混凝土结构第2章

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1、第二章 高层建筑结构设计 基本规定 v具体设计抗侧力体系时应考虑三个方面的要 求：一是应具有必要的承载能力、刚度和变 形能力；二是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；三是对可能出现的薄 弱部位，应采取有效措施予以加强。 2.1 结构平面布置 v结构平面布置必须考虑有利于抵抗水平和竖 向荷载， 力争均匀对称， 减少扭转的影响 。扭转是否过大，可用概念设计方法近似计 算刚心质心及偏心距后进行判断，还可比较 结构最远边缘处的最大层间变形和质心处的 层间变形 ，其比值超过1.1者，可认为扭转 太大而结构不规则。 一、平面形状 v地震区的建筑不宜采用角

2、部重叠的平面形状或细 腰形平面形状 . v高层建筑不应采用严重不规则的结构布置，当由 于使用功能与建筑的要求，结构平面布置严重不 规则时，应将其分割成若干比较简单，规则的独 立结构单元。 v根据高规的规定，抗震设计的A级高度 钢筋混凝土高层建筑，其平面布置宜符合下 列要求： v1.平面宜简单、规则、对称，减少偏心； v2.平面长度不宜过长，突出部分长度l不宜 过大（图2.2）；L、l等值宜满足表2.1的要 求； v3.不宜采用角部重叠的平面图形或细腰形平 面图形。 二、楼板洞口 v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

3、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。 v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。 三、缝的设置 v设置防震缝时，应符合下列规定： v防震缝最小宽度应满足下列要求：框架结 构房屋，高度不超过15m的部分，可取 70mm；超过15m的部分，6度、7度、8度 和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m ，宜加宽20mm；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5

4、0%采用，但 二者均不宜小于70mm。 v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； v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； v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； v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。 v当相邻部分基础、埋深不一致、地基土层变 化很大或房屋层数、荷载相差悬殊时，应设 沉降缝将相邻部分分开，基础在沉降缝处应 断开。 v为消除温度和收缩应力对结构造成的危害， 当房屋的总长度超过

5、一定数值时，要设置伸 缩缝(从基础以上断开）或采用其他一些计 算和构造措施。 表2.2 防震缝的间距 结构体系施工 方法最大间距（） 框架结构现浇 剪力墙现浇 2.2 结构的竖向布置 一、侧向刚度和体形的要求 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%。 抗侧力结构层间受剪承载力的突变将导致薄弱层出现严重破 坏甚至倒塌。为防止结构出现薄弱层，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

6、 上一层受剪承载力的75%。 抗震设计时，结构竖向抗侧力构件宜上下连续贯通。 v对于结构上下有收进或挑出时， 其收进或挑出部分的尺寸 限制为：上部楼层收进时， 且 H 1 / H 0.2 时， 应有 B 1 / B 0.75 ； 上部楼层外挑时， 应有 B / B 1 0.9 且 a 4 m 。 二、最大适用高度与高宽比 结构体系非抗震设计 抗震设防烈度 6789 框架7060554525 框架-抗震墙14013012010050 抗震墙 全部落地15014012010060 部分框支13012010080不应采用 筒体 框架-核心筒16015014010070 筒中筒200180160120

7、80 板柱-抗震墙70403530不应采用 A 级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比 结构类型非抗震设计 抗震设防烈度 6度、7度8度9度 框架，板柱抗震墙432 框架抗震墙5543 筒体，抗震墙，框架筒 体 6654 注：（1）当有大底盘时 ，计算高宽比的高度从大底盘的顶部算起； （2）超过表内高宽比的体型复杂的房屋，应进 行专门 研究。 2.3楼盖结构 v房屋高度超过50m时，框架-剪力墙结构、 筒体结构及复杂高层建筑结构应采用现浇楼 盖结构，剪力墙结构和框架结构宜采用现浇 楼盖结构。当房屋高度不超过50m时，剪力 墙结构和框架结构可采用装配式楼盖，但应 采取必要的构造措施。 v楼

8、盖构造要求 v（1）为了保证楼盖的平面内刚度，现浇楼盖的混凝土强度 等级不宜低于C20；同时由于楼盖结构中的梁和板为受弯构 件，所以混土强度等级不宜高于C40。 v（2）房屋高度不超过50m的框架结构或剪力墙结构，当采用 装配时楼盖时，应符合下列要求：楼盖的预制板板缝宽度 不宜小于40mm，板缝大于40mm时应在板缝内配置钢筋， 并宜贯通整个结构单元。预制板板缝、板缝梁的混凝土强度 等级应高于预制板的混凝土强度等级，且不宜低于C20； 预制板搁置在梁上或剪力墙上的长度分别不宜小于35mm或 25mm; 预制板板端宜预留胡子筋，其长度不宜小于 100mm；预制板板孔堵头宜留出不小于50mm的空腔

9、，并 采用强度等级不低于C20的混凝土浇灌密实。 v（3）房屋高度不超过50m、6、7度抗震设计的框架-剪力 墙结构，当采用装配整体式楼盖时，除应符合上述第（2 ）条第款的规定外，其楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇 层。现浇层厚度不应小于50mm，混凝土强度等级不应低 于C20，不宜高于C40，并应双向配置直径68mm、间距 150200mm的钢筋网，钢筋应锚固在剪力墙内。 v(4)一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm，当板内预埋暗 管时不宜小于100mm；顶层楼板厚度不宜小于120mm， 宜双层双向配筋。转换层楼板厚度不宜小于180mm，应双 层双向配筋，且每层每方向的配筋率不宜小于0.25%，

10、楼 板中钢筋应锚固在边梁或墙体内；落地剪力墙和筒体外周 围的楼板不宜开洞。楼板边缘和较大洞口周边应设置边梁 ，其宽度不宜小于板厚的2倍，纵向钢筋配筋率不应小于 1.0%，钢筋接头宜采用机械连接或焊接。 v（5）采用预应力混凝土平板的厚度，应考虑刚度 、抗冲切承载力、防火以及防腐蚀等要求。在初 步设计阶段，现浇混凝土楼板厚度可按跨度的 1/451/50采用，且不应小于150mm。 v（6）现浇预应力楼板为防止或减小主体结构刚度 对施加楼盖预应力的不利影响，应采用合理的施 加预应力的方案。如采用板边留缝以张拉和锚固 预应力钢筋，或在板中部预留后浇带，待张拉并 锚固预应力钢筋后再浇筑混凝土。 2.4

11、 水平位移限制和舒适度要求 表2.8 弹性层间位移角限值 结构类型 e 钢筋混凝土框架1/550 钢筋混凝土框架-抗震墙，板柱-抗震墙，框架- 核心筒 1/800 钢筋混凝土抗震墙，筒中筒1/100 0 钢筋混凝土框支层1/100 0 多、高层钢结 构1/300 表2.9 层间弹 塑性位移角限值 结 构 体 系 p 框 架 结 构1/50 框架剪力墙结 构、框架核心筒结构 、 板柱剪力墙结 构 1/100 剪力 墙结 构和筒中 筒结构1/120 框 支 层1/120 遇到下列情况时，必须进行罕遇地震作用下的变形验算： 1）79度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构； 2）甲类建筑和9度抗震设

12、防的乙类建筑结构； 3）采用隔震和消能减震技术的建筑结构。 下列结构宜进行弹塑性变形验算： 1）采用时程分析的房屋且竖向分布不规则的房屋的高层建 筑结构； 2）7度、类场地和8度抗震设防的乙类建筑结构； 3）板柱-剪力墙结构。 楼层屈服强度系数按下式计算 式中， 按楼层实际配筋及材料强度标准值计算的楼 层承载力，以楼层剪力表示； 在罕遇地震作用下，由等效地震荷载按弹性 计算所得的楼层剪力。 规程推荐的一种简化计算法: 该方法适用于不超过 12层且层侧向刚度无突变的框架结构。 结构的薄弱层或薄弱部位，对楼层屈服强度系数沿高度分布均 匀的结构，可取底层；对楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀 的结构，

13、可取该系数最小的楼层（部位）和相对较小的楼层， 一般不超过 23处。 层间弹塑性位移可按下列公式之一计算： 弹塑性层间位移增大系数 三、舒适度要求 v高层建筑在风荷载作用下将产生振动，过大 的振动加速度将使在高层建筑内居住的人们 感觉不舒服，甚至不能忍受，下表为两者之 间的关系。 参照国外研究成果和有关标准，高层规程规定，高度超 过 150m的高层建筑结构应具有良好的使用条件，以满足舒 适度要求，按 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不应超过下表 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 2.5 抗震设计基本规定 v在地震

14、区，除了要求结构具有足够的承载力 和合适的刚度外，还要求它具有良好的延性 。 v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。 抗震等级划分:为了对不同的情况能够 区别对待以及方便设计，对一般建筑结 构延性要求的严格程度可分为四级：很 严格（一级）、严格（二级）、较严格 （三级）和一般（四级），这称之为结 构的抗震等级。相对于一般建筑而言， 高层建筑更柔一些，地震作用下的变形 就更大一些，因而对延性的要求就更高 一些。因此，高层规程对地区设防 烈度为9度时的A类建筑以及B级高度丙 类建筑钢筋混凝土结构又增加了

15、特一 级. v需要注意，表中的烈度不完全等于房屋所在 地区的设防烈度,还与房屋重要性有关. v1 甲类、乙类建筑：当本地区的抗震设防烈 度为68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； v2 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。 高层建筑结构抗震概念设计时应注意以下几方面内容。 （1）选择有利的场地，避开不利的场地，采取措施 保证地基的稳定性。 （2）结构

16、体系和抗侧刚度的合理选择。 （3）结构平面布置力求简单、规则、对称，尽量减 少易产生应力集中的凸出、凹进和狭长等复杂平 面；同时，更重要的是结构平面布置时要尽可能 使平面刚度均匀，即使结构的“刚心”与质心靠近 . （4）结构竖向宜做成上下等宽或由下向上逐渐减小 的体型，更重要的是结构的抗侧刚度应当沿高度 均匀，或沿高度逐渐减小。 （5）结构的承载力、变形能力和刚度要均匀连续 分布，适应结构的地震反应要求。 （6）抗震结构在设计上和构造上应实现具有多道 设防。 （7）一般情况下宜采取调整平面形状与尺寸，加 强构造措施，设置后浇带等方法尽量不设缝、 少设缝。 （8）延性结构的塑性变形可以耗散地震能量，因 此可降低对延性结构的承载力要求。 （9）结构倒塌往往是由竖向构件破坏造成的，既 承受竖向荷载又抗侧力的竖向构件属于重要构 件 。 （10）保证地基基础的承载力、刚度和有足够的 抗滑移、抗转动能力 。 本章结束