[发明专利]一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系及其设计方法

权利要求书

1.一种消除建筑体型收进不规则项的结构体系，其特征在于：包括重力结构与抗侧结构；重力结构布置于建筑体型收进区域，不提供抗侧刚度；所述重力结构采取滑动构造，所述滑动构造包括下部混凝土支撑柱、滑动构造层和上部混凝土连接短柱，下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱通过滑动构造层连接。

2.根据权利要求1所述的结构体系，其特征在于：所述滑动构造层由下层钢板、聚四氟乙烯板和上层钢板组成，上层薄钢板兼做上部混凝土连接短柱的底模与上部混凝土连接短柱浇注成一体；下层薄钢板平铺于下部混凝土支撑柱顶。

3.根据权利要求1或2所述的结构体系，其特征在于：所述下部混凝土支撑柱的下端为抗弯刚接，上端设置柱头扩大端；下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置有防坠落挡件。

4.一种消除建筑体型收进不规则项的结构设计方法，包括以下步骤：

1）结合建筑功能布置和体型收进控制需求，将选定区域的柱顶采取滑动构造，建立重力结构与抗侧结构混合的结构体系，消除体型收进所产生的尺寸突变不规则项；所述滑动构造包括下部混凝土支撑柱、滑动构造层和上部混凝土连接短柱，下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱通过滑动构造层连接；所述下部混凝土支撑柱顶部具有柱头扩大端；

2）多方案比选，以确定最优新结构体系方案：对多方案的结构体系进行抗震计算，选取抗震性能优于普通结构体系的最优方案作为新结构体系；

3）在确定新结构体系之后，对柱顶滑动构造进行设计：（1）根据预估的滑移量Δ_p，按下式确定柱头扩大端的宽度尺寸B0：B0=（B3- B1）/2+Δ_p+100，其中B0为柱头扩大端相对下部混凝土支撑柱的单侧伸出长度，B1为下部混凝土支撑柱的边长或直径，B3为上部混凝土连接短柱的边长或直径；（2）通过柱头扩大端的弯剪承载力计算，确定其高度尺寸H0，其中验算剪力V_t=N，即上部混凝土连接短柱产生的轴压力；验算弯矩M_t=N*B0，为极端情况最大弯矩；（3）根据支撑柱的轴压力和偏心弯矩，按压弯构件进行承载力校核，并确定所需截面尺寸；（4）根据防坠落预估的水平作用力，在下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置防坠落挡件，对防坠落挡件按现行规范进行设计。

5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：所述滑动构造中下部混凝土支撑柱和上部混凝土连接短柱的截面中心应上下对齐，且下部混凝土支撑柱的截面尺寸B1不小于上部混凝土连接短柱的截面尺寸B3，即B1≥B3，下部混凝土支撑柱的下端为能承受上部混凝土连接短柱滑移引起的偏心弯矩M_b作用的抗弯刚接。

6.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：按大震弹塑性层间位移角的规范限值[θ_p]，根据式Δ₁=h_i*[θ_p]，计算备选滑移量Δ_1，其中h_i为收进下部楼层的层高或越层支撑柱的总高度；根据大震动力弹塑性时程分析，提取上部连接短柱的最大地震位移作为备选滑移量Δ₂，比较备选滑移量Δ₁和备选滑移量Δ₂，取其中的较大值作为预估的滑移量Δ_p。

7.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：下部混凝土支撑柱按压弯构件进行设计，其轴压力为N，弯矩M_b=N*Δ_p，且应考虑轴力二阶效应的弯矩放大影响。

8.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于：在下部混凝土支撑柱的柱头扩大端的四周设置防坠落挡件，防坠落挡件包括支挡T型钢和锚栓，锚栓预埋固定于柱头扩大端顶部，支挡T型钢设置螺栓孔并套入锚栓，通过拧紧螺栓固定于柱头扩大端的侧壁。