第2章 高层结构基本规定与布置原则

2.2 结构平面布置
高层建筑结构平面布置必须考虑有利于抵抗 水平和竖向荷载，受力明确，传力直接，力争均 匀对称，减少扭转的影响。高层建筑的开间、进 深尺寸和构件类型应尽量减少规格，以利于建筑 工业化。
对于明显不对称的高层建筑结构应考虑扭转 对其受力产生的不利影响。
高层建筑结构平面布置应符合下述规定：
1、里面收进尺寸的比值B1/B≥0.75 。
2、沿竖向结构侧向刚度变化比较均匀，构件 截面由下而上逐渐减小，不突变。 3、当某楼层侧向刚度小于上层时，应不小于 相邻上层刚度的70%，或其上相邻三层刚度平均 值的80%。
沿竖向侧向刚度不规则（有软弱层存在）
2.3.3 高层建筑结构宜设置地下室
在高层建筑结构中设置地下室有以下优点：
100
露天
70
框架结构
装配式
现浇式
75
55 65 45 40 30
50
35 40 30 30 20
剪力墙结构
装配式 现浇式
挡土墙、地下室墙壁等类 结构
装配式 现浇式
当采用以下几种构造措施时，可适当增加设 缝间距。 1、温度变化大的部位提高配筋率。这些部位 是：顶层、底层、山墙、内纵墙端开间。对于剪 力墙结构，这些部位的最小构造配筋率为0.25％， 实际工程一般都在0.3％以上。 2、采取隔热保温措施，如：加厚屋面隔热保 温层，或设置架空通风双层屋面，避免屋面结构 温度变化过于激烈。
2.1.2 高宽比（H/B）
房屋的高宽比愈大，水平荷载作用下的侧移 愈大，抗倾覆作用的能力愈小。因此，应控制房 屋的高宽比，避免设计高宽比很大的建筑物。 《高层规程》对混凝土高层建筑结构适用的 最大高宽比做了规定（具体规定见以下两表） ， 这是对高层建筑结构的侧向刚度、整体稳定性、 承载能力和经济合理性的宏观控制。
2.4.1 伸缩缝
伸缩缝主要是为了避免结构因过大的温度应 力或材料收缩应力而引起破坏。每隔一定的距离 设置一道伸缩缝，将房屋分成独立的单元，各单 元可自由变形。温度缝必须贯通于基础之上的建 筑高度。 在未采取措施的情况下，伸缩缝的间距不得 超过下表。
钢筋混凝土结构伸缩缝最大间距(m)
结构类别 排架结构 装配式 室内或土 中
当同一建筑物中的各部分由于基础沉降不同 而产生显著沉降差，有可能产生结构难以承受的 内力和变形时，可采用沉降缝将两部分分开。 1、高度差异或荷载差异较大处。
2、上部不同结构体系或结构类型的相邻交界 处。
3、地基土的压缩性有显著差异处 4、基础底面标高相差较大或基础类型不一致 时。
建筑物各部分沉降差大体上有三种方法来处理： 1、“放”——设沉降缝，让各部分自由沉降， 互不影响，避免出现由于不均匀沉降时产生的内 力。
防震缝最小宽度应符合以下要求：
1、框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超 过15m时可采用70mm； 超过15m时，6度、7度、 8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜 加宽20mm。 2、框架-抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用 1.项规定数值的70%，抗震墙结构房屋的防震缝 宽度可采用1.项规定数值的50%；且均不宜小于 70mm。 3、防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较 宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。
结构竖向布置要做到刚度均匀而连续，避免 薄弱层。在实际工程抗震设计时，结构的承载力 和刚度自上而下逐渐减小，一般情况时沿着竖向 分段改变构件尺寸和混凝土强度等级。
沿竖向刚度改变主要有以下两个原因： （1）抗侧力结构的突然改变；
（2）结构竖向体型的突变。
2.3.1 抗侧力结构布置改变
抗侧力结构布置改变主要有以下几种情况：
3、设置局部温度缝。顶层可以局部改变为刚 度较小的形式(如剪力墙结构顶层局部改为框架-剪 力墙结构)，或顶层分为长度较小的几段。 4、设置后浇带。—般每40m左右设一道，后 浇带宽700～l000mm，混凝土后浇，钢筋搭接长 度35d（d为钢筋直径）。后浇带混凝土可在主体 混凝土施工后60天浇筑，后浇混凝土施工时的温 度尽量与主体混凝土施工时的温度相近或稍低。
高层建筑应当调整平面尺寸和结构布置，采 取构造措施和施工措施，能不设缝就不设缝，能 少设缝就少设缝；如果没有采取措施或必须设缝 时，则必须保证有必要的缝宽以防止震害。
2.5 楼盖结构
在高层建筑结构计算中，一般假定楼板在自 身平面内的刚度无限大，只有位移而没有变形。 所以在构造设计上，应使楼盖具有较大的平面内 刚度。再者，楼板的刚性还可以保证建筑物的空 间整体性和水平力的有效传递。
后浇带应通过建筑物的整个横截面、分开全 部墙、梁和楼板，使得两边都可以自由收缩。后 浇带可以选择对结构受力影响较小的部位曲折通 过。不要在一个平面内，以免全部钢筋都在同一 平面内搭接。一般情况下，后浇带可设在框架梁 和楼板的1/3跨处；设在剪力墙洞口上方连梁的跨 中或内外墙连接处。
2.4.2 沉降缝
侧移是高层建筑的要害问题，侧移过大，不 仅造成建筑物的破坏，而且会使建筑物内部人们 在心理上感觉不适应。 因此，在高层建筑结构设计中，必须控制建 筑物的水平位移。
2.6.1 高层建筑结构整体工作特性
在低层结构的设计中，常采用将整个结构划 分为若干个平面结构，按间距分配荷载。然后， 再按平面结构进行力学分析和设计。 高层建筑在水平荷载作用下，各楼层总水平 力是已知的，但这水平力如何分配到各榀框架、 各片剪力墙却是未知的。如像低层结构一样，按 受荷面积进行分配，将使刚度大的结构分配的水 平力过小，而刚度小的结构分配的荷载偏大，偏 于不安全。
2.5.2 楼盖的构造要求
1、重要的、受力复杂的楼板，应比一般层楼 板有更高的要求。这类楼板主要有：屋顶、转换 层楼板，以及作为上部结构嵌固部位的地下室顶 板和开口较大的楼板。这些楼板要采用现浇楼板， 且厚度在100~140mm，不应小于80mm。
2、采用预应力平板可以减小楼面高度，压缩 层高并减轻结构自重。
① 限制结构平面布置的不规则性，避免质心与 刚心存在过大的偏心而导致结构产生较大的扭转 效应。实际工程设计中，除应从抗侧力构件平面 布置上予以控制外，还要按上述规定控制楼层竖 向构件的扭转变形。计算扭转变形时，应考虑偶 然偏心的影响。 ② 限制结构的抗扭刚度不能太弱。
不规则平面布置示意图
2.3 结构竖向布置
平面过于狭长的建筑物，在地震时因两端地 震波输入有位相差而容易产生不规则振动，产生 较大的震害，故应对L/B值予以限制，见上表。为 了减轻因L/B过大而产生的震害，在实际工程中， L/B最好不超过４（设防烈度为6，7度时）或3 （设防烈度为8，9度时）。 （4）抗震设计的B级高度钢筋混凝土高层建 筑、混合结构高层建筑及复杂高层建筑，其平面 布置应简单、规则，减少偏心。 B级高度钢筋混凝土高层建筑和混合结构高层 建筑的最大适用高度较高，复杂高层建筑的竖向 布置已不规则，这些结构的地震反应较大，故对 其平面布置的规则性应要求更严一些。
2.1 房屋总高度与高宽比
2.1.1 房屋适用高度
高层建筑结构应根据房屋高度和高宽比、抗 震级别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和 施工条件等因素，考虑适宜的结构体系。 不同结构体系的刚度和承载力均不同，因此 它们的适用高度也是不一样的。
钢筋混凝土高层建筑结构适用的高度分为A级 和B级，B级高度建筑结构的最大适用高度可比A 级适当放宽，但抗震等级、有关计算和构造措施 应相应加严。（具体规定见以下两表）
第2章 高层结构基本规定与布置原则
本章提要：重点介绍结构体系的布置原则，突
出建筑体型、结构平面、竖向布置、变形缝设 置及楼盖结构等的设计要求，提出水平位移限 值和舒适度要求，强调高层建筑抗震设计的重 要性。
引言
在高层建筑中，除了要根据结构高度选择合 理的结构体系外，还要恰当的设计和选择建筑物 的平面、剖面形状和总体型。这些往往都是在初 步设计阶段（主要是利用概念设计方法）由建筑 设计选择。合理的结构初步设计可提高建筑物的 安全性，降低工程总造价。
（5）结构平面布置应减少扭转的影响。 国内、外历次大地震震害表明，平面不规则、 质量中心与刚度中心偏心较大和抗扭刚度太弱的 结构，其震害严重。国内一些复杂体型高层建筑 振动台模型试验结果也表明，扭转效应会导致结 构的严重破坏。因此，结构平面布置应减少扭转 的影响。 对结构的扭转效应从以下两个方面加以限制：
2、“抗”——采用端承桩或利用刚度较大的 其他基础。前者由坚硬的基岩或砂卵石层来承受， 尽可能避免显著的沉降差；后者则用基础本身的 刚度来抵抗沉降差。 3、“调”——在设计与施工中采取措施，调 整各部分沉降，减少其差异，降低由沉降差产生 的内力。
2.4.3 防震缝
对于体型复杂、平立面特别不规则的建筑结 构，可按实际需要在适当部位设置防震缝，形成 多个较规则的抗侧力结构单元。下列情况须设抗 震缝： 1、平面长度和突出部分尺寸超过限值，而又 没有采取加强措施。 2、各部分结构刚度相差悬殊，而又没有采取 有效措施。 3、各部分结构质量相差很大时。 4、房屋有较大错层时。
1、利用土体的侧压力防止水平力作用下结构 的滑移。 2、减小土的重力，降低地基的附加压应力。
3、提高地基土的承载能力。 4、减少地震作用对上部结构的影响。
2.4 变形缝设置
在高层建筑中，为防止结构因温度变化和混 凝土收缩变形而产生裂缝，需设置温度收缩缝。 在结构平面狭长而立面有较大变化时，或地基基 础有显著变化，或高层主体与裙房之间等，有可 能产生不均匀沉降的，需设沉降缝。体型复杂、 平立面特别不规则的建筑结构，可按实际需要在 适当部位设置防震缝，形成、多个较规则的抗侧 力结构单元。
1、低层或底部若干层由于取消一部分剪力墙 或柱子产生刚度突变。 2、中部楼层部分剪力墙中断。
3、顶层设置空旷的大空间，取消了部分剪力 墙或内柱
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2.3.2 结构的竖向体型突变
结构竖向体型突变主要有以下两种情况：
1、建筑顶部内收形成塔楼。
2、楼层外挑内收。
对于符合以下情况的，可按竖向规则建筑进 行抗震分析：
(1)在高层建筑的一个独立结构单元内，宜使 结构平面形状简单、规则，刚度和承载力分布均 匀。不应采用严重不规则的平面布置。
（2）高层建筑宜选用风作用效应较小的平面 形状。在沿海地区，风力成为高层建筑的控制性 荷载，采用风压较小的平面形状有利于抗风设计。 对抗风有利的平面形状是简单、规则的凸平面， 如圆形、正多边形、椭圆形、鼓形等平面。对抗 风不利的平面是有较多凹、凸的复杂平面形状， 如V形，Y形、H形、弧形等平面。 （3）抗震设计的A级高度钢筋混凝土高层建 筑，其平面布置宜简单、规则、对称，减少偏心； 平面长度L不宜过长，突出部分长度不宜过大； L、 l等值宜满足下表的要求；不宜采用角部重叠或细 腰形平面图形。
对复杂体型的高层建筑结构，其高宽比较难 确定。 作为一般原则，可按所考虑方向的最小投影 宽度计算高宽比，但对突出建筑物平面很小的局 部结构（如楼梯间、电梯间等），一般不应包含 在计算宽度内。 对于不宜采用最小投影宽度计算高宽比的情 况，可根据实际情况采用合理的方法计算。 对带有裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚 度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时，计算 高宽比时房屋的高度和宽度可按裙房以上部分考 虑。
2.5.1 楼盖结构选型
规范规定，房屋高度超过50m的高层结构， 均应采用现浇楼盖。 当高度小于50m时，如采用框架结构或剪力 墙结构，允许采用装配式楼面，但板缝须放入板 缝筋，并用高强混凝土浇筑。 对于框架—剪力墙结构，如抗震设防烈度为8、 9级，则应采用现浇楼板；如无抗震设防或设防烈 度为6、7级时，允许采用加钢筋混凝土面层的装 配整体式楼板。 板柱—剪力墙结构和筒体结构均应采用现浇 楼面。楼面结构选型可见课本P21表2.7。
3、确定板厚度，须考虑挠度、抗冲切承载力、 防火及钢筋防腐蚀要求。 4、板的防火能力与混凝土的骨料种类、板厚、 钢筋保护层厚度及对热膨胀的约束程度。
5、按钢筋防腐蚀的要求，后张板的混凝土净 保护层应大于最低限值。
6、制作现浇预应力板时，应考虑合理的施工 方法，以防预应力被加到主体抗侧结构上。
2.6 水平位移限制和舒适度要求