结构设计主要控制参数

层水平尺寸B的75%（图3.5.5 a、b）；
2.结构平面及竖向布置控制参数
结构竖向收进和外挑限值
当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时，上部楼层 水平尺寸 B1 不宜大于下部楼层的水平尺寸 B 的1.1倍， 且水平外挑尺寸 a 不宜大于4m（图3.5.5 c、d）。
2.结构平面及竖向布置控制参数
相邻楼层侧移刚度比
i 1
n
3.结构整体稳定控制参数
规范对刚重比的要求
《高规》5.4.4 规定：高层建筑结构的整体稳定性应符合下列规定： 1.框架结构应符合下式要求：
Di 10 G j / hi
j i
n
2.剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构应符合下式要求：
EJ d 1.4H
2
G
i 1
n
i
如结构满足 5.4.4 的要求， 则 P 效应的影响一般可控制在 20%以内， 结构的稳定 具有适宜的安全储备。若结构的刚重比进一步减小，则 P 效应将会呈现非线性关系 急剧增加，甚至引起结构的整体失稳。应当强调指出，满足 5.4.4 要求的结构仍需计 算分析 P 效应对结构内力和位移的影响。
《高规》3.4.5规定：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得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。
2.结构平面及竖向布置控制参数
上部结构
V0 M0V
±0.000
C ——地下室埋深；
H
V0 ——总水平力标准值。
抗倾覆力矩：
M R GB / 2
式中 M R ——抗倾覆力矩标准值；
G ——上部及地下室基础总重力荷
C
抗倾覆力矩计算点
MR
地下室 基础底面
B
载代表值；
B ——基础地下室底面宽度。
4.结构抗倾覆控制参数
基础底面零应力区比例与抗倾覆安全度的关系
类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表3.3.1-1的
规定，B级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大
适用高度应符合表3.3.1-2的规定。
1.房屋适用高度及高宽比
表3.3.1-1 A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）
抗震设防烈度 结构体系 非抗震设计
6度
框架 框架-剪力墙 剪力墙 70 150 60 130
3.结构整体稳定控制参数
重力二阶效应
所谓重力二阶效应，一般包括两部分：一是由于构件自身挠曲引起的附加重 力效应，即 P 效应，二阶内力与构件挠曲形态有关，一般中段大、端部为零； 二是结构在水平风荷载或地震作用下产生侧移变位后， 重力荷载由于该侧移而引 起的附加效应，即重力 P 效应。 分析表明，对一般高层建筑结构而言，其挠曲二阶效应的影响相对很小；由 于结构侧移和重力荷载引起的 P 效应较为明显。因此，高层建筑结构构件的稳 定设计，主要是控制、验算结构在风或地震作用下，重力荷载及其产生的 P 效 应对结构构件性能降低的影响以及由此可能引起的结构构件失稳。
7度
50 120
8度 0.20g 40 100 0.30g 35 80
9度
— 50
全部落地剪力墙
部分框支剪力墙
150
130 160 200 110
140
120 150 180 80
120
100 130 150 70
100
80 100 120 55
80
50 90 100 40
60
不应采用 70 80 不应采用
2.结构平面及竖向布置控制参数
表3.4.3 平面尺寸及突出部 位尺寸的比值限值
设防烈度 6、7度 8、9度
L/B
≤ 6.0
≤ 5.0
l/Bmax
≤ 0.35
≤ 0.30
l/b
≤ 2.0
≤ 1.5
2.结构平面及竖向布置控制参数 结构竖向收进和外挑限值
《高规》3.5.5规定：抗震设计时，当结构上部楼层 收进部位到室外地面的高度 H1 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 B1 不宜小于下部楼
高层建筑结构
结构设计主要控制参数
主讲：韩小雷 （教授）
目录
1 2 3
房屋适用高度及高宽比 结构平面及竖向布置控制参数 结构整体稳定控制参数
4 5
6
结构整体抗倾覆控制参数
剪重比及最小地震剪力系数 水平位移限值和舒适度要求
7
轴压比
1.房屋适用高度及高宽比
房屋适用高度
《高规》3.3.1规定：钢筋混凝土高层建筑结构的最 大适用高度应区分为A级和B级。A级高度钢筋混凝土乙
正常设计的高层建筑下部楼层侧向刚度宜大于上部
楼层的侧向刚度，否则变形会集中于刚度小的下部楼层
而形成结构薄弱层，所以应对下层与相邻上层的侧向刚 度比值进行限制。
2.结构平面及竖向布置控制参数
《高规》3.5.2规定： 1. 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
1.房屋适用高度及高宽比
高宽比
高层建筑的高宽比，是对结构刚度、整体稳定、承 载能力和经济合理性的宏观控制；在结构设计满足规程
规定的承载力、稳定、抗倾覆、变形和舒适度等基本要
求后，仅从结构安全角度讲高宽比限值不是必须满足的，
主要影响结构设计的经济性。
1.房屋适用高度及高宽比
《高规》3.3.2规定：钢筋混凝土高层建筑结构的高 宽比不宜超过表3.3.2的规定。
《高规》3.4.5规定：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 结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑不应大于0.85。
2.结构平面及竖向布置控制参数
扭转周期比
主要为了限制结构的抗扭刚度不能太弱，使结构具备必要的抗扭刚度， 减小扭转对结构产生的不利影响。若周期比不满足规范要求，说明结构的 抗扭刚度相对于侧移刚度较小，扭转效应过大，结构抗侧力构件布置不合 理。 此时，可以通过调整结构布置，提高结构的抗扭刚度。由于结构外围 的抗侧力构件对结构的抗扭刚度贡献最大，所以总的调整原则是加强结构 外围墙、柱或梁的刚度，或适当削弱结构中间墙、柱的刚度。利用结构刚 度与周期的反比关系，合理布置抗侧力构件，加强需要减小周期方向（包 括平动方向和扭转方向）的刚度，削弱需要增大周期方向的刚度。
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。
Vi i 1 1 Vi 1 i
（3.5.2-1）
式中
1 ——楼层侧向刚度比；
Vi 、 Vi 1 ——第 i 层和第 i+1 层的地震剪力标准值（kN） ； i 、 i 1 ——第 i 层和第 i+1 层在地震作用标准值作用下层间位移（m） 。
如下表所示：
抗倾覆安全度 MR/M0v 零应力区比例 备注 3.0 0 （全截面受压） JGJ-2010 规定值 2.308 15% JGJ-2010 规定值 1.5 50% JZ102-79 规定值 1.3 65.4% JGJ3-91 规定值 1.0 100% 基趾点 临界平衡
5.剪重比及最小地震剪力系数
2.结构平面及竖向布置控制参数
《高规》3.5.2规定：
2. 对其他结构，楼层与其相邻上层的侧向刚度比γ2
可按（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，该比值不宜小
于1.5。
Vi i 1 hi 2 Vi 1i hi 1
筒体
框架-核心筒 筒中筒 板柱-剪力墙
1.房屋适用高度及高宽比
表3.3.1-2 B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）
抗震设防烈度 结构体系 非抗震设计 6度 框架-剪力墙 全部落地剪力墙 剪力墙 部分框支剪力墙 框架-核心筒 筒体 筒中筒 300 280 230 170 150 150 220 140 210 120 180 100 140 80 120 170 180 160 170 7度 0.20g 140 150 120 130 0.30g 100 110 8度
表3.3.2 钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比
结构体系 框架 板柱-剪力墙 框架-剪力墙、剪力墙 框架-核心筒 筒中筒 非抗震设计 5 6 7 8 8 抗震设防烈度 6度、7度 4 5 6 7 8 8度 3 4 5 6 7 9度 — — 4 4 5
2.结构平面及竖向布置控制参数
平面尺寸及突出限值
3.结构整体稳定控制参数
结构刚重比
结构的侧向刚度与重力荷载之比。 对于框架结构：
刚重比=Di hi / G j
j i
n
对于其他结构：
刚重比=EJ d / H
式中:
百度文库
2
G
i 1
n
i
EJ d ——结构一个主轴方向的弹性等效侧向刚度；
H
——房屋高度；
Gi 、 G j ——分别为第 i、j 楼层重力荷载设计值，1.2 恒+1.4 活；
《高规》3.4.3规定：抗震设计的混凝土高层建筑，
其平面布置宜符合下列规定：
1.平面宜简单、规则、对称、减少偏心；
2.平面长度不宜过长，L/B宜符合表3.4.3的要求；
3.平面突出部分的长度 l 不宜过大、宽度 b 不宜过
小，l/Bmax、l/b宜符合表3.4.3的要求；
4.建筑平面不宜采用角部重叠或细腰形平面布置。
hi ——第 i 层层高； Di ——第 i 楼层的弹性等效侧向刚度；
3.结构整体稳定控制参数
规范对刚重比的要求
《高规》5.4.1 规定：当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.框架结构：
Di 20 G j / hi
j i
n
2.其他结构：
EJ d 2.7 H 2 Gi
扭转位移比
主要为了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矩效应。若扭转位 移比不满足要求，说明结构的刚心偏离质心的距离较大， 扭转效应较大，结构抗侧力构件布置不合理。此时，可 以通过调整改变结构的平面布置，减小质心与刚心的偏 心距。
2.结构平面及竖向布置控制参数
扭转周期比
高宽比大于 4 的高层建筑，基础底面不宜出现零应力区；
高宽比不大于 4 的高层建筑，基础底面与地基之间零应
力区面积不应超过基础底面面积的15%。
4.结构抗倾覆控制参数
倾覆力矩与抗倾覆力矩的计算
倾覆力矩：
G
M 0v V0 (2H / 3 C)
式中 M 0v ——倾覆力矩标准值；
H
——建筑物地面以上高度；
M抗(永久荷载+0.5活荷载) / M倾(水平荷载) 1.5
《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ3-91 规定：
M抗(永久荷载+0.5活荷载) / M倾(水平荷载设计值) 1.0
4.结构抗倾覆控制参数 规范对抗倾覆的要求
《高规》12.1.7规定：在重力荷载与水平荷载标准值
或重力荷载代表值与多遇水平地震标准值共同作用下，
4.结构抗倾覆控制参数
规范对抗倾覆的要求
当高层、 超高层建筑高宽比较大， 水平风荷载或地震作用较大， 地基刚度较弱时， 结构整体倾覆验算十分重要，直接关系到整体结构安全度的控制： 关于结构整体倾覆、我国有关规范、规程的有关规定摘引如下。 《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规定》JZ012-79 规定：
楼层抗剪承载力比
《高规》3.5.3条规定：A级高度高层建筑的楼层抗剪
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%。
2.结构平面及竖向布置控制参数
扭转位移比
（3.5.2-2）
2.结构平面及竖向布置控制参数 楼层抗剪承载力比
楼层抗剪承载能力（层间受剪承载力）是指在所考 虑的水平地震作用方向上，该层全部抗侧力构件，包括 柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。控制楼层的抗剪 承载能力之比，同样是为了避免结构的竖向不规则，出 现薄弱层。
2.结构平面及竖向布置控制参数
3.结构整体稳定控制参数
规范对刚重比的要求
对于高层建筑混凝土结构构件，可按《高规》中提出的增大系数法 近似考虑 P 效应的影响。结构位移可采用未考虑重力二阶效应的计算 结果乘以位移增大系数，结构构件（梁、柱、剪力墙）端部的弯矩和剪 力值，可采用为考虑重力二阶效应的计算结果乘以内力增大系数。增大 系数的计算方法详见《高规》5.4.3 条。