《高层建筑混凝土结构技术规程》修订简介 (技术处 徐永基)XXXX年7月

《高层建筑混凝土结构技术规程》修订简介徐永基中国建筑西北设计研究院二○一○年九月-1-《高层建筑混凝土结构技术规程》修订简介根据原建设部建标（2006）77号文《关于印发〈工程建设标准规范制定、修订计划（第一批）〉的通知》的要求，规程编制组经广泛调研、总结工作经验、地震震害经验和研究成果，参考有关国际标准和国外先进标准，在广泛征求意见的基础上，对本规程进行了修订。本规程包括13章，6个附录，13章为：1、总则；2、术语和符号；3、结构设计基本规定；4、荷载和地震作用；5、结构计算分析；6、框架结构设计；7、剪力墙结构设计；8、框架—剪力墙结构设计；9、筒体结构设计；10、复杂高层建筑结构设计；11、混合结构设计；12、地下室和基础设计；13、高层建筑结构施工。共有三十一条强制性条文，即：3.8.1条；3.9.1条；3.9.3条；3.9.4条；4.2.2条；4.3.1条；4.3.2条；4.3.12条；4.3.16条；5.4.4条；5.6.1条；5.6.2条；5.6.3条；5.6.4条；6.1.6条；6.3.2条；6.4.3条；7.2.17条；8.1.5条；8.2.1条；9.2.3条；9.3.7条；10.1.2条；10.2.7条；10.2.10条；10.2.19条；10.3.3条；10.4.4条；10.5.2条；10.5.6条；11.1.4条。-2-本规程主要的修订内容为：1、修改了适用范围。2、修改、补充了结构平面和立面规则性有关规定。3、调整了部分结构最大适用高度，增加了8度（0.3g）抗震设防区房屋最大适用高度规定。4、增加了结构抗震性能设计基本方法及抗震连续倒塌设计基本要求。5、修改、补充了房屋舒适度设计规定。6、修改、补充了风荷载及地震作用有关内容。7、调整了“强柱弱梁、强剪弱弯”及部分构件内力调整系数。8、修改、补充了框架、剪力墙（含短肢剪力墙）、框架—剪力墙、筒体结构的有关规定。9、修改、补充了复杂高层建筑结构的有关规定。10、混合结构增加了筒中筒结构、钢管混凝土、钢板剪力墙有关设计规定。11、补充了地下室设计有关规定。12、修改、补充了结构施工有关规定。以下介绍本规程修改的内容。-3-一总则1、1.0.2条本条修订了以下内容：（1）2002版规程规定适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的高层民用建筑结构。本次修订为“本规程适用于10层及10层以上或房屋高度28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他高层民用建筑结构”。原因是为了与《民用建筑设计通则》（GB50352-2005）及《高层民用建筑设计防火规范》（GB50045-95）（2005版）协调。需说明两点：a、住宅建筑结构：当住宅建筑层高较大或住宅底部几层布置层高较大的商场（商住楼），其层数虽不到10层，但房屋总高度已超过28m，这类住宅建筑结构应按本规程设计。b、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。有的层数虽不到10层，但层高较高、内部空间较大、变化多、有必要将这类高度大于24m的结构纳入本规程的适用范围。高度大于24m的体育场馆、航站楼、大型火车站等大跨空间结构，其结构设计应符合国家现行有关标准的规定，本规程可供参考。-4-（2）本次修订增加了：本规程不适用于建造在发震断裂最小避让距离内的高层建筑结构。震害调查在危险地段及发震断裂最小避让距离内的高层建筑结构，较难避免发生灾害，我国尚缺乏在上述地段建造高层建筑的工程实践经验及研究成果，因此没提供有关条款。发震断裂的最小避让距离见表1（《抗规》（2010）表4.1.7）。表1发震断裂的最小避让距离（m）建造烈度建筑抗震设防类别甲乙丙丁8专门研究200100－9专门研究400200－2、1.0.3条新增抗震设计的高层建筑结构，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。高层建筑采用抗震性能设计是针对（1）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；（2）结构类型或有些部位布置复杂，难以直接按常规方法进行设计；（3）位于高烈度区（8、9度）的甲、乙类结构或处于抗震-5-不利地段的工程，难以确定抗震等级或难以直接按常规方法进行设计。上述情况可采用结构抗震性能设计方法进行设计。二术语和符号（略）三结构设计基本规定1、3.1.3条高层建筑结构采用的四种常见的结构体系，本规程包括的范围为：（1）框架结构本规程不包括下列两种结构体系。a、无剪力墙或筒体的板柱结构，因为这类结构侧向刚度和抗震性能差、研究工作不充分、工程实践经验少，暂不列入规程。b、异形柱框架结构：这类结构已有行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》（JGJ149），因此本规程也未列入。（2）剪力墙结构除剪力墙结构外，尚包括：-6-a、部分框支剪力墙结构。b、具有较多短肢剪力墙且带有筒体或一般剪力墙结构。（3）框架—剪力墙结构其中板柱—剪力墙结构的板柱指无纵梁和横梁的无梁楼盖结构。该体系主要由剪力墙承担侧向力，侧向刚度较大。在高层建筑中可采用，但其适用高度宜低于框架—剪力墙结构。震害表明，板柱—剪力墙结构节点破坏较重，包括板的冲切破坏及柱端破坏等。（4）筒体结构筒体结构由于其刚度较大、承载能力高、层数较多时有较大优势，因此在我国应用较多。但其中一些新颖的结构体系，如巨型框架结构、巨型桁架结构、悬挂结构等，由于目前应用尚少，经验不多，尚需对其设计方法加强研究，因此本规程未列入。2、3.1.3条及3.1.4条主要强调了高层建筑结构概念设计的原则，明确宜采用规则的结构，不应采用严重不规则的结构。（1）规则结构指体型（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。-7-（2）不规则结构本规程3.4.3-3.4.7条提出了平面不规则限制的内容；3.5.2-3.5.6条提出了竖向不规则限制的内容。结构方案中仅有个别项目（1-2项）超过上述平面不规则和竖向不规则规定的限制条件，则认为该结构属不规则结构，但仍可按本规程有关规定进行设计。（3）特别不规则当结构方案中有下列情况之一者，该结构应属特别不规则结构。1）超过本规程3.4.3条、3.4.5条、3.4.6条、3.5.2条~3.5.6条中三项“不宜”的限制条件。2）具有表2所列的一项不规则。-8-表2特别不规则项目序号不规则类型内容1扭转偏大裙房以上有较多楼层考虑偶然偏心的扭转位移比大于1.4。2扭转刚度弱扭转周期比大于0.9，混合结构扭转周期比大于0.85。3层刚度偏小本层侧向刚度小于相邻上层的50%。4高位转换框支墙体的转换构件位置：7度超过5层，8度超过3层。5厚板转换7-9度设防的厚板转换结构。6塔楼偏置单塔或多塔联合质心与大底盘的质心偏心距大于底盘相应边长20%。7复杂连接各部分层数、刚度、布置不同的错层或连体两端塔楼显著不规则的结构。8多重复杂同时具有转换层、加强层、错层、连体和竖向体型收进、悬挑情况两种以上。（4）严重不规则结构方案不规则程度超过“特别不规则的条件较多时，属于严重不规则结构，这种方案不应采用，必需对结构方案进行调整。关于对结构体系的要求《高规》分两类要求：（1）结构体系应符合的要求（《抗规》定为强条）a、高层建筑不应采用严重不规则的结构体系。b、应具有必要的承载能力，刚度和延性。-9-c、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。d、对可能出现的薄弱部位应采取有效的加强措施。（2）结构体系宜符合的要求a、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。b、抗震设计时宜具有多道防线。3、3.2.1条高层建筑结构通常柱的轴向力很大，为满足轴压比限值要求，强调采用高强混凝土，高强度钢筋及型钢混凝土构件和钢管混凝土构件。（1）高强混凝土目前采用C60混凝土已较广泛，可取得较好的效益。（2）高强度钢筋目前可大量生产400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋和300MPa级热轧光园钢筋。400MPa、500MPa级钢筋的强度设计值比335MPa级钢筋分别提高20%和45%；300MPa级钢筋的强度设计值比235MPa级钢筋提高28.5%，节约效果明显。（3）型钢混凝土柱截面含型钢约5%-8%，但可减小柱截面-10-30%左右；钢管混凝土可使柱混凝土处于有效侧向约束，形成三向应力状态，因而延性和承载力提高较多。4、3.2.4条补充了混合结构中钢材的要求：（1）钢材的屈服强度实侧值与抗拉强度实侧值的比值不应大于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。5、3.3.1条关于房屋适用高度进行了以下修订。（1）增加了8度（0.3g）抗震设防结构的最大适用高度要求。（2）A级高度高层建筑中，除6度外的框架结构最大适用高度适当降低，板柱—剪力墙结构最大适用高度适当增加。（3）取消了在Ⅳ类场地上房屋适用的最大高度应适当降低的规定。（4）平面和竖向均不规则的结构，其适用的最大高度适当降低，由“应“改为“宜”。对部分框支剪力墙结构，表中规定的最大适用高度已考虑了框支层的不规则性，而比全落地剪力墙结构降低。故对“平面和竖向均不规则”，是指框支层以上的结构同时存在平面和竖向不-11-规则的情况。（5）仅有个别墙体不落地，只要框支部分的设计安全合理，其适用的最大高度可按一般剪力墙结构确定。关于房屋适用高度尚应注意以下问题：（1）B级高度未列入框架结构、板柱—剪力墙结构和9度抗震设计的各类结构。主要原因是研究成果和工程经验不足。（2）对具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构，其抗震性能尚待进一步研究。其适用高度比一般剪力墙结构适当降低，7度不应超过100m，8度（0.2g）不应超过80m，8度（0.3g）不应超过60m；B级高度及9度A级时高度不应采用这种结构。（3）对超过B级高度的工程，应通过全国超限高层建筑工程抗震专家委员会进行审查论证。6、3.3.3条高宽比是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济性的宏观控制，结构安全并不需要满足高宽比要求，主要影响工程的经济性。关于结构适用的高宽比，本次修订有以下几点：（1）不再区分A级高度与B级高度。（2）将筒中筒结构和框架—核心筒结构的高宽比限值分开规定，适当提高了筒中筒结构适用的高宽比。-12-两点说明：（1）复杂体型的高层建筑，可按所考虑方向的最小宽度计算高宽比，但对突出建筑物平面很小的局部结构（如楼梯间、电梯间等）应不包含在计算宽度内。（2）带裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度相对于上部塔楼的面积和刚度较大时，可按裙房以上的塔楼计算房屋的高宽比。7、3.4.3条关于结构平面布置宜符合的要求中，补充了一种对抗震不利的建筑平面（规程条文说明图1）。图1角部重叠和细腰平面图1所示为角部重叠和细腰形平面，中部细腰部分，在地震-13-中容易发生震害，尤其在凹角部位，应力集中容易使楼板开裂、破坏，不宜采用。如采用，在这些部分应加大楼板厚度，增加板内配筋、设置集中配筋的边梁、配置45º斜筋等方法予以加强。8、3.4.5条本条主要是限制结构的扭转效应。扭转效应主要从两方面加以限制：（1）限制结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。本规程具体规定了与2002版相同的位移比的具体指标。本次修订在本条注中增加了当楼层的最大层间位移角不大于本规程3.7.3条规定的限制的0.4倍时，该楼层竖向构件的最大水平位移和层间位移与该楼层平均值的比值可适当放松，但不应大于1.6。（2）限制结构的抗扭刚度不能太弱。9、3.4.10条防震缝的宽度，根据2008年汶川地震的震害调查，02规程规定的防震缝宽度偏小，本次最小宽度由70mm改为100mm。本条规定与《抗规》（GB50011）是一致的，该值为最小值，在强烈地震作用下，防震缝两侧的相邻结构仍可能发生局部碰幢而损坏。