結(jié)構(gòu)設(shè)計主要控制參數(shù)

1、結(jié)構(gòu)設(shè)計主要控制參數(shù)高層建筑結(jié)構(gòu)高層建筑結(jié)構(gòu)主講：韓小雷主講：韓小雷 （教授）（教授）123456房屋適用高度及高寬比結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)結(jié)構(gòu)整體抗傾覆控制參數(shù)剪重比及最小地震剪力系數(shù)水平位移限值和舒適度要求目錄目錄7軸壓比1.1.房屋適用高度及高寬比房屋適用高度及高寬比 高規(guī)3.3.1規(guī)定：鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的最大適用高度應(yīng)區(qū)分為A級和B級。A級高度鋼筋混凝土乙類和丙類高層建筑的最大適用高度應(yīng)符合表3.3.1-1的規(guī)定，B級高度鋼筋混凝土乙類和丙類高層建筑的最大適用高度應(yīng)符合表3.3.1-2的規(guī)定。房屋適用高度房屋適用高度1.1.房屋適用高度及高寬比房屋適用高度

2、及高寬比結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6度7度8度9度0.20g0.30g框架7060504035框架-剪力墻1501301201008050剪力墻全部落地剪力墻1501401201008060部分框支剪力墻1301201008050不應(yīng)采用筒體框架-核心筒1601501301009070筒中筒20018015012010080板柱-剪力墻11080705540不應(yīng)采用表3.3.1-1 A級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（m）1.1.房屋適用高度及高寬比房屋適用高度及高寬比結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6度7度8度0.20g0.

3、30g框架-剪力墻170160140120100剪力墻全部落地剪力墻180170150130110部分框支剪力墻15014012010080筒體框架-核心筒220210180140120筒中筒300280230170150表3.3.1-2 B級高度鋼筋混凝土高層建筑的最大適用高度（m）1.1.房屋適用高度及高寬比房屋適用高度及高寬比 高層建筑的高寬比，是對結(jié)構(gòu)剛度、整體穩(wěn)定、承載能力和經(jīng)濟合理性的宏觀控制；在結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足規(guī)程規(guī)定的承載力、穩(wěn)定、抗傾覆、變形和舒適度等基本要求后，僅從結(jié)構(gòu)安全角度講高寬比限值不是必須滿足的，主要影響結(jié)構(gòu)設(shè)計的經(jīng)濟性。高寬比高寬比1.1.房屋適用高度及高寬比房屋適用

4、高度及高寬比 高規(guī)3.3.2規(guī)定：鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)的高寬比不宜不宜超過表3.3.2的規(guī)定。結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系非抗震設(shè)計非抗震設(shè)計抗震設(shè)防烈度抗震設(shè)防烈度6度、7度8度9度框架543板柱-剪力墻654框架-剪力墻、剪力墻7654框架-核心筒8764筒中筒8875表3.3.2 鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù) 高規(guī)3.4.3規(guī)定：抗震設(shè)計的混凝土高層建筑，其平面布置宜宜符合下列規(guī)定： 1.平面宜簡單、規(guī)則、對稱、減少偏心； 2.平面長度不宜過長，L/B宜符合表3.4.3的要求； 3.平面突出部分的長度 l 不宜過大、寬度 b 不

5、宜過小，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疊或細(xì)腰形平面布置。平面尺寸及突出限值平面尺寸及突出限值2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)設(shè)防烈度設(shè)防烈度6、7度度8、9度度L/B 6.0 5.0l/Bmax 0.35 0.30l/b 2.0 1.5表3.4.3 平面尺寸及突出部 位尺寸的比值限值2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù) 高規(guī)3.5.5規(guī)定：抗震設(shè)計時，當(dāng)結(jié)構(gòu)上部樓層收進(jìn)部位到室外地面的高度 H1 與房屋高度 H 之比大于0.2時，上部樓層收進(jìn)后的水平尺寸 B1 不宜小于下部樓層水平尺寸B的75%（

6、圖3.5.5 a、b）；結(jié)構(gòu)豎向收進(jìn)和外挑限值結(jié)構(gòu)豎向收進(jìn)和外挑限值2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù) 當(dāng)上部結(jié)構(gòu)樓層相對于下部樓層外挑時，上部樓層水平尺寸 B1 不宜大于下部樓層的水平尺寸 B 的1.1倍，且水平外挑尺寸 a 不宜大于4m（圖3.5.5 c、d）。結(jié)構(gòu)豎向收進(jìn)和外挑限值結(jié)構(gòu)豎向收進(jìn)和外挑限值2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù) 正常設(shè)計的高層建筑下部樓層側(cè)向剛度宜大于上部樓層的側(cè)向剛度，否則變形會集中于剛度小的下部樓層而形成結(jié)構(gòu)薄弱層，所以應(yīng)對下層與相鄰上層的側(cè)向剛度比值進(jìn)行限制。相鄰樓層側(cè)移剛度比相鄰樓層側(cè)移剛度比2.2.結(jié)

7、構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)高規(guī)3.5.2規(guī)定： 1. 對框架結(jié)構(gòu)，樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比1可按式（3.5.2-1）計算，且本層與相鄰上層的比值不宜小于0.7，與相鄰上部三層剛度平均值的比值不宜小于0.8。2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)高規(guī)3.5.2規(guī)定： 2. 對其他結(jié)構(gòu)，樓層與其相鄰上層的側(cè)向剛度比2可按（3.5.2-2）計算，且本層與相鄰上層的比值不宜不宜小于0.9；當(dāng)本層層高大于相鄰上層層高的1.5倍時，該比值不宜小于1.1；對結(jié)構(gòu)底部嵌固層，該比值不宜不宜小于1.5。2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)

8、 樓層抗剪承載能力（層間受剪承載力）是指在所考慮的水平地震作用方向上，該層全部抗側(cè)力構(gòu)件，包括柱、剪力墻、斜撐的受剪承載力之和。控制樓層的抗剪承載能力之比，同樣是為了避免結(jié)構(gòu)的豎向不規(guī)則，出現(xiàn)薄弱層。樓層抗剪承載力比樓層抗剪承載力比2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù) 高規(guī)3.5.3條規(guī)定：A級高度高層建筑的樓層抗剪力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不宜不宜小于其相鄰上一層受剪承載力的80%，不應(yīng)不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的65%；B級高度高層建筑的樓層抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的層間受剪承載力不應(yīng)不應(yīng)小于其相鄰上一層受剪承載力的75%。樓層抗剪承載力比樓層抗剪承載力比2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布

9、置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù) 高規(guī)3.4.5規(guī)定：在考慮偶然偏心影響的規(guī)定水平地震力作用下，樓層豎向構(gòu)件最大的水平位移和層間位移，A級高度高層建筑不宜不宜大于該樓層平均值得1.2倍，不應(yīng)不應(yīng)大于該樓層平均值的1.5倍；B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不宜不宜大于該樓層平均值的1.2倍。扭轉(zhuǎn)位移比扭轉(zhuǎn)位移比2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù) 主要為了限制結(jié)構(gòu)平面布置的不規(guī)則性，避免產(chǎn)生過大的偏心而導(dǎo)致結(jié)構(gòu)產(chǎn)生較大的扭矩效應(yīng)。若扭轉(zhuǎn)位移比不滿足要求，說明結(jié)構(gòu)的剛心偏離質(zhì)心的距離較大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)較大，結(jié)構(gòu)抗側(cè)力構(gòu)件布置不合理。

10、此時，可以通過調(diào)整改變結(jié)構(gòu)的平面布置，減小質(zhì)心與剛心的偏心距。扭轉(zhuǎn)位移比扭轉(zhuǎn)位移比2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù) 高規(guī)3.4.5規(guī)定：結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期Tt與平動為主的第一自振周期T1之比，A級高度高層建筑不應(yīng)不應(yīng)大于0.9，B級高度高層建筑、超過A級高度的混合結(jié)構(gòu)及本規(guī)程第10章所指的復(fù)雜高層建筑不應(yīng)不應(yīng)大于0.85。扭轉(zhuǎn)周期比扭轉(zhuǎn)周期比2.2.結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)結(jié)構(gòu)平面及豎向布置控制參數(shù)扭轉(zhuǎn)周期比扭轉(zhuǎn)周期比3.3.結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)重力二階效應(yīng)重力二階效應(yīng)3.3.結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)結(jié)構(gòu)剛重比結(jié)構(gòu)剛重比

11、3.3.結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)規(guī)范對剛重比的要求規(guī)范對剛重比的要求3.3.結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)規(guī)范對剛重比的要求規(guī)范對剛重比的要求3.3.結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定控制參數(shù)規(guī)范對剛重比的要求規(guī)范對剛重比的要求4.4.結(jié)構(gòu)抗傾覆控制參數(shù)結(jié)構(gòu)抗傾覆控制參數(shù)規(guī)范對抗傾覆的要求規(guī)范對抗傾覆的要求4.4.結(jié)構(gòu)抗傾覆控制參數(shù)結(jié)構(gòu)抗傾覆控制參數(shù)規(guī)范對抗傾覆的要求規(guī)范對抗傾覆的要求 高規(guī)12.1.7規(guī)定：在重力荷載與水平荷載標(biāo)準(zhǔn)值或重力荷載代表值與多遇水平地震標(biāo)準(zhǔn)值共同作用下，高寬比大于 4 的高層建筑，基礎(chǔ)底面不宜不宜出現(xiàn)零應(yīng)力區(qū)；高寬比不大于 4 的高層建筑，基

12、礎(chǔ)底面與地基之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15%。4.4.結(jié)構(gòu)抗傾覆控制參數(shù)結(jié)構(gòu)抗傾覆控制參數(shù)傾覆力矩與抗傾覆力矩的計算傾覆力矩與抗傾覆力矩的計算上部結(jié)構(gòu)地下室抗傾覆力矩計算點基礎(chǔ)底面0.000V0GM0VMRBCH傾覆力矩：傾覆力矩：抗傾覆力矩：抗傾覆力矩：4.4.結(jié)構(gòu)抗傾覆控制參數(shù)結(jié)構(gòu)抗傾覆控制參數(shù)基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)比例與抗傾覆安全度的關(guān)系基礎(chǔ)底面零應(yīng)力區(qū)比例與抗傾覆安全度的關(guān)系抗傾覆安全度抗傾覆安全度MR/ /M0v3.02.3081.51.31.0零應(yīng)力區(qū)比例0（全截面受壓）15%50%65.4%100%備注JGJ-2010規(guī)定值JGJ-2010規(guī)定值JZ102-79規(guī)定值J

13、GJ3-91規(guī)定值基趾點臨界平衡如下表所示：5.5.剪重比及最小地震剪力系數(shù)剪重比及最小地震剪力系數(shù)剪重比剪重比 由于地震影響系數(shù)在長周期段下降較快，對于基本周期大于3.5s的結(jié)構(gòu)，由此計算所得的水平地震作用下的結(jié)構(gòu)效應(yīng)可能太小。而對于長周期結(jié)構(gòu)，地震動態(tài)作用中的地面運動速度和位移可能對結(jié)構(gòu)的破壞具有更大影響，但是規(guī)范所采用的振型分解反應(yīng)譜法尚無法對此作出估計。 5.5.剪重比及最小地震剪力系數(shù)剪重比及最小地震剪力系數(shù)剪重比剪重比 5.5.剪重比及最小地震剪力系數(shù)剪重比及最小地震剪力系數(shù)最小地震剪力系數(shù)最小地震剪力系數(shù) 類別類別6 6度度7 7度度8 8度度9 9度度扭轉(zhuǎn)效應(yīng)明顯或基本周期小于

14、3.5s的結(jié)構(gòu)0.0080.016（0.024）0.032（0.048）0.064基本周期大于5s的結(jié)構(gòu)0.0060.012（0.018）0.024（0.036）0.048表5.2.5 樓層最小地震剪力系數(shù)值 需要注意的是，當(dāng)計算分析得到的樓層地震水平剪力的標(biāo)準(zhǔn)值小于最小樓層水平剪力時，可相應(yīng)調(diào)整增大該部位樓層相應(yīng)剪力滿足要求，但調(diào)整增大幅度不宜大于1.21.3；若調(diào)整增大幅度大于1.3時，應(yīng)先調(diào)整結(jié)構(gòu)布置和截面尺寸，提高結(jié)構(gòu)剛度，滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和承載力需要。 6.6.水平位移限值和舒適度要求水平位移限值和舒適度要求層間位移角限值層間位移角限值 6.6.水平位移限值和舒適度要求水平位移限值和舒適

15、度要求層間位移角限值層間位移角限值 結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)體系框架1/550框架-剪力墻、框架核心筒、板柱-剪力墻1/800筒中筒、剪力墻1/1000除框架結(jié)構(gòu)外的轉(zhuǎn)換層1/1000表3.7.3 樓層層間最大位移與層高之比限值 6.6.水平位移限值和舒適度要求水平位移限值和舒適度要求舒適度要求舒適度要求 高規(guī)3.7.6規(guī)定：房屋高度不小于150m的高層混凝土建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足風(fēng)振舒適度要求。在現(xiàn)行國家標(biāo)注建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范規(guī)定的10年一遇的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值作用下，結(jié)構(gòu)頂點的順風(fēng)向和橫風(fēng)向振動最大加速度計算值不應(yīng)超過表3.7.6的限值。使用功能使用功能alim（m/ /s）住宅、公寓0.15辦公、旅館0.25表3.7.6 結(jié)構(gòu)頂點風(fēng)振加速度限值 7.7.軸壓比軸壓比軸壓比軸壓比 豎向構(gòu)件軸壓比的定義為：=cNf A豎向構(gòu)件承受的總組合軸向壓力設(shè)計值豎向構(gòu)件軸壓比混凝土抗壓強度設(shè)計值 豎向構(gòu)件全截面面積 高規(guī)6.4.2規(guī)定了抗震設(shè)計時各類高層建筑結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土柱的軸壓比限值，如下表所示：結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)類型抗震等級抗震等級一二三四框架架構(gòu)0.650.750.85板柱-剪力墻、框架-剪力墻、框架-核