高层建筑结构设计要求PPT50页

▪ 住宅环境性能 residential building environment：由住宅 周围人工和自然环境所营造的外部居住条件。
▪ 住宅经济性能 residential building economy：在住宅建造 和使用过程中，节省和降低资源消耗的性能。
住宅性能评定指标
经济性能 150
适用性能 300
环境性能 250
耐久性能 100
安全性能 200
绿色建筑评价标准
GB50378-2006
▪ 用于评价住宅建筑和办公建筑、商场、宾馆等公共建筑。 ▪ 绿色建筑是指在建筑的全寿命周期内，最大限度地节约资源
(节能、节地、节水、节材)、保护环境和减少污染，为人们 提供健康、适用和高效的使用空间，与自然和谐共生的建筑。 ▪ 评价指标体系包括以下六大指标：
建筑结构性能要求
▪ 《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068-2001也指出，结构在规定的设计使 用年限内应满足下列功能要求:
➢ 1 在正常施工和正常使用时，能承受可能出现 的各种作用
➢ 2 在正常使用时具有良好的工作性能 ➢ 3 在正常维护下具有足够的耐久性能 ➢ 4 在设计规定的偶然事件发生时及发生后，仍
重要结构，宜进行防连续倒塌设计。
混凝土结构构件正常使用极限状态
▪ 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010混凝土 结构构件应根据其使用功能及外观要求，按下列 规定进行正常使用极限状态的验算： ➢ 1 对需要控制变形的构件，应进行变形验算； ➢ 2 对不允许出现裂缝的构件，应进行混凝土拉 应力验算； ➢ 3 对允许出现裂缝的构件，应进行受力裂缝宽 度验算； ➢ 4 对有舒适度要求的楼盖结构，应进行竖向自 振频率验算。
位的承载力和变形性能； ➢ 5 配置贯通水平、竖向构件的钢筋，并与周边构件可
靠地锚固； ➢ 6 设置结构缝，控制可能发生连续倒塌的范围。
高层建筑结构的结构体系要求
▪ 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 32010，高层建筑不应采用严重不规则的结 构体系，并应符合下列要求：
➢ 1 应具有必要的承载能力、刚度和变形能力； ➢ 2 应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个
▪ Historic Preservation: preservation, rehabilitation, restoration, or reconstruction.
▪ Productive: physical and psychological comfort.
▪ Secure/Safe: the physical protection of occupants and assets from man-made and natural hazards.
➢ 1）节地与室外环境； ➢ 2）节能与能源利用； ➢ 3）节水与水资源利用； ➢ 4）节材与材料资源利用; ➢ 5）室内环境质量； ➢ 6）运营管理（住宅建筑）、全生命周期综合性能（公共建筑）。
▪ 每类指标包括控制项、一般项与优选项。按满足一般项数和 优选项数的程度，绿色建筑划分为三个等级
健康住宅建设技术要点
高层建筑结构设计要求
石建光 厦门大学土木工程系
内容提要
▪ 建筑性能 ▪ 高层建筑结构性能
➢ 安全性 ➢ 适用性 ➢ 舒适性 ➢ 耐久性 ➢ 整体性 ➢ 防火性 ➢ 环境和资源性
建筑要满足的要求
▪ 安全:如住宅性能评定技术标准 ▪ 耐久:如住宅性能评定技术标准 ▪ 适用:如住宅性能评定技术标准 ▪ 美观: ▪ 经济： ▪ 健康:如健康住宅建设技术要点 ▪ 环保:如绿色建筑评价标准 ▪ 社会发展:如可持续建筑
▪ 抗震设防区天然土质地基上的 箱形和筏形基础，其埋深不宜 小于建筑物高度的１/１５；当 桩与箱基底板或筏板连接的构 造符合规定时，桩箱或桩筏基 础的埋置深度不宜小于建筑物 高度的１/１８。
➢ 高层建筑层数多、高度大，为保证高层建筑结构 具有必要的刚度，应对其层间位移加以控制。这 个控制实际上是对构件截面大小、刚度大小控制 的一个相对指标。
倾覆、滑移及漂浮
▪ 高层建筑抵抗倾覆、滑移及漂 浮等的能力与高层建筑基础的 埋置深度有直接关系。
▪ 确定高层建筑的基础埋置深度 时，应综合考虑建筑物的高度、 体型、地基土质、抗震设防烈 度等因素，满足抗倾覆和抗滑 移的要求。
▪ 不同结构或构件的安全性通过安全等级体 现，安全等级分为一级、二级、三级。
▪ 防火性能: 在规定的时间内可保持足够的承 载力
定性
▪ 稳定性包括构件的稳定性和整体结构的稳定性。 过大变形和过大压力都会引起结构或构件的失稳 破坏。 ➢ 钢筋混凝土构件采用与构件长细比相关的稳定 系数修正承载力的方法。 ➢ 支撑杆件和钢结构梁柱构件通过长细比和细部 尺寸保证整体和局部稳定。 ➢ 剪力墙的稳定通过墙肢厚度和长度与作用荷载 等计算确定其稳定。 ➢ 型钢混凝土构件通过钢板的宽厚比要求满足局 部稳定。
Design Objectives of Building Design
▪ Accessible: the specific needs of disabled people.
▪ Aesthetics: the physical appearance and image of building elements and spaces .
能保持必需的整体稳定性。
混凝土结构的性能要求
▪ 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010 混凝 土结构的极限状态设计应包括：
➢ 1 承载能力极限状态：结构或结构构件达到最大承载 力、出现疲劳破坏、发生不适于继续承载的变形或结 构局部破坏而引发的连续倒塌；
➢ 2 正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用 的某项规定限值或耐久性能的某种规定状态。
▪ 高层建筑结构的舒适性主要是控制高层建筑结构在风荷载作 用下过大的振动加速度，以免使人们感觉不舒服，甚至不能 忍受。楼盖结构应具有适宜的舒适度，楼盖结构竖向频率不 宜小于3Hz，楼盖竖向振动加速度不超限值。
▪ 高层建筑结构的耐久性是指在设计确定的环境作用和维修、 使用条件下，结构构件在设计使用年限内保持其适用性和安 全性的能力。
高层结构稳定性
▪ 高层结构在竖向重力荷载 作用下很少发生失稳，主 要的危险是水平地震、风 等作用下竖向重力荷载产 生重力二阶效应引起失稳 破坏。
▪ 用刚重比可以综合反映二 阶效应大小。一方面要满 足最小刚重比的要求，另 一方面，当刚重比在一定 范围内时，要计算二阶效 应对内力和位移的影响。
▪ 高层结构的剪重比与刚重 比和侧移限值
混凝土结构防连续倒塌设计
▪ 《混凝土结构设计规范》GB 50010-2010混凝土 结构防连续倒塌设计宜符合下列要求：
➢ 1 采取减小偶然作用效应的措施； ➢ 2 采取使重要构件及关键传力部位避免直接遭受偶然
作用的措施； ➢ 3 在结构容易遭受偶然作用影响的区域增加冗余约束
，布置备用传力途径； ➢ 4 增强疏散通道及避难空间等重要构件及关键传力部
▪ 高层建筑结构的整体性是指结构的局部破坏不应导致大范围 倒塌，或部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力 或对重力荷载的承载能力。抗连续倒塌设计.
▪ 高层建筑结构的防火性：在规定的时间内可保持足够的承载 力
安全性
▪ 安全性涵盖了结构的承载力、连接、稳定 性、变形能力、过大变形以及倾覆、滑移 及漂浮等方面的要求。
结构的稳定性验算
▪ 框架为剪切型变形，按每层的刚重比验算 结构的整体稳定
▪ 剪力墙为弯曲型变形，按整体的刚重比验 算结构的整体稳定
▪ 不满足整体稳定的结构，必须调整结构方 案，减少结构的高宽比，调整结构布置， 提高结构的整体刚度
变形能力
▪ 结构的变形能力一方面要看组成构件的变形能力， 另一方面看结构本身的变形能力。
▪ 住宅安全性能 residential building safety，security：住宅 建筑、结构、构造、设备、设施和材料等不形成危害人身 安全并有利于用户躲避灾害的性能。
▪ 住宅耐久性能 residential building durability：住宅建筑工 程和设备设施在一定年限内保证正常安全使用的性能。
（2004年修订版）
▪ 健康住宅是在满足住宅建设基本要素的基础上，提升健康 要素，保障居住者生理、心理、道德和社会适应等多层次 的健康需求，促进住宅建设可持续发展，进一步提高住宅 质量，营造出舒适、健康的居住环境。
▪ 居住环境的健康性
1. 住区环境 2. 住宅空间 3. 空气环境 4. 热环境 5. 声环 6. 光环境 7. 水环境 8. 绿化环境 9. 环境卫生
健康住宅建设技术要点
（2004年修订版）
▪ 社会环境的健康性
1. 住区社会功能 2. 住区心理环境 3. 健身体系 4. 保健体系 5. 公共卫生体系 6. 文化养育体系 7. 社会保险体系 8. 健康行动 9. 健康物业管理
工程结构功能要求
▪ 《工程结构可靠性设计统一标准》GB 501532008 提出的结构功能要求可概括为结构的可靠 性要求，包括安全性、适用性、耐久性等要求。
▪ Sustainable: environmental performance of building elements and strategies.
住宅性能评定技术标准
中华人民共和国国家标准
▪ 住宅适用性能 residential building applicability ：由住宅 建筑本身和内部设备设施配置所决定的适合用户使用的性 能。
▪ Cost-Effective: on the basis of life-cycle costs
▪ Functional/Operational:spatial needs and requirements, system performance as well as durability and efficient maintenance of building elements.