《解读新高规》PPT课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,高层建筑混凝土结构技术规程,JGJ3-2002,结 束,借用大家宝贵时间,不足之处请多多指教,谢谢大家,解读高层建筑混凝土结构技术规程,JGJ3-2002,主要修改内容,高规共分13章和5个附录，共有条文459条（正文441条，附录18条），其中,强制性条文32,条。本规程的主要技术内容是：,总则；,术语和符号；,荷载和地震作用；,结构设计的基本规定；,5,结构计算分析；,框架结构设计；,剪力墙结构设计；,框架剪力墙结构设计,筒体结构设计；,复杂高层建筑结构设；,混合结构设计；,基础设计；,高层建筑结构施；,附录,AE,相对原高规,JGJ3-91,的主要修改内容列举如下：,适应范围提高为,10,层及,10,层以上或房屋高度超过,28,M,的混凝土结构高层民用建筑（原为,8,层，,24,M,）,按标准编写要求，增加了术语和符号一章；,风荷载基本值的重现期由,30,年一遇改为,50,年一遇，重要的或对风荷载比较敏感的高层建筑采用,100,年重现期的基本风压值；增加了直升机平台的活载取值；,地震作用增加了长周期反应谱,.,不同阻尼比的调整,双向地震作用计算以及楼层地震剪力,系数（剪重比）最小值的规定；地震作用计算的底部剪力法移入了附录；增加了结构在计算单向地震作用时，考虑偶然偏心的规定；,调整了,A,级高度高层建筑的最大适用高度，增加了,B,级高度高层建筑的最大适用高度及高宽比限值，对,B,级高度高层建筑结构的规则性，作用效应计算及构造措施提出了比,A,级高度更严的规定；,补充了结构平面和竖向布置的规则性界限，以及扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期比值的规定，强调概念设计的重要性；,改进了结构层间位移角的限制条件，取消了结构顶点位移的限制条件，增加了150,M,以上高层民用建筑的舒适度要求；,调整了构件抗震等级的划分标准，适应,B,级高度高层建筑的需要，增加了特一级抗震等级及相应的计算和构造措施；,增加了结构计算分析的有关规定，主要包括：计算模型简化，叁数取值，计算方法，计算软件选用，计算结果应用，重力二阶效应计算等的规定，改进了结构整体稳定计算和倾覆验算；,增加和修改了框架，剪力墙，框-剪以及筒体结构体系中结构布置的有关规定；,抗震设计时，调整了强柱弱梁，强剪弱弯，剪力墙底部加强部位，框支柱等内力增大系数，以及梁，柱节点，剪力墙的受剪承载力验算公式,调整了柱轴压比限制条件及加密区箍筋的构造措施；,调整了构件最小配筋率等构造措施，增加了柱，剪力墙箍筋配箍特征值要求；,调整了钢筋混凝土构件受力钢筋锚固和连接的有关规定；,增加了剪力墙轴压比限制条件以及约束边缘构件的规定，调整了构造边缘构件的有关要求；增加了具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的有关设计规定；,抗震设计时,，,改进了框,剪结构中框架柱地震剪力的调整方法；增加了板柱,剪力墙结构的有关设计要求；,增加了复杂高层建筑结构的有关设计规定，包括带转换层的结构，带加强层的结构，错层结构，多塔结构，连体结构等；,增加了钢和混凝土混合结构高层建筑的有关设计规定；,总体来看：,经过上述方面的调整，本规程较原规程设计可靠度水准提高7.814.2%（其余新规范、新规程亦然）,，,按新规范进行设计的各类房屋结构的抗震设防水平略有提高，结构造价增加幅度约为,3-5%,。钢筋混凝土结构的用钢量大约比原规程增,15 %,左右,为了降低用钢量建议大家尽量用新,III（HRB400）,级钢，这样以来用钢量大约比原规程只增,4%,左右。,目前一些工程中普遍推广使用二级（,HRB335）、,新三级（,HRB400）,钢筋，其中板中使用二级钢，梁、柱使用三级钢，由于新三级钢有小直径（从650,mm)，,也可用在大跨度板及梁中作箍筋。,#所谓新,III,级钢是因为历史上曾有过,III,级钢，当时的牌号是25,MnSi,因其碳当量偏高且可焊性较差，其屈服强度也由原来的400,Mpa,降为370,Mpa.,因此没有被广范应用。,1,：总则（概念设计）,高层建筑结构设计中应注重概念设计，重视结构的选型和平，立面布置的规则性，择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系，加强构造措施。在抗震设计中，应保证结构的整体抗震性能，使整个结构具有必要的承载力，刚度和延性。应该来讲概念设计在初步设计阶段特别重要，设计中不能陷入只凭计算的误区。不要忙目的依赖计算结果，规范第条明确要求对结构分析软件的计算结果，应进行分析判断，确认其合理，有效后方可作为工程设计的依据,。,结构抗震概念设计的目标是使整体结构能发挥耗散地震能量的作用，避免结构出现敏感的薄弱部位，地震能量的耗散仅集中在极少数薄弱部位，导致结构过早破坏。现有抗震设计方法的前提之一是假定整个结构能发挥耗散地震能量的作用，在此前题下，才能以多遇地震作用进行结构计算,、,构件设计并加以构造措施，或采用动力时程分析进行验算，试图达到罕遇地震作用下结构不倒塌的目标。对一个结构并非设计的越刚强越好，一个好的设计应该是“结构刚度、承载力、延性，经济性批配”具体体现在以下方面：,1,结构的简单性,结构简单是指结构在地震作用下具有直接和明确的传力途径，结构的计算模型,、,内力和位移分析以及限制薄弱部位出现都易于把握，对结构抗震性能的估计也比较可靠。,2,结构的规则和均匀性,沿建筑物竖向，建筑造型和结构布置比较均匀，避免刚度、承载能力和传力途径的突变，以限制结构在竖向某一楼层或极少数几个楼层出现敏感的薄弱部位。这些部位将产生过大的应力集中或过大的变形，容易导致结构过早地倒塌。,建筑平面比较规则，平面内结构比较均匀，使建筑物分布质量产生的地震惯性力能以比较短和直接的途径传递，并使质量分布传递，并使质量分布与结构的刚度分布协调，限制质量与刚度之间的偏心。建筑平面规则，结构布置均匀，才有利于防止薄弱的子结构过早破坏，倒塌，使地震作用能在各子结构之间重分布，增加结构的赘余度数量。发挥整个结构耗散地震能量的作用。,3,结构的刚度和抗震能力,水平地震作用是双向的，结构布置应使结构能抵抗任意方向的地震作用。通常，可使结构沿平面上两个主轴方向具有足够的刚度和抗震能力，结构的抗震能力则是结构强度及延性的综合反映。,结构刚度选择时，虽可考虑场地特征，选择结构刚度，以减少地震作用效应，但也要注意控制结构变形的增大，过大的变形将会因,-,效应过大而导致结构破坏。,（3）,结构除需要满足水平方向的刚度和抗震能力外，还应具有足够的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。因现有抗震设计计算中不考虑地震地面运动的扭转分量，所以在概念设计中应注意提高结构的抗扭刚度和抵抗扭转振动的能力。,(4),在设计上和构造上要考虑多道设防。如框架结构采用强柱弱梁设计，使梁屈服后柱仍能保持稳定；框架,-,剪力墙结构设计使连梁首先屈服，然后使墙肢，框架作为第三道防线；剪力墙结构通过构造措施保证连梁先屈服，并通过空间整体性形成高次超静定等。,4,结构的整体性,高层建筑结构中，楼盖对于结构的整体性起到非常重要的作用。楼盖就相当水平隔板，它不仅聚集和传递惯性力到各个竖向抗侧力子结构，而且要使这些子结构能协同承受地震作用，特别是当竖向抗侧力子结构布置不均匀或布置复杂或各抗侧力子结构水平变形特征不同时，整个结构就要依靠楼盖使各抗侧力子结构能协同工作。楼盖体系最重要的作用是提供足够的平面内刚度和抗力，并与竖向各子结构有效连接，当结构空旷，平面狭长或平面凹凸不规则或楼盖开大洞时，要特别注意。,高层建筑基础的整体性以及基础与上部结构的可靠连接是结构整体性的重要保证。,总之：概念设计是一种设计的思路，可以认为是定性的设计 ,概念设计不以精确的力学分析，生搬硬套的规范条文为依据，而是由我们对工程进行概括的分析，制定设计目标，采取相应措施。 概念设计概念包括安全度的概念、力学的概念、材料的概念、荷载的概念、地震的概念，施工的概念、使用的概念等等。概念设计要求我们融合这些概念，并贯彻到结构方案设计、结构构件布置、计算简图抽象、计算结果处理中。对理论无法明确的部位，要有定性的认识。,概念设计反映的具体的设计工作中大体有以下内容,： 1.,明确设计目标（三个水准设防），即大震不倒，中震可修，小震不坏等就是抗震设计的基本目标。为了实现这一目标，就要进行二阶段抗震设计。即第一阶段应满足“小震不坏、中震可修”的抗震要求，为此，应按多遇地震（即比设防烈度低1.55度）的地震动参数计算地震作用，进行内力组合、截面配筋计算，并相应采取构造措施保证结构的延性，使之具有与第二水准（设防烈度）相应的变形能力，从而实现“小震不坏、中震可修”。第二阶段设计：对地震时抗震能力低、容易倒塌的高层建筑结构，要进行薄弱层的塑性变形验算，并采取措施提高薄弱层的承载力及变形能力，使薄弱层的塑性水平变位不超过允许的变位。2. 结合建筑、设备、地质等形成一个结构模型，包括：结构体系，基础形式，三缝，构件尺寸，计算简图等。 3对结构计算书结果进行评估，确定各结构构件的安全度。 4 对理论分析结果进行补充，如加强，调幅等。 5.设计好保证结构能发挥作用的构造措施。,3,：,荷载和地震作用,3.1,竖向荷载,非固定隔墙的荷载：,应按活荷载考虑，可采用每延长米长度的墙重(,KN/m2),的1/3作为楼面活荷载的附加值(,KN/m2)，,该附加值建议不小于1.0,KN/m2，,但对于楼面活荷载大于4.0,KN/m2,的情况，不小于0.5,KN/m2。,空气密度,1.25kg/m3,（,在进行横向风振时用）可叁见荷载规范第,7.6,条。请大家注意,:,对圆形截面的结构要注意横向风振问题）,高层建筑结构的楼面活荷载，以及楼面活荷载折减系数，一般均按荷载规范规定采用，该规范中无规定者，按下表采用。,高层,民用建筑楼面活荷载及其准永久值系数的补充,项目,活荷载标准值（,kN/m2,）,准永久值系数,q,附注,酒巴间、舞厅、展销厅,3.0,4.00.5,荷载较大时按实际情况,屋面花园,4.0,5.00.8,贮藏室,5.0,8.00.8,饭店厨房、洗衣房,4.0,5.00.5,健身房、娱乐室,3.0,4.50.5,目前我国钢筋混凝土高层建筑单位面积的重量,(,恒载与活载,),大约如下：,框架、框架,-,剪力墙结构体系,12,14,kN/m,2,剪力墙、筒体结构体系,13,16,kN/m,2,短肢剪力墙结构体系,1,1,kN/m,2,其中活荷载平均约,2,3,kN/m,2,，,仅占全部竖向荷载的,15%,20%,。因此，活载不利布置所产生的影响较小,高层建筑施工中采用附墙塔，爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时，在结构设计中应根据具体情况验算施工荷载的影响。,楼面活荷载补充,（见结构技术措施,P13,页）,序号,楼面用途,均布活荷载标准值,(,KN/m2),准永久值,系数,q,组合值,系数,C,1,阶梯教室,3 0.6 0.7,2,微机电子计算机房,3 0.5 0.7,3,大中型电子计算机房,5,，或按实际,0.7 0.7,4,银行金庫及票据仓库,100.9 0.9,5,制冷机房,8 0.9 0.7,6,水泵房,10 0.9 0.7,7,变配电房,10 0.9 0.7,8,发电机房,10 0.9 0.7,9,设浴缸、坐厕的卫生间,40.5 0.7,有分隔的蹲厕公共卫生间,（ 包括填料、隔墙）,8 0.6 0.7,11,管道转换层,40.60.7,12,电梯井道下有人到达房间的顶板,50.50.7,13,通风机平台,5,号通风机,60.850.7,8,号通风机,8,表,2,商业仓库库房楼（地）面均布活荷载,项次,类别,标准值,(,KN/m2),准永久值,系数,q,组合值,系数,C,备注,1储存容重较大商品的楼面200.8,考虑起重量,1000,kg,以内的叉车作业,2储存容重较轻商品的楼面150.8,3储存轻泡商品的楼面8,100.8,4综合商品仓库的楼面150.8,0.9,考虑起重量,1000,kg,以内的叉车作业,5各类庫房的底层地面20,300.8,6单层五金原材料庫的庫房地面60,800.8,考虑载货汽车,7单层包装糖庫的庫房地面40,450.8,8,穿堂、走道、收发整理间楼面,100.5,0.7,150.5,考虑起重量,1000,kg,以内的叉车作业,9,楼梯,3.50.50.7,高规,3.2,风荷载,3,2,2,（强规）基本风压应按照现行建筑结构荷载规范,GB50009,的规定采用，对于特别重要的或对风荷载比较敏感的高层建筑，其基本风压应按,100,年重现期的风压采用。（,对,风荷载是否敏感，主要与高层建筑的自振特性有关，目前还无实用的划分标准。一般情况下，房屋高度大于,60,M,的高层建筑可按,100,年一遇的风压值采用；当没有,100,年一遇的风压资料时，也可近似将,50,年一遇的基本风压值乘以增大系数,1.1,采,条-群体效应，当多个建筑物，特别是群集的高层建筑，相互间距较近时，宜考虑风力相互干扰的群体效应，一般可将单独建筑的体型系数乘以增大系数约为1.11.3,当然必要时宜通过风洞试验的出。条第2款规定，6度高层也要算地震作用。通过计算，可与无地震作用效应组合进行比较，并可采用有地 震作用的组合的柱的轴压力设计值验算轴压比。,。4,高规,3.3,地震作用,高规条（强规）,各抗震设防类别的高层建筑地震作用的计算，应符合下列规定：,1,甲类建筑：应按高于本地区抗震设防烈度计算，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；,2,乙、丙类建筑：应按本地区抗震设防烈度计算。,高规条（强规）,高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用：,1,一般情况下，应允许在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作,用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当相交角度大于,15,0,时，应分别计算各抗侧力构件方向的水平地震作用；,2,质量和刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算双向水平,地震作用下的扭转影响；其他情况，应计算单向水平地震作用下的扭转影响；,3,8,度、,9,度抗震设计时，高层建筑中的大跨度,(24,m),和长悬臂,(2,m),结构应考虑竖向地震作用；,(8,度、,8.5,度、,9,度可分别取该,悬臂结构、构件重力荷载代表值的,10%,、,15%,、,20%),3.3.3计算单向地震作用时应考虑偶然偏心影响。每层,质心沿垂直于地震作用方向的偏移值可按下式采用：,I,=+-0.05L,i,#大家要注意一般情况下均要考虑双向地震作用，因为一般完全,质量及刚度全对称的结构不多见。,4 9,度抗震设计时应计算竖向地震作用。,高规条,建筑结构的地震影响系数应根据烈度、场地类别、设计地震分组和结构自掁周期及阻尼比确定。其水平地震影响系数最大值,max,应按表采用；特征周期应根据场地类别和设计地震分组按表采用，计算,8,、,9,度罕遇地震作用时，特征周期应增加,0.05,s,。,注：,1,周期大于,6.0,S,的高层建筑结构所采用的地震影响系数应做专门研究；,1,巳编制抗震设防区划的地区，应允许按批准的设计地震动参数采用相应的地震影响系数。,表,5.1.41,（,高规表,1,）,水平地震影响系数最大值,max,地震影响,6,度,7,度,(7.5)8,度,(8.5)9,度,多遇地震,0.040.08(0.12)0.16(0.24)0.32,罕遇地震,-0.50(0.72)0.90(1.20)1.40,注：,7,、,8,度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为,0.15,g,和,0.30,g,的地区。,高规表,2,特征周期值,Ts(s),设计地震分组,场地类别,第一组,(,近,),0.250.350.450.65,第二组（,中,）,0.300.400.550.75,（特征周期比原规范增加0.05,s）,第三组（,远）,0.350.450.650.90,注:新旧规范地震作用比较（例8层框架，,II,类场地）,第一组,/(,近,),第二组/（,中,）,第三组/（,远）,1.1109 1.3036 1.1523,从上可以看出新规比89规范计算的地震作用力增大10%以上,高规（强规）,水平地震作计算时，结构各楼层对应于地震作用标准值的剪力应符合下式要求：,n,V,Eki,Gj,j,i,式中,V,Eki,第,i,层对应于水平地震作用标准值的剪力；,水平地震剪力系数，不应小于表,3.3. 13,规定的值；对于竖向不规则结构的薄弱层， 尚应乘以,1.15,增大系数；,Gj,第,j,层的重力荷载代表值,N,结构计算总层数,表,3.3. 13,楼层最小地震剪力系数值,类别,7,度,8,度,9,度,扭转效应明显或,基本周期小于,3.5,S,的结构,0.016(0.024) 0.032(0.048) 0.064,基本周期大于,5.0,S,的结构,0.012(0.018) 0.024(0.032) 0.040,注：,1,基本周期介于,3.5,S,和,5.0,S,之间的结构，应允许线性插入取值；,2. 7,、,8,度时括号内数值分别用于设计基本地震加速度为,0.15,g,和,0.30,g,的地区。,3.3.13条规定为剪重比的限值。 -实际上也是为了控制各楼层最小地震剪力。由于地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3,S,的结构，由此计算的水平地震作用下的结构效应可能偏小，而对于长周期结构，地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大的影响，但是规范所采用的振型分解反应谱法还无法对此作出估计，出于结构安全考虑，增加了对各楼层水平地震剪力最小值的要求。,条水平长悬臂构件（大于2,M），,大跨度（大于24,M）,结构及结构上部楼层外挑部分应考虑竖向地震力作用，竖向地震力作用的标准值在8度和9度设防时，可分别取该结构或构件承受的重力荷载代表值的10%和20%。特别注意此时，悬挑构件上下均需配筋。,高规条（强规）,计算各振型地震影响系数所采用的结构自振周期,应考虑非承重墙体的刚度影响予以折减。,高规条当非承重墙体为填充砖墙时，高层建筑结构的计算自振周期折减系数,t,可按下列规定取值：,1,框架结构可取,0.6,0.7,；,2,框架剪力墙结构可取,0.7,0.8,；,3,剪力墙结构可取,0.9,1.0,。,4,短肢剪力墙结构可取,0.8,0.9,大家可以看出周期折减是强制性条文，但折减多少则不是强制性条文，这就要求在折减时慎重考虑，即不能折的太多，也不能折的太少，因为折减不仅影响结构的内力，同时还影响结构的位移。,高规,4,结构设计的基本规定,高规条,高层建筑钢筋混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架剪力墙、筒体和板柱剪力墙结构体系。,1,框架结构体系,框架结构在水平力作用下的受力特点：其侧移由两部分组成：第一部分侧移由剪力引起的柱和梁的弯曲产生。柱和梁上有反弯点，使整个结构呈现剪切型变形。框架下部各层承受的剪力大，层间位移亦大，上部各层剪力较小，层间位移也较小。第二部分侧移由整个框架的悬臂作用在柱中产生轴向变形引起。第一部分侧移是主要的，因而框架结构以剪切型变形为主。框架结构的主要缺点是侧向刚度小，变形大，这限制了框架结构的建造高度。,当然框架结构通过合理设计，可具有良好的延性，亦即所谓实现“延性框架”设计,。,2,剪力墙结构体系,利用建筑物墙体作为建筑的竖向承重体系，并用它抵抗水平力，这种结构称为剪力墙结构体系。这种体系在,10,30,层的建筑中广泛应用。剪力墙能满足延性系数,3,5,的要求。当墙的底层做成框架时，称为框支剪力墙结构。,3,框架剪力墙结构体系,当框架单独承受水平力时为剪切型变形，当剪力墙单独承受水平力时为弯曲型变形，两者通过楼板連在一起使变形协调一致，形成弯剪型变形。一般情况下，剪力墙可担负约,80%,左右的水平力,有时甚至更多些。其总趋势是房屋上部，框架承担大部分水平力，而在下部大部分剪力由剪力墙承担，从而提高了整个结构的抗侧力强度。,框架和剪力墙协同工作还有利于减少层间变形，减少顶点位移，提高结构的刚度。框架剪力墙结构,(,或称框架内筒结构,),适用于,20,40,层的高层建筑，特别适用于塔式建筑。,4,筒体结构体系,超出,30,40,层的高层建筑最好采用筒体结构抵抗侧向力。它比剪力墙或框架剪力墙结构具有更大的强度和刚度。根据筒体不同的组成方式分为三种类型。,（,1,）框筒结构：墙体上开洞形成的空腹筒体又称框筒。开洞以后，由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象，使柱中正应力分布呈抛物线状，称为剪力滞后现象。剪力滞后现象使框筒结构的角柱应力集中。通常将与水平力平行方向的框架称为腹板框架，将与水平力方向垂直的框架称为翼缘框架。翼缘框架承受拉压轴力可以抵抗相汉当大的倾覆力矩，腹板框架则主要通过梁柱弯曲抵抗水平剪力。筒体结构中框筒的布置原则为：为了保证密排柱和窗裙梁的尺寸，门窗孔洞面积一般不大于建筑立面面积的,50%,，立柱中距一般为,1.2,3.0,米，也可扩大到,4.5,米，横梁高度一般为,0.6,1.2,米，宽,0.3,0.5,米。筒中筒结构的外框筒与内筒间的距离以,10,16,米为宜，内筒面积占整个筒体面积的比例与结构的层数和高度有关。筒体结构的平面形状宜接近方形，长宽比不应超过,2,。,（,2,）筒中筒结构：国外一些超过,50,层的高层建筑一般都采用这种结构形式,。,高层建筑结构布置原则,1,应满足建筑使用要求，便于施工。,2.,提高结构的总体刚度减少位移。高层建筑控制位移是主要矛盾。除选择合理的结构体系外，还应从平面体型和立面变化等方面考虑有利于减少结构的侧移。在布置结构时，应加强结构的整体性，提高结构的抗侧刚度。如加强楼盖的整体性及刚度；加强构件的连接；加强基础的整体性，以减小由于基础平移或转动对结构侧移的影响。还应注意加强结构的薄弱部位和应力复杂部位。应增加结构体系抵抗倾复力矩的有效宽度。增加结构宽度，也可减小侧向位移，并且当其他条件不变时，变形与宽度的三次方成反比。宜对高宽比,H/B,加以限制。,3,.,在地震区应满足抗震的要求。应使结构各部分刚度对称均匀，各结构单元的平面形状应力求简单规则。复杂、不规则、不对称的结构必然会带来难于计算和处理的复杂地震应力，如应力集中和扭转等，这对抗震不利。因此，应尽量使地震力作用中心与刚度中心重合，通常偏心距,e,（,地震力作用中心与刚度中心的距离）不宜超过垂直于外力作用线建筑物边长的,5%,。在拐角部位应力往往比较集中，应避免在拐角处布置楼、电梯间。立面体型应避免伸出或收进，避免结构垂直方向刚度突变等。通过对震害的分析，说明建筑物平面布置不对称、刚度不均匀、高低错层连接、屋顶局部凸出或沿高度刚度突变等，都容易造成严重震害。建筑物的平面长度不宜过长，长宽比,L/B,应符合高规条的规定。选择有利于抗震的竖向布置，结构的竖向布置应注意刚度均匀而連续，要尽量避免刚度突变或结构不連续。上部刚度较小的部位有可能产生“鞭击”效应。,4,考虑沉降、温度收缩及房屋体型复杂等因素对建筑的影响，合理布置和处理沉降缝、伸缩缝、防震缝。在日本，习惯的做法是,10,层以上的建筑就不设缝。不要采用在独立沉降的两部分结构之间设置简支梁的处理方法，因为虽然这种方法可以避免沉降差造成的附加应力，但地震作用下使两部分结构互相牵扯，简支支座容易遭到破坏。,缝的设置与构造，在房屋结构的总体布置中，要考虑沉降、温度收缩和体型复杂对房屋结构的不利影响，常常用沉降缝、伸缩缝或防震缝将房屋分成若干独立的部分从而消除沉降差、温度应力和体型复杂对结构的危害。,高层建筑的结构布置：,一框架结构的布置,高层建筑不要布制单跨框架结构。（这里仅指10层以上）,二、剪力墙结构的布置,1.,剪力墙结构的开间及竖向荷载承重方案,(1),小开间剪力墙结构横墙承重方案,(2),大开间剪力墙结构横墙承重方案,(3),大开间纵横墙共同承重方案,(4),小开间纵横墙共同承重方案,2.,底层大空间剪力墙结构的布置,在布置这种结构时应注意以下几个方面：,(1),控制建筑物沿高度方向的刚度；,(2),落地剪力墙的间距，建议剪力墙间净距与建筑物宽度之比,(,L/B),控制在,2,2.5,左右。,(3),提高底层楼盖的强度和刚度,(4),注意转换层以上边门洞的布置：在设计中应尽量避免在转换层设置边门洞，若必须在二层布置边门洞时，则应予以特殊加强，边门洞外侧的小墙肢宽度不宜小于,40,厘米，并从构造上保证小墙肢与外墙板的可靠連接，使小墙肢与外墙共同受力，以减小小墙肢的应力集中。,3.,地震区剪力墙布置还应注意以下几点：,(1),纵横墙尽量拉通对直，以增加剪力墙的抵抗能力。,(2),门窗洞口尽量上下各层对齐，使受力明确，当开洞不整齐时，受力不明确。,(3),楼梯间一般不应布置在端开间或拐角开间，因为房屋角部扭转应力大，受力复杂。,三、框架剪力墙结构的布置,剪力墙的数量：规范要求剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力距不宜小于结构总底部地震倾覆力距的,50%,在框架剪力墙结构中，剪力墙承受担了大部分水平荷载，并增加结构刚度，减少结构的侧向位移。日本曾通过震害调查说明框架剪力墙结构的破坏程度与剪力墙数量有关，并提出以“壁率”,(,剪力墙水平截面长度除以楼面面积，厘米,/,平方米,),作为剪力墙的设置标准，震害表明，壁率大于,15,厘米,/,平方米的建筑物是安全的，壁率大于,12,厘米,/,平方米的建筑物大部分安全，而当壁率小于,5,厘米,/,平方米时，发生了严重破坏。在框架剪力墙结构中可以用多加剪力墙的方法来减少结构位移,.,大量工程经验表明，在框架,-,剪力墙结构中，剪力墙的合理数量为：,7,度,II,类场地土：（,A,W+,A,C,）,/A,f,=3%5%, A,W,/A,f,=2%3%,8,度,II,类场地土：（,A,W+,A,C,）,/A,f,=4%6%, A,W,/A,f,=3%4%,2,剪力墙的间距,剪力墙间距和框架宽度的比值,L/B,是保证楼盖刚度的主要因素，其数量与楼盖结构类型和构造有关，与地震烈度有关，我国抗震规范规定，对现浇钢筋混凝土楼盖,L/B,不能大于,4.0,。,3,剪力墙的布置原则,（1,在每个独立的结构单元，剪力墙的布置应尽量对称，刚度均匀；,（,2,）剪力墙尽量在靠近建筑区段的两端布置；,（,3,）当楼盖水平刚度有变化时，最好在刚度变化处设置剪力墙；,（,4,）为了取得较大的刚度，剪力墙最好連在一起；,（,5,）剪力墙贯通全高。,高规,4.2,房屋适用高度和高宽比,高规,条钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高宽比应分为,A,级和,B,级。,B,级高度高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可较,A,级适当放宽其结构抗震等级、有关的计算和构造措施应相应加严，并应符合本规程有关条文的规定。,高规,条,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,1,的规定，具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的最大适用高度尚应符合本规程第条的规定。框架剪力墙、剪力墙和筒体结构高层建筑，其高度超过表,1,规定时为,B,级,高度高层建筑。,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,2,的规定,表,1,A,级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度,（,m,）,结构体系,非抗震设计,抗震设防烈度,6,度,7,度,8,度,9,度,框架,7060554525,框架剪力墙,14013012010050,剪力墙,全部落地剪力墙,15014012010060,部分框支剪力墙,13012010080,不应采用,筒体,框架核心筒,16015013010070,筒中筒,20018015012080,板柱剪力墙,70403530,不应采用,注：1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,表中框架不含异形柱框架结构；（对异形柱结构目前天津及广东均有规范要求,）,3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；,4,平面和竖向均不规则的结构或类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；,5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符合本表的要求9度时应专门研究；,69度抗震设防、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。,表,2,B,级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度,（,m,）,结构体系,非抗震设计,6,度,7,度,8,度,框架剪力墙,170 160 140 120,全部落地剪力墙,180 170 150 130,部分框支剪力墙,150 140 120100,筒体,框架核心筒,220 210 180 140,筒中筒,300 280 230 170,注：,1,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,平面和竖向均不规则的结构或类场地上的结构，最大适用高度应适 当降低；,4,平面和竖向均不规则的结构或类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；,5,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。,#大家注意“对抗震设计的,B,级高度的高层建筑，需按有关规定进行超限高层建筑的抗震审查”,高规条：,A,级高度钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比,不宜,超过表,1,的数值；,B,级高度钢筋混凝土高层建筑结构的,高宽比不宜,超过表,2,的数值；,表,1,A,级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比,抗震设防烈度,结构体系 非抗震设计,6,度、,7,度,8,度,9,度,框架、板柱剪力墙,5 4 3 2,框架剪力墙,5 5 4 3,剪力墙,6 6 5 4,筒中筒、框架核心筒,6 6 5 4,表,2,B,级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比,非抗震设计,6,度、,7,度,8,度,8 7 6,民用房屋钢结构适用的最大高宽比,6,度、,7,度,8,度 9度,6.5 6 5.5,*,“,超限高层建筑工程抗震设防管理规定“建设部第111号令2002年7月取代第59号令,注意所胃的超限高层建筑，是指：超出现行规范、规程规定的适应高度；体型特别不规则的高层建筑，高位转换层（8度3层以上、7度5层以上）及有关规范、规程规定应当进行抗震专项审查的高层建筑,注：,1,。取消了对于高宽比超限时审查的要求。高层建筑的高宽比， 是对结构刚度、整体稳定及经济合理性的宏观控制。,2,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部分考虑。,高规,4.3,结构平面布置,高规条,平面过于狭长的建筑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，所以表给出了,L/B,的最大值，,6,7,度时,=6,；,8,9,度时,=5,。建议在实际工程中，,6,7,度时最好不超过,4,；,8,9,度时最好不超过,3,。,高规条平面布置应减少扭转的影响。（1）在考虑偶然偏心影响的地震作用下，楼层竖向构件的最大水平位移和层结构间位移，,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、混合结构高层建筑及本规程第,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，不应大于该楼层的,1.4,倍。（2）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,T,1,之比，,A,级高度高层建筑不应大于,0.9,，,B,级高度高层建筑、混合结构高层建筑及本规程第,10,章所指的复杂高层建筑不应大于,0.85,。,注 （1）此要求主要是限制结构平面布置的不规则性；（2）此要求主要是限制结构的抗扭刚度不能太弱。,（提醒大家解决扭转，要注意做好加减法）,高规条,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，应在设计中考虑楼板削弱产生的不利影响。楼面凹入或开洞尺寸不宜大于楼面宽度的一半；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,5,m,，,且开洞后每一边的楼板净宽度不应小于,2,m,。,高规条草字头形、井字形等外伸长度较大的建筑，当中央部分楼、电梯间使楼板有较大削弱时，应加强楼板以及连接部位墙体的构造措施，必要时还可以在外伸段凹槽处设置连接梁或连接板，如下图示：,井字形建筑平面,高规条楼板开大洞削弱后，宜采取以下构造措施予以加强：,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，或加配斜向钢筋；,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；,高规条,设置防震缝时，应符合下列规定：,1,防震缝最小宽度应符合下列要求：,仅用于钢筋混凝土，对钢结构应再,X1.5，,可见抗规8.1.4条,1）,框架结构房屋，高度不超过,15,m,的部分可取,70,mm,；,超过,15,m,的部分，,6,度、,7,度、,8,度和,9,度相应每增加高度,5,m,、,4m,、,3m,和,2,m,，,宜加宽,20,mm,；,2）,框架剪力墙结构房屋可按第一项规定数值的,70%,采用，剪力墙结构房屋可按第一项规定数值的,50%,采用，但二者均不宜小于,70,mm,。,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；防震缝两侧的房屋高度不同时，,防震缝宽度应按较低的房屋高度确定；,3,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；,4,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；,5,结构单元之间或主楼与裙房之间如无可靠措施，不应采用牛腿托梁的做法设置防震缝,。,高规条,高层建筑结构伸缩缝的最大,间距宜,符合表的规定。,表伸缩缝的最大间距,结构体系,施工方法,最大间距（,m,）,框架结构,现浇,55,剪力墙结构,现浇,45,注：,1.,框架剪力墙的伸缩缝间距可根据结构的具体布置情况取表中框架结构与剪力墙结构之间的数值；,2.,当屋面无保温或隔热措施、混凝土的收缩较大或室内结构因施工外露时间较长时，伸缩缝间距应适当减小；,3.,位于气候干燥地区、夏季炎热且暴雨频繁地区的结构，伸缩缝的间距应适当减小。,4.,请大家注意对于出屋面的女儿墙，应1015之间设温度缝,高规条,当采用下列构造措施和施工措施减少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。,1,顶层、底层、山墙和纵墙端开间等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,30,40,m,间距留出施工后浇带，带宽,800,1000,mm,，,钢筋采用搭接接头，,(,后浇带混凝土宜在两个月后浇灌；有困难时也不应少于,30,天。后浇混凝土施工时的温度尽量与主体混凝土施工时的温度接近，后浇带可以选择对结构受力影响较小的部位曲折通过，尽可能不要在一个平面内。由于后浇带后浇，钢筋塔接，这时两侧结构处于悬臂状态，所以模板的支柱在本跨要加强，待后浇带浇灌后，方可拆除。,),当高层建筑与裙房之间不设沉降缝时，注意此时宜将后浇带设在距主楼边的第二跨内，这是因为通过大量的工程验证，主楼的压力一般都会平稳的扩散到第二柱距内,4,顶部楼层改用刚度较小的结构形式或顶部设局部温度缝，将结构划分为长度较短的区段；,5,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；,6,提高每层楼板的构造配筋率或采用部分预应力结构。,对一个建筑来讲设不设沉降缝，应根据具体条件综合考虑，不能一概而论。通常，建筑物各部分沉降差大体上有三种方法来出来处理：,1,）“放”,-,设沉降缝，让各部分自由沉降，避免出现由于不均匀沉降产生附加内力。这种“放”的方法，似乎比较省事，而实际上并非如此，设缝后，由于上部结构须在缝的两侧均设独立的抗侧力结构，形成双墙、梁、柱等，会对建筑、结构带来较多问题。,2,）“抗”,-,不设沉降缝，采用端承桩或利用刚度很大的基础。前者由坚硬的基岩或砂卵石层来承受；后者则利用基础本身的刚度来抵抗沉降差。这种“抗”的方法，虽然在一些情况下能“抗”住，但基础材料用量大，不经济。,以上两种方法都是较为极端的情况。目前较为常用的方法是介乎“放”与“抗”之间的方法,-,即所谓“调“,3,）“调“,-,在设计与施工中采取措施，调整各部分沉降，减少其差异，降低由于沉降差产生的附加内力。如在施工中留后浇带作为临时沉降缝，等到沉降基本稳定后再连为整体，不设永久性沉降缝。,由于高层建筑与裙房的层数相差很远，在具有下列条件之一时才可以不留永久沉降缝：,a.,采用端承桩，桩支承在基岩上；,b.,地基条件较好，沉降量小；,c.,有较多的沉降观测资料，沉降计算比较可靠。,在后两种情况下，可按“调”的办法采取如下措施：,（,1,）,.,调两者的压力差。主楼部分因荷载大，采用整体的箱基或筏基，降低其土压力，并加大埋深，减少附加压力；低层部分采用较浅的独立柱基、十字交叉梁基础，增大土压力，使高底层沉降接近。,（,2,）,.,调时间差。先施工主楼，主楼工期长，沉降大，待主楼基本建成，沉降基本稳定，再施工裙房，使后期沉降基本相近。,（,3,）,.,调标高差。当沉降值计算较为可靠，主楼标高定得稍高，裙房标高定得稍低，预留两者沉降差。,目前，广州、深圳等地多采用基岩端承桩，北京的高层建筑则一般采用施工后浇带的作法。,高规,4.4,结构竖向布置,高规条,抗震设计的高层建筑结构，其楼层侧向刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的,70%,或其上相邻三层侧向刚度平均值的,80%,。,高规条,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宜小于其上一层受剪承载力的,75%,。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。,高规条抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。,高规条,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,0.75,倍；当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，下部楼层的水平尺寸,B,不宜小于上部楼层水平尺寸,B1,（,含外挑部分）的,0.9,倍，,且水平外挑尺寸,a,不宜大于,4,m,。,高规条结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时，应进行弹性动力时程分析计算并采取有效构造措施。,如果建筑要求在顶部取消部分墙体或柱，顶层取消的剪力墙也不宜多于总墙量的1/3，,高规条高层建筑宜设地下室。,(,关于高层建筑的基础埋深要不要有最小限值，一直是一个在争论的问题，所以规范写的是“宜”，我个人认为：“在满足建筑物的整体稳定、倾覆、抗滑移的条件下”在条件不允许时，建筑物的基础可以浅埋,),，当然在高烈度区，建筑物基础尽可能深埋对抗震非常有利这一点也很重要。美国规范就没有基础最小埋深的限制要求,高规,4.5,楼盖结构,高规条房屋的顶层，转换层，平面复杂或开大洞的楼层，作为上部接构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖结构，顶层楼板厚度不宜小于,120,mm,，,宜双层双向配筋，转换层楼板应符合第的要求（板厚不宜小于,180,mm,，,应双层双向配筋，且每层每方向的配筋率不宜小于,0.25%,，楼板中的钢筋应锚固在边梁或墙体中，与转换层相邻楼层的楼板也应适当加强。普通地下室的顶板厚度不宜小于,160,mm,，,作为上部结构嵌固部位的地下室顶板厚度不宜小于,180,mm,，,混凝土强度等级不宜低于,C30,，,应用双层双向配筋，且每层每方向的配筋率不宜小于,0.25%,。,注：在民用建筑中，楼层的现浇板，大多数为双向板，其计算方法，主要有弹性法和塑性方法两种，一般程序采用的都是弹性方法，建议采用塑性方法，北京建院习惯用塑性方法。,高规,4.6,水平位移限值和舒适度要求,高规条,按弹性方法计算的楼层层间最大位移与层高之比,/h,宜符合以下规定：,1,高度不大于,150,m,的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比,/h,不宜大于表的限值；,2,高度等于或大于,250,m,的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比,/h,不宜大于,1/500,；,3,高度在,150,m,250m,之间的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比,/h,的限值按本条第一款和第二款的限值线性插入取用。,表,4.3.6,楼层层间最大位移与层高之比的限值；,结构类型,/h,限值,框架,1/550,框架,-,剪力墙、框架,-,核心筒、板柱,-,剪力墙,1/800,筒中筒、剪力墙,1/1000,框支层,1/1000,多.高层钢结构 1/300 （1/250）,注：楼层层间最大位移,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，本条规定的楼层位移计算不考虑偶然偏心的影响。,(1),为实现我国规范所制定的多遇地震作用下的设防目标（小震不坏）, 2001,规范确定的弹性层间位移角限值为：框架结构,1/550,，框架抗震墙结构、板柱抗震墙结构、框架核芯筒结构,1/800,，抗震墙结构、筒中筒结构和框支层,1/1000,，,多高层钢结构,1/300,。高层钢结构1/250,(2),为实现大震不倒的设防目标，各类结构的弹塑性位移角限值为：单层钢筋混凝土柱排架,1/30,，框芯筒结构,1/100,，抗震墙结构、筒中筒结构,1/120,，多高层钢结构,1/50,。,(3),由于层间位移并不能完全反映一个楼层中所有构件的弹塑性变形状态，即使层间位移满足规范限值要求，也可能因楼层中个别构件的变形能力不足而发生局部破坏。因此，罕遇地震作用下结构的抗震性能评价，不应仅仅局限于弹塑性层间位移角的验算，还应该对构件塑性铰的转动能力进行验算，以避免个别构件的塑性铰过大而引起结构局部倒塌的情况。在大型复杂结构中，对关键受力构件的局部变形能力验算尤为必要。,高规条,高度超过,150,m,的高层建筑结构应具有良好的使用条件，满足舒适度要求，按现行国家标准建筑结构荷载规范,GB50009,规定的,10,年一遇的风荷载取值计算的顺风向与横风向结构顶点最大加速度,max,不应超过表的限值。必要时，可通过专门风洞试验结果计算确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度,max,，,且不应超过表的限值。,表结构顶点最大加速度限值,max（,指风荷载作用下）,使用功能,max,（,m/s,2,）,住宅、公寓,0.15（0.20）,办公、旅馆,0.25（0.28）,注：括号中为高层钢结构 计算公式,可按高层民用建筑钢结构技术规程第5.5.1条,高规,4.7,构件承载力设计表达式,高规条（强规）高层建筑结构构件承载力应按下列公式验算：,无地震作用组合,r,0,SR,有地震作用组合,SR/,r,RE,r,0-,结构重要性系数,r,RE,-,构件承载力抗震调整系数,高规,4.8,抗震等级,高规,条（强规）,各抗震设防类别的高层建筑结构，其抗震措施应符合下列要求：,1,甲类、乙类建筑：当本地区的抗震设防烈度为,6,8,度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求；当本地区的设防烈度为,9,度时，应符合比,9,度抗震设防更高的要求。当建筑场地为类时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施；,2,丙类建筑：应符合本地区抗震设防烈度的要求。当建筑场地为类时，除,6,度外，应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施。,高规条（强规）,抗震设计时，高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据设防烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。,A,级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表确定。当本地区的设防烈度为,9,度时，,A,级高度乙类建筑的抗震等级应按本规程第条规定的特一级采用，甲类建筑应采取更有效的抗震措施。,注：本规程“特一级和一、二、三