力墙的抗震等级。
4．建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时，对设计基本地震加速度为7度（0.15g）和8度（0.30g）的地区，应采取比规范相应7度或8度要求更严格的抗震构造措施，其抗震等级宜分别别按抗震设防烈度8度(0.2g)和9度(0.4g)时结构的抗震等级采用。[建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时，对设计基本地震加速度为7度（0.15g）和8度（0.30g）的地区，其抗震构造要求分别按 8度（0.2g）和9度（0.4g）的抗震构造采用。但抗震计算措施仍按抗震设防烈度7度(0.1g)和8度(0.2g)对应的抗震计算措施进兴要求]
? 底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以
上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。（JGJ3-2002之10.2.4）
? 转换层上部的竖向抗侧力构件（墙、柱）宜直接落在转换层的主结构上。当结构竖向布
置复杂，框支主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时，应进行应力分析，按应力校核配筋，并加强配筋构造措施。B级高度框支剪力墙高层建筑的结构转换层，不宜采用框支主、次梁方案。（JGJ3-2002之10.2.10）
? 落地剪力墙基础应有良好的整体性和抗转动的能力。（JGJ3-2002之10.2.17）