高层建筑混凝土结构设计新规程简介

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1、高层建筑混凝土结构高层建筑混凝土结构 设计新规程简介设计新规程简介湖南大学 沈蒲生2011年11月 高规的发展过程 主要内容介绍2介绍内容：1、 总则2、 术语、符号和计量单位3、 结构设计基本规定4、 荷载和地震作用5、 结构计算分析6、 地下室和基础设计一、一、 高规高规的发展过程的发展过程1 1、我国高层建筑混凝土结构设计规程发、我国高层建筑混凝土结构设计规程发 展概况展概况3钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定 JZ 102-79 钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 JGJ 3-91 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 3-2002 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ 3-20102

2、、本次规程修订的特点4 总结了2002版规程发行以来的发展变化； 补充了新的设计内容； 考虑的问题更加全面合理； 许多问题如何处理更加明确； 结构的可靠度有进一步提高。目前还是一本行业标准，不是国家标准。第第1 1章章 总总 则则51、高层建筑的定义高层建筑是层数较多、高度较高的建 筑。但是，世界各国目前并无统一的 划分标准。二、主要介绍内容二、主要介绍内容6国 外：1991规程：8层和8层以上的民用建筑。 2002规程：10 层及 10 层以上或房屋高度超过 28m的民用建筑。 2010规程：10 层及 10 层以上或房屋高度大于 28m 的住宅建筑以及高度大于24m的其他民用建筑。民用建筑

3、设计通则（GB50352-2005）和 高层民用建筑设 计防火规范GB50045 -95（2005 版）：10层及10层以上的居住 建筑和高度大于24m的公共建筑（不含单层 建筑）。7我 国：8为什么高层建筑的界限定得这样低？出于消防方面的考虑：高层建筑要立足于自救。 出于使用方面的考虑：高层建筑要有电梯等设施。 出于受力方面的考虑：高层建筑由水平荷载控制，变形的验算不可忽视。92 2、高层建筑结构的设计原则、高层建筑结构的设计原则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，择优选择抗震、 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

4、体抗 震性能，使整体结构具有必要的承载 能力、刚度和延性。结构概念设计：结构概念设计是一些结构设计理念、是设计 思想和设计原则。如： “简单、规则、均匀、对称” “小震不裂，中震可修，大震不倒” “强柱、弱梁、节点更强”要满足概念设计要求以后才计算，不是算了 以后再说。10例1 某高层建筑结构高100m，平面布置如下图。例2 某高层建筑结构高100m，平面布置如下图。高层建筑选型是否合理和结构布置是否 规整，对结构受力、施工及经济性起决 定作用。结构体系必须明确，结构布置尽可能规 整。第第2 2章章 术语、符号和计量单位术语、符号和计量单位141 1、符号、符号符号体系采用主体符号或带上、下标

5、的 主体符号构成。主体符号用一个字母表示，上、下标用 字母、缩写词、数字或其他标记表示。主体符号用斜体，上、下标除 i , j, l 外， 一律用正体。如：ftk ， ei 。152 2、计量单位、计量单位 力：N（牛顿），kN（千牛）； 应力： N/mm2 或 MPa (兆帕）； 长度：mm, cm, m。常见的错误写法：N(牛）误写为 N（轴力）kN 误写为 KNMPa 误写为 Mpa1 1、增加了对混凝土和钢筋的材料要求、增加了对混凝土和钢筋的材料要求 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，宜采用型钢混凝土柱和钢管混凝土柱。 各类结构用混凝土的强度等级均不

6、应低于C20。 按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件，其纵向受力钢筋应采用专用抗震钢筋。16第第3 3章章 结构设计基本规定结构设计基本规定17 抗震设计时混合结构中钢材的实测屈、强比不应大于 0.85；伸长率不应小于 20；钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。 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 钢材，也可采用Q390、Q420 或其他符合结构性能要求的其他钢材；型钢梁宜采用 Q235 和 Q345 钢材。2 2、调整了房屋最大适用高度要求、调整了房屋最大适用高度要求增加了8度0.3g设防区的房屋适用高度 内容，框架结构的适用高度适当

7、降低， 板柱剪力墙结构的适用高度增加较多。1819结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度9度0.20g0.30g 框架7060504035- 框架-剪力墙1501301201008050 剪力墙全部落地1501401201008060 部分框支1301201008050不应采用 筒体框架-核心筒1601501301009070 筒中筒20018015012010080 板柱-剪力墙11080705540不应采用2002规程规定：框架结构最大适用高度7度为 55m，8度为45m，9度为25m。板柱-剪力墙 结构最大适用高度非抗震为70m，6度为40m ，7度为35m，8度为30m，9度时不得

8、采用。A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m） 表3.3.1-120结构体系非抗震设计抗震设防烈度6度7度8度 0.20g0.30g 框架-剪力墙170160140120100剪力墙全部落地180170150130110 部分框支15014012010080筒体框架-核心筒220210180140120 筒中筒300280230170150B 级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m) 表3.3.1-2 8度分为0.2g和0.3g。21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 板柱-剪力墙 框架-剪力墙、剪力墙 框架-核心筒 筒中筒5 6 7 8 84 5 6 7 83

9、 4 5 6 7- - 4 4 53 3、调整了房屋使用的最大高宽比要求、调整了房屋使用的最大高宽比要求不再区分 A级高度和B级高度，最大高宽比有 所放松。钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比 表3.3.2 考虑抗震时，2002规程规定：A级高度最大 高宽比为6，B级高度最大高宽比为7。4 4、修改了楼层位移比的计算要求及、修改了楼层位移比的计算要求及可以适当放松的条件和限值可以适当放松的条件和限值 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级高度的混合结构高层建筑及复杂高层建筑不宜大于该楼层平均值的1.2 倍，不应大

10、于该楼层平均值的 1.4 倍。 2223 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 T1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级高度的混合结构高层建筑及复杂高层建筑不应大于 0.85。当楼层最大层间位移角和层间位移不大于限值的40%时，上述数值可适当放松，但不应大1.6。5 5、调整了楼层刚度变化的计算和限、调整了楼层刚度变化的计算和限制条件制条件房屋刚度沿高度方向变化图25对框架结构，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%。（1）框架结构（3.5.2-1）26对框架-剪力墙和板柱-剪力墙结构、

11、剪力墙结 构、框架-核心筒结构、筒中筒结构，楼层侧向 刚度不宜小于相邻上部楼层侧向刚度的 90， 楼层层高大于相邻上部楼层层高 1.5 倍时，该 楼层 侧向刚度与相邻上部楼层侧向刚度的比值 不宜小于 1.1 ，对结构底部嵌固层，该比值不 宜小于1.5。（2）除框架以外的其他结构（3.5.2-2） 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上一层受剪承载力的75%。27286 6、修改了不规则建筑的判别方法、修改了不规则建筑的判别方法平面不规则：29竖向不规

12、则：抗震规范将结构不规则分为一般不规则、 特别不规则和严重不规则三类。 （1）一般不规则建筑不规则类 型定 义扭转不规 则楼层的最大弹性水平位移（或层间位移），大于该楼层两端弹 性水平位移（或层间位移）平均值的1.2倍 凹凸不规 则结构平面凹进的一侧尺寸，大于相应投影方向总尺寸的30%楼板局部不连续楼板的尺寸和平面刚度急剧变化，例如，有效楼板宽度小于该 层楼板典型宽度平均值的50%，或开洞面积大于该层楼面面积 的30%，或较大的楼层错层平面不规则的类型 表 130不规则类型定 义侧向刚度不规则该楼层侧向刚度小于相邻上一层的70%，或小于其上相 邻三层侧向刚度平均值的80%；除顶层外，局部收进的

13、 水平向尺寸大于相邻下一层的25% 竖向抗侧力构件 不连续竖向抗侧力构件（柱、抗震墙、抗震支撑）的内力由水 平转换构件（梁、桁架等）向下传递楼层承载力突变抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一层的80%竖向不规则的类型表 231（2）特别不规则表 332特别不规则简 要 定 义扭转偏大较多楼层（不计入与裙房相连的楼层）考虑偶然偏心的扭转位 移比大于1.4。抗扭刚度弱一般结构的平动与扭转周期比大于0.9，混合结构的周期比大 于0.85。层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%。高位转换框支墙体的转换层位置：7度超过5层，8度超过3层。厚板转换7-9度设防的厚板转换结构。塔楼偏置单塔或多塔合质心

14、与大底盘的质心距大于底盘相应边长20%。复杂连接多数楼层前后、左右同时错位；连体两端塔楼的高度、体形或沿大底盘某主轴的振动周期显著不同的连体结构。多重复杂同时带转换层、加强层、错层、连体和多塔等5种复杂类型的3种及以上。结构特别不规则类型特别不规则的定义： 同时具有表1、2中三项或三项以上； 具有表3中一项； 具有表1、2中两项、且其中一项接近表3的不规则指标。特别不规则的建筑应进行抗震专项审查。33（3）严重不规则两项不规则指标超过表1、2定义的扭 转不规则和楼层承载力突变上限值或一 项超过较多，以及超过不同类型结构所 规定的刚度比突变的上限，均属严重不 规则。原则上不允许采用严重不规则的建

15、筑方 案，要对其布置进行调整后才能采用。347 7、增加了房屋高度大于、增加了房屋高度大于150m150m结构结构的弹塑性变形验算要求的弹塑性变形验算要求下列结构应进行弹塑性变形验算： 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 度抗震设防的乙类建筑结构； 3）采用隔震和消能减震设计的建筑结构； 4）房屋高度大于 150m 的结构。3536使用功能alim (m/s2)住宅、公寓0.15办公、旅店0.25结构顶点风振加速度限值 alim8 8、增加了风振舒适度计算时结构阻尼比、增加了风振舒适度计算时结构阻尼比取值要求取值要求房屋高度不小于 150m 的高层混凝

16、土建筑结 构应满足风振舒适度要求。在10 年一遇的风荷载标准值作用下，结构顶 点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不 应超过下表 的限值。计算时，混凝土结构的 阻尼比取0.02，混合结构的阻尼比取 0.01 0.02。表3.7.637人员活动环境峰值加速度限值（m/s2） 竖向自振频率不 大于2Hz竖向自振频率不 小于4Hz 住宅、办公0.070.05 商场及室内连廊0.220.159 9、增加了楼盖竖向振动舒适度要求、增加了楼盖竖向振动舒适度要求 钢筋混凝土楼盖结构竖向频率不宜小于 3Hz，竖向振动加速度不应超过下表： 楼盖结构自振频率为2Hz 4Hz时，峰值系数限值可按线性插值法选取。楼盖竖向振动加速度限值 表3.7.73839结构类型烈 度 6