1总 则
1.0.1 为在高层建筑工程中合理应用混凝土结构(包括钢和混凝土的混合结构),做到安全适用、技术先进、经济合理、方便施工,制定本规程。
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1.0.1 20世纪90年代以来,我国混凝土结构高层建筑迅速发展,钢筋混凝土结构体系积累了很多工程经验和科研成果,钢和混凝土的混合结构体系也积累了不少工程经验和研究成果。从2002版规程开始,除对钢筋混凝土高层建筑结构的条款进行补充修订外,又增加了钢和混凝土混合结构设计规定,并将规程名称《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ 3-91更改为《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002(以下简称02规程)。
1.0.2 本规程适用于10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构。非抗震设计和抗震设防烈度为6至9度抗震设计的高层民用建筑结构,其适用的房屋最大高度和结构类型应符合本规程的有关规定。
本规程不适用于建造在危险地段以及发震断裂最小避让距离内的高层建筑结构。
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1.0.2 02规程适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的高层民用建筑结构。本次修订将适用范围修改为10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑结构,主要是为了与我国现行有关标准协调。
现行国家标准《民用建筑设计通则》GB 50352规定:10层及10层以上的住宅建筑和建筑高度大于24m的其他民用建筑(不含单层公共建筑)为高层建筑;《高层民用建筑设计防火规范》GB50045(2005年版)规定10层及10层以上的居住建筑和建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑。本规程修订后的适用范围与上述标准基本协调。针对建筑结构专业的特点,对本条的适用范围补充说明如下:
1 有的住宅建筑的层高较大或底部布置层高较大的商场等公共服务设施,其层数虽然不到10层,但房屋高度已超过28m,这些住宅建筑仍应按本规程进行结构设计。
2 高度大于24m的其他高层民用建筑结构是指办公楼、酒店、综合楼、商场、会议中心、博物馆等高层民用建筑,这些建筑中有的层数虽然不到10层,但层高比较高,建筑内部的空间比较大,变化也多,为适应结构设计的需要,有必要将这类高度大于24m的结构纳入到本规程的适用范围。至于高度大于24m的体育场馆、航站楼、大型火车站等大跨度空间结构,其结构设计应符合国家现行有关标准的规定,本规程的有关规定仅供参考。
本条还规定,本规程不适用于建造在危险地段及发震断裂最小避让距离之内的高层建筑。大量地震震害及其他自然灾害表明,在危险地段及发震断裂最小避让距离之内建造房屋和构筑物较难幸免灾祸;我国也没有在危险地段和发震断裂的最小避让距离内建造高层建筑的工程实践经验和相应的研究成果,本规程也没有专门条款。发震断裂的最小避让距离应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。
1.0.3 抗震设计的高层建筑混凝土结构,当其房屋高度、规则性、结构类型等超过本规程的规定或抗震设防标准等有特殊要求时,可采用结构抗震性能设计方法进行补充分析和论证。
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1.0.3 02规程第1.0.3条关于抗震设防烈度的规定,本次修订移至第3.1节。
本条是新增内容,提出了对有特殊要求的高层建筑混凝土结构可采用抗震性能设计方法进行分析和论证,具体的抗震性能设计方法见本规程第3.11节。
近几年,结构抗震性能设计已在我国“超限高层建筑工程”抗震设计中比较广泛地采用,积累了不少经验。国际上,日本从1981年起已将基于性能的抗震设计原理用于高度超过60m的高层建筑。美国从20世纪90年代陆续提出了一些有关抗震性能设计的文件(如ATC40、FEMA356、ASCE41等),近几年由洛杉矶市和旧金山市的重要机构发布了新建高层建筑(高度超过160英尺、约49m)采用抗震性能设计的指导性文件:“洛杉矶地区高层建筑抗震分析和设计的另一种方法”洛杉矶高层建筑结构设计委员会(LATBSDC)2008年;“使用非规范传统方法的新建高层建筑抗震设计和审查的指导准则”北加利福尼亚结构工程师协会(SEAONC)2007年4月为旧金山市建议的行政管理公报。2008年美国,“国际高层建筑及都市环境委员会(CT-BUH)”发表了有关高层建筑(高度超过50m)抗震性能设计的建议。高层建筑采用抗震性能设计已是一种趋势。正确应用性能设计方法将有利于判断高层建筑结构的抗震性能,有针对性地加强结构的关键部位和薄弱部位,为发展安全、适用、经济的结构方案提供创造性的空间。本条规定仅针对有特殊要求且难以按本规程规定的常规设计方法进行抗震设计的高层建筑结构,提出可采用抗震性能设计方法进行分析和论证。条文中提出的房屋高度、规则性、结构类型或抗震设防标准等有特殊要求的高层建筑混凝土结构包括:“超限高层建筑结构”,其划分标准参见原建设部发布的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》;有些工程虽不属于“超限高层建筑结构”,但由于其结构类型或有些部位结构布置的复杂性,难以直接按本规程的常规方法进行设计;还有一些位于高烈度区(8度、9度)的甲、乙类设防标准的工程或处于抗震不利地段的工程,出现难以确定抗震等级或难以直接按本规程常觌方法进行设计的情况。为适应上述工程抗震设计的需要,本规程提出了抗震性能设计的基本方法。
1.0.4 高层建筑结构应注重概念设计,重视结构的选型和平面、立面布置的规则性,加强构造措施,择优选用抗震和抗风性能好且经济合理的结构体系。在抗震设计时,应保证结构的整体抗震性能,使整体结构具有必要的承载能力、刚度和延性。
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1.0.4 02规程第1.0.4条本次修订移至第3.1节,本条为02规程第1.0.5条,作了部分文字修改。
注重高层建筑的概念设计,保证结构的整体性,是国内外历次大地震及风灾的重要经验总结。概念设计及结构整体性能是决定高层建筑结构抗震、抗风性能的重要因素,若结构严重不规则、整体性差,则按目前的结构设计及计算技术水平,较难保证结构的抗震、抗风性能,尤其是抗震性能。
1.0.5 高层建筑混凝土结构设计与施工,除应符合本规程外,尚应符合国家现行有关标准的规定。
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1.0.5本条是02规程第1.0.6条。
2术语和符号
2.1 术 语
2.1.1 高层建筑 tall building,high-rise building
10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑。
2.1.2 房屋高度 building height
自室外地面至房屋主要屋面的高度,不包括突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。
2.1.3 框架结构 frame structure
由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。
2.1.4 剪力墙结构 shearwall structure
由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。
2.1.5 框架-剪力墙结构 frame-shearwall structure
由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。
2.1.6 板柱-剪力墙结构 slab-column shearwall structure
由无梁楼板和柱组成的板柱框架与剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。
2.1.7 筒体结构 tube structure
由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的建筑结构。筒体结构的筒体分剪力墙围成的薄壁筒和由密柱框架或壁式框架围成的框筒等。
2.1.8 框架-核心筒结构 frame-corewall structure
由核心筒与外围的稀柱框架组成的筒体结构。
2.1.9 筒中筒结构 tube in tube structure
由核心筒与外围框筒组成的筒体结构。
2.1.10 混合结构 mixed structure,hybrid structure
由钢框架(框筒)、型钢混凝土框架(框筒)、钢管混凝土框架(框筒)与钢筋混凝土核心筒体所组成的共同承受水平和竖向作用的建筑结构。
2.1.11 转换结构构件 structural transfer member
完成上部楼层到下部楼层的结构形式转变或上部楼层到下部楼层结构布置改变而设置的结构构件,包括转换梁、转换桁架、转换板等。部分框支剪力墙结构的转换梁亦称为框支梁。
2.1.12 转换层 transfer story
设置转换结构构件的楼层,包括水平结构构件及其以下的竖向结构构件。
2.1.13 加强层 story with outriggers and/or belt members
设置连接内筒与外围结构的水平伸臂结构(梁或桁架)的楼层,必要时还可沿该楼层外围结构设置带状水平桁架或梁。
2.1.14 连体结构 towers linked with connective structure(s)
除裙楼以外,两个或两个以上塔楼之间带有连接体的结构。
2.1.15 多塔楼结构 multi-tower structure with a common po-dium
未通过结构缝分开的裙楼上部具有两个或两个以上塔楼的结构。
2.1.16 结构抗震性能设计 performance-based seismic design of structure
以结构抗震性能目标为基准的结构抗震设计。
2.1.17 结构抗震性能目标 seismic performance objectives of structure
针对不同的地震地面运动水准设定的结构抗震性能水准。
2.1.18 结构抗震性能水准 seismic performance levels of structure
对结构震后损坏状况及继续使用可能性等抗震性能的界定。
2.2 符 号
2.2.1 材料力学性能
C20——表示立方体强度标准值为20N/mm2的混凝土强度等级;
Ec——混凝土弹性模量;
Es——钢筋弹性模量;
fck、fc——分别为混凝土轴心抗压强度标准值、设计值;
ftk、ft——分别为混凝土轴心抗拉强度标准值、设计值;
fyk——普通钢筋强度标准值;
fy、f'y——分别为普通钢筋的抗拉、抗压强度设计值;
fyv——横向钢筋的抗拉强度设计值;
fyh、fyw——分别为剪力墙水平、竖向分布钢筋的抗拉强度设计值。
2.2.2 作用和作用效应
FEk——结构总水平地震作用标准值;
FEvk——结构总竖向地震作用标准值;
GE——计算地震作用时,结构总重力荷载代表值;
Geq——结构等效总重力荷载代表值;
M——弯矩设计值;
N——轴向力设计值;
Sd——荷载效应或荷载效应与地震作用效应组合的设计值;
V——剪力设计值;
W0——基本风压;
Wk——风荷载标准值;
ΔFn——结构顶部附加水平地震作用标准值;
Δu——楼层层间位移。
2.2.2 几何参数
as、a's——分别为纵向受拉、受压钢筋合力点至截面近边的距离;
As、A's——分别为受拉区、受压区纵向钢筋截面面积;
Ash——剪力墙水平分布钢筋的全部截面面积;
Asv——梁、柱同一截面各肢箍筋的全部截面面积;
Asw——剪力墙腹板竖向分布钢筋的全部截面面积;
A——剪力墙截面面积;
Aw——T形、I形截面剪力墙腹板的面积;
b——矩形截面宽度;
bb、bc、bw——分别为梁、柱、剪力墙截面宽度;
B——建筑平面宽度、结构迎风面宽度;
d——钢筋直径;桩身直径;
e——偏心距;
e0——轴向力作用点至截面重心的距离;
ei——考虑偶然偏心计算地震作用时,第i层质心的偏移值;
h——层高;截面高度;
h0——截面有效高度;
H——房屋高度;
Hi——房屋第i层距室外地面的高度;
la——非抗震设计时纵向受拉钢筋的最小锚固长度;
lab——受拉钢筋的基本锚固长度;
labE——抗震设计时纵向受拉钢筋的基本锚固长度;
laE——抗震设计时纵向受拉钢筋的最小锚固长度;
s——箍筋间距。
2.2.4 系数
α——水平地震影响系数值;
αmax、αvmax——分别为水平、竖向地震影响系数最大值;
α1——受压区混凝土矩形应力图的应力与混凝土轴心抗压强度设计值的比值;
βc——混凝土强度影响系数;
βz——z高度处的风振系数;
γj——j振型的参与系数;
γEh——水平地震作用的分项系数;
γEv——竖向地震作用的分项系数;
γG——永久荷载(重力荷载)的分项系数;
γw——风荷载的分项系数;
γRE——构件承载力抗震调整系数;
ηp——弹塑性位移增大系数;
λ——剪跨比;水平地震剪力系数;
λv——配箍特征值;
μN——柱轴压比;墙肢轴压比;
μs——风荷载体型系数;
μZ——风压高度变化系数;
ξy——楼层屈服强度系数;
ρsv——箍筋面积配筋率;
ρw——剪力墙竖向分布钢筋配筋率;
ψw——荷载的组合值系数。
2.2.5 其他
T1——结构第一平动或平动为主的自振周期(基本自振周期);
Tt——结构第一扭转振动或扭转振动为主的自振周期;
Tg——场地的特征周期。
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本章是根据标准编制要求增加的内容。
“高层建筑”大多根据不同的需要和目的而定义,国际、国内的定义不尽相同。国际上诸多国家和地区对高层建筑的界定多在10层以上;我国不同标准中有不同的定义。本规程主要是从结构设计的角度考虑,并与国家有关标准基本协调。
本规程中的“剪力墙(shear wall)”,在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中称抗震墙,在现行国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T 50083中称结构墙(struc-tural wall)。“剪力墙”既用于抗震结构也用于非抗震结构,这一术语在国外应用已久,在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010中和国内建筑工程界也一直应用。
“筒体结构”尚包括框筒结构、束筒结构等,本规程第9章和第11章主要涉及框架-核心筒结构和筒中筒结构。“转换层”是指设置转换结构构件的楼层,包括水平结构构件及竖向结构构件,“带转换层高层建筑结构”属于复杂结构,部分框支剪力墙结构是其一种常见形式。在部分框支剪力墙结构中,转换梁通常称为“框支梁”,支撑转换梁的柱通常称为“框支柱”。
“连体结构”的连接体一般在房屋的中部或顶部,连接体结构与塔楼结构可采用刚性连接或滑动连接方式。
“多塔楼结构”是在裙楼或大底盘上有两个或两个以上塔楼的结构,是体型收进结构的一种常见例子。一般情况下,在地下室连为整体的多塔楼结构可不作为本规程第10.6节规定的复杂结构,但地下室顶板设计宜符合本规程10.6节多塔楼结构设计的有关规定。
“混合结构”包括内容较多,本规程主要涉及高层建筑中常用的钢和混凝土混合结构,包括钢框架(框筒)、型钢混凝土框架(框筒)、钢管混凝土框架(框筒)与钢筋混凝土筒体所组成的共同承受竖向和水平作用的框架-核心筒结构和筒中筒结构,后者是本次修订增加的内容。
3结构设计基本规定
3.1 一般规定
3.1.1 高层建筑的抗震设防烈度必须按照国家规定的权限审批、颁发的文件(图件)确定。一般情况下,抗震设防烈度应采用根据中国地震动参数区划图确定的地震基本烈度。
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3.1.1 本条是02规程的第1.0.3条。抗震设防烈度是按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度,一般情况下取50年内超越概率为10%的地震烈度,我国目前分为6、7、8、9度,与设计基本地震加速度一一对应见表1。

3.1.2 抗震设计的高层混凝土建筑应按现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定确定其抗震设防类别。
注:本规程中甲类建筑、乙类建筑、丙类建筑分别为现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223中特殊设防类、重点设防类、标准设防类的简称。
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3.1.2 本条是02规程第1.0.4条的修改。建筑工程的抗震设防分类,是根据建筑遭遇地震破坏后,可能造成人员伤亡、直接和间接经济损失、社会影响程度以及建筑在抗震救灾中的作用等因素,对各类建筑所作的抗震设防类别划分,具体分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类,分别简称甲类、乙类、丙类和丁类。建筑抗震设防分类的划分应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定。
3.1.3 高层建筑混凝土结构可采用框架、剪力墙、框架-剪力墙、板柱-剪力墙和筒体结构等结构体系。
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3.1.3 高层建筑结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。
目前,国内大量的高层建筑结构采用四种常见的结构体系:框架、剪力墙、框架-剪力墙和筒体,因此本规程分章对这四种结构体系的设计作了比较详细的规定,以适应量大面广的工程设计需要。
框架结构中不包括板柱结构(无剪力墙或筒体),因为这类结构侧向刚度和抗震性能较差,目前研究工作不充分、工程实践经验不多,暂未列入规程;此外,由L形、T形、Z形或十字形截面(截面厚度一般为180mm~300mm)构成的异形柱框架结构,目前已有行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149,本规程也不需列入。
剪力墙结构包括部分框支剪力墙结构(有部分框支柱及转换结构构件)、具有较多短肢剪力墙且带有筒体或一般剪力墙的剪力墙结构。
板柱-剪力墙结构的板柱指无内部纵梁和横梁的无梁楼盖结构。由于在板柱框架体系中加入了剪力墙或筒体,主要由剪力墙构件承受侧向力,侧向刚度也有很大的提高。这种结构目前在国内外高层建筑中有较多的应用,但其适用高度宜低于框架-剪力墙结构。有震害表明,板柱结构的板柱节点破坏较严重,包括板的冲切破坏或柱端破坏。
筒体结构在20世纪80年代后在我国已广泛应用于高层办公建筑和高层旅馆建筑。由于其刚度较大、有较高承载能力,因而在层数较多时有较大优势。多年来,我国已经积累了许多工程经验和科研成果,在本规程中作了较详细的规定。
一些较新颖的结构体系(如巨型框架结构、巨型桁架结构、悬挂结构等),目前工程较少、经验还不多,宜针对具体工程研究其设计方法,待积累较多经验后再上升为规程的内容。
3.1.4 高层建筑不应采用严重不规则的结构体系,并应符合下列规定:
1 应具有必要的承载能力、刚度和延性;
2 应避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受重力荷载、风荷载和地震作用的能力;
3 对可能出现的薄弱部位,应采取有效的加强措施。
3.1.5 高层建筑的结构体系尚宜符合下列规定:
1 结构的竖向和水平布置宜使结构具有合理的刚度和承载力分布,避免因刚度和承载力局部突变或结构扭转效应而形成薄弱部位;
2 抗震设计时宜具有多道防线。
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3.1.4、3.1.5 这两条强调了高层建筑结构概念设计原则,宜采用规则的结构,不应采用严重不规则的结构。
规则结构一般指:体型(平面和立面)规则,结构平面布置均匀、对称并具有较好的抗扭刚度;结构竖向布置均匀,结构的刚度、承载力和质量分布均匀、无突变。
实际工程设计中,要使结构方案规则往往比较困难,有时会出现平面或竖向布置不规则的情况。本规程第3.4.3~3.4.7条和第3.5.2~3.5.6条分别对结构平面布置及竖向布置的不规则性提出了限制条件。若结构方案中仅有个别项目超过了条款中规定的“不宜”的限制条件,此结构属不规则结构,但仍可按本规程有关规定进行计算和采取相应的构造措施;若结构方案中有多项超过了条款中规定的“不宜”的限制条件或某一项超过“不宜”的限制条件较多,此结构属特别不规则结构,应尽量避免;若结构方案中有多项超过了条款中规定的“不宜”的限制条件,而且超过较多,或者有一项超过了条款中规定的“不应”的限制条件,则此结构属严重不规则结构,这种结构方案不应采用,必须对结构方案进行调整。
无论采用何种结构体系,结构的平面和竖向布置都应使结构具有合理的刚度、质量和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位;对可能出现的薄弱部位,在设计中应采取有效措施,增强其抗震能力;结构宜具有多道防线,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受水平风荷载、地震作用和重力荷载的能力。
3.1.6 高层建筑混凝土结构宜采取措施减小混凝土收缩、徐变、温度变化、基础差异沉降等非荷载效应的不利影响。房屋高度不低于150m的高层建筑外墙宜采用各类建筑幕墙。
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3.1.6 本条由02规程第4.9.3、4.9. 5条合并修改而成。非荷载效应一般指温度变化、混凝土收缩和徐变、支座沉降等对结构或结构构件产生的影响。在较高的钢筋混凝土高层建筑结构设计中应考虑非荷载效应的不利影响。
高度较高的高层建筑的温度应力比较明显。幕墙包覆主体结构而使主体结构免受外界温度变化的影响,有效地减少了主体结构温度应力的不利影响。幕墙是外墙的一种结构形式,由于面板材料的不同,建筑幕墙可以分为玻璃幕墙、铝板或钢板幕墙、石材幕墙和混凝土幕墙。实际工程中可采用多种材料构成的混合幕墙。
3.1.7 高层建筑的填充墙、隔墙等非结构构件宜采用各类轻质材料,构造上应与主体结构可靠连接,并应满足承载力、稳定和变形要求。
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3.1.7 本条由02规程第4.9.4、4.9.5、6.1.4条相关内容合并、修改而成。高层建筑层数较多,减轻填充墙的自重是减轻结构总重量的有效措施;而且轻质隔墙容易实现与主体结构的连接构造,减轻或防止随主体结构发生破坏。除传统的加气混凝土制品、空心砌块外,室内隔墙还可以采用玻璃、铝板、不锈钢板等轻质复合墙板材料。非承重墙体无论与主体结构采用刚性连接还是柔性连接,都应按非结构构件进行抗震设计,自身应具有相应的承载力、稳定及变形要求。
为避免主体结构变形时室内填充墙、门窗等非结构构件损坏,较高建筑或侧向变形较大的建筑中的非结构构件应采取有效的连接措施来适应主体结构的变形。例如,外墙门窗采用柔性密封胶条或耐候密封胶嵌缝;室内隔墙选用金属板或玻璃隔墙、柔性密封胶填缝等,可以很好地适应主体结构的变形。
3.2 材 料
3.2.1 高层建筑混凝土结构宜采用高强高性能混凝土和高强钢筋;构件内力较大或抗震性能有较高要求时,宜采用型钢混凝土、钢管混凝土构件。
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3.2.1 本条是在02规程第3.9.1条基础上修改完成的。当房屋高度大、层数多、柱距大时,由于单柱轴向力很大,受轴压比限制而使柱截面过大,不仅加大自重和材料消耗,而且妨碍建筑功能、浪费有效面积。减小柱截面尺寸通常有采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱、高强度混凝土这三条途径;
采用高强度混凝土可以减小柱截面面积。C60混凝土已广泛采用,取得了良好的效益。
采用高强钢筋可有效减少配筋量,提高结构的安全度。目前我国已经可以大量生产满足结构抗震性能要求的400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋和300MPa级热轧光圆钢筋。400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋的强度设计值比335MPa级钢筋分别提高20%和45%;300MPa级热轧光圆钢筋的强度设计值比235MPa级钢筋提高28.5%,节材效果十分明显。
型钢混凝土柱截面含型钢一般为5%~8%,可使柱截面面积减小30%左右。由于型钢骨架要求钢结构的制作、安装能力,因此目前较多用在高层建筑的下层部位柱、转换层以下的框支柱等;在较高的高层建筑中也有全部采用型钢混凝土梁、柱的实例。
钢管混凝土可使柱混凝土处于有效侧向约束下,形成三向应力状态,因而延性和承载力提高较多。钢管混凝土柱如用高强混凝土浇筑,可以使柱截面减小至原截面面积的50%左右。钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点构造十分重要,也比较复杂。钢管混凝土柱设计及构造可按本规程第11章的有关规定执行。
3.2.2 各类结构用混凝土的强度等级均不应低于C20,并应符合下列规定:
1 抗震设计时,一级抗震等级框架梁、柱及其节点的混凝土强度等级不应低于C30;
2 筒体结构的混凝土强度等级不宜低于C30;
3 作为上部结构嵌固部位的地下室楼盖的混凝土强度等级不宜低于C30;
4 转换层楼板、转换梁、转换柱、箱形转换结构以及转换厚板的混凝土强度等级均不应低于C30;
5 预应力混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C40、不应低于C30
6 型钢混凝土梁、柱的混凝土强度等级不宜低于C30;
7 现浇非预应力混凝土楼盖结构的混凝土强度等级不宜高于C40
8 抗震设计时,框架柱的混凝土强度等级,9度时不宜高于C60,8度时不宜高于C70;剪力墙的混凝土强度等级不宜高于C60。
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3.2.2 本条针对高层混凝土结构的特点,提出了不同结构部位、不同结构构件的混凝土强度等级最低要求及抗震上限限值,某些结构局部特殊部位混凝土强度等级的要求,在本规程相关条文中作了补充规定。
3.2.3 高层建筑混凝土结构的受力钢筋及其性能应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。按一、二、三级抗震等级设计的框架和斜撑构件,其纵向受力钢筋尚应符合下列规定:
1 钢筋的抗拉强度实测值与屈服强度实测值的比值不应小于1.25;
2 钢筋的屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值不应大于1.30;
3 钢筋最大拉力下的总伸长率实测值不应小于9%。
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3.2.3 本条对高层混凝土结构的受力钢筋性能提出了具体要求。
3.2.4 抗震设计时混合结构中钢材应符合下列规定;
1 钢材的屈服强度实测值与抗拉强度实测值的比值不应大于0.85;
2 钢材应有明显的屈服台阶,且伸长率不应小于20%;
3 钢材应有良好的焊接性和合格的冲击韧性。
3.2.5 混合结构中的型钢混凝土竖向构件的型钢及钢管混凝土的钢管宜采用Q345和Q235等级的钢材,也可采用Q390、Q420等级或符合结构性能要求的其他钢材;型钢梁宜采用Q235和Q345等级的钢材。
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3.2.4、3.2.5 提出了钢-混凝土混合结构中钢材的选用及性能要求。
3.3 房屋适用高度和高宽比
3.4 结构平面布置
3.5 结构竖向布置
3.5.1 高层建筑的竖向体型宜规则、均匀,避免有过大的外挑和收进。结构的侧向刚度宜下大上小,逐渐均匀变化。
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3.5.1 历次地震震害表明:结构刚度沿竖向突变、外形外挑或内收等,都会产生某些楼层的变形过分集中,出现严重震害甚至倒塌。所以设计中应力求使结构刚度自下而上逐渐均匀减小,体形均匀、不突变。1995年阪神地震中,大阪和神户市不少建筑产生中部楼层严重破坏的现象,其中一个原因就是结构侧向刚度在中部楼层产生突变。有些是柱截面尺寸和混凝土强度在中部楼层突然减小,有些是由于使用要求使剪力墙在中部楼层突然取消,这些都引发了楼层刚度的突变而产生严重震害。柔弱底层建筑物的严重破坏在国内外的大地震中更是普遍存在。
结构竖向布置规则性说明可参阅本规程第3.1.4、3.1.5条。
3.5.2 抗震设计时,高层建筑相邻楼层的侧向刚度变化应符合下列规定:
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。
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3.5.2 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软弱层,所以应对下层与相邻上层的侧向刚度比值进行限制。
本次修订,对楼层侧向刚度变化的控制方法进行了修改。中国建筑科学研究院的振动台试验研究表明,规定框架结构楼层与上部相邻楼层的侧向刚度比γ1不宜小于0.7,与上部相邻三层侧向刚度平均值的比值不宜小于0.8是合理的。
对框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构、剪力墙结构、框架-核心筒结构、筒中筒结构,楼面体系对侧向刚度贡献较小,当层高变化时刚度变化不明显,可按本条式(3.5.2—2)定义的楼层侧向刚度比作为判定侧向刚度变化的依据,但控制指标也应做相应的改变,一般情况按不小于0.9控制;层高变化较大时,对刚度变化提出更高的要求,按1.1控制;底部嵌固楼层层间位移角结果较小,因此对底部嵌固楼层与上一层侧向刚度变化作了更严格的规定,按1.5控制。
3.5.3 A级高度高层建筑的楼层抗侧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%。
注:楼层抗侧力结构的层间受剪承载力是指在所考虑的水平地震作用方向上,该层全部柱、剪力墙、斜撑的受剪承载力之和。
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3.5.3 楼层抗侧力结构的承载能力突变将导致薄弱层破坏,本规程针对高层建筑结构提出了限制条件,B级高度高层建筑的限制条件比现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求更加严格。
柱的受剪承载力可根据柱两端实配的受弯承载力按两端同时屈服的假定失效模式反算;剪力墙可根据实配钢筋按抗剪设计公式反算;斜撑的受剪承载力可计及轴力的贡献,应考虑受压屈服的影响。
3.5.4 抗震设计时,结构竖向抗侧力构件宜上、下连续贯通。
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3.5.4 抗震设计时,若结构竖向抗侧力构件上、下不连续,则对结构抗震不利,属于竖向不规则结构。在南斯拉夫斯可比耶地震(1964年)、罗马尼亚布加勒斯特地震(1977年)中,底层全部为柱子、上层为剪力墙的结构大都严重破坏,因此在地震区不应采用这种结构。部分竖向抗侧力构件不连续,也易使结构形成薄弱部位,也有不少震害实例,抗震设计时应采取有效措施。本规程所述底部带转换层的大空间结构就属于竖向不规则结构,应按本规程第10章的有关规定进行设计。
3.5.5 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不宜小于下部楼层水平尺寸B的75%(图3.5.5a、b);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Bl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3.5.5c、d)。
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3.5.5 1995年日本阪神地震、2010年智利地震震害以及中国建筑科学研究院的试验研究表明,当结构上部楼层相对于下部楼层收进时,收进的部位越高、收进后的平面尺寸越小,结构的高振型反应越明显,因此对收进后的平面尺寸加以限制。当上部结构楼层相对于下部楼层外挑时,结构的扭转效应和竖向地震作用效应明显,对抗震不利,因此对其外挑尺寸加以限制,设计上应考虑竖向地震作用影响。
本条所说的悬挑结构,一般指悬挑结构中有竖向结构构件的情况。
3.5.6 楼层质量沿高度宜均匀分布,楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍。
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3.5.6 本条为新增条文,规定了高层建筑中质量沿竖向分布不规则的限制条件,与美国有关规范的规定一致。
3.5.7 不宜采用同一楼层刚度和承载力变化同时不满足本规程第3.5.2条和3.5.3条规定的高层建筑结构。
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3.5.7 本条为新增条文。如果高层建筑结构同一楼层的刚度和承载力变化均不规则,该层极有可能同时是软弱层和薄弱层,对抗震十分不利,因此应尽量避免,不宜采用。
3.5.8 侧向刚度变化、承载力变化、竖向抗侧力构件连续性不符合本规程第3.5.2、3.5.3、3.5.4条要求的楼层,其对应于地震作用标准值的剪力应乘以1.25的增大系数。
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3.5.8 本条是02规程第5.1.14条修改而成。刚度变化不符合本规程第3.5.2条要求的楼层,一般称作软弱层;承载力变化不符合本规程第3.5.3条要求的楼层,一般可称作薄弱层。为了方便,本规程把软弱层、薄弱层以及竖向抗侧力构件不连续的楼层统称为结构薄弱层。结构薄弱层在地震作用标准值作用下的剪力应适当增大,增大系数由02规程的1.15调整为1.25,适当提高安全度要求。
3.5.9 结构顶层取消部分墙、柱形成空旷房间时,宜进行弹性或弹塑性时程分析补充计算并采取有效的构造措施。
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3.5.9 顶层取消部分墙、柱而形成空旷房间时,其楼层侧向刚度和承载力可能比其下部楼层相差较多,是不利于抗震的结构,应进行更详细的计算分析,并采取有效的构造措施。如采用弹性或弹塑性时程分析方法进行补充计算、柱子箍筋全长加密配置、大跨度屋面构件要考虑竖向地震产生的不利影响等。
3.6 楼盖结构
3.6.1 房屋高度超过50m时,框架-剪力墙结构、筒体结构及本规程第10章所指的复杂高层建筑结构应采用现浇楼盖结构,剪力墙结构和框架结构宜采用现浇楼盖结构。
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3.6.1 在目前高层建筑结构计算中,一般都假定楼板在自身平面内的刚度无限大,在水平荷载作用下楼盖只有刚性位移而不变形。所以在构造设计上,要使楼盖具有较大的平面内刚度。再者,楼板的刚性可保证建筑物的空间整体性能和水平力的有效传递。房屋高度超过50m的高层建筑采用现浇楼盖比较可靠。
框架-剪力墙结构由于框架和剪力墙侧向刚度相差较大,因而楼板变形更为显著;主要抗侧力结构剪力墙的间距较大,水平荷载要通过楼面传递,因此框架-剪力墙结构中的楼板应有更良好的整体性。
3.6.2 房屋高度不超过50m时,8、9度抗震设计时宜采用现浇楼盖结构;6、7度抗震设计时可采用装配整体式楼盖,且应符合下列要求:
1 无现浇叠合层的预制板,板端搁置在梁上的长度不宜小于50mm。
2 预制板板端宜预留胡子筋,其长度不宜小于100mm。
3 预制空心板孔端应有堵头,堵头深度不宜小于60mm,并应采用强度等级不低于C20的混凝土浇灌密实。
4 楼盖的预制板板缝上缘宽度不宜小于40mm,板缝大于40mm时应在板缝内配置钢筋,并宜贯通整个结构单元。现浇板缝、板缝梁的混凝土强度等级宜高于预制板的混凝土强度等级。
5 楼盖每层宜设置钢筋混凝土现浇层。现浇层厚度不应小于50mm,并应双向配置直径不小于6mm、间距不大于200mm的钢筋网,钢筋应锚固在梁或剪力墙内。
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3.6.2 本条是由02规程是第4.5.3、4.5.4条合并修改而成,进一步强调高层建筑楼盖系统的整体性要求。当抗震设防烈度为8、9度时,宜采用现浇楼板,以保证地震力的可靠传递。房屋高度小于50m且为非抗震设计和6、7度抗震设计时,可以采用加现浇钢筋混凝土面层的装配整体式楼板,并应满足相应的构造要求,以保证其整体工作。
唐山地震(1976年)和汶川地震(2008年)震害调查表明:提高装配式楼面的整体性,可以减少在地震中预制楼板坠落伤人的震害。加强填缝构造和现浇叠合层混凝土是增强装配式楼板整体性的有效措施。为保证板缝混凝土的浇筑质量,板缝宽度不应过小。在较宽的板缝中放入钢筋,形成板缝梁,能有效地形成现浇与装配结合的整体楼面,效果显著。
针对目前钢筋混凝土剪力墙结构中采用预制楼板的情况很少,本次修订取消了有关预制板与现浇剪力墙连接的构造要求;预制板在梁上的搁置长度由02规程的35mm增加到50mm,以进一步保证安全。
3.6.3 房屋的顶层、结构转换层、大底盘多塔楼结构的底盘顶层、平面复杂或开洞过大的楼层、作为上部结构嵌固部位的地下室楼层应采用现浇楼盖结构。一般楼层现浇楼板厚度不应小于80mm,当板内预埋暗管时不宜小于100mm;顶层楼板厚度不宜小于120mm,宜双层双向配筋;转换层楼板应符合本规程第10章的有关规定;普通地下室顶板厚度不宜小于160mm;作为上部结构嵌固部位的地下室楼层的顶楼盖应采用梁板结构,楼板厚度不宜小于180mm,应采用双层双向配筋,且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。
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3.6.3 重要的、受力复杂的楼板,应比一般层楼板有更高的要求。屋面板、转换层楼板、大底盘多塔楼结构的底盘屋面板、开口过大的楼板以及作为房屋嵌固部位的地下室楼板应采用现浇板,以增强其整体性。顶层楼板应加厚并采用现浇,以抵抗温度应力的不利影响,并可使建筑物顶部约束加强,提高抗风、抗震能力。转换层楼盖上面是剪力墙或较密的框架柱,下部转换为部分框架、部分落地剪力墙,转换层上部抗侧力构件的剪力要通过转换层楼板进行重分配,传递到落地墙和框支柱上去,因而楼板承受较大的内力,因此要用现浇楼板并采取加强措施。一般楼层的现浇楼板厚度在100mm~140mm范围内,不应小于80mm,楼板太薄不仅容易因上部钢筋位置变动而开裂,同时也不便于敷设各类管线。
3.6.4 现浇预应力混凝土楼板厚度可按跨度的1/45~1/50采用,且不宜小于150mm。
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3.6.4 采用预应力平板可以有效减小楼面结构高度,压缩层高并减轻结构自重;大跨度平板可以增加使用面积,容易适应楼面用途改变。预应力平板近年来在高层建筑楼面结构中应用比较广泛。
为了确定板的厚度,必须考虑挠度、受冲切承载力、防火及钢筋防腐蚀要求等。在初步设计阶段,为控制挠度通常可按跨高比得出板的最小厚度。但仅满足挠度限值的后张预应力板可能相当薄,对柱支承的双向板若不设柱帽或托板,板在柱端可能受冲切承载力不够。因此,在设计中应验算所选板厚是否有足够的抗冲切能力。
3.6.5 现浇预应力混凝土板设计中应采取措施防止或减小主体结构对楼板施加预应力的阻碍作用。
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3.6.5 楼板是与梁、柱和剪力墙等主要抗侧力结构连接在一起的,如果不采取措施,则施加楼板预应力时,不仅压缩了楼板,而且大部分预应力将加到主体结构上去,楼板得不到充分的压缩应力,而又对梁柱和剪力墙附加了侧向力,产生位移且不安全。
为了防止或减小主体结构刚度对施加楼盖预应力的不利影响,应考虑合理的预应力施工方案。
3.7 水平位移限值和舒适度要求
3.8 构件承载力设计
3.8.1 高层建筑结构构件的承载力应按下列公式验算:
持久设计状况、短暂设计状况 γ0Sd≤Rd (3.8.1—1)
地震设计状况 Sd≤Rd/γRE (3.8.1—2)
式中:γ0——结构重要性系数,对安全等级为一级的结构构件不应小于1.1,对安全等级为二级的结构构件不应小于1.0;
Sd——作用组合的效应设计值,应符合本规程第5.6.1~5.6.4条的规定;
Rd——构件承载力设计值;
γRE——构件承载力抗震调整系数。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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3.8.1 本条是高层建筑混凝土结构构件承载力设计的原则规定,采用了以概率理论为基础、以可靠指标度量结构可靠度、以分项系数表达的设计方法。本条仅针对持久设计状况、短暂设计状况和地震设计状况下构件的承载力极限状态设计,与现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153和《建筑抗震设计规范》GB 50011保持一致。偶然设计状况(如抗连续倒塌设计)以及结构抗震性能设计时的承载力设计应符合本规程的有关规定,不作为强制性内容。
结构构件作用组合的效应设计值应符合本规范第5.6.1~5.6.4条规定;结构构件承载力抗震调整系数的取值应符合本规范第3.8.2条及第11.1.7条的规定。由于高层建筑结构的安全等级一般不低于二级,因此结构重要性系数的取值不应小于1.0;按照现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB50153的规定,结构重要性系数不再考虑结构设计使用年限的影响。
3.8.2 抗震设计时,钢筋混凝土构件的承载力抗震调整系数应按表3.8.2采用;型钢混凝土构件和钢构件的承载力抗震调整系数应按本规程第11.1.7条的规定采用。当仅考虑竖向地震作用组合时,各类结构构件的承载力抗震调整系数均应取为1.0。

《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-20103.9 抗震等级
3.9.1 各抗震设防类别的高层建筑结构,其抗震措施应符合下列要求:
1 甲类、乙类建筑:应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施,但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;当建筑场地为,I类时,应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震构造措施。
2 丙类建筑:应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施;当建筑场地为I类时,除6度外,应允许按本地区抗震设防烈度降低一度的要求采取抗震构造措施。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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3.9.1 本条规定了各设防类别高层建筑结构采取抗震措施(包括抗震构造措施)时的设防标准,与现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定一致;I类建筑场地上高层建筑抗震构造措施的放松要求与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定一致。
3.9.2 当建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区,宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施。
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3.9.2 历次大地震的经验表明,同样或相近的建筑,建造于Ⅰ类场地时震害较轻,建造于Ⅲ、Ⅳ类场地震害较重。对Ⅲ、Ⅳ类场地,本条规定对7度设计基本地震加速度为0.15g以及8度设计基本地震加速度0.30g的地区,宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震构造措施,而不提高抗震措施中的其他要求,如按概念设计要求的内力调整措施等。
同样,本规程第3.9.1条对建造在工类场地的甲、乙、丙类建筑,允许降低抗震构造措施,但不降低其他抗震措施要求,如按概念设计要求的内力调整措施等。
3.9.3 抗震设计时,高层建筑钢筋混凝土结构构件应根据抗震设防分类、烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级,并应符合相应的计算和构造措施要求。A级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3.9.3确定。当本地区的设防烈度为9度时,A级高度乙类建筑的抗震等级应按特一级采用,甲类建筑应采取更有效的抗震措施。
注:本规程“特一级和一、二、三、四级”即“抗震等级为特一级和一、二、三、四级”的简称。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)

3.9.4 抗震设计时,B级高度丙类建筑钢筋混凝土结构的抗震等级应按表3.9.4确定。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)

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3.9.3、3.9.4 抗震设计的钢筋混凝土高层建筑结构,根据设防烈度、结构类型、房屋高度区分为不同的抗震等级,采用相应的计算和构造措施。抗震等级的高低,体现了对结构抗震性能要求的严格程度。比一级有更高要求时则提升至特一级,其计算和构造措施比一级更严格。基于上述考虑,A级高度的高层建筑结构,应按表3.9.3确定其抗震等级;甲类建筑9度设防时,应采取比9度设防更有效的措施;乙类建筑9度设防时,抗震等级提升至特一级。B级高度的高层建筑,其抗震等级有更严格的要求,应按表3.9.4采用;特一级构件除符合一级抗震要求外,尚应符合本规程第3.10节的规定以及第10章的有关规定。
抗震等级是根据国内外高层建筑震害、有关科研成果、工程设计经验而划分的。框架-剪力墙结构中,由于剪力墙部分的刚度远大于框架部分的刚度,因此对框架部分的抗震能力要求比纯框架结构可以适当降低。当剪力墙或框架相对较少时,其抗震等级的确定尚应符合本规程第8.1.3条的有关规定。
在结构受力性质与变形方面,框架-核心筒结构与框架-剪力墙结构基本上是一致的,尽管框架-核心筒结构由于剪力墙组成筒体而大大提高了其抗侧力能力,但其周边的稀柱框架相对较弱,设计上与框架-剪力墙结构基本相同。由于框架-核心筒结构的房屋高度一般较高(大于60m),其抗震等级不再划分高度,而统一取用了较高的规定。本次修订,第3.9.3条增加了表注3,对于房屋高度不超过60m的框架-核心筒结构,其作为筒体结构的空间作用已不明显,总体上更接近于框架-剪力墙结构,因此其抗震等级允许按框架-剪力墙结构采用。
3.9.5 抗震设计的高层建筑,当地下室顶层作为上部结构的嵌固端时,地下一层相关范围的抗震等级应按上部结构采用,地下一层以下抗震构造措施的抗震等级可逐层降低一级,但不应低于四级;地下室中超出上部主楼相关范围且无上部结构的部分,其抗震等级可根据具体情况采用三级或四级。
3.9.6 抗震设计时,与主楼连为整体的裙房的抗震等级,除应按裙房本身确定外,相关范围不应低于主楼的抗震等级;主楼结构在裙房顶板上、下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时,应按裙房本身确定抗震等级;
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3.9.5、3.9.6 这两条是关于地下室及裙楼抗震等级的规定,是对本规程第3.9.3、3.9.4条的补充。
带地下室的高层建筑,当地下室顶板可视作结构的嵌固部位时,地震作用下结构的屈服部位将发生在地上楼层,同时将影响到地下一层;地面以下结构的地震响应逐渐减小。因此,规定地下一层的抗震等级不能降低,而地下一层以下不要求计算地震作用,其抗震构造措施的抗震等级可逐层降低。第3.9.5条中“相关范围”一般指主楼周边外延1~2跨的地下室范围。
第3.9.6条明确了高层建筑的裙房抗震等级要求。当裙楼与主楼相连时,相关范围内裙楼的抗震等级不应低于主楼;主楼结构在裙房顶板对应的上、下各一层受刚度与承载力突变影响较大,抗震构造措施需要适当加强。本条中的“相关范围”,一般指主楼周边外延不少于三跨的裙房结构,相关范围以外的裙房可按裙房自身的结构类型确定抗震等级。裙房偏置时,其端部有较大扭转效应,也需要适当加强。
3.9.7 甲、乙类建筑按本规程第3.9.1条提高一度确定抗震措施时,或Ⅲ、Ⅳ类场地且设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的丙类建筑按本规程第3.9.2条提高一度确定抗震构造措施时,如果房屋高度超过提高一度后对应的房屋最大适用高度,则应采取比对应抗震等级更有效的抗震构造措施。
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3.9.7 根据现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定,甲、乙类建筑应按提高一度查本规程表3.9.3、表3.9.4确定抗震等级(内力调整和构造措施);本规程第3.9.2条规定,当建筑场地为Ⅲ、Ⅳ类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区,宜分别按抗震设防烈度8度(0.20g)和9度(0.40g)时各类建筑的要求采取抗震.构造措施;本规程第3.3.1条规定,乙类建筑的钢筋混凝土房屋可按本地区抗震设防烈度确定其适用的最大高度。于是,可能出现甲、乙类建筑或Ⅲ、Ⅳ类场地设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区高层建筑提高一度后,其高度超过第3.3.1条中对应房屋的最大适用高度,因此按本规程表3.9.3、表3.9.4查抗震等级时可能与高度划分不能一一对应。此时,内力调整不提高,只要求抗震构造措施适当提高即可。
3.10 特一级构件设计规定
3.10.1 特一级抗震等级的钢筋混凝土构件除应符合一级钢筋混凝土构件的所有设计要求外,尚应符合本节的有关规定。
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3.10.1 特一级构件应采取比一级抗震等级更严格的构造措施,应按本节及第10章的有关规定执行;没有特别规定的,应按一级的规定执行。
3.10.2 特一级框架柱应符合下列规定:
1 宜采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱;
2 柱端弯矩增大系数ηc、柱端剪力增大系数ηvc应增大20%;
3 钢筋混凝土柱柱端加密区最小配箍特征值,应按本规程表6.4.7规定的数值增加0.02采用;全部纵向钢筋构造配筋百分率,中、边柱不应小于1.4%,角柱不应小于1.6%。
3.10.3 特一级框架梁应符合下列规定:
1 梁端剪力增大系数ηvb应增大20%;
2 梁端加密区箍筋最小面积配筋率应增大10%。
3.10.4 特一级框支柱应符合下列规定:
1 宜采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱。
2 底层柱下端及与转换层相连的柱上端的弯矩增大系数取1.8,其余层柱端弯矩增大系数ηc应增大20%;柱端剪力增大系数ηvc应增大20%;地震作用产生的柱轴力增大系数取1.8,但计算柱轴压比时可不计该项增大。
3 钢筋混凝土柱柱端加密区最小配箍特征值λv应按本规程表6.4.7的数值增大0.03采用,且箍筋体积配箍率不应小于1.6%;全部纵向钢筋最小构造配筋百分率取1.6%。
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3.10.2~3.10.4 对特一级框架梁、框架柱、框支柱的“强柱弱梁”、“强剪弱弯”以及构造配筋提出比一级更高的要求。框架角柱的弯矩和剪力设计值仍应按本规程第6.2.4条的规定,乘以不小于1.1的增大系数。
3.10.5 特一级剪力墙、筒体墙应符合下列规定:
1 底部加强部位的弯矩设计值应乘以1.1的增大系数,其他部位的弯矩设计值应乘以1.3的增大系数;底部加强部位的剪力设计值,应按考虑地震作用组合的剪力计算值的1.9倍采用,其他部位的剪力设计值,应按考虑地震作用组合的剪力计算值的1.4倍采用。
2 一般部位的水平和竖向分布钢筋最小配筋率应取为0.35%,底部加强部位的水平和竖向分布钢筋的最小配筋率应取为0.40%。
3 约束边缘构件纵向钢筋最小构造配筋率应取为1.4%,配箍特征值宜增大20%;构造边缘构件纵向钢筋的配筋率不应小于1.2%。
4 框支剪力墙结构的落地剪力墙底部加强部位边缘构件宜配置型钢,型钢宜向上、下各延伸一层。
5 连梁的要求同一级。
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3.10.5 本条第1款特一级剪力墙的弯矩设计值和剪力设计值均比一级的要求略有提高,适当增大剪力墙的受弯和受剪承载力;第2、3款对剪力墙边缘构件及分布钢筋的构造配筋要求适当提高;第5款明确特一级连梁的要求同一级,取消了02规程第3.9.2条第5款设置交叉暗撑的要求。
3.11 结构抗震性能设计
3.12 抗连续倒塌设计基本要求
3.12.1 安全等级为一级的高层建筑结构应满足抗连续倒塌概念设计要求;有特殊要求时,可采用拆除构件方法进行抗连续倒塌设计。
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3.12.1 高层建筑结构应具有在偶然作用发生时适宜的抗连续倒塌能力。我国现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153和《建筑结构可靠度设计统一标准》GB 50068对偶然设计状态均有定性规定。在GB 50153中规定,“当发生爆炸、撞击、人为错误等偶然事件时,结构能保持必需的整体稳固性,不出现与起因不相称的破坏后果,防止出现结构的连续倒塌”。
在GB 50068中规定,“对偶然状况,建筑结构可采用下列原则之一按承载能力极限状态进行设计:1)按作用效应的偶然组合进行设计或采取保护措施,使主要承重结构不致因出现设计规定的偶然事件而丧失承载能力;2)允许主要承重结构因出现设计规定的偶然事件而局部破坏,但其剩余部分具有在一段时间内不发生连续倒塌的可靠度”。
结构连续倒塌是指结构因突发事件或严重超载而造成局部结构破坏失效,继而引起与失效破坏构件相连的构件连续破坏,最终导致相对于初始局部破坏更大范围的倒塌破坏。结构产生局部构件失效后,破坏范围可能沿水平方向和竖直方向发展,其中破坏沿竖向发展影响更为突出。当偶然因素导致局部结构破坏失效时,如果整体结构不能形成有效的多重荷载传递路径,破坏范围就可能沿水平或者竖直方向蔓延,最终导致结构发生大范围的倒塌甚至是整体倒塌。
结构连续倒塌事故在国内外并不罕见,英国Ronan Point公寓煤气爆炸倒塌,美国AlfredP.Murrah联邦大楼、WTC世贸大楼倒塌,我国湖南衡阳大厦特大火灾后倒塌,法国戴高乐机场候机厅倒塌等都是比较典型的结构连续倒塌事故。每一次事故都造成了重大人员伤亡和财产损失,给地区乃至整个国家都造成了严重的负面影响。进行必要的结构抗连续倒塌设计,当偶然事件发生时,将能有效控制结构破坏范围。
结构抗连续倒塌设计在欧美多个国家得到了广泛关注,英国、美国、加拿大、瑞典等国颁布了相关的设计规范和标准。比较有代表性的有美国General Services Administration(GSA)《新联邦大楼与现代主要工程抗连续倒塌分析与设计指南》(Progressive Collapse Analysis and Design Guidelines for New Federal Office Buildings and Major Modernization Project),美国国防部UFC(Unified Facilities Criteria 2005)《建筑抗连续倒塌设计》(Design of Buildings to Resist Progressive Collapse),以及英国有关规范对结构抗连续倒塌设计的规定等。
本条规定安全等级为一级时,应满足抗连续倒塌概念设计的要求;安全等级一级且有特殊要求时,可采用拆除构件方法进行抗连续倒塌设计。这是结构抗连续倒塌的基本要求。
3. 12.2 抗连续倒塌概念设计应符合下列规定:
1 应采取必要的结构连接措施,增强结构的整体性。
2 主体结构宜采用多跨规则的超静定结构。
3 结构构件应具有适宜的延性,避免剪切破坏、压溃破坏、锚固破坏、节点先于构件破坏。
4 结构构件应具有一定的反向承载能力。
5 周边及边跨框架的柱距不宜过大。
6 转换结构应具有整体多重传递重力荷载途径。
7 钢筋混凝土结构梁柱宜刚接,梁板顶、底钢筋在支座处宜按受拉要求连续贯通。
8 钢结构框架梁柱宜刚接。
9 独立基础之间宜采用拉梁连接。
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3.12.2 高层建筑结构应具有在偶然作用发生时适宜的抗连续倒塌能力,不允许采用摩擦连接传递重力荷载,应采用构件连接传递重力荷载;应具有适宜的多余约束性、整体连续性、稳固性和延性;水平构件应具有一定的反向承载能力,如连续梁边支座、非地震区简支梁支座顶面及连续梁、框架梁梁中支座底面应有一定数量的配筋及合适的锚固连接构造,防止偶然作用发生时,该构件产生过大破坏。
3.12.3 抗连续倒塌的拆除构件方法应符合下列规定:
1 逐个分别拆除结构周边柱、底层内部柱以及转换桁架腹杆等重要构件。
2 可采用弹性静力方法分析剩余结构的内力与变形。
3 剩余结构构件承载力应符合下式要求:
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3.12.3 本条拆除构件设计方法主要引自美国、英国有关规范的规定。关于效应折减系数β,主要是考虑偶然作用发生后,结构进入弹塑性内力重分布,对中部水平构件有一定的卸载效应。
3.12.5 构件截面承载力计算时,混凝土强度可取标准值;钢材强度,正截面承载力验算时,可取标准值的1.25倍,受剪承载力验算时可取标准值。
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3.12.4 本条假定拆除构件后,剩余主体结构基本处于线弹性工作状态,以简化计算,便于工程应用。
3.12.6 当拆除某构件不能满足结构抗连续倒塌设计要求时,在该构件表面附加80kN/m2侧向偶然作用设计值,此时其承载力应满足下列公式要求:
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3.12.6 本条依据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的相关规定,并参考了美国国防部制定的《建筑物最低反恐怖主义标准》(UFC4-010-01)。
当拆除某构件后结构不能满足抗连续倒塌设计要求,意味着该构件十分重要(可称之为关键结构构件),应具有更高的要求,希望其保持线弹性工作状态。此时,在该构件表面附加规定的侧向偶然作用,进行整体结构计算,复核该构件满足截面设计承载力要求。公式(3.12.6—2)中,活荷载采用频遇值,近似取频遇值系数为0.6。
4荷载和地震作用
4.1 竖向荷载
4.1.1 高层建筑的自重荷载、楼(屋)面活荷载及屋面雪荷载等应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定采用。
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4.1.1 高层建筑的竖向荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009有关规定采用。与原荷载规范GBJ 9—87相比,有较大的改动,使用时应予注意。
4.1.2 施工中采用附墙塔、爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时,应根据具体情况确定对结构产生的施工荷载。
4.1.3 旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按实际情况确定。
4.1.4 擦窗机等清洗设备应按其实际情况确定其自重的大小和作用位置。
4.1.5 直升机平台的活荷载应采用下列两款中能使平台产生最大内力的荷载:
1 直升机总重量引起的局部荷载,按由实际最大起飞重量决定的局部荷载标准值乘以动力系数确定。对具有液压轮胎起落架的直升机,动力系数可取1.4;当没有机型技术资料时,局部荷载标准值及其作用面积可根据直升机类型按表4.1.5取用。
2 等效均布活荷载5kN/m2。
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4.1.5 直升机平台的活荷载是根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定确定的。部分直升机的有关参数见表3。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-20104.2 风 荷 载
4.2.1 主体结构计算时,风荷载作用面积应取垂直于风向的最大投影面积,垂直于建筑物表面的单位面积风荷载标准值应按下式计算:

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4.2.1 风荷载计算主要依据现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009。对于主要承重结构,风荷载标准值的表达可有两种形式,其一为平均风压加上由脉动风引起结构风振的等效风压;另一种为平均风压乘以风振系数。由于结构的风振计算中,往往是受力方向基本振型起主要作用,因而我国与大多数国家相同,采用后一种表达形式,即采用风振系数βz。风振系数综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应,包括风速随时间、空间的变异性和结构的阻尼特性等因素。
基本风压w0是根据全国各气象台站历年来的最大风速记录,按基本风压的标准要求,将不同测风仪高度和时次时距的年最大风速,统一换算为离地10m高,自记式风速仪10min平均年最大风速(m/s)。根据该风速数据统计分析确定重现期为50年的最大风速,作为当地的基本风速v0,再按贝努利公式确定基本风压。
4.2.2 基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。对风荷载比较敏感的高层建筑,承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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4.2.2 按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定,对风荷载比较敏感的高层建筑,其基本风压应适当提高。因此,本条明确了承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。相对于02规程,本次修订:1)取消了对“特别重要”的高层建筑的风荷载增大要求,主要因为对重要的建筑结构,其重要性已经通过结构重要性系数γ0体现在结构作用效应的设计值中,见本规程第3.8.1条;2)对于正常使用极限状态设计(如位移计算),其要求可比承载力设计适当降低,一般仍可采用基本风压值或由设计人员根据实际情况确定,不再作为强制性要求;3)对风荷载比较敏感的高层建筑结构,风荷载计算时不再强调按100年重现期的风压值采用,而是直接按基本风压值增大10%采用。
对风荷载是否敏感,主要与高层建筑的体型、结构体系和自振特性有关,目前尚无实用的划分标准。一般情况下,对于房屋高度大于60m的高层建筑,承载力设计时风荷载计算可按基本风压的1.1倍采用;对于房屋高度不超过60m的高层建筑,风荷载取值是否提高,可由设计人员根据实际情况确定。
本条的规定,对设计使用年限为50年和100年的高层建筑结构都是适用的。
4.2.3 计算主体结构的风荷载效应时,风荷载体型系数μs可按下列规定采用:
1 圆形平面建筑取0.8;
2 正多边形及截角三角形平面建筑,由下式计算:

3 高宽比H/B不大于4的矩形、方形、十字形平面建筑取1.3;
4 下列建筑取1.4:
1)V形、Y形、弧形、双十字形、井字形平面建筑;
2)L形、槽形和高宽比H/B大于4的十字形平面建筑;
3)高宽比H/B大于4,长宽比L/B不大于1.5的矩形、鼓形平面建筑。
5 在需要更细致进行风荷载计算的场合,风荷载体型系数可按本规程附录B采用,或由风洞试验确定。
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4.2.3 风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力(或吸力)与来流风的速度压的比值,它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下静态压力的分布规律,主要与建筑物的体型和尺度有关,也与周围环境和地面粗糙度有关。由于涉及固体与流体相互作用的流体动力学问题,对于不规则形状的固体,问题尤为复杂,无法给出理论上的结果,一般均应由试验确定。鉴于真型实测的方法对结构设计不现实,目前只能采用相似原理,在边界层风洞内对拟建的建筑物模型进行测试。
本条规定是对现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009表7.3.1的适当简化和整理,以便于高层建筑结构设计时应用,如需较详细的数据,也可按本规程附录B采用。
4.2.4 当多栋或群集的高层建筑相互间距较近时,宜考虑风力相互干扰的群体效应。一般可将单栋建筑的体型系数卢。乘以相互干扰增大系数,该系数可参考类似条件的试验资料确定;必要时宜通过风洞试验确定。
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4.2.4 对建筑群,尤其是高层建筑群,当房屋相互间距较近时,由于旋涡的相互干扰,房屋某些部位的局部风压会显著增大,设计时应予注意。对比较重要的高层建筑,建议在风洞试验中考虑周围建筑物的干扰因素。
本条和本规程第4.2.7条所说的风洞试验是指边界层风洞试验。
4.2.5 横风向振动效应或扭转风振效应明显的高层建筑,应考虑横风向风振或扭转风振的影响。横风向风振或扭转风振的计算范围、方法以及顺风向与横风向效应的组合方法应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定。
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4.2.5 本条为新增条文,意在提醒设计人员注意考虑结构横风向风振或扭转风振对高层建筑尤其是超高层建筑的影响。当结构高宽比较大、结构顶点风速大于临界风速时,可能引起较明显的结构横风向振动,甚至出现横风向振动效应大于顺风向作用效应的情况。结构横风向振动问题比较复杂,与结构的平面形状、竖向体型、高宽比、刚度、自振周期和风速都有一定关系。当结构体型复杂时,宜通过空气弹性模型的风洞试验确定横风向振动的等效风荷载;也可参考有关资料确定。
4.2.6 考虑横风向风振或扭转风振影响时,结构顺风向及横风向的侧向位移应分别符合本规程第3.7.3条的规定。
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4.2.6 本条为新增条文。横风向效应与J顷风向效应是同时发生的,因此必须考虑两者的效应组合。对于结构侧向位移控制,仍可按同时考虑横风向与顺风向影响后的计算方向位移确定,不必按矢量和的方向控制结构的层间位移。
4.2.7 房屋高度大于200m或有下列情况之一时,宜进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载:
1 平面形状或立面形状复杂;
2 立面开洞或连体建筑;
3 周围地形和环境较复杂。
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4.2.7 对结构平面及立面形状复杂、开洞或连体建筑及周围地形环境复杂的结构,建议进行风洞试验。本次修订,对体型复杂、环境复杂的高层建筑,取消了02规程中房屋高度150m以上才考虑风洞试验的限制条件。对风洞试验的结果,当与按规范计算的风荷载存在较大差距时,设计人员应进行分析判断,合理确定建筑物的风荷载取值。因此本条规定“进行风洞试验判断确定建筑物的风荷载”。
4.2.8 檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件,计算局部上浮风荷载时,风荷载体型系数从不宜小于2.0。
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4.2.8 高层建筑表面的风荷载压力分布很不均匀,在角隅、檐口、边棱处和在附属结构的部位(如阳台、雨篷等外挑构件),局部风压会超过按本规程4.2.3条体型系数计算的平均风压。根据风洞实验资料和一些实测结果,并参考国外的风荷载规范,对水平外挑构件,取用局部体型系数为-2.0。
4.2.9 设计高层建筑的幕墙结构时,风荷载应按国家现行标准《建筑结构荷载规范》GB 50009、《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102、《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133的有关规定采用。
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4.2.9 建筑幕墙设计时的风荷载计算,应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009以及行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102、《金属及石材幕墙工程技术规范》JGJ 133等的有关规定执行。
4.3 地震作用
5结构计算分析
5.1 一般规定
5.1.1 高层建筑结构的荷载和地震作用应按本规程第4章的有关规定进行计算。
5.1.2 复杂结构和混合结构高层建筑的计算分析,除应符合本章规定外,尚应符合本规程第10章和第11章的有关规定。
5.1.3 高层建筑结构的变形和内力可按弹性方法计算。框架梁及连梁等构件可考虑塑性变形引起的内力重分布。
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5.1.3 目前国内规范体系是采用弹性方法计算内力,在截面设计时考虑材料的弹塑性性质。因此,高层建筑结构的内力与位移仍按弹性方法计算,框架梁及连梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分布,即本规程第5.2.1条和5.2.3条的规定。
5.1.4 高层建筑结构分析模型应根据结构实际情况确定。所选取的分析模型应能较准确地反映结构中各构件的实际受力状况。
高层建筑结构分析,可选择平面结构空间协同、空间杆系、空间杆-薄壁杆系、空间杆-墙板元及其他组合有限元等计算模型。
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5.1.4 高层建筑结构是复杂的三维空间受力体系,计算分析时应根据结构实际情况,选取能较准确地反映结构中各构件的实际受力状况的力学模型。对于平面和立面布置简单规则的框架结构、框架-剪力墙结构宜采用空间分析模型,可采用平面框架空间协同模型;对剪力墙结构、筒体结构和复杂布置的框架结构、框架-剪力墙结构应采用空间分析模型。目前国内商品化的结构分析软件所采用的力学模型主要有:空间杆系模型、空间杆-薄壁杆系模型、空间杆-墙板元模型及其他组合有限元模型。
目前,国内计算机和结构分析软件应用十分普及,原规程JGJ 3—91第4.1.4条和4.1.6条规定的简化方法和手算方法未再列入本规程。如需要采用简化方法或手算方法,设计人员可参考有关设计手册或书籍。
5.1.5 进行高层建筑内力与位移计算时,可假定楼板在其自身平面内为无限刚性,设计时应采取相应的措施保证楼板平面内的整体刚度。
当楼板可能产生较明显的面内变形时,计算时应考虑楼板的面内变形影响或对采用楼板面内无限刚性假定计算方法的计算结果进行适当调整。
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5.1.5 高层建筑的楼屋面绝大多数为现浇钢筋混凝土楼板和有现浇面层的预制装配式楼板,进行高层建筑内力与位移计算时,可视其为水平放置的深梁,具有很大的面内刚度,可近似认为楼板在其自身平面内为无限刚性。采用这一假设后,结构分析的自由度数目大大减少,可能减小由于庞大自由度系统而带来的计算误差,使计算过程和计算结果的分析大为简化。计算分析和工程实践证明,刚性楼板假定对绝大多数高层建筑的分析具有足够的工程精度。采用刚性楼板假定进行结构计算时,设计上应采取必要措施保证楼面的整体刚度。比如,平面体型宜符合本规程4.3.3条的规定;宜采用现浇钢筋混凝土楼板和有现浇面层的装配整体式楼板;局部削弱的楼面,可采取楼板局部加厚、设置边梁、加大楼板配筋等措施。
楼板有效宽度较窄的环形楼面或其他有大开洞楼面、有狭长外伸段楼面、局部变窄产生薄弱连接的楼面、连体结构的狭长连接体楼面等场合,楼板面内刚度有较大削弱且不均匀,楼板的面内变形会使楼层内抗侧刚度较小的构件的位移和受力加大(相对刚性楼板假定而言),计算时应考虑楼板面内变形的影响。根据楼面结构的实际情况,楼板面内变形可全楼考虑、仅部分楼层考虑或仅部分楼层的部分区域考虑。考虑楼板的实际刚度可以采用将楼板等效为剪弯水平梁的简化方法,也可采用有限单元法进行计算。
当需要考虑楼板面内变形而计算中采用楼板面内无限刚性假定时,应对所得的计算结果进行适当调整。具体的调整方法和调整幅度与结构体系、构件平面布置、楼板削弱情况等密切相关,不便在条文中具体化。一般可对楼板削弱部位的抗侧刚度相对较小的结构构件,适当增大计算内力,加强配筋和构造措施。
5.1.6 高层建筑结构按空间整体工作计算分析时,应考虑下列变形:
1 梁的弯曲、剪切、扭转变形,必要时考虑轴向变形;
2 柱的弯曲、剪切、轴向、扭转变形;
3 墙的弯曲、剪切、轴向、扭转变形。
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5.1.6 高层建筑按空间整体工作计算时,不同计算模型的梁、柱自由度是相同的。梁的弯曲、剪切、扭转变形,当考虑楼板面内变形时还有轴向变形;柱的弯曲、剪切、轴向、扭转变形。当采用空间杆-薄壁杆系模型时,剪力墙自由度考虑弯曲、剪切、轴向、扭转变形和翘曲变形;当采用其他有限元模型分析剪力墙时,剪力墙自由度考虑弯曲、剪切、轴向、扭转变形。
高层建筑层数多、重量大,墙、柱的轴向变形影响显著,计算时应考虑。
构件内力是与位移向量对应的,与截面设计对应的分别为弯矩、剪力、轴力、扭矩等。
5.1.7 高层建筑结构应根据实际情况.进行重力荷载、风荷载和(或)地震作用效应分析,并应按本规程第5.6节的规定进行荷载效应和作用效应计算。
5.1.8 高层建筑结构内力计算中,当楼面活荷载大于4kN/m2时,应考虑楼面活荷载不利布置引起的结构内力的增大;当整体计算中未考虑楼面活荷载不利布置时,应适当增大楼面梁的计算弯矩。
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5.1.8 目前国内钢筋混凝土结构高层建筑由恒载和活载引起的单位面积重力,框架与框架-剪力墙结构约为12kN/m2~14kN/m2,剪力墙和筒体结构约为13kN/m2~16kN/m2,而其中活荷载部分约为2kN/m2~3kN/m2,只占全部重力的15%~20%,活载不利分布的影响较小。另一方面,高层建筑结构层数很多,每层的房间也很多,活载在各层间的分布情况极其繁多,难以一一计算。
如果活荷载较大,其不利分布对梁弯矩的影响会比较明显,计算时应予考虑。除进行活荷载不利分布的详细计算分析外,也可将未考虑活荷载不利分布计算的框架梁弯矩乘以放大系数予以近似考虑,该放大系数通常可取为1.1~1.3,活载大时可选用较大数值。近似考虑活荷载不利分布影响时,梁正、负弯矩应同时予以放大。
5.1.9 高层建筑结构在进行重力荷载作用效应分析时,柱、墙、斜撑等构件的轴向变形宜采用适当的计算模型考虑施工过程的影响;复杂高层建筑及房屋高度大于150m的其他高层建筑结构,应考虑施工过程的影响。
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5.1.9 高层建筑结构是逐层施工完成的,其竖向刚度和竖向荷载(如自重和施工荷载)也是逐层形成的。这种情况与结构刚度一次形成、竖向荷载一次施加的计算方法存在较大差异。因此对于层数较多的高层建筑,其重力荷载作用效应分析时,柱、墙轴向变形宜考虑施工过程的影响。施工过程的模拟可根据需要采用适当的方法考虑,如结构竖向刚度和竖向荷载逐层形成、逐层计算的方法等。
本次修订,增加了复杂结构及150m以上高层建筑应考虑施工过程的影响,因为这类结构是否考虑施工过程的模拟计算,对设计有较大影响。
5.1.10 高层建筑结构进行风作用效应计算时,正反两个方向的风作用效应宜按两个方向计算的较大值采用;体型复杂的高层建筑,应考虑风向角的不利影响。
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5.1.10 高层建筑结构进行水平风荷载作用效应分析时,除对称结构外,结构构件在正反两个方向的风荷载作用下效应一般是不相同的,按两个方向风效应的较大值采用,是为了保证安全的前提下简化计算:体型复杂的高层建筑,应考虑多方向风荷载作用,进行风效应对比分析,增加结构抗风安全性。
5.1.11 结构整体内力与位移计算中,型钢混凝土和钢管混凝土构件宜按实际情况直接参与计算,并应按本规程第11章的有关规定进行截面设计。
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5.1.11 在结构整体计算分析中,型钢混凝土和钢管混凝土构件宜按实际情况直接参与计算。随着结构分析软件技术的进步,已经可以较容易地实现在整体模型中直接考虑型钢混凝土和钢管混凝土构件,因此本次修订取消了将型钢混凝土和钢管混凝土构件等效为混凝土构件进行计算的规定。
型钢混凝土构件、钢管混凝土构件的截面设计应按本规程第11章的有关规定执行。
5.1.12 体型复杂、结构布置复杂以及B级高度高层建筑结构,应采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算。
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5.1.12 体型复杂、结构布置复杂的高层建筑结构的受力情况复杂,B级高度高层建筑属于超限高层建筑,采用至少两个不同力学模型的结构分析软件进行整体计算分析,可以相互比较和分析,以保证力学分析结构的可靠性。
对B级高度高层建筑的要求是本次修订增加的内容。
5.1.13 抗震设计时,B级高度的高层建筑结构、混合结构和本规程第10章规定的复杂高层建筑结构,尚应符合下列规定:
1 宜考虑平扭耦联计算结构的扭转效应,振型数不应小于15,对多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数的9倍,且计算振型数应使各振型参与质量之和不小于总质量的90%;
2 应采用弹性时程分析法进行补充计算;
3 宜采用弹塑性静力或弹塑性动力分析方法补充计算。
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5.1.13 带加强层的高层建筑结构、带转换层的高层建筑结构、错层结构、连体和立面开洞结构、多塔楼结构、立面较大收进结构等,属于体形复杂的高层建筑结构,其竖向刚度和承载力变化大、受力复杂,易形成薄弱部位;混合结构以及B级高度的高层建筑结构的房屋高度大、工程经验不多,因此整体计算分析时应从严要求。本条第4款的要求主要针对重要建筑以及相邻层侧向刚度或承载力相差悬殊的竖向不规则高层建筑结构。
本次修订补充了对混合结构的计算要求。
5.1.14 对多塔楼结构,宜按整体模型和各塔楼分开的模型分别计算,并采用较不利的结果进行结构设计。当塔楼周边的裙楼超过两跨时,分塔楼模型宜至少附带两跨的裙楼结构。
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5.1.14 本条为新增条文,对多塔楼结构提出了分塔楼模型计算要求。多塔楼结构振动形态复杂,整体模型计算有时不容易判断结果的合理性;辅以分塔楼模型计算分析,取二者的不利结果进行设计较为妥当。
5.1.15 对受力复杂的结构构件,宜按应力分析的结果校核配筋设计。
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5.1.15 对受力复杂的结构构件,如竖向布置复杂的剪力墙、加强层构件、转换层构件、错层构件、连接体及其相关构件等,除结构整体分析外,尚应按有限元等方法进行更加仔细的局部应力分析,并可根据需要,按应力分析结果进行截面配筋设计校核。按应力进行截面配筋计算的方法,可按照现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。
5.1.16 对结构分析软件的计算结果,应进行分析判断,确认其合理、有效后方可作为工程设计的依据。
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5.1.16 在计算机和计算机软件广泛应用的条件下,除了要选择使用可靠的计算软件外,还应对软件产生的计算结果从力学概念和工程经验等方面加以分析判断,确认其合理性和可靠性。
5.2 计算参数
5.2.1 高层建筑结构地震作用效应计算时,可对剪力墙连梁刚度予以折减,折减系数不宜小于0.5。
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5.2.1 高层建筑结构构件均采用弹性刚度参与整体分析,但抗震设计的框架-剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度相对墙体较小,而承受的弯矩和剪力很大,配筋设计困难。因此,可考虑在不影响承受竖向荷载能力的前提下,允许其适当开裂(降低刚度)而把内力转移到墙体上。通常,设防烈度低时可少折减一些(6、7度时可取0.7),设防烈度高时可多折减一些(8、9度时可取0.5)。折减系数不宜小于0.5,以保证连梁承受竖向荷载的能力。
对框架-剪力墙结构中一端与柱连接、一端与墙连接的梁以及剪力墙结构中的某些连梁,如果跨高比较大(比如大于5)、重力作用效应比水平风或水平地震作用效应更为明显,此时应慎重考虑梁刚度的折减问题,必要时可不进行梁刚度折减,以控制正常使用阶段梁裂缝的发生和发展。
本次修订进一步明确了仅在计算地震作用效应时可以对连梁刚度进行折减,对如重力荷载、风荷载作用效应计算不宜考虑连梁刚度折减。有地震作用效应组合工况,均可按考虑连梁刚度折减后计算的地震作用效应参与组合。
5.2.2 在结构内力与位移计算中,现浇楼盖和装配整体式楼盖中,梁的刚度可考虑翼缘的作用予以增大。近似考虑时,楼面梁刚度增大系数可根据翼缘情况取1.3~2.0。
对于无现浇面层的装配式楼盖,不宜考虑楼面梁刚度的增大。
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5.2.2 现浇楼面和装配整体式楼面的楼板作为梁的有效翼缘形成T形截面,提高了楼面梁的刚度,结构计算时应予考虑。当近似其影响时,应根据梁翼缘尺寸与梁截面尺寸的比例关系确定增大系数的取值。通常现浇楼面的边框架梁可取1.5,中框架梁可取2.0;有现浇面层的装配式楼面梁的刚度增大系数可适当减小。当框架梁截面较小而楼板较厚或者梁截面较大而楼板较薄时,梁刚度增大系数可能会超出1.5~2.0的范围,因此规定增大系数可取1.3~2.0。
5.2.3 在竖向荷载作用下,可考虑框架梁端塑性变形内力重分布对梁端负弯矩乘以调幅系数进行调幅,并应符合下列规定:
1 装配整体式框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.7~0.8,现浇框架梁端负弯矩调幅系数可取为0.8~0.9;
2 框架梁端负弯矩调幅后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大;
3 应先对竖向荷载作用下框架梁的弯矩进行调幅,再与水平作用产生的框架梁弯矩进行组合;
4 截面设计时,框架梁跨中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩设计值的50%。
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5.2.3 在竖向荷载作用下,框架梁端负弯矩往往较大,配筋困难,不便于施工和保证施工质量。因此允许考虑塑性变形内力重分布对梁端负弯矩进行适当调幅。钢筋混凝土的塑性变形能力有限,调幅的幅度应该加以限制。框架梁端负弯矩减小后,梁跨中弯矩应按平衡条件相应增大。
截面设计时,为保证框架梁跨中截面底钢筋不至于过少,其正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支梁计算的跨中弯矩之半。
5.2.4 高层建筑结构楼面梁受扭计算时应考虑现浇楼盖对梁的约束作用。当计算中未考虑现浇楼盖对梁扭转的约束作用时,可对梁的计算扭矩予以折减。梁扭矩折减系数应根据梁周围楼盖的约束情况确定。
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5.2.4 高层建筑结构楼面梁受楼板(有时还有次梁)的约束作用,无约束的独立梁极少。当结构计算中未考虑楼盖对梁扭转的约束作用时,梁的扭转变形和扭矩计算值过大,与实际情况不符,抗扭设计也比较困难,因此可对梁的计算扭矩予以适当折减。计算分析表明,扭矩折减系数与楼盖(楼板和梁)的约束作用和梁的位置密切相关,折减系数的变化幅度较大,本规程不便给出具体的折减系数,应由设计人员根据具体情况进行确定。
5.3 计算简图处理
5.3.1 高层建筑结构分析计算时宜对结构进行力学上的简化处理,使其既能反映结构的受力性能,又适应于所选用的计算分析软件的力学模型。
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5.3.1 高层建筑是三维空间结构,构件多,受力复杂;结构计算分析软件都有其适用条件,使用不当,可能导致结构设计的不合理甚至不安全。因此,结构计算分析时,应结合结构的实际情况和所采用的计算软件的力学模型要求,对结构进行力学上的适当简化处理,使其既能比较正确地反映结构的受力性能,又适应于所选用的计算分析软件的力学模型,从根本上保证结构分析结果的可靠性。
5.3.2 楼面梁与竖向构件的偏心以及上、下层竖向构件之间的偏心宜按实际情况计入结构的整体计算。当结构整体计算中未考虑上述偏心时,应采用柱、墙端附加弯矩的方法予以近似考虑。
5.3.3 在结构整体计算中,密肋板楼盖宜按实际情况进行计算。
当不能按实际情况计算时,可按等刚度原则对密肋梁进行适当简化后再行计算。
对平板无梁楼盖,在计算中应考虑板的面外刚度影响,其面外刚度可按有限元方法计算或近似将柱上板带等效为框架梁计算。
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5.3.3 密肋板楼盖简化计算时,可将密肋梁均匀等效为柱上框架梁,其截面宽度可取被等效的密肋梁截面宽度之和。
平板无梁楼盖的面外刚度由楼板提供,计算时必须考虑。当采用近似方法考虑时,其柱上板带可等效为框架梁计算,等效框架梁的截面宽度可取等代框架方向板跨的3/4及垂直于等代框架方向板跨的1/2两者的较小值。
5.3.4 在结构整体计算中,宜考虑框架或壁式框架梁、柱节点区的刚域(图5.3.4)影响,
梁端截面弯矩可取刚域端截面的弯矩计算值。刚域的长度可按下列公式计算:
当计算的刚域长度为负值时,应取为零。
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5.3.4 当构件截面相对其跨度较大时,构件交点处会形成相对的刚性节点区域。刚域尺寸的合理确定,会在一定程度上影响结构的整体分析结果,本条给出的计算公式是近似公式,但在实际工程中已有多年应用,有一定的代表性。确定计算模型时,壁式框架梁、柱轴线可取为剪力墙连梁和墙肢的形心线。
本条规定,考虑刚域后梁端截面计算弯矩可以取刚域端截面的弯矩值,而不再取轴线截面的弯矩值,在保证安全的前提下,可以适当减小梁端截面的弯矩值,从而减少配筋量。
5.3.5 在结构整体计算中,转换层结构、加强层结构、连体结构、竖向收进结构(含多塔楼结构),应选用合适的计算模型进行分析。在整体计算中对转换层、加强层、连接体等做简化处理的,宜对其局部进行更细致的补充计算分析。
5.3.6 复杂平面和立面的剪力墙结构,应采用合适的计算模型进行分析。当采用有限元模型时,应在截面变化处合理地选择和划分单元;当采用杆系模型计算时,对错洞墙、叠合错洞墙可采取适当的模型化处理,并应在整体计算的基础上对结构局部进行更细致的补充计算分析。
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5.3.5、5.3.6 对复杂高层建筑结构、立面错洞剪力墙结构,在结构内力与位移整体计算中,可对其局部作适当的和必要的简化处理,但不应改变结构的整体变形和受力特点。整体计算作了简化处理的,应对作简化处理的局部结构或结构构件进行更精细的补充计算分析(比如有限元分析),以保证局部构件计算分析结果的可靠性。
5.3.7 高层建筑结构整体计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固部位时,地下一层与首层侧向刚度比不宜小于2。
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5.3.7 本条给出作为结构分析模型嵌固部位的刚度要求。计算地下室结构楼层侧向刚度时,可考虑地上结构以外的地下室相关部位的结构,“相关部位”一般指地上结构外扩不超过三跨的地下室范围。楼层侧向刚度比可按本规程附录E.0.1条公式计算。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-20105.4 重力二阶效应及结构稳定
5.5 结构弹塑性分析及薄弱层弹塑性变形验算
5.5.1 高层建筑混凝土结构进行弹塑性计算分析时,可根据实际工程情况采用静力或动力时程分析方法,并应符合下列规定:
1 当采用结构抗震性能设计时,应根据本规程第3.11节的有关规定预定结构的抗震性能目标;
2 梁、柱、斜撑、剪力墙、楼板等结构构件,应根据实际情况和分析精度要求采用合适的简化模型;
3 构件的几何尺寸、混凝土构件所配的钢筋和型钢、混合结构的钢构件应按实际情况参与计算;
4 应根据预定的结构抗震性能目标,合理取用钢筋、钢材、混凝土材料的力学性能指标以及本构关系。钢筋和混凝土材料的本构关系可按现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定采用;
5 应考虑几何非线性影响;
6 进行动力弹塑性计算时,地面运动加速度时程的选取、预估罕遇地震作用时的峰值加速度取值以及计算结果的选用应符合本规程第4.3.5条的规定;
7 应对计算结果的合理性进行分析和判断。
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5.5.1 本条为新增条文。对重要的建筑结构、超高层建筑结构、复杂高层建筑结构进行弹塑性计算分析,可以分析结构的薄弱部位、验证结构的抗震性能,是目前应用越来越多的一种方法。
在进行结构弹塑性计算分析时,应根据工程的重要性、破坏后的危害性及修复的难易程度,设定结构的抗震性能目标,这部分内容可按本规程第3.11节的有关规定执行。
建立结构弹塑性计算模型时,可根据结构构件的性能和分析精度要求,采用恰当的分析模型。如梁、柱、斜撑可采用一维单元;墙、板可采用二维或三维单元。结构的几何尺寸、钢筋、型钢、钢构件等应按实际设计情况采用,不应简单采用弹性计算软件的分析结果。
结构材料(钢筋、型钢、混凝土等)的性能指标(如弹性模量、强度取值等)以及本构关系,与预定的结构或结构构件的抗震性能目标有密切关系,应根据实际情况合理选用。如材料强度可分别取用设计值、标准值、抗拉极限值或实测值、实测平均值等,与结构抗震性能目标有关。结构材料的本构关系直接影响弹塑性分析结果,选择时应特别注意;钢筋和混凝土的本构关系,在现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的附录中有相应规定,可参考使用。
结构弹塑性变形往往比弹性变形大很多,考虑结构几何非线性进行计算是必要的,结果的可靠性也会因此有所提高。
与弹性静力分析计算相比,结构的弹塑性分析具有更大的不确定性,不仅与上述因素有关,还与分析软件的计算模型以及结构阻尼选取、构件破损程度的衡量、有限元的划分等有关,存在较多的人为因素和经验因素。因此,弹塑性计算分析首先要了解分析软件的适用性,选用适合于所设计工程的软件,然后对计算结果的合理性进行分析判断。工程设计中有时会遇到计算结果出现不合理或怪异现象,需要结构工程师与软件编制人员共同研究解决。
5.5.2 在预估的罕遇地震作用下,高层建筑结构薄弱层(部位)弹塑性变形计算可采用下列方法:
1 不超过12层且层侧向刚度无突变的框架结构可采用本规程第5.5.3条规定的简化计算法;
2 除第1款以外的建筑结构可采用弹塑性静力或动力分析方法。
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5.5.2 本条规定了进行结构弹塑性分析的具体方法。本次修订取消了02规程中“7、8、9度抗震设计”的限制条件,因为本条仅规定计算方法,哪些结构需要进行弹塑性计算分析,在本规程第3.7.4、5.1.13条等条有专门规定。
5.5.3 结构薄弱层(部位)的弹塑性层间位移的简化计算,宜符合下列规定:
1 结构薄弱层(部位)的位置可按下列情况确定:
1)楼层屈服强度系数沿高度分布均匀的结构,可取底层;
2)楼层屈服强度系数沿高度分布不均匀的结构,可取该系数最小的楼层(部位)和相对较小的楼层,一般不超过2~3处。
2 弹塑性层间位移可按下列公式计算:


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5.5.3 本条罕遇地震作用下结构薄弱层(部位)弹塑性变形验算的简化计算方法,与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定一致。
5.6 荷载组合和地震作用组合的效应
5.6.1 持久设计状况和短暂设计状况下,当荷载与荷载效应按线性关系考虑时,荷载基本组合的效应设计值应按下式确定:(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)

注:对书库、档案库、储藏室、通风机房和电梯机房,本条楼面活荷载组合值系数取0.7的场合应取为0.9。
5.6. 2 持久设计状况和短暂设计状况下,荷载基本组合的分项系数应按下列规定采用:1 永久荷载的分项系数γG:当其效应对结构承载力不利时,对由可变荷载效应控制的组合应取1.2,对由永久荷载效应控制的组合应取1.35;当其效应对结构承载力有利时,应取1.0。
2 楼面活荷载的分项系数γQ;一般情况下应取1.4。3 风荷载的分项系数γw应取1.4。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021) 5.6.4 地震设计状况下,荷载和地震作用基本组合的分项系数应按表5.6.4采用。当重力荷载效应对结构的承载力有利时,表5.6.4中γG不应大于1.0。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
▼ 点击展开条文说明5.6.1~5.6.4 本节是高层建筑承载能力极限状态设计时作用组合效应的基本要求,主要根据现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153以及《建筑结构荷载规范》GB 50009、《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定制定。
本次修订:1)增加了考虑设计使用年限的可变荷载(楼面活荷载)调整系数;2)仅规定了持久、短暂、地震设计状况下,作用基本组合时的作用效应设计值的计算公式,对偶然作用组合、标准组合不作强制性规定,有关结构侧向位移的设计规定见本规程第3.7.3条;3)明确了本节规定不适用于作用和作用效应呈非线性关系的情况;4)表5.6.4中增加了7度(0.15g)时,也要考虑水平地震、竖向地震作用同时参与组合的情况;5)对水平长悬臂结构和大跨度结构,表5.6.4中增加了竖向地震作为主要可变作用的组合工况。
第5.6.1条和5.6.3条均适应于作用和作用效应呈线性关系的情况。如果结构上的作用和作用效应不能以线性关系表述,则作用组合的效应应符合现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153的有关规定。
持久设计状况和短暂设计状况作用基本组合的效应,当永久荷载效应起控制作用时,永久荷载分项系数取1.35,此时参与组合的可变作用(如楼面活荷载、风荷载等)应考虑相应的组合值系数;持久设计状况和短暂设计状况的作用基本组合的效应,当可变荷载效应起控制作用(永久荷载分项系数取1.2)的场合,如风荷载作为主要可变荷载、楼面活荷载作为次要可变荷载时,其组合值系数分别取1.0、0.7,对书库、档案库、储藏室、通风机房和电梯机房等楼面活荷载较大且相对固定的情况,其楼面活荷载组合值系数应由0.7改为0.9;持久设计状况和短暂设计状况的作用基本组合的效应,当楼面活荷载作为主要可变荷载、风荷载作为次要可变荷载时,其组合值系数分别取1.0和0.6。
结构设计使用年限为100年时,本条公式(5.6.1)中参与组合的风荷载效应应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的100年重现期的风压值计算;当高层建筑对风荷载比较敏感时,风荷载效应计算尚应符合本规程第4.2.2条的规定。
地震设计状况作用基本组合的效应,当本规程有规定时,地震作用效应标准值应首先乘以相应的调整系数、增大系数,然后再进行效应组合。如薄弱层剪力增大、楼层最小地震剪力系数(剪重比)调整、框支柱地震轴力的调整、转换构件地震内力放大、框架-剪力墙结构和筒体结构有关地震剪力调整等。
7度(0.15g)和8、9度抗震设计的大跨度结构、长悬臂结构应考虑竖向地震作用的影响,如高层建筑的大跨度转换构件、连体结构的连接体等。
关于不同设计状况的定义以及作用的标准组合、偶然组合的有关规定,可参考现行国家标准《工程结构可靠性设计统一标准》GB 50153。
5.6.5 非抗震设计时,应按本规程第5.6.1条的规定进行荷载组合的效应计算。抗震设计时,应同时按本规程第5.6.1条和5.6.3条的规定进行荷载和地震作用组合的效应计算;按本规程第5.6.3条计算的组合内力设计值,尚应按本规程的有关规定进行调整。
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5.6.5 对非抗震设计的高层建筑结构,应按式(5.6.1)计算荷载效应的组合;对抗震设计的高层建筑结构,应同时按式(5.6.1)和式(5.6.3)计算荷载效应和地震作用效应组合,并按本规程的有关规定(如强柱弱梁、强剪弱弯等),对组合内力进行必要的调整。同二构件的不同截面或不同设计要求,可能对应不同的组合工况,应分别进行验算。
6框架结构设计
6.1 一般规定
6.1.1 框架结构应设计成双向梁柱抗侧力体系。主体结构除个别部位外,不应采用铰接。
6.1.2 抗震设计的框架结构不应采用单跨框架。
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6.1.2 本次修订将02规程的“不宜”改为“不应”,进一步从严要求。震害调查表明,单跨框架结构,尤其是层数较多的高层建筑,震害比较严重。因此,抗震设计的框架结构不应采用冗余度低的单跨框架。
单跨框架结构是指整栋建筑全部或绝大部分采用单跨框架的结构,不包括仅局部为单跨框架的框架结构。本规程第8.1.3条第1、2款规定的框架-剪力墙结构可局部采用单跨框架结构;其他情况应根据具体情况进行分析、判断。
6.1.3 框架结构的填充墙及隔墙宜选用轻质墙体。抗震设计时,框架结构如采用砌体填充墙,其布置应符合下列规定:
1 避免形成上、下层刚度变化过大。
2 避免形成短柱。
3 减少因抗侧刚度偏心而造成的结构扭转。
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6.1.3 本条为02规程第6.1.4条的修改,02规程第6.1.3条改为本规程第6.1.7条。
框架结构如采用砌体填充墙,当布置不当时,常能造成结构竖向刚度变化过大;或形成短柱;或形成较大的刚度偏心。由于填充墙是由建筑专业布置,结构图纸上不予表示,容易被忽略。
国内、外皆有由此而造成的震害例子。本条目的是提醒结构工程师注意防止砌体(尤其是砖砌体)填充墙对结构设计的不利影响。
6.1.4 抗震设计时,框架结构的楼梯间应符合下列规定:
1 楼梯间的布置应尽量减小其造成的结构平面不规则。
2 宜采用现浇钢筋混凝土楼梯,楼梯结构应有足够的抗倒塌能力。
3 宜采取措施减小楼梯对主体结构的影响。
4 当钢筋混凝土楼梯与主体结构整体连接时,应考虑楼梯对地震作用及其效应的影响,并应对楼梯构件进行抗震承载力验算。
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6.1.4 2008年汶川地震震害进一步表明,框架结构中的楼梯及周边构件破坏严重。本次修订增加了楼梯的抗震设计要求。抗震设计时,楼梯间为主要疏散通道,其结构应有足够的抗倒塌能力,楼梯应作为结构构件进行设计。框架结构中楼梯构件的组合内力设计值应包括与地震作用效应的组合,楼梯梁、柱的抗震等级应与框架结构本身相同。
框架结构中,钢筋混凝土楼梯自身的刚度对结构地震作用和地震反应有着较大的影响,若楼梯布置不当会造成结构平面不规则,抗震设计时应尽量避免出现这种情况。
震害调查中发现框架结构中的楼梯板破坏严重,被拉断的情况非常普遍,因此应进行抗震设计,并加强构造措施,宜采用双排配筋。
6.1.5 抗震设计时,砌体填充墙及隔墙应具有自身稳定性,并应符合下列规定:
1 砌体的砂浆强度等级不应低于M5,当采用砖及混凝土砌块时,砌块的强度等级不应低于MU5;采用轻质砌块时,砌块的强度等级不应低于MU2.5。墙顶应与框架梁或楼板密切结合。
2 砌体填充墙应沿框架柱全高每隔500mm左右设置2根直径6mm的拉筋,6度时拉筋宜沿墙全长贯通,7、8、9度时拉筋应沿墙全长贯通。
3 墙长大于5m时,墙顶与梁(板)宜有钢筋拉结;墙长大于8m或层高的2倍时,宜设置间距不大于4m的钢筋混凝土构造柱;墙高超过4m时,墙体半高处(或门洞上皮)宜设置与柱连接且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。
4 楼梯间采用砌体填充墙时,应设置间距不大于层高且不大于4m的钢筋混凝土构造柱,并应采用钢丝网砂浆面层加强。
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6.1.5 2008年汶川地震中,框架结构中的砌体填充墙破坏严重。本次修订明确了用于填充墙的砌块强度等级,提高了砌体填充墙与主体结构的拉结要求、构造柱设置要求以及楼梯间砌体墙构造要求。
6.1.6 框架结构按抗震设计时,不应采用部分由砌体墙承重之混合形式。框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等,应采用框架承重,不应采用砌体墙承重。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
▼ 点击展开条文说明6.1.6 框架结构与砌体结构是两种截然不同的结构体系,其抗侧刚度、变形能力等相差很大,这两种结构在同一建筑物中混合使用,对建筑物的抗震性能将产生很不利的影响,甚至造成严重破坏。
6.1.7 框架梁、柱中心线宜重合。当梁柱中心线不能重合时,在计算中应考虑偏心对梁柱节点核心区受力和构造的不利影响,以及梁荷载对柱子的偏心影响。
梁、柱中心线之间的偏心距,9度抗震设计时不应大于柱截面在该方向宽度的1/4;非抗震设计和6~8度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向宽度的1/4,如偏心距大于该方向柱宽的1/4时,可采取增设梁的水平加腋(图6.1.7)等措施。设置水平加腋后,仍须考虑梁柱偏心的不利影响。

1 梁的水平加腋厚度可取梁截面高度,其水平尺寸宜满足下列要求:

2 梁采用水平加腋时,框架节点有效宽度bj宜符合下式要求:

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6.1.7 在实际工程中,框架梁、柱中心线不重合、产生偏心的实例较多,需要有解决问题的方法。本条是根据国内外试验研究的结果提出的。根据试验结果,采用水平加腋方法,能明显改善梁柱节点的承受反复荷载性能。9度抗震设计时,不应采用梁柱偏心较大的结构。
6.1.8 不与框架柱相连的次梁,可按非抗震要求进行设计。
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6.1.8 不与框架柱(包括框架-剪力墙结构中的柱)相连的次梁,可按非抗震设计。
图4为框架楼层平面中的一个区格。图中梁L1两端不与框架柱相连,因而不参与抗震,所以梁L1的构造可按非抗震要求。
例如,梁端箍筋不需要按抗震要求加密,仅需满足抗剪强度的要求,其间距也可按非抗震构件的要求;箍筋无需弯135°钩,90°钩即可;纵筋的锚固、搭接等都可按非抗震要求。图中梁L2与L1不同,其一端与框架柱相连,另一端与梁相连;与框架柱相连端应按抗震设计,其要求应与框架梁相同,与梁相连端构造可同L1梁。
6.2 截面设计
6.3 框架梁构造要求
6.4 框架柱构造要求
6.5 钢筋的连接和锚固
7剪力墙结构设计
7.1 一般规定
7.2 截面设计及构造
8框架-剪力墙结构设计
8.1 一般规定
8.1.1 框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构的结构布置、计算分析、截面设计及构造要求除应符合本章的规定外,尚应分别符合本规程第3、5、6和7章的有关规定。
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8.1.1 本章包括框架-剪力墙结构和板柱-剪力墙结构的设计。
墨西哥地震等震害表明,板柱框架破坏严重,其板与柱的连接节点为薄弱点。因而在地震区必须加设剪力墙(或筒体)以抵抗地震作用,形成板柱-剪力墙结构。板柱-剪力墙结构受力特点与框架-剪力墙结构类似,故把这种结构纳入本章,并专门列出相关条文以规定其设计需要遵守的有关要求。除应遵守本章关于框架-剪力墙结构、板柱-剪力墙结构的结构布置、计算分析、截面设计及构造要求的规定外,还应遵守第5章计算分析的有关规定,以及第3章、第6章和第7章对框架-剪力墙结构最大适用高度、高宽比的规定和对框架、剪力墙的有关规定。
8.1.2 框架-剪力墙结构可采用下列形式:
1 框架与剪力墙(单片墙、联肢墙或较小井筒)分开布置;
2 在框架结构的若干跨内嵌人剪力墙(带边框剪力墙);
3 在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙;
4 上述两种或三种形式的混合。
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8.1.2 框架-剪力墙结构由框架和剪力墙组成,以其整体承担荷载和作用;其组成形式较灵活,本条仅列举了一些常用的组成形式,设计时可根据工程具体情况选择适当的组成形式和适量的框架和剪力墙。
8.1.3 抗震设计的框架-剪力墙结构,应根据在规定的水平力作用下结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值,确定相应的设计方法,并应符合下列规定:
1 框架部分承受的地震倾覆力矩不大于结构总地震倾覆力矩的10%时,按剪力墙结构进行设计,其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计;
2 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时,按框架-剪力墙结构进行设计;
3 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%但不大于80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,其最大适用高度可比框架结构适当增加,框架部分的抗震等级和轴压比限值宜按框架结构的规定采用;
4 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的80%时,按框架-剪力墙结构进行设计,但其最大适用高度宜按框架结构采用,框架部分的抗震等级和轴压比限值应按框架结构的规定采用。当结构的层间位移角不满足框架-剪力墙结构的规定时,可按本规程第3.11节的有关规定进行结构抗震性能分析和论证。
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8.1.3 框架-剪力墙结构在规定的水平力作用下,结构底层框架部分承受的地震倾覆力矩与结构总地震倾覆力矩的比值不尽相同,结构性能有较大的差别。本次修订对此作了较为具体的规定。在结构设计时,应据此比值确定该结构相应的适用高度和构造措施,计算模型及分析均按框架-剪力墙结构进行实际输入和计算分析。
1 当框架部分承担的倾覆力矩不大于结构总倾覆力矩的10%时,意味着结构中框架承担的地震作用较小,绝大部分均由剪力墙承担,工作性能接近于纯剪力墙结构,此时结构中的剪力墙抗震等级可按剪力墙结构的规定执行;其最大适用高度仍按框架-剪力墙结构的要求执行;其中的框架部分应按框架-剪力墙结构的框架进行设计,也就是说需要进行本规程8.1.4条的剪力调整,其侧向位移控制指标按剪力墙结构采用。
2 当框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的10%但不大于50%时,属于典型的框架-剪力墙结构,按本章有关规定进行设计。
3 当框架部分承受的倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%但不大于80%时,意味着结构中剪力墙的数量偏少,框架承担较大的地震作用,此时框架部分的抗震等级和轴压比宜按框架结构的规定执行,剪力墙部分的抗震等级和轴压比按框架-剪力墙结构的规定采用;其最大适用高度不宜再按框架-剪力墙结构的要求执行,但可比框架结构的要求适当提高,提高的幅度可视剪力墙承担的地震倾覆力矩来确定。
4 当框架部分承受的倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的80%时,意味着结构中剪力墙的数量极少,此时框架部分的抗震等级和轴压比应按框架结构的规定执行,剪力墙部分的抗震等级和轴压比按框架-剪力墙结构的规定采用;其最大适用高度宜按框架结构采用。对于这种少墙框剪结构,由于其抗震性能较差,不主张采用,以避免剪力墙受力过大、过早破坏。当不可避免时,宜采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、开结构洞、配置少量单排钢筋等措施,减小剪力墙的作用。
在条文第3、4款规定的情况下,为避免剪力墙过早开裂或破坏,其位移相关控制指标按框架-剪力墙结构的规定采用。对第4款,如果最大层间位移角不能满足框架-剪力墙结构的限值要求,可按本规程第3.11节的有关规定,进行结构抗震性能分析论证。
8.1.4 抗震设计时,框架-剪力墙结构对应于地震作用标准值的各层框架总剪力应符合下列规定:
1 满足式(8.1.4)要求的楼层,其框架总剪力不必调整;不满足式(8.1.4)要求的楼层,其框架总剪力应按0.2V0和1.5Vf.max二者的较小值采用;
Vf≥0.2V0 (8.1.4)
式中:V0——对框架柱数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值的结构底层总剪力;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段底层结构对应于地震作用标准值的总剪力;
Vf——对应于地震作用标准值且未经调整的各层(或某一段内各层)框架承担的地震总剪力;
Vfmax——对框架柱数量从下至上基本不变的结构,应取对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值;对框架柱数量从下至上分段有规律变化的结构,应取每段中对应于地震作用标准值且未经调整的各层框架承担的地震总剪力中的最大值。
2 各层框架所承担的地震总剪力按本条第1款调整后,应按调整前、后总剪力的比值调整每根框架柱和与之相连框架梁的剪力及端部弯矩标准值,框架柱的轴力标准值可不予调整;
3 按振型分解反应谱法计算地震作用时,本条第1款所规定的调整可在振型组合之后、并满足本规程第4.3.12条关于楼层最小地震剪力系数的前提下进行。
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8.1.4 框架-剪力墙结构在水平地震作用下,框架部分计算所得的剪力-般都较小。按多道防线的概念设计要求,墙体是第一道防线,在设防地震、罕遇地震下先于框架破坏,由于塑性内力重分布,框架部分按侧向刚度分配的剪力会比多遇地震下加大,为保证作为第二道防线的框架具有一定的抗侧力能力,需要对框架承担的剪力予以适当的调整。随着建筑形式的多样化,框架柱的数量沿竖向有时会有较大的变化,框架柱的数量沿竖向有规律分段变化时可分段调整的规定,对框架柱数量沿竖向变化更复杂的情况,设计时应专门研究框架柱剪力的调整方法。
对有加强层的结构,框架承担的最大剪力不包含加强层及相邻上下层的剪力。
8.1.5 框架-剪力墙结构应设计成双向抗侧力体系;抗震设计时,结构两主轴方向均应布置剪力墙。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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8.1.5 框架-剪力墙结构是框架和剪力墙共同承担竖向和水平作用的结构体系,布置适量的剪力墙是其基本特点。为了发挥框架-剪力墙结构的优势,无论是否抗震设计,均应设计成双向抗侧力体系,且结构在两个主轴方向的刚度和承载力不宜相差过大;抗震设计时,框架-剪力墙结构在结构两个主轴方向均应布置剪力墙,以体现多道防线的要求。
8.1.6 框架-剪力墙结构中,主体结构构件之间除个别节点外不应采用铰接;梁与柱或柱与剪力墙的中线宜重合;框架梁、柱中心线之间有偏离时,应符合本规程第6.1.7条的有关规定。
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8.1.6 框架-剪力墙结构中,主体结构构件之间一般不宜采用铰接,但在某些具体情况下,比如采用铰接对主体结构构件受力有利时可以针对具体构件进行分析判定后,在局部位置采用铰接。
8.1.7 框架-剪力墙结构中剪力墙的布置宜符合下列规定:
1 剪力墙宜均匀布置在建筑物的周边附近、楼梯间、电梯间、平面形状变化及恒载较大的部位,剪力墙间距不宜过大;
2 平面形状凹凸较大时,宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙;
3 纵、横剪力墙宜组成L形、T形和[形等形式;
4 单片剪力墙底部承担的水平剪力不应超过结构底部总水平剪力的30%;
5 剪力墙宜贯通建筑物的全高,宜避免刚度突变;剪力墙开洞时,洞口宜上下对齐;
6 楼、电梯间等竖井宜尽量与靠近的抗侧力结构结合布置;
7 抗震设计时,剪力墙的布置宜使结构各主轴方向的侧向刚度接近。
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8.1.7 本条主要指出框架-剪力墙结构中在结构布置时要处理好框架和剪力墙之间的关系,遵循这些要求,可使框架-剪力墙结构更好地发挥两种结构各自的作用并且使整体合理地工作。
8.1.8 长矩形平面或平面有一部分较长的建筑中,其剪力墙的布置尚宜符合下列规定:
1 横向剪力墙沿长方向的间距宜满足表8.1.8的要求,当这些剪力墙之间的楼盖有较大开洞时,剪力墙的间距应适当减小;
2 纵向剪力墙不宜集中布置在房屋的两尽端。

注:1 表中B为剪力墙之间的楼盖宽度(m);
2 装配整体式楼盖的现浇层应符合本规程第3.6.2条的有关规定;
3 现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可作为现浇板考虑;
4 当房屋端部未布置剪力墙时,第一片剪力墙与房屋端部的距离,不宜大于表中剪力墙间距的1/2。
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8.1.8 长矩形平面或平面有一方向较长(如L形平面中有一肢较长)时,如横向剪力墙间距过大,在侧向力作用下,因不能保证楼盖平面的刚性而会增加框架的负担,故对剪力墙的最大间距作出规定。当剪力墙之间的楼板有较大开洞时,对楼盖平面刚度有所削弱,此时剪力墙的间距宜再减小。纵向剪力墙布置在平面的尽端时,会造成对楼盖两端的约束作用,楼盖中部的梁板容易因混凝土收缩和温度变化而出现裂缝,故宜避免。同时也考虑到在设计中有剪力墙布置在建筑中部,而端部无剪力墙的情况,用表注4的相应规定,可防止布置框架的楼面伸出太长,不利于地震力传递。
8.1.9 板柱-剪力墙结构的布置应符合下列规定:
1 应同时布置筒体或两主轴方向的剪力墙以形成双向抗侧力体系,并应避免结构刚度偏心,其中剪力墙或筒体应分别符合本规程第7章和第9章的有关规定,且宜在对应剪力墙或筒体的各楼层处设置暗梁。
2 抗震设计时,房屋的周边应设置边梁形成周边框架,房屋的顶层及地下室顶板宜采用梁板结构。
3 有楼、电梯间等较大开洞时,洞口周围宜设置框架梁或边梁。
4 无梁板可根据承载力和变形要求采用无柱帽(柱托)板或有柱帽(柱托)板形式。柱托板的长度和厚度应按计算确定,且每方向长度不宜小于板跨度的1/6,其厚度不宜小于板厚度的1/4。7度时宜采用有柱托板,8度时应采用有柱托板,此时托板每方向长度尚不宜小于同方向柱截面宽度和4倍板厚之和,托板总厚度尚不应小于柱纵向钢筋直径的16倍。当无柱托板且无梁板受冲切承载力不足时,可采用型钢剪力架(键),此时板的厚度并不应小于200mm。
5 双向无梁板厚度与长跨之比,不宜小于表8.1.9的规定。

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8.1.9 板柱结构由于楼盖基本没有梁,可以减小楼层高度,对使用和管道安装都较方便,因而板柱结构在工程中时有采用。但板柱结构抵抗水平力的能力差,特别是板与柱的连接点是非常薄弱的部位,对抗震尤为不利。为此,本规程规定抗震设计时,高层建筑不能单独使用板柱结构,而必须设置剪力墙(或剪力墙组成的筒体)来承担水平力。本规程除在第3章对其适用高度及高宽比严格控制外,这里尚做出结构布置的有关要求。8度设防时应采用有柱托板,托板处总厚度不小于16倍柱纵筋直径是为了保证板柱节点的抗弯刚度。当板厚不满足受冲切承载力要求而又不能设置柱托板时,建议采用型钢剪力架(键)抵抗冲切,剪力架(键)型钢应根据计算确定。型钢剪力架(键)的高度不应大于板面筋的下排钢筋和板底筋的上排钢筋之间的净距,并确保型钢具有足够的保护层厚度,据此确定板的厚度并不应小于200mm。
8.1.10 抗风设计时,板柱-剪力墙结构中各层筒体或剪力墙应能承担不小于80%相应方向该层承担的风荷载作用下的剪力;抗震设计时,应能承担各层全部相应方向该层承担的地震剪力,而各层板柱部分尚应能承担不小于20%相应方向该层承担的地震剪力,且应符合有关抗震构造要求。
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8.1.10 抗震设计时,按多道设防的原则,规定全部地震剪力应由剪力墙承担,但各层板柱部分除应符合计算要求外,仍应能承担不少于该层相应方向20%的地震剪力。另外,本条在02规程的基础上增加了抗风设计时的要求,以提高板柱-剪力墙结构在适用高度提高后抵抗水平力的性能。
8.2 截面设计及构造
9筒体结构设计
9.1 一般规定
9.1.1 本章适用于钢筋混凝土框架-核心筒结构和筒中筒结构,其他类型的筒体结构可参照使用。筒体结构各种构件的截面设计和构造措施除应遵守本章规定外,尚应符合本规程第6~8章的有关规定。
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9.1.1 筒体结构具有造型美观、使用灵活、受力合理,以及整体性强等优点,适用于较高的高层建筑。目前全世界最高的100幢高层建筑约有2/3采用筒体结构;国内100m以上的高层建筑约有一半采用钢筋混凝土筒体结构,所用形式大多为框架-核心筒结构和筒中筒结构,本章条文主要针对这两类筒体结构,其他类型的筒体结构可参照使用。
本条是02规程第9.1.1条和9.1.12条的合并。
9.1.2 筒中筒结构的高度不宜低于80m,高宽比不宜小于3。对高度不超过60m的框架-核心筒结构,可按框架-剪力墙结构设计。
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9.1.2 研究表明,筒中筒结构的空间受力性能与其高度和高宽比有关,当高宽比小于3时,就不能较好地发挥结构的整体空间作用;框架-核心筒结构的高度和高宽比可不受此限制。对于高度较低的框架-核心筒结构,可按框架-抗震墙结构设计,适当降低核心筒和框架的构造要求。
9.1.3 当相邻层的柱不贯通时,应设置转换梁等构件。转换构件的结构设计应符合本规程第10章的有关规定。
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9.1.3 筒体结构尤其是筒中筒结构,当建筑需要较大空间时,外周框架或框筒有时需要抽掉一部分柱,形成带转换层的筒体结构。本条取消了02规程有关转换梁的设计要求,转换层结构的设计应符合本规程第10.2节的有关规定。
9.1.4 筒体结构的楼盖外角宜设置双层双向钢筋(图9.1.4),
单层单向配筋率不宜小于0.3%,钢筋的直径不应小于8mm,间距不应大于150mm,配筋范围不宜小于外框架(或外筒)至内筒外墙中距的1/3和3m。
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9.1.4 筒体结构的双向楼板在竖向荷载作用下,四周外角要上翘;但受到剪力墙的约束,加上楼板混凝土的自身收缩和温度变化影响,使楼板外角可能产生斜裂缝。为防止这类裂缝出现,楼板外角顶面和底面配置双向钢筋网,适当加强。
9.1. 5 核心筒或内筒的外墙与外框柱间的中距,非抗震设计大于15m、抗震设计大于12m时,宜采取增设内柱等措施。
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9.1.5 筒体结构中筒体墙与外周框架之间的距离不宜过大,否则楼盖结构的设计较困难。根据近年来的工程经验,适当放松了核心筒或内筒外墙与外框柱之间的距离要求,非抗震设计和抗震设计分别由02规程的12m、10m调整为15m、12m。
9.1.6 核心筒或内筒中剪力墙截面形状宜简单;截面形状复杂的墙体可按应力进行截面设计校核。
9.1.7 筒体结构核心筒或内筒设计应符合下列规定:
1 墙肢宜均匀、对称布置;
2 筒体角部附近不宜开洞,当不可避免时,筒角内壁至洞口的距离不应小于500mm和开洞墙截面厚度的较大值;
3 筒体墙应按本规程附录D验算墙体稳定,且外墙厚度不应小于200mm,内墙厚度不应小于160mm,必要时可设置扶壁柱或扶壁墙;
4 筒体墙的水平、竖向配筋不应少于两排,其最小配筋率应符合本规程第7.2.17条的规定;
5 抗震设计时,核心筒、内筒的连梁宜配置对角斜向钢筋或交叉暗撑;
6 筒体墙的加强部位高度、轴压比限值、边缘构件设置以及截面设计,应符合本规程第7章的有关规定。
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9.1.7 本条规定了筒体结构核心筒、内筒设计的基本要求。第3款墙体厚度是最低要求,同时要求所有筒体墙应按本规程附录D验算墙体稳定,必要时可增设扶壁柱或扶壁墙以增强墙体的稳定性;第5款对连梁的要求主要目的是提高其抗震延性。
9.1.8 核心筒或内筒的外墙不宜在水平方向连续开洞,洞间墙肢的截面高度不宜小于1.2m;当洞间墙肢的截面高度与厚度之比小于4时,宜按框架柱进行截面设计。
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9.1.8 为防止核心筒或内筒中出现小墙肢等薄弱环节,墙面应尽量避免连续开洞,对个别无法避免的小墙肢,应控制最小截面高度,并按柱的抗震构造要求配置箍筋和纵向钢筋,以加强其抗震能力。
9.1.9 抗震设计时,框筒柱和框架柱的轴压比限值可按框架-剪力墙结构的规定采用。
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9.1.9 在筒体结构中,大部分水平剪力由核心筒或内筒承担,框架柱或框筒柱所受剪力远小于框架结构中的柱剪力,剪跨比明显增大,因此其轴压比限值可比框架结构适当放松,可按框架-剪力墙结构的要求控制柱轴压比。
9.1.10 楼盖主梁不宜搁置在核心筒或内筒的连梁上。
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9.1.10 楼盖主梁搁置在核心筒的连梁上,会使连梁产生较大剪力和扭矩,容易产生脆性破坏,应尽量避免。
9.1.11 抗震设计时,筒体结构的框架部分按侧向刚度分配的楼层地震剪力标准值应符合下列规定:
1 框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不宜小于结构底部总地震剪力标准值的10%。
2 当框架部分分配的地震剪力标准值的最大值小于结构底部总地震剪力标准值的10%时,各层框架部分承担的地震剪力标准值应增大到结构底部总地震剪力标准值的15%;此时,各层核心筒墙体的地震剪力标准值宜乘以增大系数1.1,但可不大于结构底部总地震剪力标准值,墙体的抗震构造措施应按抗震等级提高一级后采用,已为特一级的可不再提高。
3 当框架部分分配的地震剪力标准值小于结构底部总地震剪力标准值的20%,但其最大值不小于结构底部总地震剪力标准值的10%时,应按结构底部总地震剪力标准值的20%和框架部分楼层地震剪力标准值中最大值的1.5倍二者的较小值进行调整。
按本条第2款或第3款调整框架柱的地震剪力后,框架柱端弯矩及与之相连的框架梁端弯矩、剪力应进行相应调整。有加强层时,本条框架部分分配的楼层地震剪力标准值的最大值不应包括加强层及其上、下层的框架剪力。
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9.1.11 对框架-核心筒结构和筒中筒结构,如果各层框架承担的地震剪力不小于结构底部总地震剪力的20%,则框架地震剪力可不进行调整;否则,应按本条的规定调整框架柱及与之相连的框架梁的剪力和弯矩。
设计恰当时,框架-核心筒结构可以形成外周框架与核心筒协同工作的双重抗侧力结构体系。实际工程中,由于外周框架柱的柱距过大、梁高过小,造成其刚度过低、核心筒刚度过高,结构底部剪力主要由核心筒承担。这种情况,在强烈地震作用下,核心筒墙体可能损伤严重,经内力重分布后,外周框架会承担较大的地震作用。因此,本条第1款对外周框架按弹性刚度分配的地震剪力作了基本要求;对本规程规定的房屋最大适用高度范围的筒体结构,经过合理设计,多数情况应该可以达到此要求。一般情况下,房屋高度越高时,越不容易满足本条第1款的要求,通常,筒体结构外周框架剪力调整的方法与本规程第8章框架-剪力墙结构相同,即本条第3款的规定。当框架部分分配的地震剪力不满足本条第1款的要求,即小于结构底部总地震剪力的10%时,意味着筒体结构的外周框架刚度过弱,框架总剪力如果仍按第3款进行调整,框架部分承担的剪力最大值的1.5倍可能过小,因此要求按第2款执行,即各层框架剪力按结构底部总地震剪力的15%进行调整,同时要求对核心筒的设计剪力和抗震构造措施予以加强。
对带加强层的筒体结构,框架部分最大楼层地震剪力可不包括加强层及其相邻上、下楼层的框架剪力。
9.2 框架-核心筒结构
9.2.1 核心筒宜贯通建筑物全高。核心筒的宽度不宜小于筒体总高的1/12,当筒体结构设置角筒、剪力墙或增强结构整体刚度的构件时,核心筒的宽度可适当减小。
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9.2.1 核心筒是框架-核心筒结构的主要抗侧力结构,应尽量贯通建筑物全高。一般来讲,当核心筒的宽度不小于筒体总高度的1/12时,筒体结构的层间位移就能满足规定。
9.2.2 抗震设计时,核心筒墙体设计尚应符合下列规定:
1 底部加强部位主要墙体的水平和竖向分布钢筋的配筋率均不宜小于0.30%;
2 底部加强部位角部墙体约束边缘构件沿墙肢的长度宜取墙肢截面高度的1/4,约束边缘构件范围内应主要采用箍筋;
3 底部加强部位以上角部墙体宜按本规程7.2.15条的规定设置约束边缘构件。
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9.2.2 抗震设计时,核心筒为框架-核心筒结构的主要抗侧力构件,本条对其底部加强部位水平和竖向分布钢筋的配筋率、边缘构件设置提出了比一般剪力墙结构更高的要求。
约束边缘构件通常需要一个沿周边的大箍,再加上各个小箍或拉筋,而小箍是无法勾住大箍的,会造成大箍的长边无支长度过大,起不到应有的约束作用。因此,第2款将02规程“约束边缘构件范围内全部采用箍筋”的规定改为主要采用箍筋,即采用箍筋与拉筋相结合的配箍方法。
9.2.3 框架-核心筒结构的周边柱间必须设置框架梁。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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9.2.3 由于框架-核心筒结构外周框架的柱距较大,为了保证其整体性,外周框架柱间必须要设置框架梁,形成周边框架。实践证明,纯无梁楼盖会影响框架-核心筒结构的整体刚度和抗震性能,尤其是板柱节点的抗震性能较差。因此,在采用无梁楼盖时,更应在各层楼盖沿周边框架柱设置框架梁。
9.2.4 核心筒连梁的受剪截面应符合本规程第9.3.6条的要求,其构造设计应符合本规程第9.3.7、9.3.8条的有关规定。
9.2.5 对内筒偏置的框架-筒体结构,应控制结构在考虑偶然偏心影响的规定地震力作用下,最大楼层水平位移和层间位移不应大于该楼层平均值的1.4倍,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Tl之比不应大于0.85,且Tl的扭转成分不宜大于30%。
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9.2.5 内筒偏置的框架-筒体结构,其质心与刚心的偏心距较大,导致结构在地震作用下的扭转反应增大。对这类结构,应特别关注结构的扭转特性,控制结构的扭转反应。本条要求对该类结构的位移比和周期比均按B级高度高层建筑从严控制。内筒偏置时,结构的第一自振周期T1中会含有较大的扭转成分,为了改善结构抗震的基本性能,除控制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Tl之比不应大于0.85外,尚需控制Tl的扭转成分不宜大于平动成分之半。
9.2.6 当内筒偏置、长宽比大于2时,宜采用框架-双筒结构。
9.2.7 当框架-双筒结构的双筒间楼板开洞时,其有效楼板宽度不宜小于楼板典型宽度的50%,洞口附近楼板应加厚,并应采用双层双向配筋,每层单向配筋率不应小于0.25%;双筒间楼板宜按弹性板进行细化分析。
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9.2.6、9.2.7 内筒采用双筒可增强结构的扭转刚度,减小结构在水平地震作用下的扭转效应。考虑到双筒间的楼板因传递双筒间的力偶会产生较大的平面剪力,第9.2.7条对双筒间开洞楼板的构造作了具体规定,并建议按弹性板进行细化分析。
9.3 筒中筒结构
10复杂高层建筑结构设计
10.1 一般规定
10.1.1 本章对复杂高层建筑结构的规定适用于带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构以及竖向体型收进、悬挑结构。
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10.1.1 为适应体型、结构布置比较复杂的高层建筑发展的需要,并使其结构设计质量、安全得到基本保证,02规程增加了复杂高层建筑结构设计内容,包括带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构和多塔楼结构等。本次修订增加了竖向体型收进、悬挑结构,并将多塔楼结构并入其中,因为这三种结构的刚度和质量沿竖向变化的情况有一定的共性。
10.1.2 9度抗震设计时不应采用带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构和连体结构。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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10.1.2 带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构等,在地震作用下受力复杂,容易形成抗震薄弱部位。9度抗震设计时,这些结构目前尚缺乏研究和工程实践经验,为了确保安全,因此规定不应采用。
10.1.3 7度和8度抗震设计时,剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不宜大于80m和60m;框架-剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不应大于80m和60m。抗震设计时,B级高度高层建筑不宜采用连体结构;底部带转换层的B级高度筒中筒结构,当外筒框支层以上采用由剪力墙构成的壁式框架时,其最大适用高度应比本规程表3.3.1—2规定的数值适当降低。
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10.1.3 本规程涉及的错层结构,一般包含框架结构、框架-剪力墙结构和剪力墙结构。筒体结构因建筑上一般无错层要求,本规程也没有对其作出相应的规定。错层结构受力复杂,地震作用下易形成多处薄弱部位,目前寸错层结构的研究和工程实践经验较少,需对其适用高度加以适当限制,因此规定了7度、8度抗震设计时,剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不宜大于80m、60m;框架-剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不应大于80m、60m。连体结构的连接体部位易产生严重震害,房屋高度越高,震害加重,因此B级高度高层建筑不宜采用连体结构。抗震设计时,底部带转换
层的筒中筒结构B级高度高层建筑,当外筒框支层以上采用壁式框架时,其抗震性能比密柱框架更为不利,因此其最大适用高度应比本规程表3.3.1—2规定的数值适当降低。
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10.1.4 7度和8度抗震设计的高层建筑不宜同时采用超过两种本规程第10.1.1条所规定的复杂高层建筑结构。
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10.1.4 本章所指的各类复杂高层建筑结构均属不规则结构。在同一个工程中采用两种以上这类复杂结构,在地震作用下易形成多处薄弱部位。为保证结构设计的安全性,规定7度、8度抗震设计的高层建筑不宜同时采用两种以上本章所指的复杂结构。
10.1.5 复杂高层建筑结构的计算分析应符合本规程第5章的有关规定。复杂高层建筑结构中的受力复杂部位,尚宜进行应力分析,并按应力进行配筋设计校核。
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10.1.5 复杂高层建筑结构的计算分析应符合本规程第5章的有关规定,并按本规程有关规定进行截面承载力设计与配筋构造。
对于复杂高层建筑结构,必要时,对其中某些受力复杂部位尚宜采用有限元法等方法进行详细的应力分析,了解应力分布情况,并按应力进行配筋校核。
10.2 带转换层高层建筑结构
10.3 带加强层高层建筑结构
10.3.1 当框架-核心筒、筒中筒结构的侧向刚度不能满足要求时,可利用建筑避难层、设备层空间,设置适宜刚度的水平伸臂构件,形成带加强层的高层建筑结构。必要时,加强层也可同时设置周边水平环带构件。水平伸臂构件、周边环带构件可采用斜腹杆桁架、实体梁、箱形梁、空腹桁架等形式。
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10.3.1 根据近年来高层建筑的设计经验及理论分析研究,当框架-核心筒结构的侧向刚度不能满足设计要求时,可以设置加强层以加强核心筒与周边框架的联系,提高结构整体刚度,控制结构位移。本节规定了设置加强层的要求及加强层构件的类型。
10.3.2 带加强层高层建筑结构设计应符合下列规定:
1 应合理设计加强层的数量、刚度和设置位置。当布置1个加强层时,可设置在0.6倍房屋高度附近;当布置2个加强层时,可分别设置在顶层和0.5倍房屋高度附近;当布置多个加强层时,宜沿竖向从顶层向下均匀布置。
2 加强层水平伸臂构件宜贯通核心筒,其平面布置宜位于核心筒的转角、T字节点处;水平伸臂构件与周边框架的连接宜采用铰接或半刚接;结构内力和位移计算中,设置水平伸臂桁架的楼层宜考虑楼板平面内的变形。
3 加强层及其相邻层的框架柱、核心筒应加强配筋构造。
4 加强层及其相邻层楼盖的刚度和配筋应加强。
5 在施工程序及连接构造上应采取减小结构竖向温度变形及轴向压缩差的措施,结构分析模型应能反映施工措施的影响。
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10.3.2 根据中国建研院等单位的理论分析,带加强层的高层建筑,加强层的设置位置和数量如果比较合理,则有利于减少结构的侧移。本条第1款的规定供设计人员参考。
结构模型振动台试验及研究分析表明:由于加强层的设置,结构刚度突变,伴随着结构内力的突变,以及整体结构传力途径的改变,从而使结构在地震作用下,其破坏和位移容易集中在加强层附近,形成薄弱层,因此规定了在加强层及相邻层的竖向构件需要加强。伸臂桁架会造成核心筒墙体承受很大的剪力,上下弦杆的拉力也需要可靠地传递到核心筒上,所以要求伸臂构件贯通核心筒。
加强层的上下层楼面结构承担着协调内筒和外框架的作用,存在很大的面内应力,因此本条规定的带加强层结构设计的原则中,对设置水平伸臂构件的楼层在计算时宜考虑楼板平面内的变形,并注意加强层及相邻层的结构构件的配筋加强措施,加强各构件的连接锚固。
由于加强层的伸臂构件强化了内筒与周边框架的联系,内筒与周边框架的竖向变形差将产生很大的次应力,因此需要采取有效的措施减小这些变形差(如伸臂桁架斜腹杆的滞后连接等),而且在结构分析时就应该进行合理的模拟,反映这些措施的影响。
10.3.3 抗震设计时,带加强层高层建筑结构应符合下列要求:
1 加强层及其相邻层的框架柱、核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级采用,一级应提高至特一级,但抗震等级已经为特一级时应允许不再提高;
2 加强层及其相邻层的框架柱,箍筋应全柱段加密配置,轴压比限值应按其他楼层框架柱的数值减小0.05采用;
3 加强层及其相邻层核心筒剪力墙应设置约束边缘构件。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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10.3.3 带加强层的高层建筑结构,加强层刚度和承载力较大,与其上、下相邻楼层相比有突变,加强层相邻楼层往往成为抗震薄弱层;与加强层水平伸臂结构相连接部位的核心筒剪力墙以及外围框架柱受力大且集中。因此,为了提高加强层及其相邻楼层与加强层水平伸臂结构相连接的核心筒墙体及外围框架柱的抗震承载力和延性,本条规定应对此部位结构构件的抗震等级提高一级采用(已经为特一级者可不提高);框架柱箍筋应全柱段加密,轴压比从严(减小0.05)控制;剪力墙应设置约束边缘构件。
本条第3款为本次修订新增加内容。
10.4 错层结构
10.4.1 抗震设计时,高层建筑沿竖向宜避免错层布置。当房屋不同部位因功能不同而使楼层错层时,宜采用防震缝划分为独立的结构单元。
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10.4.1 中国建筑科学研究院抗震所等单位对错层剪力墙结构做了两个模型振动台试验。试验研究表明,平面规则的错层剪力墙结构使剪力墙形成错洞墙,结构竖向刚度不规则,对抗震不利,但错层对抗震性能的影响不十分严重;平面布置不规则、扭转效应显著的错层剪力墙结构破坏严重;错层框架结构或框架-剪力墙结构尚未见试验研究资料,但从计算分析表明,这些结构的抗震性能要比错层剪力墙结构更差。因此,高层建筑宜避免错层。
相邻楼盖结构高差超过梁高范围的,宜按错层结构考虑。结构中仅局部存在错层构件的不属于错层结构,但这些错层构件宜参考本节的规定进行设计。
10.4.2 错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。
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10.4.2 错层结构应尽量减少扭转效应,错层两侧宜采用侧向刚度和变形性能相近的结构方案,以减小错层处墙、柱内力,避免错层处结构形成薄弱部位。
10.4.3 错层结构中,错开的楼层不应归并为一个刚性楼板,计算分析模型应能反映错层影响。
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10.4.3 当采用错层结构时,为了保证结构分析的可靠性,相邻错开的楼层不应归并为一个刚性楼层计算。
10.4.4 抗震设计时,错层处框架柱应符合下列要求:
1 截面高度不应小于600mm,混凝土强度等级不应低于C30,箍筋应全柱段加密配置;
2 抗震等级应提高一级采用,一级应提高至特一级,但抗震等级已经为特一级时应允许不再提高。 (自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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10.4.4 错层结构属于竖向布置不规则结构,错层部位的竖向抗侧力构件受力复杂,容易形成多处应力集中部位。框架错层更为不利,容易形成长、短柱沿竖向交替出现的不规则体系。因此,规定抗震设计时错层处柱的抗震等级应提高一级采用(特一级时允许不再提高),截面高度不应过小,箍筋应全柱段加密配置,以提高其抗震承载力和延性。
和02规程相比,本次修订明确了本条规定是针对抗震设计的错层结构。
10.4.5 在设防烈度地震作用下,错层处框架柱的截面承载力宜符合本规程公式(3.11.3—2)的要求。
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10.4.5 本条为新增条文。错层结构错层处的框架柱受力复杂,易发生短柱受剪破坏,因此要求其满足设防烈度地震(中震)作用下性能水准2的设计要求。
10.4.6 错层处平面外受力的剪力墙的截面厚度,非抗震设计时不应小于200mm,抗震设计时不应小于250mm,并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱;抗震设计时,其抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30,水平和竖向分布钢筋的配筋率,非抗震设计时不应小于0.3%,抗震设计时不应小于0.5%。
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10.4.6 错层结构在错层处的构件(图13)要采取加强措施。
本规程第10.4.4条和本条规定了错层处柱截面高度、剪力墙截面厚度以及剪力墙分布钢筋的最小配筋率要求,并规定平面外受力的剪力墙应设置与其垂直的墙肢或扶壁柱,抗震设计时,错层处框架柱和平面外受力的剪力墙的抗震等级应提高一级采用,以免该类构件先于其他构件破坏。如果错层处混凝土构件不能满足设计要求,则需采取有效措施。框架柱采用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱,剪力墙内设置型钢,可改善构件的抗震性能。

10.5 连体结构
10.5.1 连体结构各独立部分宜有相同或相近的体型、平面布置和刚度;宜采用双轴对称的平面形式。7度、8度抗震设计时,层数和刚度相差悬殊的建筑不宜采用连体结构。
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10.5.1 连体结构各独立部分宜有相同或相近的体型、平面和刚度,宜采用双轴对称的平面形式,否则在地震中将出现复杂的X、Y、θ相互耦联的振动,扭转影响大,对抗震不利。
1995年日本阪神地震和1999年我国台湾集集地震的震害表明,连体结构破坏严重,连接体本身塌落的情况较多,伺时使主体结构中与连接体相连的部分结构严重破坏,尤其当两个主体结构层数和刚度相差较大时,采用连体结构更为不利,因此规定7、8度抗震时层数和刚度相差悬殊的不宜采用连体结构。
10.5.2 7度(0.15g)和8度抗震设计时,连体结构的连接体应考虑竖向地震的影响。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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10.5.2 连体结构的连接体一般跨度较大、位置较高,对竖向地震的反应比较敏感,放大效应明显,因此抗震设计时高烈度区应考虑竖向地震的不利影响。本次修订增加了7度设计基本地震加速度为0.15g抗震设防区考虑竖向地震影响的规定,与本规程第4.3.2条的规定保持一致。
10.5.3 6度和7度(0.10g)抗震设计时,高位连体结构的连接体宜考虑竖向地震的影响。
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10.5.3 计算分析表明,高层建筑中连体结构连接体的竖向地震作用受连体跨度、所处位置以及主体结构刚度等多方面因素的影响,6度和7度0.10g抗震设计时,对于高位连体结构(如连体位置高度超过80m时)宜考虑其影响。
10.5.4 连接体结构与主体结构宜采用刚性连接。刚性连接时,连接体结构的主要结构构件应至少伸入主体结构一跨并可靠连接;必要时可延伸至主体部分的内筒,并与内筒可靠连接。
当连接体结构与主体结构采用滑动连接时,支座滑移量应能满足两个方向在罕遇地震作用下的位移要求,并应采取防坠落、撞击措施。罕遇地震作用下的位移要求,应采用时程分析方法进行计算复核。
10.5.5 刚性连接的连接体结构可设置钢梁、钢桁架、型钢混凝土梁,型钢应伸入主体结构至少一跨并可靠锚固。连接体结构的边梁截面宜加大;楼板厚度不宜小于150mm,宜采用双层双向钢筋网,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%。
当连接体结构包含多个楼层时,应特别加强其最下面一个楼层及顶层的构造设计。
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10.5.4、10.5.5 连体结构的连体部位受力复杂,连体部分的跨度一般也较大,采用刚性连接的结构分析和构造上更容易把握,因此推荐采用刚性连接的连体形式。刚性连接体既要承受很大的竖向重力荷载和地震作用,又要在水平地震作用下协调两侧结构的变形,因此要保证连体部分与两侧主体结构的可靠连接,这两条规定了连体结构与主体结构连接的要求,并强调了连体部位楼板的要求。
根据具体项目的特点分析后,也可采用滑动连接方式。震害表明,当采用滑动连接时,连接体往往由于滑移量较大致使支座发生破坏,因此增加了对采用滑动连接时的防坠落措施要求和需采用时程分析方法进行复核计算的要求。
10.5.6 抗震设计时,连接体及与连接体相连的结构构件应符合下列要求:
1 连接体及与连接体相连的结构构件在连接体高度范围及其上、下层,抗震等级应提高一级采用,一级提高至特一级,但抗震等级已经为特一级时应允许不再提高;
2 与连接体相连的框架柱在连接体高度范围及其上、下层,箍筋应全柱段加密配置,轴压比限值应按其他楼层框架柱的数值减小0.05采用;
3 与连接体相连的剪力墙在连接体高度范围及其上、下层应设置约束边缘构件。(自2022年4月1日起废止该条,点击查看:新规《混凝土结构通用规范》GB 55008-2021)
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10.5.6 中国建筑科学研究院等单位对连体结构的计算分析及振动台试验研究说明,连体结构自振振型较为复杂,前几个振型与单体建筑有明显不同,除顺向振型外,还出现反向振型;连体结构抗扭转性能较差,扭转振型丰富,当第一扭转频率与场地卓越频率接近时,容易引起较大的扭转反应,易造成结构破坏。因此,连体结构的连接体及与连接体相连的结构构件受力复杂,易形成薄弱部位,抗震设计时必须予以加强,以提高其抗震承载力和延性。
本条第2、3两款为本次修订新增内容。
10.5.7 连体结构的计算应符合下列规定:
1 刚性连接的连接体楼板应按本规程第10.2.24条进行受剪截面和承载力验算;
2 刚性连接的连接体楼板较薄弱时,宜补充分塔楼模型计算分析。
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10.5.7 刚性连接的连体部分结构在地震作用下需要协调两侧塔楼的变形,因此需要进行连体部分楼板的验算,楼板的受剪截面和受剪承载力按转换层楼板的计算方法进行验算,计算剪力可取连体楼板承担的两侧塔楼楼层地震作用力之和的较小值。当连体部分楼板较弱时,在强烈地震作用下可能发生破坏,因此建议补充两侧分塔楼的计算分析,确保连体部分失效后两侧塔楼可以独立承担地震作用不致发生严重破坏或倒塌。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-201010.6 竖向体型收进、悬挑结构
11混合结构设计
11.1 一般规定
11.2 结构布置
11.2.1 混合结构房屋的结构布置除应符合本节的规定外,尚应符合本规程第3.4、3.5节的有关规定。
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11.2.2 从抗震的角度提出了建筑的平面应简单、规则、对称的要求,从方便制作、减少构件类型的角度提出了开间及进深宜尽量统一的要求。考虑到混合结构多属B级高度高层建筑,故位移比及周期比按照B类高度高层建筑进行控制。
框筒结构中,将强轴布置在框筒平面内时,主要是为了增加框筒平面内的刚度,减少剪力滞后。角柱为双向受力构件,采用方形、十字形等主要是为了方便连接,且受力合理。
减小横风向风振可采取平面角部柔化、沿竖向退台或呈锥形、改变截面形状、设置扰流部件、立面开洞等措施。
楼面梁使连梁受扭,对连梁受力非常不利,应予避免;如必须设置时,可设置型钢混凝土连梁或沿核心筒外周设置宽度大于墙厚的环向楼面梁。
11.2.2 混合结构的平面布置应符合下列规定:
1 平面宜简单、规则、对称、具有足够的整体抗扭刚度,平面宜采用方形、矩形、多边形、圆形、椭圆形等规则平面,建筑的开间、进深宜统一;
2 筒中筒结构体系中,当外围钢框架柱采用H形截面柱时,宜将柱截面强轴方向布置在外围筒体平面内;角柱宜采用十字形、方形或圆形截面;
3 楼盖主梁不宜搁置在核心筒或内筒的连梁上。
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11.2.2 从抗震的角度提出了建筑的平面应简单、规则、对称的要求,从方便制作、减少构件类型的角度提出了开间及进深宜尽量统一的要求。考虑到混合结构多属B级高度高层建筑,故位移比及周期比按照B类高度高层建筑进行控制。
框筒结构中,将强轴布置在框筒平面内时,主要是为了增加框筒平面内的刚度,减少剪力滞后。角柱为双向受力构件,采用方形、十字形等主要是为了方便连接,且受力合理。
减小横风向风振可采取平面角部柔化、沿竖向退台或呈锥形、改变截面形状、设置扰流部件、立面开洞等措施。
楼面梁使连梁受扭,对连梁受力非常不利,应予避免;如必须设置时,可设置型钢混凝土连梁或沿核心筒外周设置宽度大于墙厚的环向楼面梁。
11.2.3 混合结构的竖向布置应符合下列规定:
1 结构的侧向刚度和承载力沿竖向宜均匀变化、无突变,构件截面宜由下至上逐渐减小。
2 混合结构的外围框架柱沿高度宜采用同类结构构件;当采用不同类型结构构件时,应设置过渡层,且单柱的抗弯刚度变化不宜超过30%。
3 对于刚度变化较大的楼层,应采取可靠的过渡加强措施。
4 钢框架部分采用支撑时,宜采用偏心支撑和耗能支撑,支撑宜双向连续布置;框架支撑宜延伸至基础。
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11.2.3 国内外的震害表明,结构沿竖向刚度或抗侧力承载力变化过大,会导致薄弱层的变形和构件应力过于集中,造成严重震害。刚度变化较大的楼层,是指上、下层侧向刚度变化明显的楼层,如转换层、加强层、空旷的顶层、顶部突出部分、型钢混凝土框架与钢框架的交接层及邻近楼层等。竖向刚度变化较大时,不但刚度变化的楼层受力增大,而且其上、下邻近楼层的内力也会增大,所以采取加强措施应包括相邻楼层在内。
对于型钢钢筋混凝土与钢筋混凝土交接的楼层及相邻楼层的柱子,应设置剪力栓钉,加强连接;另外,钢-混凝土混合结构的顶层型钢混凝土柱也需设置栓钉,因为一般来说,顶层柱子的弯矩较大。
11.2.4 8、9度抗震设计时,应在楼面钢梁或型钢混凝土梁与混凝土筒体交接处及混凝土筒体四角墙内设置型钢柱;7度抗震设计时,宜在楼面钢梁或型钢混凝土梁与混凝土筒体交接处及混凝土筒体四角墙内设置型钢柱。
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11.2.4 本条是在02规程第11 2.4条基础上修改完成的。钢(型钢混凝土)框架-混凝土筒体结构体系中的混凝土筒体在底部一般均承担了85%以上的水平剪力及大部分的倾覆力矩,所以必须保证混凝土筒体具有足够的延性,配置了型钢的混凝土筒体墙在弯曲时,能避免发生平面外的错断及筒体角部混凝土的压溃,同时也能减少钢柱与混凝土筒体之间的竖向变形差异产生的不利影响。而筒中筒体系的混合结构,结构底部内筒承担的剪力及倾覆力矩的比例有所减少,但考虑到此种体系的高度均很高,在大震作用下很有可能出现角部受拉,为延缓核心筒弯曲铰及剪切铰的出现,筒体的角部也宜布置型钢。
型钢柱可设置在核心筒的四角、核心筒剪力墙的大开口两侧及楼面钢梁与核心筒的连接处。试验表明,钢梁与核心筒的连接处,存在部分弯矩及轴力,而核心筒剪力墙的平面外刚度又较小,很容易出现裂缝,因此楼面梁与核心筒剪力墙刚接时,在筒体剪力墙中宜设置型钢柱,同时也能方便钢结构的安装;楼面梁与核心筒剪力墙铰接时,应采取措施保证墙上的预埋件不被拔出。混凝土筒体的四角受力较大,设置型钢柱后核心筒剪力墙开裂后的承载力下降不多,能防止结构的迅速破坏。因为核心筒剪力墙的塑性铰一般出现在高度的1/10范围内,所以在此范围内,核心筒剪力墙四角的型钢柱宜设置栓钉。
11.2.5 混合结构中,外围框架平面内梁与柱应采用刚性连接;楼面梁与钢筋混凝土筒体及外围框架柱的连接可采用刚接或铰接。
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11.2.5 外框架平面内采用梁柱刚接,能提高其刚度及抵抗水平荷载的能力。如在混凝土筒体墙中设置型钢并需要增加整体结构刚度时,可采用楼面钢梁与混凝土筒体刚接;当混凝土筒体墙中无型钢柱时,宜采用铰接。刚度发生突变的楼层,梁柱、梁墙采用刚接可以增加结构的空间刚度,使层间变形有效减小。
11.2.6 楼盖体系应具有良好的水平刚度和整体性,其布置应符合下列规定:
1 楼面宜采用压型钢板现浇混凝土组合楼板、现浇混凝土楼板或预应力混凝土叠合楼板,楼板与钢梁应可靠连接;
2 机房设备层、避难层及外伸臂桁架上下弦杆所在楼层的楼板宜采用钢筋混凝土楼板,并应采取加强措施;
3 对于建筑物楼面有较大开洞或为转换楼层时,应采用现浇混凝土楼板;对楼板大开洞部位宜采取设置刚性水平支撑等加强措施。
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11.2.6 本条是02规程第11.2.10、11.2.11条的合并修改。为了使整个抗侧力结构在任意方向水平荷载作用下能协同工作,楼盖结构具有必要的面内刚度和整体性是基本要求。
高层建筑混合结构楼盖宜采用压型钢板组合楼盖,以方便施工并加快施工进度;压型钢板与钢梁连接宜采用剪力栓钉等措施保证其可靠连接和共同工作,栓钉数量应通过计算或按构造要求确定。设备层楼板进行加强,一方面是因为设备层荷重较大,另一方面也是隔声的需要。伸臂桁架上、下弦杆所在楼层,楼板平面内受力较大且受力复杂,故这些楼层也应进行加强。
11.2.7 当侧向刚度不足时,混合结构可设置刚度适宜的加强层。加强层宜采用伸臂桁架,必要时可配合布置周边带状桁架。加强层设计应符合下列规定:
1 伸臂桁架和周边带状桁架宜采用钢桁架。
2 伸臂桁架应与核心筒墙体刚接,上、下弦杆均应延伸至墙体内且贯通,墙体内宜设置斜腹杆或暗撑;外伸臂桁架与外围框架柱宜采用铰接或半刚接,周边带状桁架与外框架柱的连接宜采用刚性连接。
3 核心筒墙体与伸臂桁架连接处宜设置构造型钢柱,型钢柱宜至少延伸至伸臂桁架高度范围以外上、下各一层。
4 当布置有外伸桁架加强层时,应采取有效措施减少由于外框柱与混凝土筒体竖向变形差异引起的桁架杆件内力。
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11.2.7 本条是根据02规程第11.2.9条修改而来,明确了外伸臂桁架深入墙体内弦杆和腹杆的具体要求。采用伸臂桁架主要是将筒体剪力墙的弯曲变形转换成框架柱的轴向变形以减小水平荷载下结构的侧移,所以必须保证伸臂桁架与剪力墙刚接。为增强伸臂桁架的抗侧力效果,必要时,周边可配合布置带状桁架。布置周边带状桁架,除了可增大结构侧向刚度外,还可增强加强层结构的整体性,同时也可减少周边柱子的竖向变形差异。外柱承受的轴向力要能够传至基础,故外柱必须上、下连续,不得中断。由于外柱与混凝土内筒轴向变形往往不一致,会使伸臂桁架产生很大的附加内力,因而伸臂桁架宜分段拼装。在设置多道伸臂桁架时,下层伸臂桁架可在施工上层伸臂桁架时予以封闭;仅设一道伸臂桁架时,可在主体结构完成后再进行封闭,形成整体。在施工期间,可采取斜杆上设长圆孔、斜杆后装等措施使伸臂桁架的杆件能适应外围构件与内筒在施工期间的竖向变形差异。
在高设防烈度区,当在较高的不规则高层建筑中设置加强层时,还宜采取进一步的性能设计要求和措施。为保证在中震或大震作用下的安全,可以要求其杆件和相邻杆件在中震下不屈服,或者选择更高的性能设计要求。结构抗震性能设计可按本规程第3.11节的规定执行。
11.3 结构计算
11.3.1 弹性分析时,宜考虑钢梁与现浇混凝土楼板的共同作用,梁的刚度可取钢梁刚度的1.5~2.0倍,但应保证钢梁与楼板有可靠连接。弹塑性分析时,可不考虑楼板与梁的共同作用。
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11.3.1 在弹性阶段,楼板对钢梁刚度的加强作用不可忽视。从国内外工程经验看,作为主要抗侧力构件的框架梁支座处尽管有负弯矩,但由于楼板钢筋的作用,其刚度增大作用仍然很大,故在整体结构计算时宜考虑楼板对钢梁刚度的加强作用。框架梁承载力设计时一般不按照组合梁设计。次梁设计一般由变形要求控制,其承载力有较大富余,故一般也不按照组合梁设计,但次梁及楼板作为直接受力构件的设计应有足够的安全储备,以适应不同使用功能的要求,其设计采用的活载宜适当放大。
11.3.2 结构弹性阶段的内力和位移计算时,构件刚度取值应符合下列规定:
1 型钢混凝土构件、钢管混凝土柱的刚度可按下列公式计算:
2 无端柱型钢混凝土剪力墙可近似按相同截面的混凝土剪力墙计算其轴向、抗弯和抗剪刚度,可不计端部型钢对截面刚度的提高作用;
3 有端柱型钢混凝土剪力墙可按H形混凝土截面计算其轴向和抗弯刚度,端柱内型钢可折算为等效混凝土面积计入H形截面的翼缘面积,墙的抗剪刚度可不计入型钢作用;
4 钢板混凝土剪力墙可将钢板折算为等效混凝土面积计算其轴向、抗弯和抗剪刚度。
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11.3.2 在进行结构整体内力和变形分析时,型钢混凝土梁、柱及钢管混凝土柱的轴向、抗弯、抗剪刚度都可按照型钢与混凝土两部分刚度叠加方法计算。
11.3.3 竖向荷载作用计算时,宜考虑钢柱、型钢混凝土(钢管混凝土)柱与钢筋混凝土核心筒竖向变形差异引起的结构附加内力,计算竖向变形差异时宜考虑混凝土收缩、徐变、沉降及施工调整等因素的影响。
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11.3.3 外柱与内筒的竖向变形差异宜根据实际的施工工况进行计算。在施工阶段,宜考虑施工过程中已对这些差异的逐层进行调整的有利因素,也可考虑采取外伸臂桁架延迟封闭、楼面梁与外周柱及内筒体采用铰接等措施减小差异变形的影响。在伸臂桁架永久封闭以后,后期的差异变形会对伸臂桁架或楼面梁产生附加内力,伸臂桁架及楼面梁的设计时应考虑这些不利影响。
11.3.4 当混凝土筒体先于外围框架结构施工时,应考虑施工阶段混凝土筒体在风力及其他荷载作用下的不利受力状态;应验算在浇筑混凝土之前外围型钢结构在施工荷载及可能的风载作用下的承载力、稳定及变形,并据此确定钢结构安装与浇筑楼层混凝土的间隔层数。
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11.3.4 混凝土筒体先于钢框架施工时,必须控制混凝土筒体超前钢框架安装的层次,否则在风荷载及其他施工荷载作用下,会使混凝土筒体产生较大的变形和应力。根据以往的经验,一般核心筒提前钢框架施工不宜超过14层,楼板混凝土浇筑迟于钢框架安装不宜超过5层。
11.3.5 混合结构在多遇地震作用下的阻尼比可取为0.04。风荷载作用下楼层位移验算和构件设计时,阻尼比可取为0.02~0.04。
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11.3.5 影响结构阻尼比的因素很多,因此准确确定结构的阻尼比是一件非常困难的事情。试验研究及工程实践表明,一般带填充墙的高层钢结构的阻尼比为0.02左右,钢筋混凝土结构的阻尼比为0.05左右,且随着建筑高度的增加,阻尼比有不断减小的趋势。钢-混凝土混合结构的阻尼比应介于两者之间,考虑到钢-混凝土混合结构抗侧刚度主要来自混凝土核心筒,故阻尼比取为0.04,偏向于混凝土结构。风荷载作用下,结构的塑性变形一般较设防烈度地震作用下为小,故抗风设计时的阻尼比应比抗震设计时为小,阻尼比可根据房屋高度和结构形式选取不同的值;结构高度越高阻尼比越小,采用的风荷载回归期越短,其阻尼比取值越小。一般情况下,风荷载作用时结构楼层位移和承载力验算时的阻尼比可取为0.02~0.04,结构顶部加速度验算时的阻尼比可取为0.01~0.015。
11.3.6 结构内力和位移计算时,设置伸臂桁架的楼层以及楼板开大洞的楼层应考虑楼板平面内变形的不利影响。
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11.3.6 对于设置伸臂桁架的楼层或楼板开大洞的楼层,如果采用楼板平面内刚度无限大的假定,就无法得到桁架弦杆或洞口周边构件的轴力和变形,对结构设计偏于不安全。
11.4 构件设计
12地下室和基础设计
12.1 一般规定
12.1.1 高层建筑宜设地下室。
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12.1.1 震害调查表明,有地下室的高层建筑的破坏比较轻,而且有地下室对提高地基的承载力有利,对结构抗倾覆有利。另外,现代高层建筑设置地下室也往往是建筑功能所要求的。
12.1.2 高层建筑的基础设计,应综合考虑建筑场地的工程地质和水文地质状况、上部结构的类型和房屋高度、施工技术和经济条件等因素,使建筑物不致发生过量沉降或倾斜,满足建筑物正常使用要求;还应了解邻近地下构筑物及各项地下设施的位置和标高等,减少与相邻建筑的相互影响。
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12.1.2 本条是基础设计的原则规定。高层建筑基础设计应因地制宜,做到技术先进、安全合理、经济适用。高层建筑基础设计时,对相邻建筑的相互影响应有足够的重视,并了解掌握邻近地下构筑物及各类地下设施的位置和标高,以便设计时合理确定基础方案及提出施工时保证安全的必要措施。
12.1.3 在地震区,高层建筑宜避开对抗震不利的地段;当条件不允许避开不利地段时,应采取可靠措施,使建筑物在地震时不致由于地基失效而破坏,或者产生过量下沉或倾斜。
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12.1.3 在地震区建造高层建筑,宜选择有利地段,避开不利地段,这不仅关系到建造时采取必要措施的费用,而且由于地震不确定性,一旦发生地震可能带来不可预计的震害损失。
12.1.4 基础设计宜采用当地成熟可靠的技术;宜考虑基础与上部结构相互作用的影响。施工期间需要降低地下水位的,应采取避免影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等安全和正常使用的有效措施;同时还应注意施工降水的时间要求,避免停止降水后水位过早上升而引起建筑物上浮等问题。
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12.1.4 高层建筑的基础设计,根据上部结构和地质状况,从概念设计上考虑地基基础与上部结构相互影响是必要的。高层建筑深基坑施工期间的防水及护坡,既要保证本身的安全,同时必须注意对临近建筑物、构筑物、地下设施的正常使用和安全的影响。
12.1.5 高层建筑应采用整体性好、能满足地基承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式;宜采用筏形基础 或带桩基的筏形基础,必要时可采用箱形基础。当地质条件好且能满足地基承载力和变形要求时,也可采用交叉梁式基础或其他形式基础;当地基承载力或变形不满足设计要求时,可采用桩基或复合地基。
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12.1.5 高层建筑采用天然地基上的筏形基础比较经济。当采用天然地基而承载力和沉降不能完全满足需要时,可采用复合地基。目前国内在高层建筑中采用复合地基已经有比较成熟的经验,可根据需要把地基承载力特征值提高到(300~500)kPa,满足一般高层建筑的需要。
现在多数高层建筑的地下室,用作汽车库、机电用房等大空间,采用整体性好和刚度大的筏形基础是比较方便的;在没有特殊要求时,没有必要强调采用箱形基础。
当地质条件好、荷载小、且能满足地基承载力和变形要求时,高层建筑采用交叉梁基础、独立柱基也是可以的。地下室外墙一般均为钢筋混凝土,因此,交叉梁基础的整体性和刚度也是比较好的。
12.1.6 高层建筑主体结构基础底面形心宜与永久作用重力荷载重心重合;当采用桩基础时,桩基的竖向刚度中心宜与高层建筑主体结构永久重力荷载重心重合。
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12.1.6 高层建筑由于质心高、荷载重,对基础底面一般难免有偏心。建筑物在沉降的过程中,其总重量对基础底面形心将产生新的倾覆力矩增量,而此倾覆力矩增量又产生新的倾斜增量,倾斜可能随之增长,直至地基变形稳定为止。因此,为减少基础产生倾斜,应尽量使结构竖向荷载重心与基础底面形心相重合。本条删去了02规程中偏心距计算公式及其要求,但并不是放松要求,而是因为实际工程平面形状复杂时,偏心距及其限值难以准确计算。
12.1.7 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,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%。质量偏心较大的裙楼与主楼可分别计算基底应力。
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12.1.7 为使高层建筑结构在水平力和竖向荷载作用下,其地基压应力不致过于集中,对基础底面压应力较小一端的应力状态作了限制。同时,满足本条规定时,高层建筑结构的抗倾覆能力具有足够的安全储备,不需再验算结构的整体倾覆。
对裙房和主楼质量偏心较大的高层建筑,裙房和主楼可分别进行基底应力验算。
12.1.8 基础应有一定的埋置深度。在确定埋置深度时,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。基础埋置深度可从室外地坪算至基础底面,并宜符合下列规定:
1 天然地基或复合地基,可取房屋高度的1/15;
2 桩基础,不计桩长,可取房屋高度的1/18。
当建筑物采用岩石地基或采取有效措施时,在满足地基承载力、稳定性要求及本规程第12.1.7条规定的前提下,基础埋深可比本条第1、2两款的规定适当放松。
当地基可能产生滑移时,应采取有效的抗滑移措施。
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12.1.8 地震作用下结构的动力效应与基础埋置深度关系比较大,软弱土层时更为明显,因此,高层建筑的基础应有一定的埋置深度;当抗震设防烈度高、场地差时,宜用较大埋置深度,以抗倾覆和滑移,确保建筑物的安全。
根据我国高层建筑发展情况,层数越来越多,高度不断增高,按原来的经验规定天然地基和桩基的埋置深度分别不小于房屋高度的1/12和1/15,对一些较高的高层建筑而使用功能又无地下室时,对施工不便且不经济。因此,本条对基础埋置深度作了调整。同时,在满足承载力、变形、稳定以及上部结构抗倾覆要求的前提下,埋置深度的限值可适当放松。基础位于岩石地基上,可能产生滑移时,还应验算地基的滑移。
12.1.9 高层建筑的基础和与其相连的裙房的基础,设置沉降缝时,应考虑高层主楼基础有可靠的侧向约束及有效埋深;不设沉降缝时,应采取有效措施减少差异沉降及其影响。
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12.1.9 带裙房的大底盘高层建筑,现在全国各地应用较普遍,高层主楼与裙房之间根据使用功能要求多数不设永久沉降缝。我国从20世纪80年代以来,对多栋带有裙房的高层建筑沉降观测表明,地基沉降曲线在高低层连接处是连续的,未出现突变。高层主楼地基下沉,由于土的剪切传递,高层主楼以外的地基随之下沉,其影响范围随土质而异。因此,裙房与主楼连接处不会发生突变的差异沉降,而是在裙房若干跨内产生连续的差异沉降。
高层建筑主楼基础与其相连的裙房基础,若采取有效措施的,或经过计算差异沉降引起的内力满足承载力要求的,裙房与主楼连接处可以不设沉降缝。
12.1.10 高层建筑基础的混凝土强度等级不宜低于C25。当有防水要求时,混凝土抗渗等级应根据基础埋置深度按表12.1.10采用,必要时可设置架空排水层。
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12.1.10 本条参照现行国家标准《地下工程防水技术规程》GB 50108修改了混凝土的抗渗等级要求;考虑全国的实际情况,修改了混凝土强度等级要求,由C30改为C25。
12.1.11 基础及地下室的外墙、底板,当采用粉煤灰混凝土时,可采用60d或90d龄期的强度指标作为其混凝土设计强度。
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12.1.11 本条依据现行国家标准《粉煤灰混凝土应用技术规范》GB 50146的有关规定制定。充分利用粉煤灰混凝土的后期强度,有利于减小水泥用量和混凝土收缩影响。
12.1.12 抗震设计时,独立基础宜沿两个主轴方向设置基础系梁;剪力墙基础应具有良好的抗转动能力。
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12.1.12 本条系考虑抗震设计的要求而增加的。
12.2 地下室设计
12.2.1 高层建筑地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应符合下列规定:
1 地下室顶板应避免开设大洞口,其混凝土强度等级应符合本规程第3.2.2条的有关规定,楼盖设计应符合本规程第3.6.3条的有关规定;
2 地下一层与相邻上层的侧向刚度比应符合本规程第5.3.7条的规定;
3 地下室顶板对应于地上框架柱的梁柱节点设计应符合下列要求之一,
1)地下一层柱截面每侧的纵向钢筋面积除应符合计算要求外,不应少于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍;地下一层梁端顶面和底面的纵向钢筋应比计算值增大10%采用。
2)地下一层柱每侧的纵向钢筋面积不小于地上一层对应柱每侧纵向钢筋面积的1.1倍且地下室顶板梁柱节点左右梁端截面与下柱上端同一方向实配的受弯承载力之和不小于地上一层对应柱下端实配的受弯承载力的1.3倍。
4 地下室与上部对应的剪力墙墙肢端部边缘构件的纵向钢筋截面面积不应小于地上一层对应的剪力墙墙肢边缘构件的纵向钢筋截面面积。
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12.2.1 本条是在02规程第4.8.5条基础上修改补充的。当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,地下室顶板及其下层竖向结构构件的设计应适当加强,以符合作为嵌固部位的要求。梁端截面实配的受弯承载力应根据实配钢筋面积(计入受压筋)和材料强度标准值等确定;柱端实配的受弯承载力应根据轴力设计值、实配钢筋面积和材料强度标准值等确定。
12.2.2 高层建筑地下室设计,应综合考虑上部荷载、岩土侧压力及地下水的不利作用影响。地下室应满足整体抗浮要求,可采取排水、加配重或设置抗拔锚桩(杆)等措施。当地下水具有腐蚀性时,地下室外墙及底板应采取相应的防腐蚀措施。
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12.2.2 本条明确规定地下室应注意满足抗浮及防腐蚀的要求。
12.2.3 高层建筑地下室不宜设置变形缝。当地下室长度超过伸缩缝最大间距时,可考虑利用混凝土后期强度,降低水泥用量;也可每隔30m~40m设置贯通顶板、底部及墙板的施工后浇带。后浇带可设置在柱距三等分的中间范围内以及剪力墙附近,其方向宜与梁正交,沿竖向应在结构同跨内;底板及外墙的后浇带宜增设附加防水层;后浇带封闭时间宜滞后45d以上,其混凝土强度等级宜提高一级,并宜采用无收缩混凝土,低温入模。
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12.2.3 考虑到地下室周边嵌固以及使用功能要求,提出地下室不宜设永久变形缝,并进一步根据全国行之有效的经验提出针对性技术措施。
12.2.4 高层建筑主体结构地下室底板与扩大地下室底板交界处,其截面厚度和配筋应适当加强。
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12.2.4 主体结构厚底板与扩大地下室薄底板交界处应力较为集中,该过渡区适当予以加强是十分必要的。
12.2.5 高层建筑地下室外墙设计应满足水土压力及地面荷载侧压作用下承载力要求,其竖向和水平分布钢筋应双层双向布置,间距不宜大于150mm,配筋率不宜小于0.3%。
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12.2.5 根据工程经验,提出外墙竖向、水平分布钢筋的设计要求。
12.2.6 高层建筑地下室外周回填土应采用级配砂石、砂土或灰土,并应分层夯实。
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12.2.6 控制和提高高层建筑地下室周边回填土质量,对室外地面建筑工程质量及地下室嵌固、结构抗震和抗倾覆均较为有利。
12.2.7 有窗井的地下室,应设外挡土墙,挡土墙与地下室外墙之间应有可靠连接。
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12.2.7 有窗井的地下室,窗井外墙实为地下室外墙一部分,窗井外墙应计入侧向土压和水压影响进行设计;挡土墙与地下室外墙之间应有可靠连接、支撑,以保证结构的有效埋深。
12.3 基础设计
12.3.1 高层建筑基础设计应以减小长期重力荷载作用下地基变形、差异变形为主。计算地基变形时,传至基础底面的荷载效应采用正常使用极限状态下荷载效应的准永久组合,不计入风荷载和地震作用;按地基承载力确定基础底面积及埋深或按桩基承载力确定桩数时,传至基础或承台底面的荷载效应采用正常使用状态下荷载效应的标准组合,相应的抗力采用地基承载力特征值或桩基承载力特征值;风荷载组合效应下,最大基底反力不应大于承载力特征值的1.2倍,平均基底反力不应大于承载力特征值;地震作用组合效应下,地基承载力验算应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定执行。
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12.3.1 目前国内高层建筑基础设计较多为直接采用电算程序得到的各种荷载效应的标准组合和同一地基或桩基承载力特征值进行设计,风荷载和地震作用主要引起高层建筑边角竖向结构较大轴力,将此短期效应与永久效应同等对待,加大了边角竖向结构的基础,相应重力荷载长期作用下中部竖向结构基础未得以增强,导致某些国内高层建筑出现地下室底部横向墙体八字裂缝、典型盆式差异沉降等现象。
12.3.2 高层建筑结构基础嵌入硬质岩石时,可在基础周边及底面设置砂质或其他材质褥垫层,垫层厚度可取50mm~100mm;不宜采用肥槽填充混凝土做法。
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12.3.2 本条系参照重庆、深圳、厦门及国外工程实践经验教训提出,以利于避免和减小基础及外墙裂缝。
12.3.3 筏形基础的平面尺寸应根据地基土的承载力、上部结构的布置及其荷载的分布等因素确定。
12.3.4 平板式筏基的板厚可根据受冲切承载力计算确定,板厚不宜小于400mm。冲切计算时,应考虑作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩所产生的附加剪力。当筏板在个别柱位不满足受冲切承载力要求时,可将该柱下的筏形局部加厚或配置抗冲切钢筋。
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12.3.4 筏形基础的板厚度,应满足受冲切承载力的要求;计算时应考虑不平衡弯矩作用在冲切面上的附加剪力。
12.3.5 当地基比较均匀、上部结构刚度较好、上部结构柱间距及柱荷载的变化不超过20%时,高层建筑的筏形基础可仅考虑局部弯曲作用,按倒楼盖法计算。当不符合上述条件时,宜按弹性地基板计算。
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12.3.5 按本条倒楼盖法计算时,地基反力可视为均布,其值应扣除底板及其地面自重,并可仅考虑局部弯曲作用。当地基、上部结构刚度较差,或柱荷载及柱间距变化较大时,筏板内力宜按弹性地基板分析。
12.3.6 筏形基础应采用双向钢筋网片分别配置在板的顶面和底面,受力钢筋直径不宜小于12mm,钢筋间距不宜小于150mm,也不宜大于300mm。
12.3.7 当梁板式筏基的肋梁宽度小于柱宽时,肋梁可在柱边加腋,并应满足相应的构造要求。墙、柱的纵向钢筋应穿过肋梁,并应满足钢筋锚固长度要求。
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12.3.7 上部墙、柱纵向钢筋的锚固长度,可从筏板梁的顶面算起。
12.3.8 梁板式筏基的梁高取值应包括底板厚度在内,梁高不宜小于平均柱距的1/6。确定梁高时,应综合考虑荷载大小、柱距、地质条件等因素,并应满足承载力要求。
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12.3.8 梁板式筏基的梁截面,应满足正截面受弯及斜截面受剪承载力计算要求;必要时应验算基础梁顶面柱下局部受压承载力。
12.3.9 当满足地基承载力要求时,筏形基础的周边不宜向外有较大的伸挑、扩大。当需要外挑时,有肋梁的筏基宜将梁一同挑出。
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12.3.9 筏板基础,当周边或内部有钢筋混凝土墙时,墙下可不再设基础梁,墙一般按深梁进行截面设计。周边有墙时,当基础底面已满足地基承载力要求,筏板可不外伸,有利减小盆式差异沉降,有利于外包防水施工。当需要外伸扩大时,应注意满足其刚度和承载力要求。
12.3.10 桩基可采用钢筋混凝土预制桩、灌注桩或钢桩。桩基承台可采用柱下单独承台、双向交叉梁、筏形承台、箱形承台。桩基选择和承台设计应根据上部结构类型、荷载大小、桩穿越的土层、桩端持力层土质、地下水位、施工条件和经验、制桩材料供应条件等因素综合考虑。
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12.3.10 桩基的设计应因地制宜,各地区对桩的选型、成桩工艺、承载力取值有各自的成熟经验。当工程所在地有地区性地基设计规范时,可依据该地区规范进行桩基设计。
12.3.11 桩基的竖向承载力、水平承载力和抗拔承载力设计,应符合现行行业标准《建筑桩基技术规范》JGJ 94的有关规定。
12.3.12 桩的布置应符合下列要求:
1 等直径桩的中心距不应小于3倍桩横截面的边长或直径;扩底桩中心距不应小于扩底直径的1.5倍,且两个扩大头间的净距不宜小于1m。
2 布桩时,宜使各桩承台承载力合力点与相应竖向永久荷载合力作用点重合,并使桩基在水平力产生的力矩较大方向有较大的抵抗矩。
3 平板式桩筏基础,桩宜布置在柱下或墙下,必要时可满堂布置,核心筒下可适当加密布桩;梁板式桩筏基础,桩宜布置在基础梁下或柱下;桩箱基础,宜将桩布置在墙下。直径不小于800mm的大直径桩可采用一柱一桩。
4 应选择较硬土层作为桩端持力层。桩径为d的桩端全截面进入持力层的深度,对于黏性土、粉土不宜小于2d;砂土不宜小于1.5d;碎石类土不宜小于1d。当存在软弱下卧层时,桩端下部硬持力层厚度不宜小于4d。
抗震设计时,桩进入碎石土、砾砂、粗砂、中砂、密实粉土、坚硬黏性土的深度尚不应小于0.5m,对其他非岩石类土尚不应小于1.5m。
12.3.13 对沉降有严格要求的建筑的桩基础以及采用摩擦型桩的桩基础,应进行沉降计算。受较大永久水平作用或对水平变位要求严格的建筑桩基,应验算其水平变位。
按正常使用极限状态验算桩基沉降时,荷载效应应采用准永久组合;验算桩基的横向变位、抗裂、裂缝宽度时,根据使用要求和裂缝控制等级分别采用荷载的标准组合、准永久组合,并考虑长期作用影响。
12.3.14 钢桩应符合下列规定:
1 钢桩可采用管形或H形,其材质应符合国家现行有关标准的规定;
2 钢桩的分段长度不宜超过15m,焊接结构应采用等强连接;
3 钢桩防腐处理可采用增加腐蚀余量措施;当钢管桩内壁同外界隔绝时,可不采用内壁防腐。钢桩的防腐速率无实测资料时,如桩顶在地下水位以下且地下水无腐蚀性,可取每年0.03mm,且腐蚀预留量不应小于2mm。
12.3.15 桩与承台的连接应符合下列规定:
1 桩顶嵌入承台的长度,对大直径桩不宜小于100mm,对中、小直径的桩不宜小于50mm;
2 混凝土桩的桩顶纵筋应伸入承台内,其锚固长度应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB 50010的有关规定。
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12.3.15 为保证桩与承台的整体性及水平力和弯矩可靠传递,桩顶嵌入承台应有一定深度,桩纵向钢筋应可靠地锚固在承台内。
12.3.16 箱形基础的平面尺寸应根据地基土承载力和上部结构布置以及荷载大小等因素确定。外墙宜沿建筑物周边布置,内墙应沿上部结构的柱网或剪力墙位置纵横均匀布置,墙体水平截面总面积不宜小于箱形基础外墙外包尺寸的水平投影面积的1/10。
对基础平面长宽比大于4的箱形基础,其纵墙水平截面面积不应小于箱基外墙外包尺寸水平投影面积的1/18。
12.3.17 箱形基础的高度应满足结构的承载力、刚度及建筑使用功能要求,一般不宜小于箱基长度的1/20,且不宜小于3m。
此处,箱基长度不计墙外悬挑板部分。
12.3.18 箱形基础的顶板、底板及墙体的厚度,应根据受力情况、整体刚度和防水要求确定。无人防设计要求的箱基,基础底板不应小于300mm,外墙厚度不应小于250mm,内墙的厚度不应小于200mm,顶板厚度不应小于200mm。
12.3.19 与高层主楼相连的裙房基础若采用外挑箱基墙或箱基梁的方法,则外挑部分的基底应采取有效措施,使其具有适应差异沉降变形的能力。
12.3.20 箱形基础墙体的门洞宜设在柱间居中的部位,洞口上、下过梁应进行承载力计算。
12.3.21 当地基压缩层深度范围内的土层在竖向和水平力方向皆较均匀,且上部结构为平立面布置较规则的框架、剪力墙、框架-剪力墙结构时,箱形基础的顶、底板可仅考虑局部弯曲进行计算;计算时,底板反力应扣除板的自重及其上面层和填土的自重,顶板荷载应按实际情况考虑。整体弯曲的影响可在构造上加以考虑。
箱形基础的顶板和底板钢筋配置除符合计算要求外,纵横方向支座钢筋尚应有1/3~1/2贯通配置,跨中钢筋应按实际计算的配筋全部贯通。钢筋宜采用机械连接;采用搭接时,搭接长度应按受拉钢筋考虑。
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12.3.21 当箱形基础的土层及上部结构符合本条件所列诸条件时,底板反力可假定为均布,可仅考虑局部弯曲作用计算内力,整体弯曲的影响在构造上加以考虑。本规定主要依据工程实际观测数据及有关研究成果。
12.3.22 箱形基础的顶板、底板及墙体均应采用双层双向配筋。
墙体的竖向和水平钢筋直径均不应小于10mm,间距均不应大于200mm。除上部为剪力墙外,内、外墙的墙顶处宜配置两根直径不小于20mm的通长构造钢筋。
12.3.23 上部结构底层柱纵向钢筋伸入箱形基础墙体的长度应符合下列规定:
1 柱下三面或四面有箱形基础墙的内柱,除柱四角纵向钢筋直通到基底外,其余钢筋可伸入顶板底面以下40倍纵向钢筋直径处;
2 外柱、与剪力墙相连的柱及其他内柱的纵向钢筋应直通到基底。
13高层建筑结构施工
13.1 一般规定
13.1.1 承担高层、超高层建筑结构施工的单位应具备相应的资质。
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13.1.1 高层建筑结构施工技术难度大,涉及深基础、钢结构等特殊专业施工要求,施工单位应具备相应的施工总承包和专业施工承包的技术能力和相应资质。
13.1.2 施工单位应认真熟悉图纸,参加设计交底和图纸会审。
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13.1.2 施工单位应认真熟悉图纸,参加建设(监理)单位组织的设计交底,并结合施工情况提出合理建议。
13.1.3 施工前,施工单位应根据工程特点和施工条件,按有关规定编制施工组织设计和施工方案,并进行技术交底。
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13.1.3 高层建筑施工组织设计和施工方案十分重要。施工前,应针对高层建筑施工特点和施工条件,认真做好施工组织设计的策划和施工方案的优选,并向有关人员进行技术交底。
13.1.4 编制施工方案时,应根据施工方法、附墙爬升设备、垂直运输设备及当地的温度、风力等自然条件对结构及构件受力的影响,进行相应的施工工况模拟和受力分析。
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13.1.4 高层建筑施工过程中,不同的施工方法可能对结构的受力产生不同的影响,某些施工工况下甚至与设计计算工况存在较大不同;大型机械设备使用量大,且多数要与结构连接并对结构受力产生影响;超高层建筑高空施工时的温度、风力等自然条件与天气预报和地面环境也会有较大差异。因此,应根据有关情况进行必要的施工模拟、计算。
13.1.5 冬期施工应符合《建筑工程冬期施工规程》JGJ 104的规定。雨期、高温及干热气候条件下,应编制专门的施工方案。
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13.1.5 提出季节性施工应遵循的标准和一般要求。
13.2 施工测量
13.3 基础施工
13.3.1 基础施工前,应根据施工图、地质勘察资料和现场施工条件,制定地下水控制、基坑支护、支护结构拆除和基础结构的施工方案;深基坑支护方案宜进行专门论证。
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13.3.1 深基础施工影响整个工程质量和安全,应全面、详细地掌握地下水文地质资料、场地环境,按照设计图纸和有关规范要求,调查研究,进行方案比较,确定地下施工方案,并按照国家的有关规定,经审查通过后实施。
13.3.2 深基础施工,应符合国家现行标准《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ 6、《建筑桩基技术规范》JGJ 94、《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120、《建筑施工土石方工程安全技术规范》JGJ 180、《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202、《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497等的有关规定。
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13.3.2 列举了深基础施工应符合的有关标准。
13.3.3 基坑和基础施工时,应采取降水、回灌、止水帷幕等措施防止地下水对施工和环境的影响。可根据土质和地下水状态、不同的降水深度,采用集水明排、单级井点、多级井点、喷射井点或管井等降水方案;停止降水时间应符合设计要求。
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13.3.3 土方开挖前应采取降低水位措施,将地下水降到低于基底设计标高500mm以下。当含水丰富、降水困难时,或满足节约地下水资源、减少对环境的影响等要求时,宜采用止水帷幕等截水措施。停止降水时间应符合设计要求,以防水位过早上升使建筑物发生上浮等问题。
13.3.4 基础工程可采用放坡开挖顺作法、有支护顺作法、逆作法或半逆作法施工。
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13.3.4 列举了基础工程施工时针对不同土质条件可采用的不同施工方法。
13.3.5 支护结构可选用土钉墙、排桩、钢板桩、地下连续墙、逆作拱墙等方法,并考虑支护结构的空间作用及与永久结构的结合。当不能采用悬臂式结构时,可选用土层锚杆、水平内支撑、斜支撑、环梁支护等锚拉或内支撑体系。
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13.3.5 列举了深基坑支护结构的选型原则和施工时针对不同土质条件应采用不同的施工方法和要求。
13.3.6 地基处理可采用挤密桩、压力注浆、深层搅拌等方法。
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13.3.6 指明了地基处理可采取的土体加固措施。
13.3.7 基坑施工时应加强周边建(构)筑物和地下管线的全过程安全监测和信息反馈,并制定保护措施和应急预案。
13.3.8 支护拆除应按照支护施工的相反顺序进行,并监测拆除过程中护坡的变化情况,制定应急预案。
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13.3.7、13.3.8 深基坑支护及支护拆除时,施工单位应依据监测方案进行监测。对可能受影响的相邻建筑物、构筑物、道路、地下管线等应作重点监测。
13.3.9 工程桩质量检验可采用高应变、低应变、静载试验或钻芯取样等方法检测桩身缺陷、承载力及桩身完整性。
13.4 垂直运输
13.4.1 垂直运输设备应有合格证书,其质量、安全性能应符合国家相关标准的要求,并应按有关规定进行验收。
13.4.2 高层建筑施工所选用的起重设备、混凝土泵送设备和施工升降机等,其验收、安装、使用和拆除应分别符合国家现行标准《起重机械安全规程》GB 6067、《塔式起重机》GB/T5031、《塔式起重机安全规程》GB 5144、《混凝土泵》GB/T13333、《施工升降机标准》GB/T 10054、《施工升降机安全规程》GB 10055、《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T 10、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33、《施工现场机械设备检查技术规程》JGJ 160等的有关规定。
13.4.3 垂直运输设备的配置应根据结构平面布局、运输量、单件吊重及尺寸、设备参数和工期要求等因素确定。垂直运输设备的安装、使用、拆除应编制专项施工方案。
13.4.4 塔式起重机的配备、安装和使用应符合下列规定:
1 应根据起重机的技术要求,对地基基础和工程结构进行承载力、稳定性和变形验算;当塔式起重机布置在基坑槽边时,应满足基坑支护安全的要求。
2 采用多台塔式起重机时,应有防碰撞措施。
3 作业前,应对索具、机具进行检查,每次使用后应按规定对各设施进行维修和保养。
4 当风速大于五级时,塔式起重机不得进行顶升、接高或拆除作业。
5 附着式塔式起重机与建筑物结构进行附着时,应满足其技术要求,附着点最大间距不宜大于25m,附着点的埋件设置应经过设计单位同意。
13.4.5 混凝土输送泵配备、安装和使用应符合下列规定:
1 混凝土泵的选型和配备台数,应根据混凝土最大输送高度、水平距离、输出量及浇筑量确定。
2 编制泵送混凝土专项方案时应进行配管设计;季节性施工时,应根据需要对输送管道采取隔热或保温措施。
3.采用接力泵进行混凝土泵送时,上、下泵的输送能力应匹配;设置接力泵的楼面应验算其结构承载能力。
13.4.6 施工升降机配备和安装应符合下列规定:
1 建筑高度超高15层或40m时,应设置施工电梯,并应选择具有可靠防坠落升降系统的产品;
2 施工升降机的选择,应根据建筑物体型、建筑面积、运输总量、工期要求以及供货条件等确定;
3 施工升降机位置的确定,应方便安装以及人员和物料的集散;
4 施工升降机安装前应对其基础和附墙锚固装置进行设计,并在基础周围设置排水设施。
13.5 脚手架及模板支架
13.5.1 脚手架与模板支架应编制施工方案,经审批后实施。高、大脚手架及模板支架施工方案宜进行专门论证。
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13.5.1 脚手架和模板支架的搭设对安全性要求高,应进行专项设计。高、大模板支架和脚手架工程施工方案应按住房与城乡建设部《危险性较大的分项工程安全管理办法》[建质(2009)87号]的要求进行专家论证。
13.5.2 脚手架及模板支架的荷载取值及组合、计算方法及架体构造和施工要求应满足国家现行行业标准《建筑施工安全检查标准》JGJ 59、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ130、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 128、《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 166、《建筑施工模板安全技术规范》JGJ 162等有关规定。
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13.5.2 列举了脚手架及模板支架施工应遵守的标准规范。
13.5.3 外脚手架应根据建筑物的高度选择合理的形式:
1 低于50m的建筑,宜采用落地脚手架或悬挑脚手架;
2 高于50m的建筑,宜采用附着式升降脚手架、悬挑脚手架。
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13.5.3 基于脚手架的安全性要求和经验做法,作此规定。
13.5.4 落地脚手架宜采用双排扣件式钢管脚手架、门式钢管脚手架、承插式钢管脚手架。
13.5.5 悬挑脚手架应符合下列规定;
1 悬挑构件宜采用工字钢,架体宜采用双排扣件式钢管脚手架或碗扣式、承插式钢管脚手架;
2 分段搭设的脚手架,每段高度不得超过20m;
3 悬挑构件可采用预埋件固定,预埋件应采用未经冷处理的钢材加工;
4 当悬挑支架放置在阳台、悬挑梁或大跨度梁等部位时,应对其安全性进行验算。
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13.5.5 工字钢的抗侧向弯曲性能优于槽钢,故推荐采用工字钢作为悬挑支架。
13.5.6 卸料平台应符合下列规定:
1 应对卸料平台结构进行设计和验算,并编制专项施工方案;
2 卸料平台应与外脚手架脱开;
3 卸料平台严禁超载使用。
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13.5.6 卸料平台应经过有关安全或技术人员的验收合格后使用,转运时不得站人,以防发生安全事故。
13.5.7 模板支架宜采用工具式支架,并应符合相关标准的规定。
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13.5.7 采用定型工具式的模板支架有利于提高施工效率,利于周转、降低成本。
13.6 模板工程
13.7 钢筋工程
13.7.1 钢筋工程的原材料、加工、连接、安装和验收,应符合现行国家标准混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204的有关规定。
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13.7.1 指出钢筋的原材料、加工、安装应符合的有关标准。
13.7.2 高层混凝土结构宜采用高强钢筋。钢筋数量、规格、型号和物理力学性能应符合设计要求。
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13.7.2 高层建筑宜推广应用高强钢筋,可以节约大量钢材。设计单位综合考虑钢筋性能、结构抗震要求等因素,对不同部位、构件采用的钢筋作出明确规定。施工中,钢筋的品种、规格、性能应符合设计要求。
13.7.3 粗直径钢筋宜采用机械连接。机械连接可采用直螺纹套筒连接、套筒挤压连接等方法。焊接时可采用电渣压力焊等方法。钢筋连接应符合现行行业标准《钢筋机械连接技术规程》JGJ107、《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18和《钢筋焊接接头试验方法》JGJ 27等的有关规定。
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13.7.3 本条提出粗直径钢筋接头应优先采用机械连接。列举了钢筋连接应符合的有关现行标准。锥螺纹接头现已基本不使用,故取消了原规程中的有关内容。
13.7.4 采用点焊钢筋网片时,应符合现行行业标准《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114的有关规定。
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13.7.4 指出采用点焊钢筋网片应符合的有关标准。
13.7.5 采用冷轧带肋钢筋和预应力用钢丝、钢绞线时,应符合现行行业标准《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ 95和《钢绞线、钢丝束无粘结预应力筋》JG 3006等的有关规定。
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13.7.5 指出采用新品种钢筋应符合的有关标准。
13.7.6 框架梁、柱交叉处,梁纵向受力钢筋应置于柱纵向钢筋内侧;次梁钢筋宜放在主梁钢筋内侧。当双向均为主梁时,钢筋位置应按设计要求摆放。
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13.7.6 梁柱、梁梁相交部位钢筋位置及相互关系比较复杂,施工中容易出错,本条规定对基本要求进行了明确。
13.7.7 箍筋的弯曲半径、内径尺寸、弯钩平直长度、绑扎间距与位置等构造做法应符合设计规定。采用开口箍筋时,开口方向应置于受压区,并错开布置。采用螺旋箍等新型箍筋时,应符合设计及工艺要求。
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13.7.7 提出了箍筋的基本要求。螺旋箍有利于抗震性能的提高,已得到越来越多的使用,施工中应按照设计及工艺要求,保证质量。
13.7.8 压型钢板-混凝土组合楼板施工时,应保证钢筋位置及保护层厚度准确。可采用在工厂加工钢筋桁架,并与压型钢板焊接成一体的钢筋桁架模板系统。
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13.7.8 高层建筑中,压型钢板-混凝土组合楼板已十分常见,其钢筋位置及保护层厚度影响组合楼板的受力性能和使用安全,应严格保证。
13.7.9 梁、板、墙、柱的钢筋宜采用预制安装方法。钢筋骨架、钢筋网在运输和安装过程中,应采取加固等保护措施。
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13.7.9 现场钢筋施工宜采用预制安装,对预制安装钢筋骨架和网片大小和运输提出要求,以保证质量,提高效率。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-201013.8 混凝土工程
13.9 大体积混凝土施工
13.9.1 大体积与超长结构混凝土施工前应编制专项施工方案,并进行大体积混凝土温控计算,必要时可设置抗裂钢筋(丝)网。
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13.9.1 大体积混凝土指混凝土结构物实体最小尺寸不小于1m的大体量混凝土,或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。高层建筑底板、转换层及梁柱构件中,属于大体积混凝土范畴的很多,因此本规程将大体积混凝土施工单独成节,以明确其主要要求。
超长结构目前没有明确定义。本节所述超长结构,通常指平面尺寸大于本规程第3.4.12条规定的伸缩缝间距的结构。
本条强调大体积混凝土与超长结构混凝土施工前应编制专项施工方案,施工方案应进行必要的温控计算,并明确控制大体积混凝土裂缝的措施。
13.9.2 大体积混凝土施工应符合现行国家标准《大体积混凝土施工规范》GB 50496的规定。
13.9.3 大体积基础底板及地下室外墙混凝土,当采用粉煤灰混凝土时,可利用60d或90d强度进行配合比设计和施工。
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13.9.3 大体积混凝土由于水化热产生的内外温差和混凝土收缩变形大,易产生裂缝。预防大体积混凝土裂缝应从设计构造、原材料、混凝土配合比、浇筑等方面采取综合措施。大体积基础底板、外墙混凝土可采用混凝土60d或90d强度,并采用相应的配合比,延缓混凝土水化热的释放,减少混凝土温度应力裂缝,但应由设计单位认可,并满足施工荷载的要求。
13.9.4 大体积与超长结构混凝土配合比应经过试配确定。原材料应符合相关标准的要求,宜选用中低水化热低碱水泥,掺入适量的粉煤灰和缓凝型外加剂,并控制水泥用量。
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13.9.4 对大体积混凝土与超长结构混凝土原材料及配合比提出要求。
13.9.5 大体积混凝土浇筑、振捣应满足下列规定:
1 宜避免高温施工;当必须暑期高温施工时,应采取措施降低混凝土拌合物和混凝土内部温度。
2 根据面积、厚度等因素,宜采取整体分层连续浇筑或推移式连续浇筑法;混凝土供应速度应大于混凝土初凝速度,下层混凝土初凝前应进行第二层混凝土浇筑。
3 分层设置水平施工缝时,除应符合设计要求外,尚应根据混凝土浇筑过程中温度裂缝控制的要求、混凝土的供应能力、钢筋工程的施工、预埋管件安装等因素确定其位置及间隔时间。
4 宜采用二次振捣工艺,浇筑面应及时进行二次抹压处理。
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13.9.5 对大体积混凝土浇筑、振捣提出相关要求。
13.9.6 大体积混凝土养护、测温应符合下列规定:
1 大体积混凝土浇筑后,应在12h内采取保湿、控温措施。混凝土浇筑体的里表温差不宜大于25℃,混凝土浇筑体表面与大气温差不宜大于20℃;
2 宜采用自动测温系统测量温度,并设专人负责;测温点布置应具有代表性,测温频次应符合相关标准的规定。
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13.9.6 对大体积混凝土养护、测温提出相关要求。养护、测温的根本目的是控制混凝土内外温差。养护方法应考虑季节性特点。测温可采用人工测量、记录,目前很多工程已成功采用预埋温度电偶并利用计算机进行自动测温记录。测温结果应及时向有关技术人员报告,温差超出规定范围时应采取相应措施。
13.9. 7 超长大体积混凝土施工可采取留置变形缝、后浇带施工或跳仓法施工。
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13.9.7 在超长结构混凝土施工中,采用留后浇带或跳仓法施工是防止和控制混凝土裂缝的主要措施之一。跳仓浇筑间隔时间不宜少于7d。
13.10 混合结构施工
13.10.1 混合结构施工应满足国家现行标准《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204、《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205、《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138等的有关要求。
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13.10.1 列举出混合结构的钢结构、混凝土结构、型钢混凝土结构等施工应符合的有关标准规范。
13.10.2 施工中应加强钢筋混凝土结构与钢结构施工的协调与配合,根据结构特点编制施工组织设计,确定施工顺序、流水段划分、工艺流程及资源配置。
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13.10.2 混合结构具有工序多、流程复杂、协同作业要求高等特点,施工中应加强各专业之间的协调与配合。
13.10.3 钢结构制作前应进行深化设计。
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13.10.3 钢结构深化设计图是在工程施工图的基础上,考虑制作安装因素,将各专业所需要的埋件及孔洞,集中反映到构件加工详图上的技术文件。
钢结构深化设计应在钢结构施工图完成之后进行,根据施工图提供的构件位置、节点构造、构件安装内力及其他影响等,为满足加工要求形成构件加工图,并提交原设计单位确认。
13.10.4 混合结构应遵照先钢结构安装,后钢筋混凝土施工的原则组织施工。
13.10.5 核心筒应先于钢框架或型钢混凝土框架施工,高差宜控制在4~8层,并应满足施工工序的穿插要求。
13.10.6 型钢混凝土竖向构件应按照钢结构、钢筋、模板、混凝土的顺序组织施工,型钢安装应先于混凝土施工至少一个安装节。
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13.10.4~13.10.6 明确了混合结构及其构件的施工顺序。
13.10.7 钢框架-钢筋混凝土筒体结构施工时,应考虑内外结构的竖向变形差异控制。
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13.10.7 对钢框架-钢筋混凝土筒体结构施工提出进行结构时变分析要求,并控制变形差。
13.10.8 钢管混凝土结构浇筑应符合下列规定:
1 宜采用自密实混凝土,管内混凝土浇筑可选用管顶向下普通浇筑法、泵送顶升浇筑法和高位抛落法等。
2 采用从管顶向下浇筑时,应加强底部管壁排气孔观察,确认浆体流出和浇筑密实后封堵排气孔。
3 采用泵送顶升浇筑法时,应合理选择顶升浇筑设备,控制混凝土顶升速度,钢管直径宜不小于泵管直径的两倍。
4 采用高位抛落免振法浇筑混凝土时,混凝土技术参数宜通过试验确定;对于抛落高度不足4m的区段,应配合人工振捣;混凝土一次抛落量应控制在0.7m3左右。
5 混凝土浇筑面与尚待焊接部位焊缝的距离不应小于600mm。
6 钢管内混凝土浇灌接近顶面时,应测定混凝土浮浆厚度,计算与原混凝土相同级配的石子量并投入和振捣密实。
7 管内混凝土的浇灌质量,可采用管外敲击法、超声波检测法或钻芯取样法检测;对不密实的部位,应采用钻孔压浆法进行补强。
13.10.9 型钢混凝土柱的箍筋宜采用封闭箍,不宜将箍筋直接焊在钢柱上。梁柱节点部位柱的箍筋可分段焊接。
13.10.10 当利用型钢梁钢骨架吊挂梁模板时,应对其承载力和变形进行核算。
13.10.11 压型钢板楼面混凝土施工时,应根据压型钢板的刚度适当设置支撑系统。
13.10.12 型钢剪力墙、钢板剪力墙、暗支撑剪力墙混凝土施工时,应在型钢翼缘处留置排气孔,必要时可在墙体模板侧面留设浇筑孔。
13.10.13 型钢混凝土梁柱接头处和型钢翼缘下部,宜预留排气孔和混凝土浇筑孔。钢筋密集时,可采用自密实混凝土浇筑。
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13.10.8~13.10.13 提出了钢管混凝土、型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体结构施工应注意的重点环节。
13.11 复杂混凝土结构施工
13.11.1 混凝土转换层、加强层、连体结构、大底盘多塔楼结构等复杂结构应编制专项施工方案。
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13.11.1 为保证复杂混凝土结构工程质量和施工安全,应编制专项施工方案。
13.11.2 混凝土结构转换层、加强层施工应符合下列规定:
1 当转换层梁或板混凝土支撑体系利用下层楼板或其他结构传递荷载时,应通过计算确定,必要时应采取力口固措施;
2 混凝土桁架、空腹钢架等斜向构件的模板和支架应进行荷载分析及水平推力计算。
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13.11.2 提出了混凝土结构转换层、加强层的施工要求。需要注意的是,应根据转换层、加强层自重大的特点,对支撑体系设计和荷载传递路径等关键环节进行重点控制。
13.11.3 悬挑结构施工应符合下列规定:
1 悬挑构件的模板支架可采用钢管支撑、型钢支撑和悬挑桁架等,模板起拱值宜为悬挑长度的0.2%~0.3%;
2 当采用悬挂支模时,应对钢架或骨架的承载力和变形进行计算;
3 应有控制上部受力钢筋保护层厚度的措施。
13.11.4 大底盘多塔楼结构,塔楼间施工顺序和施工高差、后浇带设置及混凝土浇筑时间应满足设计要求。
13.11.5 塔楼连接体施工应符合下列规定:
1 应在塔楼主体施工前确定连接体施工或吊装方案;
2 应根据施工方案,对主体结构局部和整体受力进行验算,必要时应采取加强措施;
3 塔楼主体施工时应按连接体施工安装方案的要求设置预埋件或预留洞。
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13.11.3~13.11.5 提出了悬挑结构、大底盘多塔楼结构、塔楼连接体的施工要求。
13.12 施工安全
13.12.1 高层建筑结构施工应符合现行行业标准《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80、《建筑机械使用安全技术规程》JGJ33、《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46、《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规程》JGJ 128、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130和《液压滑动模板施工安全技术规程》JGJ 65等的有关规定。
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13.12.1 列出高层建筑施工安全应遵守的技术规范、规程。
13.12.2 附着式整体爬升脚手架应经鉴定,并有产品合格证、使用证和准用证。
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13.12.2 附着式整体爬升脚手架应采用经住房和城乡建设部组织鉴定并发放生产和使用证的产品,并具有当地建筑安全监督管理部门发放的产品准用证。
13.12.3 施工现场应设立可靠的避雷装置。
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13.12.3 高层建筑施工现场避雷要求高,避雷系统应覆盖整个施工现场。
13.12.4 建筑物的出入口、楼梯口、洞口、基坑和每层建筑的周边均应设置防护设施。
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13.12.4 高层建筑施工应严防高空坠落。安全网除应随施工楼层架设外,尚应在首层和每隔四层各设一道。
13.12.5 钢模板施工时,应有防漏电措施。
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13.12.5 钢模板的吊装、运输、装拆、存放,必须稳固。模板安装就位后,应注意接地。
13.12.6 采用自动提升、顶升脚手架或工作平台施工时,应严格执行操作规程,并经验收后实施。
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13.12.6 提出脚手架和工作平台施工安全要求。
13.12.7 高层建筑施工,应采取上、下通信联系措施。
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13.12.7 提出高层建筑施工中上、下楼层通信联系要求。
13.12.8 高层建筑施工应有消防系统,消防供水系统应满足楼层防火要求。
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13.12.8 提出施工现场防止火灾的消防设施要求。
13.12.9 施工用油漆和涂料应妥善保管,并远离火源。
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13.12.9 对油漆和涂料的施工提出防火要求。
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-201013.13 绿色施工
13.13.1 高层建筑施工组织设计和施工方案应符合绿色施工的要求,并应进行绿色施工教育和培训。
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13.13.1 对高层建筑施工组织设计和方案提出绿色施工及其培训的要求。
13.13.2 应控制混凝土中碱、氯、氨等有害物质含量。
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13.13.2 提出了混凝土耐久性和环保要求。
13.13.3 施工中应采用下列节能与能源利用措施:
1 制定措施提高各种机械的使用率和满载率;
2 采用节能设备和施工节能照明工具,使用节能型的用电器具;
3 对设备进行定期维护保养。
13.13.4 施工中应采用下列节水及水资源利用措施:
1 施工过程中对水资源进行管理;
2 采用施工节水工艺、节水设施并安装计量装置;
3 深基坑施工时,应采取地下水的控制措施;
4 有条件的工地宜建立水网,实施水资源的循环使用。
13.13.5 施工中应采用下列节材及材料利用措施:
1 采用节材与材料资源合理利用的新技术、新工艺、新材料和新设备;
2 宜采用可循环利用材料;
3 废弃物应分类回收,并进行再生利用。
13.13.6 施工中应采取下列节地措施:
1 合理布置施工总平面;
2 节约施工用地及临时设施用地,避免或减少二次搬运;
3 组织分段流水施工,进行劳动力平衡,减少临时设施和周转材料数量。
13.13.7 施工中的环境保护应符合下列规定:
1 对施工过程中的环境因素进行分析,制定环境保护措施;
2 现场采取降尘措施;
3 现场采取降噪措施;
4 采用环保建筑材料;
5 采取防光污染措施;
6 现场污水排放应符合相关规定,进出现场车辆应进行清洗;
7 施工现场垃圾应按规定进行分类和排放;
8 油漆、机油等应妥善保存,不得遗洒。
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13.13.3~13.13.7 针对高层建筑施工,提出“四节一环保”要求。第13.13.7条的降尘措施如洒水、地面硬化、围档、密网覆盖、封闭等;降噪措施包括:尽量使用低噪声机具,对噪声大的机械合理安排位置,采用吸声、消声、隔声、隔振等措施等。
附录A 楼盖结构竖向振动加速度计算
A.0.1 楼盖结构的竖向振动加速度宜采用时程分析方法计算。
A.0.2 人行走引起的楼盖振动峰值加速度可按下列公式近似计算:
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注:1 表中阻尼比用于钢筋混凝土楼盖结构和钢-混凝土组合楼盖结构;
2 对住宅、办公、教堂建筑,阻尼比0.02可用于无家具和非结构构件情况,如无纸化电子办公区、开敞办公区和教堂;阻尼比0.03可用于有家具、非结构构件,带少量可拆卸隔断的情况;阻尼比0.05可用于含全高填充墙的情况;
3 对室内人行天桥,阻尼比0.02可用于天桥带干挂吊顶的情况。
A.0.3 楼盖结构的阻抗有效重量w可按下列公式计算:
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附录B 风荷载体型系数
B.0.1 风荷载体型系数应根据建筑物平面形状按下列规定采用:
1 矩形平面
![QQ截图20150428152416.jpg]()
2 L形平面
![QQ截图20150428152510.jpg]()
3 槽型平面
![QQ截图20150428152604.jpg]()
4 正多边形平面、圆形平面
![QQ截图20150428152650.jpg]()
5 扇形平面
![QQ截图20150428152720.jpg]()
6 梭形平面
![QQ截图20150428152748.jpg]()
7 十字形平面
![QQ截图20150428152811.jpg]()
8 井字形平面
![QQ截图20150428152851.jpg]()
9 x形平面
![QQ截图20150428152907.jpg]()
10 卄形平面
![QQ截图20150428152913.jpg]()
11 六角形平面
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12 Y形平面
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附录C 结构水平地震作用计算的底部剪力法
C.0.1 采用底部剪力法计算高层建筑结构的水平地震作用时,各楼层在计算方向可仅考虑一个自由度(图C),并应符合下列规定:
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1 结构总水平地震作用标准值应按下列公式计算:
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2 质点i的水品地震作用标准值可按下式计算:
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3 主体结构顶层附加水平地震作用标准值可按下式计算:
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C.0.3 高层建筑采用底部剪力法计算水平地震作用时,突出屋面房屋(楼梯间、电梯间、水箱间等)宜作为一个质点参加计算,计算求得的水平地震作用标准值应增大,增大系数βn可按表C.0.3采用。增大后的地震作用仅用于突出屋面房屋自身以及与其直接连接的主体结构构件的设计。
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附录D 墙体稳定验算
附录E 转换层上、下结构侧向刚度规定
E.0.1 当转换层设置在1、2层时,可近似采用转换层与其相邻上层结构的等效剪切刚度比γe1表示转换层上、下层结构刚度的变化,γe1宜接近1,非抗震设计时γe1不应小于0.4,抗震设计时γe1不应小于0.5。γe1可按下列公式计算:
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E.0.2 当转换层设置在第2层以上时,按本规程式(3.5.2—1)计算的转换层与其相邻上层的侧向刚度比不应小于0.6。
E.0.3 当转换层设置在第2层以上时,尚宜采用图E所示的计算模型按公式(E.0.3)计算转换层下部结构与上部结构的等效侧向刚度比γe2。γe2宜接近1,非抗震设计时γe2不应小于0.5,抗震设计时γe2不应小于0.8。
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附录F 圆形钢管混凝土构件设计
F.1 构件设计
F.2 连接设计
本规程用词说明
1 为便于在执行本规程条文时区别对待,对于要求严格程度不同的用词说明如下:
1)表示很严格,非这样做不可的:
正面词采用“必须”,反面词采用“严禁”;
2)表示严格,在正常情况下均应这样做的:
正面词采用“应”,反面词采用“不应”或“不得”;
3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的:
正面词采用“宜”,反面词采用“不宜”;
4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。
2 条文中指明应按其他标准执行的写法为:“应符合……的规定”或“应按……执行”。
引用标准名录
1 《建筑地基基础设计规范》GB 50007
2 《建筑结构荷载规范》GB 50009
3 《混凝土结构设计规范》GB 50010
4 《建筑抗震设计规范》GB 50011
5 《钢结构设计规范》GB 50017
6 《工程测量规范》GB 50026
7 《锚杆喷射混凝土支护技术规范》GB 50086
8 《地下工程防水技术规范》GB 50108
9 《滑动模板工程技术规范》GB 50113
10 《混凝土外加剂应用技术规范》GB 50119
11 《粉煤灰混凝土应用技术现范》GB 50146
12 《混凝土质量控制标准》GB 50164
13 《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB 50202
14 《混凝土结构工程施工质量验收规范》GB 50204
15 《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205
16 《组合钢模板技术规范》GB 50214
17 《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223
18 《大体积混凝土施工规范》GB 50496
19 《建筑基坑工程监测技术规范》GB 50497
20 《塔式起重机安全规程》GB 5144
21 《起重机械安全规程》GB 6067
22 《施工升降机安全规程》GB 10055
23 《塔式起重机》GB/T 5031
24 《施工升降机标准》GB/T 10054
25 《混凝土泵》GB/T 13333
26 《预应力筋用锚具、夹具和连接器》GB/T 14370
27 《预拌混凝土》GB/T 14902
28 《混凝土强度检验评定标准》GB/T 50107
29 《高层建筑箱形与筏形基础技术规范》JGJ 6
30 《建筑变形测量规程》JGJ 8
31 《钢筋焊接及验收规程》JGJ 18
32 《钢筋焊接接头试验方法》JGJ 27
33 《建筑机械使用安全技术规程》JGJ 33
34 《施工现场临时用电安全技术规范》JGJ 46
35 《建筑施工安全检查标准》JGJ 59
36 《液压滑动模板施工安全技术规程》JGJ 65
37 《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ 80
38 《无粘结预应力混凝土结构技术规程》JGJ 92
39 《建筑桩基技术规范》JGJ 94
40 《冷轧带肋钢筋混凝土结构技术规程》JGJ 95
41 《钢框胶合板模板技术规程》JGJ 96
42 《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99
43 《玻璃幕墙工程技术规范》JGJ 102
44 《建筑工程冬期施工规程》JGJ 104
45 《钢筋机械连接技术规程》JGJ 107
46 《钢筋焊接网混凝土结构技术规程》JGJ 114
47 《建筑基坑支护技术规程》JGJ 120
48 《建筑施工门式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 128
49 《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 130
50 《金属与石材幕墙工程技术规范》JGJ 133
51 《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138
52 《施工现场机械设备检查技术规程》JGJ 160
53 《建筑施工模板安全技术规范》JGJ 162
54 《建筑施工碗扣式钢管脚手架安全技术规范》JGJ 166
55 《清水混凝土应用技术规程》JGJ 169
56 《建筑施工土石方工程安全技术规范》JGJ 180
57 《混凝土泵送施工技术规程》JGJ/T 10
58 《钢绞线、钢丝束无粘结预应力筋》JG 3006
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010