高层结构整体性能指标解析

高层建筑结构设计整体性能指标控制

1.平均重度

《高混规》5.1.8条文说明

目前国内钢筋混凝土结构高层建筑由恒载和活载引起的单位面积重力，框架与框架-剪力墙结构约为12kN／m2～14kN／m2，剪力墙和筒体结构约为13kN／m2～16kN／m2，而其中活荷载部分约为2kN／m2～3kN／m2，只占全部重力的15％～20％，活载不利分布的影响较小。另一方面，高层建筑结构层数很多，每层的房间也很多，活载在各层间的分布情况极其繁多，难以一一计算。

【注】平均重度可用于衡量荷载输入的准确性与初步判断结构构件尺寸合理性。

2.结构基本周期

结构基本周期可用于判断结构质量和刚度等结构特性合理性的指标。一般7度区剪力墙结构T=0.1N，N为楼层层数，6度区与8度区上下浮动。

3.结构整体位移角（弹性）

4.楼层剪重比

根据《抗规》5.2.5

【注】《抗规》5.2.5条文说明

地震影响系数在长周期段下降较快，对于基本周期大于3.5s的结构，由此

计算所得的水平地震作用下的结构效应可能太小。

而对于长周期结构，地震动态作用中的地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大影响，但是规范所采用的振型分解反应谱法尚无法对此作出估计。出于结构安全的考虑，提出了对结构总水平地震剪力及各楼层水平地震剪力最小值的要求，规定了不同烈度下的剪力系数，当不满足时，需改变结构布置或调整结构总剪力和各楼层的水平地震剪力使之满足要求。

例如，当结构底部的总地震剪力略小于本条规定而中、上部楼层均满足最小值时，可采用下列方法调整：若结构基本周期位于设计反应谱的加速度控制段时，则各楼层均需乘以同样大小的增大系数；若结构基本周期位于反应谱的位移控制段时，则各楼层i均需按底部的剪力系数的差值△λ0增加该层的地震剪力

——△F Eki＝△λ0G Ei；若结构基本周期位于反应谱的速度控制段时，则增加值应大于△λ0G Ei，顶部增加值可取动位移作用和加速度作用二者的平均值，中间各层的增加值可近似按线性分布。

需要注意：①当底部总剪力相差较多时，结构的选型和总体布置需重新调整，不能仅采用乘以增大系数方法处理。②只要底部总剪力不满足要求，则结构各楼层的剪力均需要调整，不能仅调整不满足的楼层。③满足最小地震剪力是结构后续抗震计算的前提，只有调整到符合最小剪力要求才能进行相应的地震倾覆力矩、构件内力、位移等等的计算分析；即意味着，当各层的地震剪力需要调整时，原先计算的倾覆力矩、内力和位移均需要相应调整。④采用时程分析法时，其计算的总剪力也需符合最小地震剪力的要求。⑤本条规定不考虑阻尼比的不同，是最低要求，各类结构，包括钢结构、隔震和消能减震结构均需一律遵守。

5.位移比

《高混规》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。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。《高混规》3.4.5 条文说明

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。

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。（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T t与平动为主的第一自振周期T l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

6.周期比

《高混规》3.4.5

结构扭转为主的第一自振周期T t与平动为主的第一自振周期T l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】周期比是侧向刚度与扭转刚度相对大小的体现，控制周期比是为了限制结构的扭转效应。当周期比不满足时，需要在整体上调整结构的平面布置，一般通过增强外部或者削弱

内部来调整。

7.侧向刚度比

《高混规》3.5.2

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。

对框架—剪力墙、板柱剪力墙结构、剪力墙结构、框架核心筒结构、筒中筒结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ2可按式(3.5.2-2)计算，且本层与相邻上层的比值不宜小于0.9，当本层层高大于相邻上层层高的1.5倍时，该比值不宜小于1.1，对结构底部嵌固层，不宜小于1.5。

8.楼层抗剪承载力之比

《高混规》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。

【注】楼层抗侧力结构的承载能力突变将导致薄弱层破坏。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。

9.刚重比

《高混规》5.4.1

高层建筑结构满足下列规定时，弹性计算分析时可不考虑重力二阶效应的不利影响。

（1）剪力墙结构、框架-剪力墙结构、板柱剪力墙结构、筒体结构：

（2）框架结构