高层建筑结构设计-第4章-结构设计基本规定
2010年高层建筑混凝土结构技术规程
2 引入结构抗震性能设计要求和方法
本条规定了结构抗震性能设计的三项主要工作。 1. 分析结构方案不符合抗震概念设计的情况和程度
国内、外历次大地震的震害经验已经充分说明，抗震概念 设计是决定结构抗震性能的重要因素。按本节要求采用抗震性 能设计的工程，一般不能完全符合抗震概念设计的要求。结构 工程师应根据本规程第4章(基本规定)以及第6～12章(各类结构 抗震设计方法)有关抗震概念设计的规定，与建筑师协调，改进 结构方案，尽量减少结构不符合概念设计的情况和程度，不应 采用严重不规则的结构方案。对于特别不规则结构，可按本节 规定进行抗震性能设计，但需慎重选用抗震性能目标，并通过 深入的分析论证。
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2 引入结构抗震性能设计要求和方法
举例
特别不规则的超限高层建筑或处于不利地段场地的特别不 规 则结构，可考虑选用A级性能目标；
房屋高度或不规则性超过本规程适用范围很多时，可考虑 选 用B级或C级性能目标；
房屋高度或不规则性超过适用范围较多时，可考虑选用C级 性能目标；
房屋高度或不规则性超过适用范围较少时，可考虑选用C级 或D级性能目标。
用分项系数（
）及抗震承载力调整系数 ， 均取1.0。
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2 引入结构抗震性能设计要求和方法
3 第3 性能水准的结构应进行弹塑性分析，在中震或大震作用
下，竖向构件及关键部位构件的正截面承载力宜满足式（4.11.3-
2）的要求:
SGE SEK RK
（4.11.3-2）
竖向构件及关键部位构件受剪承载力宜满足式（4.11.3-1）的要
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2 引入结构抗震性能设计要求和方法
选用性能目标时，需综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场 地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等 因素。
03 结构设计基本规定
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
高层建筑结构
（2）风压高度变化系数uz
4.3.2风荷载
b.位于山区的高层建筑，其风压高度变化系数按照平坦 地面的粗糙度类别由于表 4-6确定外，尚应按照现行国 家标准《荷载规范》的有关规定，考虑地形条件加以修 正。
(3)风荷载体形系数us
风荷载体型系数是指建筑物表面实际风压与基本风压的比 值，它表不同体型建 筑物表面风力的大小。当风流经过建 筑物时，通常在迎风由产生压力(此时风荷载体型 系数用+表 示)，在侧风面及背风面产生吸力(此时风荷载体型系数用-表 示)。风压值 沿建筑物表面的分布并不均匀，迎风面的风压 力在建筑物的中部最大，侧风向和背风面 的风吸力在建筑 物的角区最大。风荷载体型系数与高层建筑的体型、平面尺 寸、表面状 况和房屋高宽比等因素有关。
4.3.3地震作用
4.3.3地震作用
4.3.3地震作用
二、设计反应谱
工程抗震设计是针对未来可能遭遇 的地震设防的，因此， 由过去某次已经发 生的地震动记录得出的反应谱实际意义 不大。国家组织专家经过对我国历史上的所有 地震资料的 专题研究，提出能利用抗震计算、曲线形状又相对简单的反 应谱曲线，这就 是设计反应谱。图4-7是我国《抗震规范》 以地震影响系数形式给出的设计反应谱。 也称为《抗震规 范》反应谱曲线。
4.1.1高层建筑结构受力特点
4.1.2正常使用条件下水平位移的限制
在正常使用条件下，应使高层建筑处于弹性状态。《高层 规程》对楼层层间最大位移与层高之比Δu /h小作出了以 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Δu ／h，不宜大 于表4-1中的数值。
4.1.2正常使用条件下水平位移的限制
钢筋混凝土筒体结构体系中的筒体主要有核心筒和框筒。 1、核心筒 核心筒一般由布置在电梯间、楼梯间及没备管线井道四周的 钢筋混凝土墙所组成。 为底端固定、顶端自由、竖向放置 的薄壁筒状结构，其水平截面为单孔或多孔的箱形截 面， 如图4-3所示。
第四章多高层钢结构
结构受力
1）内部设置剪力墙式的内筒，与钢框架竖向构件
主要承受竖向荷载；
2）外筒体采用密排框架柱和各层楼盖处的深梁刚
接，形成一个悬臂筒，以承受侧向荷载；
3）同时设置刚性楼面结构作为框筒的横隔。
剪力滞后（Shear Lag）
在框剪结构中，形成筒体的构面内存在的 剪切变形，即为剪力滞后。 为了避免严重的剪力滞后造成角柱的轴力 过大，通常可采取两个措施： 1）控制框筒平面的长宽比不宜过大 2）加大框筒梁和柱的线刚度之比
束筒结构
由各筒体之间共用筒壁的一束筒状结 构组成(减缓框筒结构的剪力滞后效应) 可将各筒体在不同的高度中止 可较灵活地组成平面形式 密柱深梁的钢结构筒体 筒体
钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)
钢结构和有混凝土剪力墙的 钢结构高层建筑的适用高度（m）
抗震设防烈度
结构种类
结构体系
非抗震设防 6, 7
内筒的边长不宜小于相应外框筒边长的1/3；
框筒柱距一般为1.5～3.0m，且不宜大于层高；
框筒的开洞面积不宜大于其总面积的50％；
内外筒之间的进深一般控制在10～16m之间； 内筒亦为框筒时，其柱距宜与外框筒柱距相同，且 在每层楼盖处都设置钢梁将相应内外柱相连接；
框筒结构布置时的注意事项（续）
低碳钢 低合金钢 低合金钢 低合金钢 低碳钢
SS50
SS55
284
401
490~608
≥540
19
17
2.0a
2.0a
低碳钢
低合金钢
构件截面 柱
焊接箱型截面 焊接H型截面 450
╳
450
厚度 42 — 19 宽度200 — 250
简化高层复习思考题
第1章绪论（1）我国对高层建筑结构是如何定义的？（2）高层建筑结构的受力及变形特点是什么？设计时应考虑哪些问题？（3）从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？（4）为什么要限制结构在正常情况下的侧移？何谓舒适度？高规采用何种限制来满足舒适度要求？（5）什么是结构的重力二阶效应？高层建筑为什么要进行稳定性验算？如何进行框架结构的整体稳定验算？第2章高层建筑结构体系与布置1. 何为结构体系？高层建筑结构体系大致有哪几类？选定结构体系主要考虑的因素有哪些？各种结构体系的优缺点和受力特点如何？2．如何确定高层建筑的结构方案？3．在抗震结构中为什么要求平面布置简单、规则、对称，竖向布置刚度均匀？怎样布置可以使平面内刚度均匀，减小水平荷载引起的扭转？沿竖向布置可能出现哪些刚度不均匀的情况？高层建筑结构平面、竖向不规则有哪些类型？4.防震缝、伸缩缝和沉降缝在什么情况下设置？各种缝的特点和要求是什么？在高层建筑结构中，特别是抗震结构中，怎么处理好这三种缝？5．框架-筒体结构与框筒结构有何异同？框架结构与框筒结构相比，两者平面结构布置和受力特点有何不同？何谓框筒结构的剪力滞后现象？6高层建筑结构总体布置的原则是什么?7为什么规范对每一种结构体系规定最大的适应高度？实际工程是否允许超过规范规定的最大适应高度？8．高层建筑的基础都有哪些形式？高层建筑的基础为什么埋深要求？采用天然地基时高层建筑的基础埋深不小于多少？第3章高层建筑结构荷载（1）高层建筑结构设计时应主要考虑哪些荷载或作用？（2）高层建筑结构的竖向荷载如何取值？进行竖向荷载作用下的内力计算时，是否要考虑活荷载的不利布置？为什么？（3）结构承受的风荷载与哪些因素有关？和地震作用相比，风荷载有何特点？（4）高层建筑结构风荷载标准值计算式中，基本风压、风载体型系数和风压高度变化系数分别如何取值？（5）什么是风振系数？在什么情况下需要考虑风振系数？如何取值？（6）结构自振周期的计算方法有哪些？为什么要对理论周期值进行修正？如何修正？各类结构基本周期的经验公式是什么？第4章高层建筑结构分析原则（1）在多高层建筑结构计算中，假定楼盖在自身平面内为绝对刚性有何意义？如果楼盖不满足绝对刚性的假定，则计算中应如何考虑？（2）水平荷载的作用方向如何确定？把空间结构简化为平面结构的两个基本假定是什么？楼板起什么作用？第5章 高层建筑结构的近似计算方法框架部分 （1） 简述分层法和迭代法的计算要点及步骤。
第四章设计要求及荷载效应组合共59页文档
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
大部分钢结构计算需要考虑P-△效应。
《高钢规》5.2.10条 高层建筑钢结构同时符合下列条件
时，可不验算结构的整体稳定。
一、结构各层柱子平均长细比和平均轴压比满足下式要
求：
Nm m 1 N pm 80
式中，λm—楼层柱的平均长细比； Nm—楼层柱的平均轴压力设计值； Npm—楼层柱的平均全塑性轴压力；
钢结构
除框架结构外的转 换层
各种结构类型
1/120 1/50
4.2 侧移限制
4.2.2 防止倒塌层间位移限制
对框架结构，当轴压比小于0.40时，可提高10%；当柱子全 高的箍筋构造采用比本规程中框架柱最小配箍特征值大30% 时，可提高20%，但累计提高不宜超过25%。
4.3 舒适度要求
高度不小于150m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》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不应超过表4-4的值。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 a m a x。
Npm fyAm
fy—钢材屈服强度； Am—柱截面面积的平均值。
4.4 稳定和抗倾覆
4.4.2 高层钢结构的稳定验算
二、结构按一阶线性弹性计算所得的各楼层相对侧移值， 满足下列公式要求：
u 0.12 Fh
h
Fv
式中，Δu—按一阶线性弹性计算所得的质心处层间侧移； h—楼层层高； ∑Fh—计算楼层以上全部水平作用之和； ∑Fv—计算楼层以上全部竖向作用之和；
式中，E J d 为结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度，可按倒 三角形分布荷载作用下结构顶点位移相等的原则，将结构的侧
高层建筑结构设计思考题答案-(2)
第二章2.1钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？钢筋混凝土房屋建筑和钢结构房屋建筑各有哪些抗侧力结构体系？每种结构体系举1~2例。
答：钢筋混凝土房屋建筑的抗侧力结构体系有：框架结构(如主体18层、局部22层的北京长城饭店)；框架剪力墙结构（如26层的上海宾馆）；剪力墙结构（包括全部落地剪力墙和部分框支剪力墙）；筒体结构[如芝加哥Dewitt-Chestnut公寓大厦（框筒），芝加哥John Hancock大厦（桁架筒），北京中国国际贸易大厦（筒中筒）]；框架核心筒结构（如广州中信大厦）；板柱-剪力墙结构。
钢结构房屋建筑的抗侧力体系有：框架结构（如北京的长富宫）；框架-支撑（抗震墙板）结构（如京广中心主楼）；筒体结构[芝加哥西尔斯大厦（束筒）]；巨型结构（如香港中银大厦）。
2.2框架结构、剪力墙结构和框架----剪力墙结构在侧向力作用下的水平位移曲线各有什么特点？答：(1)框架结构在侧向力作用下，其侧移由两部分组成：梁和柱的弯曲变形产生的侧移，侧移曲线呈剪切型，自下而上层间位移减小；柱的轴向变形产生的侧移，侧移曲线为弯曲型，自下而上层间位移增大。
第一部分是主要的，所以框架在侧向力作用下的水平位移曲线以剪切型为主。
(2)剪力墙结构在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯曲型，即层间位移由下至上逐渐增大。
(3)框架-剪力墙在侧向力作用下，其水平位移曲线呈弯剪型, 层间位移上下趋于均匀。
2.3框架结构和框筒结构的结构构件平面布置有什么区别?答：(1)框架结构是平面结构，主要由与水平力方向平行的框架抵抗层剪力及倾覆力矩，必须在两个正交的主轴方向设置框架，以抵抗各个方向的侧向力。
抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。
框筒结是由密柱深梁组成的空间结构，沿四周布置的框架都参与抵抗水平力，框筒结构的四榀框架位于建筑物的周边，形成抗侧、抗扭刚度及承载力都很大的外筒。
2.5中心支撑钢框架和偏心支撑钢框架的支撑斜杆是如何布置的？偏心支撑钢框架有哪些类型？为什么偏心支撑钢框架的抗震性能比中心支撑框架好？答：中心支撑框架的支撑斜杆的轴线交汇于框架梁柱轴线的交点。
06001高层建筑结构设计
课程名称：高层建筑结构设计课程代码：06001第一部分课程性质与目标一、课程性质与特点本课程是土木工程专业专业课之一，课程的依据是《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3－2002），课程中的框架结构设计方法也可用于多层钢筋混凝土结构设计中，本课程主要讲述了高层建筑常用结构形式的受力特点、内力分析方法（手算），也结合高规讲述了高层建筑结构设计中的各种规定和构造要求，框架结构设计方法（抗震）是毕业设计中要用到的知识。
二、课程目标与基本要求通过本课程的学习，使学生了解高层建筑结构布置原则、结构受力特点、内力分析方法、高规中设计规定，其中框架设计方法为重点，应掌握并能应用。
了解剪力墙结构、框－剪结构计算方法。
三、与本专业其他课程的关系本课程一般在大学四年级第一学期开设，本课程是以《钢筋混凝土结构设计》为基础，钢筋混凝土基本构件设计方法在本课程中不再详加讲述，本课程的学习要求学生有一定的数学力学基础，故本课程开设前《结构力学》应已学完。
第二部分考核内容与考核目标第一章概述一．学习目的与要求了解高层建筑的定义、常见的结构形式，了解国内外高层建筑发展的现状，及未来发展的方向。
二．课程内容第一节高层建筑和高层建筑结构定义第二节高层建筑结构的功能第三节高层建筑的结构型式第四节高层建筑结构的发展与展望三．考核知识点与考核目标识记：高层建筑的结构型式，各结构类型在实际工程的应用。
第二章高层建筑结构受力特点和结构概念设计一．学习目的与要求通过本章学习，使学生进一步了解高层建筑所受荷载种类、特点、计算方法，结构平面布置、竖向布置的注意事项，各种结构类型的特点的适用情形。
二．课程内容第一节高层建筑结构上的荷载与作用第二节高层建筑结构的受力特点和工作特点第三节高层建筑结构的结构体系和结构布置第四节高层建筑结构的概念设计三．考核知识点与考核目标识记：基本风压，风载体形系数，风压高度系数，三水准抗震设计目标，两阶段抗震设计方法，抗震设防类别，底部剪力法，反应谱曲线，特征周期，重力荷载代表值，结构基本自振周期，A级高度建筑，B级高度建筑。
完整word版,高层建筑结构设计_苏原_第4章习题
第四章4.1 承载力验算和水平位移限制为什么是不同的极限状态？这两种验算在荷载效应组合时有什么不同？答：(1)高层建筑结构设计应保证结构在可能同时出现的各种外荷载作用下，各个构件及其连接均有足够的承载力。
我国《建筑结构设计统一标准》规定构件按极限状态设计，承载力极限状态要求采用由荷载效应组合得到的构件最不利内力进行构件截面承载力验算。
水平位移限制是正常使用极限状态，主要原因有：要防止主体结构开裂、损坏；防止填充墙及装修开裂、损坏；过大的侧向变形会使人有不舒适感，影响正常使用；过大的侧移会使结构产生附加内力（P-Δ效应）。
(2)承载力验算是极限状态验算，在内力组合时，根据荷载性质的不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合系数。
对于水平位移限制验算，要选择不同方向的水平荷载（荷载大小也可能不同）分别进行内力分析，然后按不同工况分别组合。
4.2 为什么高而柔的结构要进行舒适度验算？答：因为高而柔的结构抗侧刚度较小，在风荷载作用下会产生较大的侧向加速度，使人感觉不舒适，因此要进行舒适度验算，按重现期为10年的风荷载计算结构顶点加速度，或由风洞试验确定顺风向与横风向结构顶点最大加速度，使其满足规范要求。
4.3 P-△效应计算与结构总体稳定的含义有何不同？答：P-△效应是指在水平荷载作用下，出现侧移后，重力荷载会产生附加弯矩，附加弯矩又增大侧移，这是一种二阶效应。
在高层建筑结构设计中，一般所说的考虑P-△效应即是进行结构的整体稳定验算，但结构的整体稳定验算还包括结构仅在重力作用下，出现的丧失稳定问题，不过这种情况出现的很少。
4.4 延性和延性比是什么？为什么抗震结构要具有延性？答：(1)延性是指构件和结构屈服后，具有承载能力不降低或基本不降低、且有足够塑性变形能力的一种性能，一般用延性比表示延性，即塑性变形能力的大小。
(2)当结构设计成延性结构时，由于塑性变形可以耗散地震能量，结构变形虽然会加大，但结构承受的地震作用（惯性力）不会很快上升，内力也不会再加大，因此具有延性的结构可降低对结构承载力的要求，也可以说，延性结构是用它的变形能力（而不是承载力）抵抗罕遇地震作用；反之，如果结构的延性不好，则必须有足够大的承载力抵抗地震，则必须有足够大的承载力抵抗地震。
高层课后思考题答案
第1章绪论1.我国对高层建筑结构是如何定义的？答：我国规定：10层及10层以上或高度超过28m的住宅以及房屋高度大于24m的其他民用建筑为高层建筑。
2.高层建筑结构的受力及变形特点是什么？设计时应考虑哪些问题？答:特点：水平荷载对结构影响大，随高度的增加除轴力与高度成正比外，弯矩和位移呈指数曲线上升，并且动力荷载作用下，动力效应大，扭转效应大。
考虑：结构侧移，整体稳定性和抗倾覆问题，承载力问题。
3.从结构材料方面来分，高层建筑结构有哪些类型？各有何特点？答：相应的结构分类（以材料分类）：砌体结构、钢结构、钢筋混凝土结构、钢-混凝土混合结构特点：（1）砌体结构具有取材容易、施工简便、造价低廉等优点，但其抗拉、抗弯、抗剪强度均较低，抗震性能较差。
（2）钢结构具有强度高，自重轻（有利于基础），延性好，变形能力大，有利于抗震，可以工厂预制，现场拼装，交叉作业但价格高，防火材料（增加造价），侧向刚度小。
（3）钢筋混凝土具有价格低，可浇筑成任何形状，不需要防火，刚度大。
但强度低，构件截面大占用空间大，自重大，不利于基础、抗震，延性不如钢结构。
（4）混合结构与钢构件比：用钢少，刚度大，防火、防锈；与混凝土构件比：重量轻，承载力大，抗震性能好。
第2章高层建筑结构体系与布置1. 高层结构体系大致有哪几类？各种结构体系优缺点和受力特点如何？答：高层结构体系类型:框架结构体系剪力墙结构体系框架—剪力墙结构体系筒中筒结构体系多筒体系巨型结构体系框架结构：受力变形特点：框架结构的侧移一般由两部分组成：1）水平力引起的楼层剪力，使梁、柱构件产生弯曲变形，形成框架结构的整体剪切变形Us；2）由水平力引起的倾覆力矩，使框架柱产生轴向变形（一侧柱拉伸，另一侧柱压缩）形成框架结构的整体弯曲变形Ub；3）当框架结构房屋的层数不多时，其侧移主要表现为整体剪切变形，整体弯曲变形的影响很小。
注：框架结构属于柔性结构，侧移主要表现为整体剪切变形。
高层建筑结构设计第4章剪力墙结构设计
4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
剪力墙是由纵横两 个方向均由钢筋 凝土墙组成的空 间结构体系。除 了承受楼板的竖 向荷载外，还要 承受风荷载、水 平地震作用等水 平作用。
4.1剪力墙结构布置与计算基本假定
4.1.1剪力墙结构布置与设计要点 4.1.2剪力墙结构的承重方案 4.1.3计算基本假定 4.1.4剪力墙内力计算
⑴简化连杆的计算法
4.2.3剪力墙的计算方法
⑵带刚域框架的计算法 将剪力墙简化为一个等效多层框架。由于墙肢 和连梁都较宽，在墙梁相交处形成一个刚性区域 ，在这区域内，墙梁的刚度为无限大。因此，这 个等效框架的杆件便成为带刚域的杆件。 ⑶有限元及有限条法 ⑷矩阵位移法
4.2.3剪力墙的计算方法
⑵带刚域框架的计算法
4.3.1 整体墙的计算
（2）有洞口情况 （a）洞口截面面积的削弱： 等效截面面积：
Aw 0 A
洞口削弱系数：
0 1 1.25 A0 p / A f
Aop
剪力墙洞口总立面面积 Af 剪力墙立面总墙面面积
04建筑结构抗震设计基本要求的新规定
第四讲建筑结构抗震设计基本要求的新规定龚思礼一、结构的规则性建筑结构的平、立面是否规则，对结构抗震性具有最重要的影响，也是建筑设计首先遇到的问题。
这个问题要求，建筑师和工程师共同协调解决，因此，本次修订，除对工程师提供要求外，还对建筑师提出了一条要求，即规范3.4.1条。
建筑设计应符合抗震概念设计要求，不应采用严重不规则的设计方案。
规则的建筑结构体现在体形(平面和立面的形状)简单，抗侧力体系的刚度和承载力上下变化连续、均匀，平面布置对称。
规则与不规则的区分，本规范规定了一些定量的界限，如3.4.2条。
但实际上引起建筑结构不规则的因素还有很多，特别是复杂的建筑体形，很难用若干简化的定量指标来划分不规则程度并规定限制范围。
但是，有经验的、有抗震知识素养的建筑设计人员，应该对所设计的建筑的抗震性能有所估计，宜采用抗震性能好的规则的设计方案，不宜采用抗震性能较差的不规则的设计方案，不应采用抗震性能差的严重不规则的设计方案。
这里指出了三种不规则性的程度：不规则，特别不规则和严重不规则。
不规则，指的是超过3.4.2条中一项及以上的规则指标；特别不规则，指的是表3.4.2-1和表3.4.2-2中多项不规则指标接近上限或超过规定指标较多，具有较明显的抗震薄弱部位，将会引起不良后果；严重不规则，指的是体形复杂，各项不规则指标超过表3.4.2-1和表3.4.2-2中有上限值或大大超过规定值，具有严重的抗震薄弱环节，将会导致地震破坏的严重后果者。
本规范3.4.2、3.4.3条规定已考虑了《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)和《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》的相应规定，并参考了美国UBC、日本BSL和欧洲规范。
上述五本规范对不规则结构的条文规定有以下三种方式：1、规定了规则结构的准则，不规定不规则结构的相应设计规定，如《建筑抗震设计规范》(GBJ11-89)和《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》及欧洲规范。
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高层建筑结构设计广西大学土木建筑工程学院贺盛第四章结构设计基本规定4.6 舒适度验算4.7 抗震设防类别4.8 抗震等级4.9 变形缝设置4.1 适用最大高度及高宽比4.2 结构布置的规则性4.3 承载力验算4.4 荷载效应组合4.5 变形验算本章重点➢掌握各类房屋的适用最大高度及高宽比➢掌握各类结构布置原则及规则性判别方法➢掌握荷载效应组合及承载力验算方法➢掌握变形验算方法➢了解舒适度验算方法➢掌握各类建筑抗震等级确定方法➢熟悉各种变形缝的类型及设置原则4.1 适用最大高度及高宽比结构设计首先需根据房屋高度、抗震设防、设防烈度等因素，确定一个与之匹配的、经济且合理的结构体系，以使结构效能得到充分发挥，材料强度得到充分利用。
《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》）、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高混规》）及《高层民用建筑钢结构设计规程》JGJ-2015（以下简称《高钢规》）规定了钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构房屋建筑的最大适用高度。
将钢筋混凝土结构房屋划分为A与B级。
当房屋高度满足下表时，为A级。
当钢筋混凝土结构房屋高度不满足上表，但满足下表时，为B级。
当房屋高度不满足下表时，为超限高层建筑。
民用钢结构房屋的最大适用高度如下表所示。
表中筒体不包括钢筋混凝土筒。
混合结构房屋的最大适用高度如下表所示。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比房屋建筑适用的高跨比，是对结构刚度、整体稳定承载能力及经济合理性的宏观控制指标。
当结构设计满足承载力、稳定、抗倾覆、变形及舒适度等基本条件之后，仅从结构安全角度考虑，高宽比限值不是必须满足的。
高宽比主要影响结构设计的经济性。
钢筋混凝土结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比钢结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
混合结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.2 结构布置的规则性建筑平面可分为板式和塔式两大类。
板式建筑两个方向的尺寸相差较大，塔式建筑两个方向的尺寸较接近。
高层建筑结构平面图形宜简单、规则、对称。
平面长宽比不宜过大；平面突出部分的长度不宜过大、宽度不宜过小；不宜采用细腰形平面建筑。
建筑平面布置简单、规则、对称的建筑，容易实现对抗震有利的结构平面布置，即承载力、刚度及质量分布对称、均匀，刚度中心和质量中心尽可能重合，减小扭转效应。
当建筑平面形状不对称时，尽可能调整剪力墙的布置以实现对称。
对抗震有利的建筑立面是规则、均匀，从上到下外形变化不大，没有过大的外挑和内收。
①当结构上部楼层收进部位到室外地面的高度H 1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B 1不宜小于下部楼层水平尺寸B 的0.75倍（图a 、b)。
②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B 1的0.9倍，且水平外挑尺寸a 不宜大于4m （图c 、d)。
4.2.3 平面不规则《高混规》、《高钢规》及《抗规》列举了三种平面不规则及三种竖向不规则类型。
平面不规则主要包括扭转不规则、凹凸不规则及楼板局部不连续。
（1）扭转不规则考虑偶然偏心的影响、在给定水平力作用下，楼层竖向构件最大的弹性水平位移（和层间位移）与该楼层两端弹性水平位移（和层间位移）平均值之比（称为扭转位移比）大于的1.2时，即为扭转不规则；扭转位移比大于1.5（B 级高度高层建筑及复杂高层建筑的扭转位移比大于1.4）时，即为扭转严重不规则。
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 1之比（称为扭转周期比），A 级高度高层建筑大于0.9或B 级高度高层建筑及复杂高层建筑大于0.85时，为扭转特别不规则。
位移比周期比【例4.2-1】各振型位移的CQC组合振型组合后的楼层地震剪力换算的水平作用力下楼层层间位移扭转位移比？（2）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%，即下图l/Bmax 大于0.3，为楼板凹凸不规则。
（3）楼板局部不连续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的50%，或开洞面积大于该楼面面积的30%，或较大的楼层错层。
竖向不规则主要包括侧向刚度不规则、竖向抗侧力构件不连续及楼层承载力突变。
（1）侧向刚度不规则对于框架结构，本层的侧向刚度（K i =V i /Δu i ，V i 为第i 层剪力，Δu i 为第i 层弹性层间位移）小于相邻上一层的70%，或小于其上相邻三个楼层侧向刚度平均值的80%，即为侧向刚度不规则。
对于剪力墙、框架-剪力墙及筒体结构，本层考虑层高影响的侧向刚度（K i =V i h i /Δu i ，h i 为第i 层层高）小于相邻上一层的90%或本层层高大于上层层高的1.5倍时，本层的侧向刚度小于相邻上层的110%，即为侧向刚度不规则。
刚度比【例4.2-2】4.2.4 竖向不规则（2）竖向抗侧力构件不连续竖向抗侧力构件（柱、剪力墙、抗震支撑）在某层中断，其内力由水平转换构件向下传递。
则为竖向抗侧力构件不连续。
竖向抗侧力构件不连续的层，称为转换层。
（3）楼层承载力突变房屋建筑抗侧力结构的楼层层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%时，为楼层承载力突变。
楼层承载力突变的楼层，称为软弱层。
当小于65%（B级钢筋混凝土房屋小于75%）时，为严重不规则。
承载力比【例4.2-3】判断其刚度比与承载力比是否满足要求？（1）一般不规则结构高层建筑的不规侧程度可分为一般不规则、特别不规则及严重不规则三类。
①位移比大于1.2且A级高层小于1.35，B级高层小于1.3；②承载力比小于0.8，但A级大于0.65，B级大于0.75；③超过平面和竖向布置一项指标，但不多；④具有某一种复杂高层类型，如转换、加强、错层、连体、多塔等。
（2）特别不规则结构①位移比大于1.3，且A级小于1.5，B级小于1.4 ；②周期比A级大于0.9，B级大于0.85 ；③承载力比A级小于0.65，B级小于0.75；④同时有两项超布置指标，或某一项超过较多；⑤同时有两种复杂高层特征；⑥具有高位转换等特别复杂情形。
（3）严重不规则结构①多项不规则指标超过上限值；②某一项不规则指标大大超过上限值；③具有三种以上复杂高层特征；④超高、超限、新结构。
4.3 承载力验算4.3 承载力验算根据《建筑结构设计统一标准》规定，高层建筑结构构件截面承载力按极限状态设计，即采用荷载效应组合得到的最不利内力进行构件截面承载力验算。
构件截面承载力验算的一般表达式为：0S R γ≤持久、短暂设计状况地震设计状况RES R γ≤4.4 荷载效应组合在承载力验算中，左式中的S是组合效应设计值，是由恒载、活载、风载及地震作用分别计算内力后并进行组合后，选择最不利的一种组合作为效应设计值。
高层建筑在使用期间可能出现多种荷载效应组合情况，称为“工况”。
工况可分为持久、短暂设计状况及地震设计状况，前者又称为无地震作用效应组合，后者又称为地震作用效应组合。
在内力组合时，根据荷载的性质不同，荷载效应要乘以各自的分项系数和组合值系数。
持久、短暂设计状况下，荷载基本组合的效应设计值为：1、持久、短暂设计状况效应组合G Gk Q Q Qk w w wkS S S S γψγψγ=++1.350.7 1.41.2 1.4S S =⨯+⨯⨯=⨯+⨯（1）恒载+活载恒载效应活载效应恒载效应活载效应1.350.7 1.40.6 1.41.2 1.40.6 1.41.20.7 1.4 1.4S S S =⨯+⨯⨯⨯⨯=⨯+⨯⨯⨯=⨯+⨯⨯⨯（2）恒载+活载+风载恒载效应活载效应+风载效应恒载效应活载效应+风载效应恒载效应活载效应+风载效应地震设计状况下，荷载基本组合的效应设计值为：2、地震设计状况效应组合G GE Eh EhK Ev Evk w w wkS S S S S γγγψγ=+++1.2 1.3S =⨯+⨯（1）重力+水平（所有）重力效应水平效应1.2 1.3S =⨯+⨯（2）重力+竖直（9度，大跨度、长悬臂）重力效应竖直效应1.2 1.30.5S =⨯+⨯⨯（3）重力+水平+竖直（9度，大跨度、长悬臂）重力效应水平效应+竖直效应m （4）重力+水平+风载（60以上）m 1.2 1.30.50.2 1.41.20.51.30.2 1.4S S =⨯+⨯+⨯⨯⨯=⨯+⨯+⨯⨯⨯（5）重力+水平+竖直+风载 （9度，大跨度、长悬臂且60以上）重力效应水平效应 竖向效应+风载效应重力效应水平效应竖向效应+风载效应当重力荷载代表值对构件的承载力有利时，分项系数取1.0。
【例4.4-1】G Gk Q Q Qk w w wkS S S S γψγψγ=++G GE Eh EhK Ev Evk w w wkS S S S S γγγψγ=+++G GE Eh EhK Ev Evk w w wkS S S S S γγγψγ=+++4.5 变形验算4.5 变形验算在风荷载及多遇地震作用下，高层建筑结构应具有足够大的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的稳定性与使用功能。
因此，应进行弹性变形验算。
在风荷载标准值及多遇地震标准值作用下，楼层的弹性层间位移应符合下式要求：1、弹性变形验算[]e eh μθ∆≤【例4.5-1】4.5 变形验算在罕遇地震标准值作用下，为避免倒塌，高层建筑结构薄弱层的层间弹塑性位移应符合下式要求：2、弹塑性变形验算pphμθ⎡⎤∆≤⎣⎦4.6 舒适度验算高层建筑在风荷载作用下产生水平振动，过大的振动加速度使楼内的使用者感觉不舒适，甚至不能忍受，影响工作和生活。
高层建筑的风振反应加速度包括顺风向加速度、横风向加速度和转角加速度。
高度超过150m 的高层建筑钢筋混凝土结构在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风振最大加速度不得超过下列表的限值。
1、风振加速度验算《荷规》P165人在大跨度楼盖上行走时、跳跃等引起楼盖结构的竖向振动，有可能使周围人群感觉不舒服。
为保证楼盖结构竖向有适宜的舒适度，对其竖向振动的频率和加速度加以限值。
对于钢筋混凝土楼盖结构、钢-混凝土组合楼盖结构，其竖向振动频率不宜小于3Hz，其竖向振动加速度不应超过下表限值。
2、竖向振动频率与加速度验算《高混规》P1664.7 抗震设防类别《建筑工程抗震设防分类标准》GB50223-2008按照遭受地震破坏后可能造成的人员伤亡、直接间接经济损失、社会影响程度及建筑在抗震救灾中的作用共四方面，将建筑工程划分为四种不同的抗震设防类别。
①特殊设防类：指使用上有特殊设施，涉及国家公共安全的重大建筑工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果，需要进行特殊设防的建筑，简称甲类。