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《高层建筑混凝土结构技术规程》

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1总 则

1.0.1

为在高层建筑工程中合理应用混凝土结构(包括钢和混凝土的混合结构),做到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工,制定本规程。

条文说明

1.0.1 20世纪90年代以来,我国混凝土结构高层建筑迅速发展,钢筋混凝土结构体系积累了很多工程经验和科研成果,钢和混凝土的混合结构体系也积累了不少工程经验和研究成果。从2002版规程开始,除对钢筋混凝土高层建筑结构的条款进行补充修订外,又增加了钢和混凝土混合结构设计规定,并将规程名称《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ 3-91更改为《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002(以下简称02规程)。

1.0.2

本规程适用于10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构。非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构,其适用的房屋最大高度和结构类型应符合本规程的有关规定。
  本规程不适用于建造在危险地段以及发震断裂最小避让距离内的高层建筑结构。

条文说明

  1.0.2 02规程适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的高层民用建筑结构。本次修订将适用范围修改为10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑结构,主要是为了与我国现行有关标准协调。
现行国家标准《民用建筑设计通则》GB 50352规定:10层及10层以上的住宅建筑和建筑高度大于24m的其他民用建筑(不含单层公共建筑)为高层建筑;《高层民用建筑设计防火规范》GB50045(2005年版)规定10层及10层以上的居住建筑和建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑。本规程修订后的适用范围与上述标准基本协调。针对建筑结构专业的特点,对本条的适用范围补充说明如下:
1 有的住宅建筑的层高较大或底部布置层高较大的商场等公共服务设施,其层数虽然不到10层,但房屋高度已超过28m,这些住宅建筑仍应按本规程进行结构设计。
2 高度大于24m的其他高层民用建筑结构是指办公楼、酒店、综合楼、商场、会议中心、博物馆等高层民用建筑,这些建筑中有的层数虽然不到10层,但层高比较高,建筑内部的空间比较大,变化也多,为适应结构设计的需要,有必要将这类高度大于24m的结构纳入到本规程的适用范围。至于高度大于24m的体育场馆、航站楼、大型火车站等大跨度空间结构,其结构设计应符合国家现行有关标准的规定,本规程的有关规定仅供参考。
本条还规定,本规程不适用于建造在危险地段及发震断裂最小避让距离之内的高层建筑。大量地震震害及其他自然灾害表明,在危险地段及发震断裂最小避让距离之内建造房屋和构筑物较难幸免灾祸;我国也没有在危险地段和发震断裂的最小避让距离内建造高层建筑的工程实践经验和相应的研究成果,本规程也没有专门条款。发震断裂的最小避让距离应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。

1.0.3

抗震设计的高层建筑混凝土结构,当其房屋高度、规则性、结构类型等超过本规程的规定或抗震设防标准等有特殊要求时,可采用结构抗震性能设计方法进行补充分析和论证。

条文说明

  1.0.3 02规程第1.0.3条关于抗震设防烈度的规定,本次修订移至第3.1节。
本条是新增内容,提出了对有特殊要求的高层建筑混凝土结构可采用抗震性能设计方法进行分析和论证,具体的抗震性能设计方法见本规程第3.11节。
近几年,结构抗震性能设计已在我国“超限高层建筑工程”抗震设计中比较广泛地采用,积累了不少经验。国际上,日本从1981年起已将基于性能的抗震设计原理用于高度超过60m的高层建筑。美国从20世纪90年代陆续提出了一些有关抗震性能设计的文件(如ATC40、FEMA356、ASCE41等),近几年由洛杉矶市和旧金山市的重要机构发布了新建高层建筑(高度超过160英尺、约49m)采用抗震性能设计的指导性文件:“洛杉矶地区高层建筑抗震分析和设计的另一种方法”洛杉矶高层建筑结构设计委员会(LATBSDC)2008年;“使用非规范传统方法的新建高层建筑抗震设计和审查的指导准则”北加利福尼亚结构工程师协会(SEAONC)2007年4月为旧金山市建议的行政管理公报。2008年美国,“国际高层建筑及都市环境委员会(CT-BUH)”发表了有关高层建筑(高度超过50m)抗震性能设计的建议。高层建筑采用抗震性能设计已是一种趋势。正确应用性能设计方法将有利于判断高层建筑结构的抗震性能,有针对性地加强结构的关键部位和薄弱部位,为发展安全、适用、经济的结构方案提供创造性的空间。本条规定仅针对有特殊要求且难以按本规程规定的常规设计方法进行抗震设计的高层建筑结构,提出可采用抗震性能设计方法进行分析和论证。条文中提出的房屋高度、规则性、结构类型或抗震设防标准等有特殊要求的高层建筑混凝土结构包括:“超限高层建筑结构”,其划分标准参见原建设部发布的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》;有些工程虽不属于“超限高层建筑结构”,但由于其结构类型或有些部位结构布置的复杂性,难以直接按本规程的常规方法进行设计;还有一些位于高烈度区(8度、9度)的甲、乙类设防标准的工程或处于抗震不利地段的工程,出现难以确定抗震等级或难以直接按本规程常觌方法进行设计的情况。为适应上述工程抗震设计的需要,本规程提出了抗震性能设计的基本方法。

1.0.4

高层建筑结构应注重概念设计,重视结构的选型和平面、立面布置的规则性,加强构造措施,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。在抗震设计时,应保证结构的整体抗震性能,使整体结构具有必要的承载能力、刚度和延性。

条文说明

  1.0.4 02规程第1.0.4条本次修订移至第3.1节,本条为02规程第1.0.5条,作了部分文字修改。
注重高层建筑的概念设计,保证结构的整体性,是国内外历次大地震及风灾的重要经验总结。概念设计及结构整体性能是决定高层建筑结构抗震、抗风性能的重要因素,若结构严重不规则、整体性差,则按目前的结构设计及计算技术水平,较难保证结构的抗震、抗风性能,尤其是抗震性能。

1.0.5

高层建筑混凝土结构设计与施工,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。

条文说明

1.0.5本条是02规程第1.0.6条。

2术语和符号

2.1 术 语

2.1.1 高层建筑 tall building,high-rise building

10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。

2.1.2 房屋高度 building height

自室外地面至房屋主要屋面的高度,不包括突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。

2.1.3 框架结构 frame structure

由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。

2.1.4 剪力墙结构 shearwall structure

由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。

2.1.5 框架-剪力墙结构 frame-shearwall structure

由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。

2.1.6 板柱-剪力墙结构 slab-column shearwall structure

由无梁楼板和柱组成的板柱框架与剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。

2.1.7 筒体结构 tube structure

由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的建筑结构。筒体结构的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的框筒等。

2.1.8 框架-核心筒结构 frame-corewall structure

由核心筒与外围的稀柱框架组成的筒体结构。

2.1.9 筒中筒结构 tube in tube structure

由核心筒与外围框筒组成的筒体结构。

2.1.10 混合结构 mixed structure,hybrid structure

由钢框架(框筒)、型钢混凝土框架(框筒)、钢管混凝土框架(框筒)与钢筋混凝土核心筒体所组成的共同承受水平和竖向作用的建筑结构。

2.1.11 转换结构构件 structural transfer member

完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件,包括转换梁、转换桁架、转换板等。部分框支剪力墙结构的转换梁亦称为框支梁。

2.1.12 转换层 transfer story

设置转换结构构件的楼层,包括水平结构构件及其以下的竖向结构构件。

2.1.13 加强层 story with outriggers and/or belt members

设置连接内筒与外围结构的水平伸臂结构(梁或桁架)的楼层,必要时还可沿该楼层外围结构设置带状水平桁架或梁。

2.1.14 连体结构 towers linked with connective structure(s)

除裙楼以外,两个或两个以上塔楼之间带有连接体的结构。

2.1.15 多塔楼结构 multi-tower structure with a common po-dium

未通过结构缝分开的裙楼上部具有两个或两个以上塔楼的结构。

2.1.16 结构抗震性能设计 performance-based seismic design of structure

以结构抗震性能目标为基准的结构抗震设计。

2.1.17 结构抗震性能目标 seismic performance objectives of structure

针对不同的地震地面运动水准设定的结构抗震性能水准。

2.1.18 结构抗震性能水准 seismic performance levels of structure

对结构震后损坏状况及继续使用可能性等抗震性能的界定。

2.2 符 号

2.2.1 材料力学性能

C20——表示立方体强度标准值为20N/mm2的混凝土强度等级;

Ec——混凝土弹性模量;

Es——钢筋弹性模量;

fck、fc——分别为混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;

ftk、ft——分别为混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;

fyk——普通钢筋强度标准值;

fy、f'y——分别为普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;

fyv——横向钢筋的抗拉强度设计值;

fyh、fyw——分别为剪力墙水平、竖向分布钢筋的抗拉强度设计值。

2.2.2 作用和作用效应

FEk——结构总水平地震作用标准值;

FEvk——结构总竖向地震作用标准值;

GE——计算地震作用时,结构总重力荷载代表值;

Geq——结构等效总重力荷载代表值;

M——弯矩设计值;

N——轴向力设计值;

Sd——荷载效应或荷载效应与地震作用效应组合的设计值;

V——剪力设计值;

W0——基本风压;

Wk——风荷载标准值;

ΔFn——结构顶部附加水平地震作用标准值;

Δu——楼层层间位移。

2.2.2 几何参数

as、a's——分别为纵向受拉、受压钢筋合力点至截面近边的距离;

As、A's——分别为受拉区、受压区纵向钢筋截面面积;

Ash——剪力墙水平分布钢筋的全部截面面积;

Asv——梁、柱同一截面各肢箍筋的全部截面面积;

Asw——剪力墙腹板竖向分布钢筋的全部截面面积;

A——剪力墙截面面积;

Aw——T形、I形截面剪力墙腹板的面积;

b——矩形截面宽度;

bb、bc、bw——分别为梁、柱、剪力墙截面宽度;

B——建筑平面宽度、结构迎风面宽度;

d——钢筋直径;桩身直径;

e——偏心距;

e0——轴向力作用点至截面重心的距离;

ei——考虑偶然偏心计算地震作用时,第i层质心的偏移值;

h——层高;截面高度;

h0——截面有效高度;

H——房屋高度;

Hi——房屋第i层距室外地面的高度;

la——非抗震设计时纵向受拉钢筋的最小锚固长度;

lab——受拉钢筋的基本锚固长度;

labE——抗震设计时纵向受拉钢筋的基本锚固长度;

laE——抗震设计时纵向受拉钢筋的最小锚固长度;

s——箍筋间距。

2.2.4 系数

α——水平地震影响系数值;

αmax、αvmax——分别为水平、竖向地震影响系数最大值;

α1——受压区混凝土矩形应力图的应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值;

βc——混凝土强度影响系数;

βz——z高度处的风振系数;

γj——j振型的参与系数;

γEh——水平地震作用的分项系数;

γEv——竖向地震作用的分项系数;

γG——永久荷载(重力荷载)的分项系数;

γw——风荷载的分项系数;

γRE——构件承载力抗震调整系数;

ηp——弹塑性位移增大系数;

λ——剪跨比;水平地震剪力系数;

λv——配箍特征值;

μN——柱轴压比;墙肢轴压比;

μs——风荷载体型系数;

μZ——风压高度变化系数;

ξy——楼层屈服强度系数;

ρsv——箍筋面积配筋率;

ρw——剪力墙竖向分布钢筋配筋率;

ψw——荷载的组合值系数。

2.2.5 其他

T1——结构第一平动或平动为主的自振周期(基本自振周期);

Tt——结构第一扭转振动或扭转振动为主的自振周期;

Tg——场地的特征周期。

条文说明

   本章是根据标准编制要求增加的内容。
“高层建筑”大多根据不同的需要和目的而定义,国际、国内的定义不尽相同。国际上诸多国家和地区对高层建筑的界定多在10层以上;我国不同标准中有不同的定义。本规程主要是从结构设计的角度考虑,并与国家有关标准基本协调。
本规程中的“剪力墙(shear wall)”,在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中称抗震墙,在现行国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T 50083中称结构墙(struc-tural wall)。“剪力墙”既用于抗震结构也用于非抗震结构,这一术语在国外应用已久,在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中和国内建筑工程界也一直应用。
“筒体结构”尚包括框筒结构、束筒结构等,本规程第9章和第11章主要涉及框架-核心筒结构和筒中筒结构。“转换层”是指设置转换结构构件的楼层,包括水平结构构件及竖向结构构件,“带转换层高层建筑结构”属于复杂结构,部分框支剪力墙结构是其一种常见形式。在部分框支剪力墙结构中,转换梁通常称为“框支梁”,支撑转换梁的柱通常称为“框支柱”。
“连体结构”的连接体一般在房屋的中部或顶部,连接体结构与塔楼结构可采用刚性连接或滑动连接方式。
“多塔楼结构”是在裙楼或大底盘上有两个或两个以上塔楼的结构,是体型收进结构的一种常见例子。一般情况下,在地下室连为整体的多塔楼结构可不作为本规程第10.6节规定的复杂结构,但地下室顶板设计宜符合本规程10.6节多塔楼结构设计的有关规定。
“混合结构”包括内容较多,本规程主要涉及高层建筑中常用的钢和混凝土混合结构,包括钢框架(框筒)、型钢混凝土框架(框筒)、钢管混凝土框架(框筒)与钢筋混凝土筒体所组成的共同承受竖向和水平作用的框架-核心筒结构和筒中筒结构,后者是本次修订增加的内容。

3结构设计基本规定

3.1 一般规定

3.1.1

高层建筑的抗震设防烈度必须按照国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。一般情况下,抗震设防烈度应采用根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度。

条文说明

  3.1.1 本条是02规程的第1.0.3条。抗震设防烈度是按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度,一般情况下取50年内超越概率为10%的地震烈度,我国目前分为6、7、8、9度,与设计基本地震加速度一一对应见表1。

3.1.2

抗震设计的高层混凝土建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定确定其抗震设防类别。
注:本规程中甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑分别为现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223中特殊设防类、重点设防类、标准设防类的简称。

条文说明

3.1.2 本条是02规程第1.0.4条的修改。建筑工程的抗震设防分类,是根据建筑遭遇地震破坏后,可能造成人员伤亡、直接和间接经济损失、社会影响程度以及建筑在抗震救灾中的作用等因素,对各类建筑所作的抗震设防类别划分,具体分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类,分别简称甲类、乙类、丙类和丁类。建筑抗震设防分类的划分应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定。

3.1.3

高层建筑混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、板柱-剪力墙和筒体结构等结构体系。

条文说明

   3.1.3 高层建筑结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。
目前,国内大量的高层建筑结构采用四种常见的结构体系:框架、剪力墙、框架-剪力墙和筒体,因此本规程分章对这四种结构体系的设计作了比较详细的规定,以适应量大面广的工程设计需要。
框架结构中不包括板柱结构(无剪力墙或筒体),因为这类结构侧向刚度和抗震性能较差,目前研究工作不充分、工程实践经验不多,暂未列入规程;此外,由L形、T形、Z形或十字形截面(截面厚度一般为180mm~300mm)构成的异形柱框架结构,目前已有行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149,本规程也不需列入。
剪力墙结构包括部分框支剪力墙结构(有部分框支柱及转换结构构件)、具有较多短肢剪力墙且带有筒体或一般剪力墙的剪力墙结构。
板柱-剪力墙结构的板柱指无内部纵梁和横梁的无梁楼盖结构。由于在板柱框架体系中加入了剪力墙或筒体,主要由剪力墙构件承受侧向力,侧向刚度也有很大的提高。这种结构目前在国内外高层建筑中有较多的应用,但其适用高度宜低于框架-剪力墙结构。有震害表明,板柱结构的板柱节点破坏较严重,包括板的冲切破坏或柱端破坏。
筒体结构在20世纪80年代后在我国已广泛应用于高层办公建筑和高层旅馆建筑。由于其刚度较大、有较高承载能力,因而在层数较多时有较大优势。多年来,我国已经积累了许多工程经验和科研成果,在本规程中作了较详细的规定。 一些较新颖的结构体系(如巨型框架结构、巨型桁架结构、悬挂结构等),目前工程较少、经验还不多,宜针对具体工程研究其设计方法,待积累较多经验后再上升为规程的内容。

3.1.4

高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,并应符合下列规定:
1 应具有必要的承载能力、刚度和延性;
2 应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力;
3 对可能出现的薄弱部位,应采取有效的加强措施。
3.1.5 高层建筑的结构体系尚宜符合下列规定:
1 结构的竖向和水平布置宜使结构具有合理的刚度和承载力分布,避免因刚度和承载力局部突变或结构扭转效应而形成薄弱部位;
2 抗震设计时宜具有多道防线。

条文说明

  3.1.4、3.1.5 这两条强调了高层建筑结构概念设计原则,宜采用规则的结构,不应采用严重不规则的结构。
规则结构一般指:体型(平面和立面)规则,结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度;结构竖向布置均匀,结构的刚度、承载力和质量分布均匀、无突变。
实际工程设计中,要使结构方案规则往往比较困难,有时会出现平面或竖向布置不规则的情况。本规程第3.4.3~3.4.7条和第3.5.2~3.5.6条分别对结构平面布置及竖向布置的不规则性提出了限制条件。若结构方案中仅有个别项目超过了条款中规定的“不宜”的限制条件,此结构属不规则结构,但仍可按本规程有关规定进行计算和采取相应的构造措施;若结构方案中有多项超过了条款中规定的“不宜”的限制条件或某一项超过“不宜”的限制条件较多,此结构属特别不规则结构,应尽量避免;若结构方案中有多项超过了条款中规定的“不宜”的限制条件,而且超过较多,或者有一项超过了条款中规定的“不应”的限制条件,则此结构属严重不规则结构,这种结构方案不应采用,必须对结构方案进行调整。
无论采用何种结构体系,结构的平面和竖向布置都应使结构具有合理的刚度、质量和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位;对可能出现的薄弱部位,在设计中应采取有效措施,增强其抗震能力;结构宜具有多道防线,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受水平风荷载、地震作用和重力荷载的能力。

3.1.6

高层建筑混凝土结构宜采取措施减小混凝土收缩、徐变、温度变化、基础差异沉降等非荷载效应的不利影响。房屋高度不低于150m的高层建筑外墙宜采用各类建筑幕墙。

条文说明

  3.1.6 本条由02规程第4.9.3、4.9. 5条合并修改而成。非荷载效应一般指温度变化、混凝土收缩和徐变、支座沉降等对结构或结构构件产生的影响。在较高的钢筋混凝土高层建筑结构设计中应考虑非荷载效应的不利影响。高度较高的高层建筑的温度应力比较明显。幕墙包覆主体结构而使主体结构免受外界温度变化的影响,有效地减少了主体结构温度应力的不利影响。幕墙是外墙的一种结构形式,由于面板材料的不同,建筑幕墙可以分为玻璃幕墙、铝板或钢板幕墙、石材幕墙和混凝土幕墙。实际工程中可采用多种材料构成的混合幕墙。

3.1.7

高层建筑的填充墙、隔墙等非结构构件宜采用各类轻质材料,构造上应与主体结构可靠连接,并应满足承载力、稳定和变形要求。

条文说明

   3.1.7 本条由02规程第4.9.4、4.9.5、6.1.4条相关内容合并、修改而成。高层建筑层数较多,减轻填充墙的自重是减轻结构总重量的有效措施;而且轻质隔墙容易实现与主体结构的连接构造,减轻或防止随主体结构发生破坏。除传统的加气混凝土制品、空心砌块外,室内隔墙还可以采用玻璃、铝板、不锈钢板等轻质复合墙板材料。非承重墙体无论与主体结构采用刚性连接还是柔性连接,都应按非结构构件进行抗震设计,自身应具有相应的承载力、稳定及变形要求。
为避免主体结构变形时室内填充墙、门窗等非结构构件损坏,较高建筑或侧向变形较大的建筑中的非结构构件应采取有效的连接措施来适应主体结构的变形。例如,外墙门窗采用柔性密封胶条或耐候密封胶嵌缝;室内隔墙选用金属板或玻璃隔墙、柔性密封胶填缝等,可以很好地适应主体结构的变形。

3.2 材 料

3.2.1

高层建筑混凝土结构宜采用高强高性能混凝土和高强钢筋;构件内力较大或抗震性能有较高要求时,宜采用型钢混凝土、钢管混凝土构件。

条文说明

  3.2.1 本条是在02规程第3.9.1条基础上修改完成的。当房屋高度大、层数多、柱距大时,由于单柱轴向力很大,受轴压比限制而使柱截面过大,不仅加大自重和材料消耗,而且妨碍建筑功能、浪费有效面积。减小柱截面尺寸通常有采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱、高强度混凝土这三条途径;
采用高强度混凝土可以减小柱截面面积。C60混凝土已广泛采用,取得了良好的效益。
采用高强钢筋可有效减少配筋量,提高结构的安全度。目前我国已经可以大量生产满足结构抗震性能要求的400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋和300MPa级热轧光圆钢筋。400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋的强度设计值比335MPa级钢筋分别提高20%和45%;300MPa级热轧光圆钢筋的强度设计值比235MPa级钢筋提高28.5%,节材效果十分明显。
型钢混凝土柱截面含型钢一般为5%~8%,可使柱截面面积减小30%左右。由于型钢骨架要求钢结构的制作、安装能力,因此目前较多用在高层建筑的下层部位柱、转换层以下的框支柱等;在较高的高层建筑中也有全部采用型钢混凝土梁、柱的实例。
钢管混凝土可使柱混凝土处于有效侧向约束下,形成三向应力状态,因而延性和承载力提高较多。钢管混凝土柱如用高强混凝土浇筑,可以使柱截面减小至原截面面积的50%左右。钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点构造十分重要,也比较复杂。钢管混凝土柱设计及构造可按本规程第11章的有关规定执行。

3.2.2

各类结构用混凝土的强度等级均不应低于C20,并应符合下列规定:
1 抗震设计时,一级抗震等级框架梁、柱及其节点的混凝土强度等级不应低于C30;
2 筒体结构的混凝土强度等级不宜低于C30;
3 作为上部结构嵌固部位的地下室楼盖的混凝土强度等级不宜低于C30;
4 转换层楼板、转换梁、转换柱、箱形转换结构以及转换厚板的混凝土强度等级均不应低于C30;
5 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40、不应低于C30
6 型钢混凝土梁、柱的混凝土强度等级不宜低于C30;
7 现浇非预应力混凝土楼盖结构的混凝土强度等级不宜高于C40
8 抗震设计时,框架柱的混凝土强度等级,9度时不宜高于C60,8度时不宜高于C70;剪力墙的混凝土强度等级不宜高于C60。

条文说明

3.2.2 本条针对高层混凝土结构的特点,提出了不同结构部位、不同结构构件的混凝土强度等级最低要求及抗震上限限值,某些结构局部特殊部位混凝土强度等级的要求,在本规程相关条文中作了补充规定。

3.2.3

高层建筑混凝土结构的受力钢筋及其性能应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件,其纵向受力钢筋尚应符合下列规定:
1 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;
2 钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30;
3 钢筋最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。

条文说明

3.2.3 本条对高层混凝土结构的受力钢筋性能提出了具体要求。

3.2.4-3.2.5

3.2.4 抗震设计时混合结构中钢材应符合下列规定;
1 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;
2 钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%;
3 钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。

3.2.5 混合结构中的型钢混凝土竖向构件的型钢及钢管混凝土的钢管宜采用Q345和Q235等级的钢材,也可采用Q390、Q420等级或符合结构性能要求的其他钢材;型钢梁宜采用Q235和Q345等级的钢材。

条文说明

3.2.4、3.2.5 提出了钢-混凝土混合结构中钢材的选用及性能要求。

3.3 房屋适用高度和高宽比

3.3.1

   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级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表3.3.1—1的规定,B级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表3.3.1—2的规定。
平面和竖向均不规则的高层建筑结构,其最大适用高度宜适当降低。

注:1 表中框架不含异形柱框架结构;房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度;
2 部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构;
3 甲类建筑,6、7、8 度时宜按本地区抗震设法烈度提高一度后符合本表的要求,9 度时应专门研究;
4 框架结构、板柱-剪力墙结构以及 9 度抗震设防的表列其他结构,当房屋高度超过本表数值时,结构设计应有可靠依据,并采取有效措施。

注:1 部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构;
2 甲类建筑,6、7 度时宜按本地区抗震设法烈度提高一度后符合本表的要求,8 度时应专门研究;
3 当房屋高度超过本表数值时,结构设计应有可靠依据,并采取有效措施。

条文说明

3.3.1 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,也是目前数量最多,应用最广泛的建筑。当框架-剪力墙、剪力墙及筒体结构的高度超出表3.3.1-1的最大适用高度时,列入B级高度高层建筑,但其房屋高度不应超过表3.3.1-2规定的最大适用高度,并应遵守本规程规定的更严格的计算和构造措施。为保证B级高度高层建筑的设计质量,抗震设计的B级高度的高层建筑,按有关规定应进行超限高层建筑的抗震设防专项审查复核。

对于房屋高度超过A级高度高层建筑最大适用高度的框架结构、板柱-剪力墙结构以及9度抗震设计的各类结构,因研究成果和工程经验尚显不足,在B级高度高层建筑中未予列入。

具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的抗震性能有待进一步研究和工程实践检验,本规程第7.1.8条规定其最大适用高度比普通剪力墙结构适当降低,7度时不应超过100m,8度(0.2g)时不应超过80m、8度(0.3g)时不应超过60m;B级高度高层建筑及9度时A级高度高层建筑不应采用这种结构。

房屋高度超过表3.3.1-2规定的特殊工程,则应通过专门的审查、论证,补充更严格的计算分析,必要时进行相应的结构试验研究,采取专门的加强构造措施。抗震设计的超限高层建筑可以按本规程第3.11节的规定进行结构抗震性能设计。框架-核心筒结构中,除周边框架外,内部带有部分仅承受竖向荷载的柱与无梁楼板时,不属于本条所列的板柱-剪力墙结构。本规程最大适用高度表中,框架-剪力墙结构的高度均低于框架-核心筒结构的高度,其主要原因是,框架-核心筒结构的核心筒相对于框架-剪力墙结构的剪力墙较强,核心筒成为主要抗侧力构件,结构设计上也有更严格的要求,本次修订,增加了8度(0.3g)抗震设防结构最大适用高度的要求;A级高度高层建筑中,除6度外的框架结构最大适用高度适当降低,板柱-剪力墙结构最大适用高度适当增加;取消了在Ⅳ类场地上房屋适用的最大高度应适当降低的规定;平面和竖向均不规则的结构,其适用的最大高度适当降低的用词,由'应”改为“宜”。

对于部分框支剪力墙结构,本条表中规定的最大适用高度已经考虑框支层的不规则性而比全落地剪力墙结构降低,故对于“竖向和平面均不规则”,可指框支层以上的结构同时存在竖向和平面不规则的情况;仅有个别墙体不落地,只要框支部分的设计安全合理,其适用的最大高度可按一般剪力墙结构确定。

3.3.2

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

条文说明

3.3.2高层建筑的高宽比,是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制;在结构设计满足本规程规定的承载力、稳定、抗倾覆、变形和舒适度等基本要求后,仅从结构安全角度讲高宽比限值不是必须满足的,主要影响结构设计的经济性。因此,本次修订不再区分A级高度和B级高度高层建筑的最大高宽比限值,而统一为表3.3.2,大体上保持了02规程的规定。从目前大多数高层建筑看,这一限值是各方面都可以接受的,也是比较经济合理的。高宽比超过这一限制的是极个别的,例如上海金茂大厦(88层,420m)为7.6,深圳地王大厦(81层,320m)为8.8.

在复杂体型的高层建筑中,如何计算高宽比是比较难以确定的问题。一般情况下,可按所考虑方向的最小宽度计算高宽比但对突出建筑物平面很小的局部结构(如梯间、电梯间等),一般不应包含在计算宽度内;对于不宜采用最小宽度计算高宽比的情况,应由设计人员根据实际情况确定合理的计算方法;对带有裙房的高层建筑,当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时,计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上塔楼结构考虑。

3.4 结构平面布置

3.4.1

在高层建筑的一个独立结构单元内,结构平面形状宜简单、规则,质量、刚度和承载力分布宜均匀。不应采用严重不规则的平面布置。

条文说明

3.4.1 结构平面布置应力求简单、规则,避免刚度、质量和承载力分布不均匀,是抗震概念设计的基本要求。结构规则性解释参见本规程第3.1.4、3.1.5条。

3.4.2

高层建筑宜选用风作用效应较小的平面形状

条文说明

  3.4.2 高层建筑承受较大的风力。在沿海地区,风力成为高层建筑的控制性荷载,采用风压较小的平面形状有利于抗风设计。
对抗风有利的平面形状是简单规则的凸平面,如圆形、正多边形、椭圆形、鼓形等平面。对抗风不利的平面是有较多凹凸的复杂形状平面,如V形、Y形、H形、弧形等平面。

3.4.3

抗震设计的混凝土高层建筑,其平面布置宜符合下列规定:
1 平面宜简单、规则、对称,减少偏心;
2 平面长度不宜过长(图3.4.3),L/B宜符合表3.4.3的要求;

3 平面突出部分的长度l不宜过大、宽度b不宜过小(图3.4.3),l/Bmax、l/b宜符合表3.4.3的要求;
4 建筑平面不宜采用角部重叠或细腰形平面布置。

条文说明

   3.4.3 平面过于狭长的建筑物在地震时由于两端地震波输入有位相差而容易产生不规则振动,产生较大的震害,表3.4.3给出了L/B的最大限值。在实际工程中,L/B在6、7度抗震设计时最好不超过4;在8、9度抗震设计时最好不超过3。
平面有较长的外伸时,外伸段容易产生局部振动而引发凹角处应力集中和破坏,外伸部分l/b的限值在表3.4.3中已列出,但在实际工程设计中最好控制l/b不大于1。
角部重叠和细腰形的平面图形(图1),在中央部位形成狭窄部分,在地震中容易产生震害,尤其在凹角部位,因为应力集中容易使楼板开裂、破坏,不宜采用。如采用,这些部位应采取加大楼板厚度、增加板内配筋、设置集中配筋的边梁、配置45°斜向钢筋等方法予以加强。
需要说明的是,表3.4.3中,三项尺寸的比例关系是独立的规定,一般不具有关联性。

3.4.4

抗震设计时,B级高度钢筋混凝土高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第10章所指的复杂高层建筑结构,其平面布置应简单、规则,减少偏心。

条文说明

3.4.4 本规程对B级高度钢筋混凝土结构及混合结构的最大适用高度已有所放松,与此相应,对其结构的规则性要求应该更加严格;本规程第10章所指的复杂高层建筑结构,其竖向布置已不规则,对这些结构的平面布置的规则性应提出更高要求。

3.4.5

    结构平面布置应减少扭转的影响。在考虑偶然偏心影响的规定水平地震力作用下,楼层竖向构件最大的水平位移和层间位移,A级高度高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.5倍;B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2倍,不应大于该楼层平均值的1.4倍。结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期Tl之比,A级高度高层建筑不应大于0.9,B级高度高层建筑、超过A级高度的混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
注:当楼层的最大层间位移角不大于本规程第3.7.3条规定的限值的40%时,该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松,但不应大于1.6。

条文说明

   3.4.5 本条规定主要是限制结构的扭转效应。国内、外历次大地震震害表明,平面不规则、质量与刚度偏心和抗扭刚度太弱的结构,在地震中遭受到严重的破坏。国内一些振动台模型试验结果也表明,过大的扭转效应会导致结构的严重破坏。
对结构的扭转效应主要从两个方面加以限制:
1 限制结构平面布置的不规则性,避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。本条对A级高度高层建筑、B级高度高层建筑、混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑,分别规定了扭转变形的下限和上限,并规定扭转变形的计算应考虑偶然偏心的影响(见本规程第4.3.3条)。B级高度高层建筑、混合结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑的上限值1.4比现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定更加严格,但与国外有关标准(如美国规范IBC、UBC,欧洲规范Eurocode-8)的规定相同。
扭转位移比计算时,楼层的位移可取“规定水平地震力”计算,由此得到的位移比与楼层扭转效应之间存在明确的相关性。
“规定水平地震力”一般可采用振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力,并考虑偶然偏心。水平作用力的换算原则:每一楼面处的水平作用力取该楼面上、下两个楼层的地震剪力差的绝对值;连体下一层各塔楼的水平作用力,可由总水平作用力按该层各塔楼的地震剪力大小进行分配计算。结构楼层位移和层间位移控制值验算时,仍采用CQC的效应组合。
当计算的楼层最大层间位移角不大于本楼层层间位移角限值的40%时,该楼层的扭转位移比的上限可适当放松,但不应大于1.6。扭转位移比为1.6时,该楼层的扭转变形已很大,相当于一端位移为1,另一端位移为4。
2 限制结构的抗扭刚度不能太弱。关键是限制结构扭转为主的第一自振周期Tt与平动为主的第一自振周期Tl之比。当两者接近时,由于振动耦联的影响,结构的扭转效应明显增大。
若周期比Tt/Tl小于0.5,则相对扭转振动效应θr/u一般较小(θ、r分别为扭转角和结构的回转半径,θr表示由于扭转产生的离质心距离为回转半径处的位移,u为质心位移),即使结构的刚度偏心很大,偏心距e达到0.7r,其相对扭转变形θr/u值亦仅为0.2。而当周期比Tt/Tl大于0.85以后,相对扭振效应θr/u值急剧增加。即使刚度偏心很小,偏心距e仅为0.1r,当周期比Tt/Tl等于0.85时,相对扭转变形θr/u值可达0.25;当周期比Tt/Tl接近1时,相对扭转变形θr/u值可达0.5。由此可见,抗震设计中应采取措施减小周期比Tt/Tl值,使结构具有必要的抗扭刚度。如周期比Tt/Tl不满足本条规定的上限值时,应调整抗侧力结构的布置,增大结构的抗扭刚度。
扭转耦联振动的主振型,可通过计算振型方向因子来判断。
在两个平动和一个扭转方向因子中,当扭转方向因子大于0.5时,则该振型可认为是扭转为主的振型。高层结构沿两个正交方向各有一个平动为主的第一振型周期,本条规定的Tl是指刚度较弱方向的平动为主的第一振型周期,对刚度较强方向的平动为主的第一振型周期与扭转为主的第一振型周期Tt的比值,本条未规定限值,主要考虑对抗扭刚度的控制不致过于严格。有的工程如两个方向的第一振型周期与Tt的比值均能满足限值要求,其抗扭刚度更为理想。周期比计算时,可直接计算结构的固有自振特征,不必附加偶然偏心。
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本条规定的限值,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本条规定的上限值,则周期比一般都能满足限值。

3.4.6

   当楼板平面比较狭长、有较大的凹入或开洞时,应在设计中考虑其对结构产生的不利影响。有效楼板宽度不宜小于该层楼面宽度的50%;楼板开洞总面积不宜超过楼面面积的30%;在扣除凹入或开洞后,楼板在任一方向的最小净宽度不宜小于5m,且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于2m。

条文说明

   3.4.6 目前在工程设计中应用的多数计算分析方法和计算机软件,大多假定楼板在平面内不变形,平面内刚度为无限大,这对于大多数工程来说是可以接受的。但当楼板平面比较狭长、有较大的凹入和开洞而使楼板有较大削弱时,楼板可能产生显著的面内变形,这时宜采用考虑楼板变形影响的计算方法,并应采取相应的加强措施。
楼板有较大凹入或开有大面积洞口后,被凹口或洞口划分开的各部分之间的连接较为薄弱,在地震中容易相对振动而使削弱部位产生震害,因此对凹入或洞口的大小加以限制。设计中应同时满足本条规定的各项要求。以图2所示平面为例,L2不宜小于0.5L1,a1与a2之和不宜小于0.5L2且不宜小于5m,a1和a2均不应小于2m,开洞面积不宜大于楼面面积的30%。

3.4.7

  艹字形、井字形等外伸长度较大的建筑,当中央部分楼板有较大削弱时,应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施,必要时可在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板。

条文说明

  3.4.7 高层住宅建筑常采用艹字形、井字形平面以利于通风采光,而将楼电梯间集中配置于中央部位。楼电梯间无楼板而使楼面产生较大削弱,此时应将楼电梯间周边的剩余楼板加厚,并加强配筋。外伸部分形成的凹槽可加拉梁或拉板,拉梁宜宽扁放置并加强配筋,拉梁和拉板宜每层均匀设置。

3.4.8

楼板开大洞削弱后,宜采取下列措施:
1 加厚洞口附近楼板,提高楼板的配筋率,采用双层双向配筋;
2 洞口边缘设置边梁、暗梁;
3 在楼板洞口角部集中配置斜向钢筋。

条文说明

   3.4.8 在地震作用时,由于结构开裂、局部损坏和进入弹塑性变形;其水平位移比弹性状态下增大很多。因此,伸缩缝和沉降缝的两侧很容易发生碰撞。1976年唐山地震中,调查了35幢高层建筑的震害,除新北京饭店(缝净宽600mm)外,许多高层建筑都是有缝必碰,轻的装修、女儿墙碰碎,面砖剥落,重的顶层结构损坏,天津友谊宾馆(8层框架)缝净宽达150mm也发生严重碰撞而致顶层结构破坏;2008年汶川地震中也有数多类似震害实例。另外,设缝后,常带来建筑、结构及设备设计上的许多困难,基础防水也不容易处理。近年来,国内较多的高层建筑结构,从设计和施工等方面采取了有效措施后,不设或少设缝,从实践上看来是成功的、可行的。抗震设计时,如果结构平面或竖向布置不规则且不能调整时,则宜设置防震缝将其划分为较简单的几个结构单元。

3.4.9

  抗震设计时,高层建筑宜调整平面形状和结构布置,避免设置防震缝。体型复杂、平立面不规则的建筑,应根据不规则程度、地基基础条件和技术经济等因素的比较分析,确定是否设置防震缝。

3.4.10

设置防震缝时,应符合下列规定:
1 防震缝宽度应符合下列规定:
1)框架结构房屋,高度不超过15m时不应小于100mm;超过15m时,6度、7度、8度和9度分别每增加高度5m、4m、3m和2m,宜加宽20mm;
2)框架-剪力墙结构房屋不应小于本款1)项规定数值的70%,剪力墙结构房屋不应小于本款1)项规定数值的50%,且二者均不宜小于100mm。
2 防震缝两侧结构体系不同时,防震缝宽度应按不利的结构类型确定;
3 防震缝两侧的房屋高度不同时,防震缝宽度可按较低的房屋高度确定;
4 8、9度抗震设计的框架结构房屋,防震缝两侧结构层高相差较大时,防震缝两侧框架柱的箍筋应沿房屋全高加密,并可根据需要沿房屋全高在缝两侧各设置不少于两道垂直于防震缝的抗撞墙;
5 当相邻结构的基础存在较大沉降差时,宜增大防震缝的宽度;
6 防震缝宜沿房屋全高设置,地下室、基础可不设防震缝,但在与上部防震缝对应处应加强构造和连接;
7 结构单元之间或主楼与裙房之间不宜采用牛腿托梁的做法设置防震缝,否则应采取可靠措施。

条文说明

   3.4.10 抗震设计时,建筑物各部分之间的关系应明确:如分开,则彻底分开;如相连,则连接牢固。不宜采用似分不分、似连不连的结构方案。为防止建筑物在地震中相碰,防震缝必须留有足够宽度。防震缝净宽度原则上应大于两侧结构允许的地震水平位移之和。2008年汶川地震进一步表明,02规程规定的防震缝宽度偏小,容易造成相邻建筑的相互碰撞,因此将防震缝的最小宽度由70mm改为100mm。本条规定是最小值,在强烈地震作用下,防震缝两侧的相邻结构仍可能局部碰撞而损坏。本条规定的防震缝宽度要求与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011是一致的。
天津友谊宾馆主楼(8层框架)与单层餐厅采用了餐厅层屋面梁支承在主框架牛腿上加以钢筋焊接,在唐山地震中由于振动不同步,牛腿拉断、压碎,产生严重震害,证明这种连接方式对抗震是不利的;必须采用时,应针对具体情况,采取有效措施避免地震时破坏。

3.4.11

抗震设计时,伸缩缝、沉降缝的宽度均应符合本规程第3.4.10条关于防震缝宽度的要求。

条文说明

3.4.11 抗震设计时,伸缩缝和沉降缝应留有足够的宽度,满足防震缝的要求。无抗震设防要求时,沉降缝也应有一定的宽度,防止因基础倾斜而顶部相碰的可能性。

3.4.12

3.4.12 高层建筑结构伸缩缝的最大间距宜符合表3.4.12的规定。

条文说明

  3.4.12 本条是依据现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010制定的。考虑到近年来高层建筑伸缩缝间距已有许多工程超出了表中规定(如北京昆仑饭店为剪力墙结构,总长114m;北京京伦饭店为剪力墙结构,总长138m),所以规定在有充分依据或有可靠措施时,可以适当加大伸缩缝间距。当然,一般情况下,无专门措施时则不宜超过表中规定的数值。
如屋面无保温、隔热措施,或室内结构在露天中长期放置,在温度变化和混凝土收缩的共同影响下,结构容易开裂;工程中采用收缩性较大的混凝土(如矿渣水泥混凝土等),则收缩应力较大,结构也容易产生开裂。因此这些情况下伸缩缝的间距均应比表中数值适当减小。

3.4.13

     当采用有效的构造措施和施工措施减小温度和混凝土收缩对结构的影响时,可适当放宽伸缩缝的间距。这些措施可包括但不限于下列方面:
1 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等受温度变化影响较大的部位提高配筋率;
2 顶层加强保温隔热措施,外墙设置外保温层;
3 每30m~40m间距留出施工后浇带,带宽800mm~1000mm,钢筋采用搭接接头,后浇带混凝土宜在45d后浇筑;
4 采用收缩小的水泥、减少水泥用量、在混凝土中加入适宜的外加剂;
5 提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。

条文说明

  3.4.13 提高配筋率可以减小温度和收缩裂缝的宽度,并使其分布较均匀,避免出现明显的集中裂缝;在普通外墙设置外保温层是减少主体结构受温度变化影响的有效措施。
施工后浇带的作用在于减少混凝土的收缩应力,并不直接减少使用阶段的温度应力。所以通过后浇带的板、墙钢筋宜断开搭接,以便两部分的混凝土各自自由收缩;梁主筋断开问题较多,可不断开。后浇带应从受力影响小的部位通过(如梁、板1/3跨度处,连梁跨中等部位),不必在同一截面上,可曲折而行,只要将建筑物分开为两段即可。混凝土收缩需要相当长时间才能完成,一般在45d后收缩大约可以完成60%,能更有效地限制收缩裂缝。

3.5 结构竖向布置

3.5.1

高层建筑的竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化。

条文说明

  3.5.1 历次地震震害表明:结构刚度沿竖向突变、外形外挑或内收等,都会产生某些楼层的变形过分集中,出现严重震害甚至倒塌。所以设计中应力求使结构刚度自下而上逐渐均匀减小,体形均匀、不突变。1995年阪神地震中,大阪和神户市不少建筑产生中部楼层严重破坏的现象,其中一个原因就是结构侧向刚度在中部楼层产生突变。有些是柱截面尺寸和混凝土强度在中部楼层突然减小,有些是由于使用要求使剪力墙在中部楼层突然取消,这些都引发了楼层刚度的突变而产生严重震害。柔弱底层建筑物的严重破坏在国内外的大地震中更是普遍存在。结构竖向布置规则性说明可参阅本规程第3.1.4、3.1.5条。

3.5.2

    抗震设计时,高层建筑相邻楼层的侧向刚度变化应符合下列规定:
1 对框架结构,楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ1可按式(3.5.2—1)计算,且本层与相邻上层的比值不宜小于0.7,与相邻上部三层刚度平均值的比值不宜小于0.8。


条文说明

  3.5.2 正常设计的高层建筑下部楼层侧向刚度宜大于上部楼层的侧向刚度,否则变形会集中于刚度小的下部楼层而形成结构软弱层,所以应对下层与相邻上层的侧向刚度比值进行限制。
本次修订,对楼层侧向刚度变化的控制方法进行了修改。中国建筑科学研究院的振动台试验研究表明,规定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是合理的。 对框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构,楼面体系对侧向刚度贡献较小,当层高变化时刚度变化不明显,可按本条式(3.5.2—2)定义的楼层侧向刚度比作为判定侧向刚度变化的依据,但控制指标也应做相应的改变,一般情况按不小于0.9控制;层高变化较大时,对刚度变化提出更高的要求,按1.1控制;底部嵌固楼层层间位移角结果较小,因此对底部嵌固楼层与上一层侧向刚度变化作了更严格的规定,按1.5控制。

3.5.3

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%。
注:楼层抗侧力结构的层间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、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。

条文说明

  3.5.3 楼层抗侧力结构的承载能力突变将导致薄弱层破坏,本规程针对高层建筑结构提出了限制条件,B级高度高层建筑的限制条件比现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求更加严格。
柱的受剪承载力可根据柱两端实配的受弯承载力按两端同时屈服的假定失效模式反算;剪力墙可根据实配钢筋按抗剪设计公式反算;斜撑的受剪承载力可计及轴力的贡献,应考虑受压屈服的影响。

3.5.4

抗震设计时,结构竖向抗侧力构件宜上、下连续贯通。

条文说明

   3.5.4 抗震设计时,若结构竖向抗侧力构件上、下不连续,则对结构抗震不利,属于竖向不规则结构。在南斯拉夫斯可比耶地震(1964年)、罗马尼亚布加勒斯特地震(1977年)中,底层全部为柱子、上层为剪力墙的结构大都严重破坏,因此在地震区不应采用这种结构。部分竖向抗侧力构件不连续,也易使结构形成薄弱部位,也有不少震害实例,抗震设计时应采取有效措施。本规程所述底部带转换层的大空间结构就属于竖向不规则结构,应按本规程第10章的有关规定进行设计。

3.5.5

    抗震设计时,当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H1与房屋高度H之比大于0.2时,上部楼层收进后的水平尺寸B1不宜小于下部楼层水平尺寸B的75%(图3.5.5a、b);当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,上部楼层水平尺寸Bl不宜大于下部楼层的水平尺寸B的1.1倍,且水平外挑尺寸a不宜大于4m(图3.5.5c、d)。

条文说明

   3.5.5 1995年日本阪神地震、2010年智利地震震害以及中国建筑科学研究院的试验研究表明,当结构上部楼层相对于下部楼层收进时,收进的部位越高、收进后的平面尺寸越小,结构的高振型反应越明显,因此对收进后的平面尺寸加以限制。当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,结构的扭转效应和竖向地震作用效应明显,对抗震不利,因此对其外挑尺寸加以限制,设计上应考虑竖向地震作用影响。
本条所说的悬挑结构,一般指悬挑结构中有竖向结构构件的情况。

3.5.6

楼层质量沿高度宜均匀分布,楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。

条文说明

3.5.6 本条为新增条文,规定了高层建筑中质量沿竖向分布不规则的限制条件,与美国有关规范的规定一致。

3.5.7

不宜采用同一楼层刚度和承载力变化同时不满足本规程第3.5.2条和3.5.3条规定的高层建筑结构。

条文说明

  3.5.7 本条为新增条文。如果高层建筑结构同一楼层的刚度和承载力变化均不规则,该层极有可能同时是软弱层和薄弱层,对抗震十分不利,因此应尽量避免,不宜采用。

3.5.8

    侧向刚度变化、承载力变化、竖向抗侧力构件连续性不符合本规程第3.5.2、3.5.3、3.5.4条要求的楼层,其对应于地震作用标准值的剪力应乘以1.25的增大系数。

条文说明

    3.5.8 本条是02规程第5.1.14条修改而成。刚度变化不符合本规程第3.5.2条要求的楼层,一般称作软弱层;承载力变化不符合本规程第3.5.3条要求的楼层,一般可称作薄弱层。为了方便,本规程把软弱层、薄弱层以及竖向抗侧力构件不连续的楼层统称为结构薄弱层。结构薄弱层在地震作用标准值作用下的剪力应适当增大,增大系数由02规程的1.15调整为1.25,适当提高安全度要求。

3.5.9

    结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时,宜进行弹性或弹塑性时程分析补充计算并采取有效的构造措施。

条文说明

   3.5.9 顶层取消部分墙、柱而形成空旷房间时,其楼层侧向刚度和承载力可能比其下部楼层相差较多,是不利于抗震的结构,应进行更详细的计算分析,并采取有效的构造措施。如采用弹性或弹塑性时程分析方法进行补充计算、柱子箍筋全长加密配置、大跨度屋面构件要考虑竖向地震产生的不利影响等。

3.6 楼盖结构

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