《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)知識規(guī)程》.ppt

高層建筑混凝土 結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程,JGJ3-2010,主要修訂內(nèi)容介紹,高層建筑的定義,規(guī)程適用范圍調(diào)整為10層及10層以上的住宅建筑結(jié)構(gòu)和房屋高度大于28m的其他民用高層建筑結(jié)構(gòu)。,1.0.2 本規(guī)程適用于10 層及10 層以上或房屋高度超過28m 的住宅建筑以及房屋高度大于24m 的其他高層民用建筑混凝土結(jié)構(gòu)。非抗震設(shè)計和抗震設(shè)防烈度為6 至9 度抗震設(shè)計的高層民用建筑結(jié)構(gòu)，其適用的房屋最大高度和結(jié)構(gòu)類型應(yīng)符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。 本規(guī)程不適用于建造在危險地段以及發(fā)震斷裂最小避讓距離內(nèi)的高層建筑結(jié)構(gòu)。,1.0.2 條文說明,民用建筑設(shè)計通則（GB 50352-2005）規(guī)定：10層及10層以上的住宅建筑和建筑高度大于24m的其他民用建筑（不含單層公共建筑）為高層建筑；,高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50045-95（2005版）規(guī)定：10層及10層以上的居住建筑和建筑高度超過24m的公共建筑為高層建筑。,建筑高度大于24m的非住宅類公共建筑結(jié)構(gòu)，其層數(shù)雖然不到10層，但層高比較高，建筑內(nèi)部的空間比較大，為適應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要，有必要將這類結(jié)構(gòu)納入到本規(guī)程的適用范圍。,新增條文：提出抗震性能設(shè)計概念,結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計,1.0.3 抗震設(shè)計的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)，當其房屋高度、規(guī)則性、結(jié)構(gòu)類型等超過本規(guī)程的規(guī)定或抗震設(shè)防標準等有特殊要求時，可采用結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計方法進行補充分析和論證。,引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法適用范圍,(1)“超限高層建筑結(jié)構(gòu)”；,(2) 不屬于“超限高層建筑結(jié)構(gòu)”，但其規(guī)則性、結(jié)構(gòu)類型也存在不符合本規(guī)程有關(guān)規(guī)定的情況；,(3) 位于高烈度區(qū)（8度、9度）的甲、乙類設(shè)防標準的工程或處于抗震不利地段的工程。出現(xiàn)難以確定抗震等級或難以直接按本規(guī)程進行抗震設(shè)計的情況。,為適應(yīng)此類工程設(shè)計的需要，本條規(guī)定可采用結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計方法進行分析和論證。,3.11.1 結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計應(yīng)分析結(jié)構(gòu)方案的特殊性、選用適宜的結(jié)構(gòu)抗震性能目標， 并采取滿足預期的抗震性能目標的措施。,結(jié)構(gòu)抗震性能目標應(yīng)綜合考慮抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、 場地條件、結(jié)構(gòu)的特殊性、建造費用、震后損失和修復難易 程度等各項因素選定。結(jié)構(gòu)抗震性能目標分為A、B、C、D 四個等級，結(jié)構(gòu)抗震性能分為1、2、3、4、5五個水準（表 3.11.1），每個性能目標均與一組在指定地震地面運動下的結(jié) 構(gòu)抗震性能水準相對應(yīng)。,結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的三項主要工作： 分析結(jié)構(gòu)方案不符合抗震概念設(shè)計的情況和程度； 選用抗震性能目標；計算分析和工程判斷。,引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法主要工作,3.11.1 條文說明,本條規(guī)定了結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的三項主要工作：,1. 分析結(jié)構(gòu)方案不符合抗震概念設(shè)計的情況和程度,國內(nèi)、外歷次大地震的震害經(jīng)驗已經(jīng)充分說明，抗震概念設(shè)計是決定結(jié)構(gòu)抗震性能的重要因素。按本節(jié)要求采用抗震性能設(shè)計的工程，一般不能完全符合抗震概念設(shè)計的要求。結(jié)構(gòu)工程師應(yīng)根據(jù)本規(guī)程第3章(基本規(guī)定)以及第612章(各類結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計方法)有關(guān)抗震概念設(shè)計的規(guī)定，與建筑師協(xié)調(diào)，改進結(jié)構(gòu)方案，盡量減少結(jié)構(gòu)不符合概念設(shè)計的情況和程度，不應(yīng)采用嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)方案。對于特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)，可按本節(jié)規(guī)定進行抗震性能設(shè)計，但需慎重選用抗震性能目標，并通過深入的分析論證。,2. 選用抗震性能目標,本條提出A、B、C、D四級結(jié)構(gòu)抗震性能目標和五個結(jié)構(gòu)抗震性能水準（1、2、3、4、5）。地震地面運動一般分為三個水準，即多遇地震（小震）、設(shè)防烈度地震（中震）及預估的罕遇地震（大震）。 A、B、C、D四級性能目標的結(jié)構(gòu)，在小震作用下均應(yīng)滿足第1抗震性能水準，即滿足彈性設(shè)計要求；在中震或大震作用下，四種性能目標所要求的結(jié)構(gòu)抗震性能水準有較大的區(qū)別。,A級性能目標是最高等級，中震作用下要求結(jié)構(gòu)達到第1抗震性能水準（完好、無損壞），大震作用下要求結(jié)構(gòu)達到第2 抗震性能水準（基本完好、輕微損壞），即結(jié)構(gòu)仍處于基本彈性狀態(tài)；,B級性能目標，要求結(jié)構(gòu)在中震作用下滿足第2抗震性能水準（基本完好、輕微損壞），大震作用下滿足第3抗震性能水準（輕度損壞），結(jié)構(gòu)僅有輕度損壞；,C級性能目標，要求結(jié)構(gòu)在中震作用下滿足第3抗震性能水準（輕度損壞） ，大震作用下滿足第4抗震性能水準（中度損壞），結(jié)構(gòu)中度損壞；,D級性能目標是最低等級，要求結(jié)構(gòu)在中震作用下滿足第4 抗震性能水準 （中度損壞），大震作用下滿足第5性能水準（比較嚴重損壞），結(jié)構(gòu)有比較嚴重的損壞，但不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。,選用性能目標時，需綜合考慮抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場地條件、結(jié)構(gòu)的特殊性、建造費用、震后損失和修復難易程度等因素。,鑒于地震地面運動的不確定性以及對結(jié)構(gòu)在強烈地震下非線性分析方法（計算模型及參數(shù)的選用等）存在不少經(jīng)驗因素，缺少從強震記錄、設(shè)計施工資料到實際震害的驗證，對結(jié)構(gòu)抗震性能的判斷難以十分準確，尤其是對于長周期的超高層建筑或特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)的判斷難度更大，因此在性能目標選用中宜偏于安全一些。,特別不規(guī)則的超限高層建筑或處于不利地段場地的特別不 規(guī)則結(jié)構(gòu)，可考慮選用A級性能目標； 房屋高度或不規(guī)則性超過本規(guī)程適用范圍很多時，可考慮 選用B級或C級性能目標； 房屋高度或不規(guī)則性超過適用范圍較多時，可考慮選用C級 性能目標； 房屋高度或不規(guī)則性超過適用范圍較少時，可考慮選用C級 或D級性能目標。 以上僅僅是舉些例子，實際工程情況很多，需綜合考慮各項 因素，所選用的性能目標需征得業(yè)主的認可。,舉 例,3. 結(jié)構(gòu)抗震性能分析論證的重點是深入的計算分析和工程判斷，找出結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)的薄弱部位，提出有針對性的抗震加強措施，必要的試驗驗證，分析論證結(jié)構(gòu)可達到預期的抗震性能目標。一般需要進行如下工作：,1）分析確定結(jié)構(gòu)超過本規(guī)程適用范圍及不符合抗震概念設(shè)計的情況和程度； 2）認定場地條件、抗震設(shè)防類別和地震動參數(shù)； 3）深入的彈性和彈塑性計算分析（靜力分析及時程分析） 并判斷計算結(jié)果的合理性；,4）找出結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)的薄弱部位以及需要加強的關(guān)鍵部位，提出有針對性的抗震加強措施； 5）必要時，還需進行構(gòu)件、節(jié)點或整體模型的抗震試驗，補充提供論證依據(jù)，例如對本規(guī)程未列入的新型結(jié)構(gòu)方案又無震害和試驗依據(jù)或?qū)τ嬎惴治鲭y以判斷、抗震概念難以接受的復雜結(jié)構(gòu)方案； 6）論證結(jié)果能滿足所選用的抗震性能目標的要求。,引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法性能水準,表3.11.2 各性能水準結(jié)構(gòu)預期的震后性能狀況,3.11.2 結(jié)構(gòu)抗震性能水準可按表3.11.2 進行宏觀判別。,3.11.2 條文說明,本條表3.11.2 列出了五個性能水準結(jié)構(gòu)地震后的預期性能狀況，包括損壞情況及繼續(xù)使用的可能性，據(jù)此可對各性能水準結(jié)構(gòu)的抗震性能進行宏觀判斷。本條所說的“關(guān)鍵構(gòu)件”可由結(jié)構(gòu)工程師根據(jù)工程實際情況分析確定。,關(guān)鍵構(gòu)件舉例,水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件及其支承結(jié)構(gòu)、大跨連體結(jié)構(gòu)的連接體及其支承結(jié)構(gòu)、大懸挑結(jié)構(gòu)的主要懸挑構(gòu)件、加強層伸臂和周邊環(huán)帶結(jié)構(gòu)中的某些關(guān)鍵構(gòu)件及其支承結(jié)構(gòu)、長短柱在同一樓層且數(shù)量相當時該層各個長短柱、細腰型平面很窄的連接樓板、扭轉(zhuǎn)變形很大部位的豎向（斜向）構(gòu)件等。,引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法計算設(shè)計,3.11.3 不同抗震性能水準的結(jié)構(gòu)可按下列規(guī)定進行設(shè)計：,1 第1 性能水準的結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足彈性設(shè)計要求。在多遇地震作用下，其承載力和變形應(yīng)符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定；在設(shè)防烈度作用下，結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力應(yīng)符合下式規(guī)定：,（3.11.3-1）,式中：,第1 性能水準: 無損壞, 水平地震作用、豎向地震作用標準值的構(gòu)件內(nèi)力， 不需考慮與抗震等級有關(guān)的增大系數(shù)。,第1 性能水準結(jié)構(gòu)，要求全部構(gòu)件的抗震承載力滿足彈性設(shè)計要求。,3.11.3 條文說明,小震作用下，結(jié)構(gòu)的層間位移、全部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力及結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定等均應(yīng)滿足本規(guī)程有關(guān)規(guī)定；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級不宜低于本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，需要特別加強的構(gòu)件可適當提高抗震等級，已為特一級的不再提高。,中震或大震作用下，構(gòu)件承載力需滿足彈性設(shè)計要求，如式（3.11.3-1），式中構(gòu)件組合內(nèi)力計算中不計入風荷載作用效應(yīng)的組合， 地震作用標準值的構(gòu)件內(nèi)力計算中不需要乘以與抗震等級有關(guān)的增大系數(shù)。,2 第2 性能水準的結(jié)構(gòu)，在設(shè)防烈度地震或預估的罕遇地震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件及普通豎向構(gòu)件的抗震承載力宜符合式（3.11.3-1）的規(guī)定：,（3.11.3-2）,式中：,第2性能水準：基本完好、輕微損壞； 標準值復核 ,截面承載力標準值，按材料強度標準值計算。,耗能構(gòu)件的受剪承載力宜符合宜符合式（3.11.3-1）的規(guī)定，其正截面承載力應(yīng)符合下式規(guī)定：,3.11.3 條文說明,第2 性能水準結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求與第1 性能水準結(jié)構(gòu)的差別是，框架梁、剪力墻連梁等耗能構(gòu)件的正截面承載力（抗彎）只需要滿足式（3.11.3-2）的要求，即滿足“屈服承載力設(shè)計”。“屈服承載力設(shè)計”是指構(gòu)件按材料強度標準值計算的承載力Rk不小于按重力荷載及地震作用標準值計算的構(gòu)件組合內(nèi)力，作用分項系數(shù)（ ）及抗震承載力調(diào)整系數(shù) ， 均取1.0。,3 第3 性能水準的結(jié)構(gòu)應(yīng)進行彈塑性計算分析。在設(shè)防烈度地震或預估的罕遇地震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件及普通豎向構(gòu)件的正截面承載力應(yīng)符合式（3.11.3-2）的規(guī)定：,（3.11.3-2）,部分耗能構(gòu)件進入屈服階段，但抗剪承載力應(yīng)符合式（3.11.3-2）的規(guī)定。,第3性能水準：輕度損壞 ； 標準值復核或設(shè)計值復核,在預估的罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)薄弱部位的層間位移角應(yīng)滿足本規(guī)程第3.7.5 條的規(guī)定(彈塑性變形驗算)。,關(guān)鍵構(gòu)件及普通豎向構(gòu)件受剪承載力宜符合式（3.11.3-1）的規(guī)定；,3.11.3 條文說明,第3 性能水準結(jié)構(gòu)，允許部分框架梁、剪力墻連梁等耗能構(gòu)件進入屈服階段，豎向構(gòu)件及關(guān)鍵構(gòu)件承載力需滿足“屈服承載力設(shè)計”的要求。,整體結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài)，應(yīng)進行彈塑性分析。為方便設(shè)計，允許采用彈性方法計算豎向構(gòu)件及關(guān)鍵部位構(gòu)件的組合內(nèi)力（ ），計算中可適當考慮結(jié)構(gòu)阻尼比的增加（增加值一般不大于0.02）以及剪力墻連梁剛度的折減（剛度折減系數(shù)一般不小于0.3）。實際工程設(shè)計中，可以先對底部加強部位和薄弱部位的豎向構(gòu)件承載力按上述方法計算，再通過彈塑性分析校核全部豎向構(gòu)件(要求均未屈服)。,4 第4 性能水準的結(jié)構(gòu)應(yīng)進行彈塑性計算分析，在設(shè)防烈度地震或預估的罕遇地震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件的抗震承載力應(yīng)滿足式（3.11.3-2）的規(guī)定：,（3.11.3-2）,第4 性能水準: 中度損壞 ；標準值復核,部分豎向構(gòu)件以及大部分耗能構(gòu)件進入屈服階段，但鋼筋混凝土構(gòu)件的受剪截面應(yīng)滿足式（3.11.3- 4）的規(guī)定，鋼-混凝土組合剪力墻的受剪截面應(yīng)滿足式（3.11.3-5）的規(guī)定。在預估的罕遇地震作用下，結(jié)構(gòu)薄弱部位的層間位移角應(yīng)符合本規(guī)程3.7.5 條的規(guī)定(彈塑性變形驗算)。,（3.11.3- 4）,（3.11.3- 5）,3.11.3 條文說明,第4 性能水準結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵構(gòu)件承載力仍需滿足“屈服承載力設(shè)計”的要求，允許部分豎向構(gòu)件及大部分框架梁、剪力墻連梁等耗能構(gòu)件進入屈服階段，但構(gòu)件的受剪截面應(yīng)滿足截面限制條件，這是防止構(gòu)件不發(fā)生脆性受剪破壞的最低要求。式（3.11.3-4）和（3.11.3-5）中， 可按彈塑性計算結(jié)果取值，也可按彈性方法計算結(jié)果取值（一般情況下，此取值是偏于安全的）。結(jié)構(gòu)的抗震性能必需通過彈塑性計算加以深入分析，例如：彈塑性層間位移角、構(gòu)件屈服的次序及塑性鉸分布、結(jié)構(gòu)的薄弱部位、整體結(jié)構(gòu)的承載力不發(fā)生下降等。整體結(jié)構(gòu)的承載力可通過靜力彈塑性方法進行估計。,5 第5 性能水準的結(jié)構(gòu)應(yīng)進行彈塑性計算分析，在預估的罕遇地震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件的抗震承載力應(yīng)符合式（3.11.3-2）的規(guī)定；,（3.11.3-2）,第5水準：比較嚴重損壞,較多的豎向構(gòu)件進入屈服階段，但同一樓層的豎向構(gòu)件不宜全部屈服；豎向構(gòu)件的受剪截面應(yīng)符合式（3.11.3-4）或（3.11.3-5）的規(guī)定；,（3.11.3-4）,（3.11.3- 5）,允許部分耗能構(gòu)件發(fā)生比較嚴重的破壞；結(jié)構(gòu)薄弱部位的層間位移角應(yīng)符合本規(guī)程第3.7.5 條的規(guī)定(彈塑性變形驗算)。,3.11.3 條文說明,第5 性能水準結(jié)構(gòu)與第4 性能水準結(jié)構(gòu)的差別在于允許比較多的豎向構(gòu)件進入屈服階段，并允許部分“梁”等耗能構(gòu)件發(fā)生比較嚴重的破壞。結(jié)構(gòu)的抗震性能必需通過彈塑性計算加以深入分析，尤其應(yīng)注意避免同一樓層的全部豎向構(gòu)件進入屈服并宜控制整體結(jié)構(gòu)的承載力不發(fā)生下降。如整體結(jié)構(gòu)的承載力發(fā)生下降，也應(yīng)控制下降的幅度不超過10%。,第5水準：比較嚴重損壞,引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法彈塑性計算,3.11.4 結(jié)構(gòu)彈塑性計算分析應(yīng)符合下列要求：,1 高度不超過150m 的高層建筑可采用靜力彈塑性分析方法；高度超過200m 時，應(yīng)采用彈塑性時程分析法；高度在150200m 之間，可視結(jié)構(gòu)自振特性和不規(guī)則程度選擇靜力彈塑性方法或彈塑性時程分析方法。高度超過300m 的結(jié)構(gòu)，應(yīng)有兩個獨立的計算，進行校核；,2 復雜結(jié)構(gòu)應(yīng)進行施工模擬分析，應(yīng)以施工全過程完成后的內(nèi)力為初始狀態(tài)；,3 彈塑性時程分析宜采用雙向或三向地震輸入。,3.11.4 條文說明,1 靜力彈塑性方法和彈塑性時程分析法各有其優(yōu)缺點和適用范圍。本條對靜力彈塑性方法的適用范圍放寬到150m 或200m 非特別不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，主要考慮靜力彈塑性方法計算軟件設(shè)計人員比較容易掌握， 對計算結(jié)果的工程判斷也容易一些。 對于高度在150200m 的特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)以及高度超過200m 的房屋應(yīng)采用彈塑性時程分析法。對高度超過300m的結(jié)構(gòu)，為使彈塑性時程分析計算結(jié)果有較大的把握，本條規(guī)定需要由兩個不同的、獨立的計算結(jié)果進行校核。,結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計時，彈塑性分析計算是很重要的手段之一。,2 對復雜結(jié)構(gòu)進行施工模擬分析是十分必要的。彈塑性分析應(yīng)以施工全過程完成后的靜載內(nèi)力為初始狀態(tài)。當施工方案與施工模擬計算不同時，應(yīng)重新調(diào)整相應(yīng)的計算。,3 一般情況下，彈塑性時程分析宜采用雙向地震輸入；對豎向地震比較敏感的結(jié)構(gòu)，如連體結(jié)構(gòu)、大跨度轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)、長懸臂結(jié)構(gòu)、高度超過300m的結(jié)構(gòu)等，宜采用三向地震輸入。,新增條文：提出抗連續(xù)倒塌設(shè)計概念,3.12 抗連續(xù)倒塌設(shè)計基本要求,3.12.1 安全等級為一級的高層建筑結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計要求，有特殊要求時可采用拆除構(gòu)件方法進行抗連續(xù)倒塌設(shè)計。,引入結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌設(shè)計概念基本要求,本條規(guī)定安全等級為一級時，應(yīng)滿足連抗續(xù)倒塌概念設(shè)計的要求，安全等級為一級且有特殊要求時，可采用拆除構(gòu)件方法進行抗連續(xù)倒塌設(shè)計。這是結(jié)構(gòu)抗連續(xù)倒塌的基本要求。,3.12.1 條文說明,3.12.2 抗連續(xù)倒塌概念設(shè)計應(yīng)符合下列規(guī)定：,1 應(yīng)采取必要的結(jié)構(gòu)連接措施，增強結(jié)構(gòu)的整體性。,2 主體結(jié)構(gòu)宜采用多跨規(guī)則的超靜定結(jié)構(gòu)。,3 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有適宜的延性，避免剪切破壞、壓潰破壞、錨固破壞、節(jié)點先于構(gòu)件破壞。,4 結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)具有一定的反向承載能力。,5 周邊及邊跨框架的柱距不宜過大。,6 轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu)應(yīng)具有整體多重傳遞重力荷載途徑。,7 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)梁柱宜剛接，梁板頂、底鋼筋在支座處宜按受拉要求連續(xù)貫通。,8 鋼結(jié)構(gòu)框架梁柱宜剛接。,9 獨立基礎(chǔ)之間宜采用拉梁連接。,高層建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)具有在偶然作用發(fā)生時適宜的抗連續(xù)倒塌能力，不允許采用摩擦連接傳遞重力荷載，應(yīng)采用構(gòu)件連接傳遞荷載；應(yīng)具有適宜的多余約束性、整體連續(xù)性、穩(wěn)固性和延性；水平構(gòu)件應(yīng)具有一定的反向承載能力，如連續(xù)梁邊支座、非地震區(qū)簡支梁支座頂面及連續(xù)梁、框架梁梁中支座底面應(yīng)有一定數(shù)量的配筋及合適的錨固連接構(gòu)造，防止偶然作用發(fā)生時，該構(gòu)件產(chǎn)生過大破壞。,3.12.2 條文說明,3.12.3 抗連