高层建筑混凝土结构主要修订内容

《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ3-2010）主要修订内容王华林广东省建筑设计研究院2010.8.11一、本次高规的修改内容主要包括1、修改了适用范围；2、修改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，细分了8度地震区房屋最大适用高度；4、增加了结构抗震性能设计及抗连续倒塌设计的原则规定；5、补充完善了房屋舒适度设计规定；6、修改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、修改完善了框架、剪力墙（含短肢剪力墙）、框架-剪力墙、筒体结构的有关设计规定；9、修改、补充了复杂高层建筑结构的有关规定；10、混合结构增加了钢管混凝土、钢板剪力墙设计规定；11、补充了地下室设计要求，修改了基础设计规定；12、修改了结构施工有关规定，增加了绿色施工等要求。这里没提及因《抗规》调整而引起的相应调整，比如地震影响系数曲线调整等内容。字体为修改的主要内容。字体为新高规条文。字体为修订原因、解释或补充说明。字体为高亮部分。字体为重点字眼。二、对设计影响较大的条文修改1、调整了设计范围：本规程适用范围调整为10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑结构和房屋高度大于24m的其他民用高层建筑结构。第1.0.2条：本规程适用于10层及10层以上或房屋高度超过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。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的高层建筑结构。修订原因：首先是为了与我国现行有关标准协调，《民用建筑设计通则》、《高层民用建筑设计防火规范》有相应规定。有的住宅建筑的层高较大或住宅的底部几层布置层高较大的商场（商住楼），其层数虽然不到10层，但房屋总高度已超过28m，仍应按本规程进行结构设计。关于高度大于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，本规程的有关规定可供参考。另外，由于我国没有在危险地段建造高层建筑的工程实践经验，也没有相应的研究成果，所以本规程也没有制定专门条款针对特殊地段。2、提出了结构抗震性能设计要求和基本方法：见1.0.3条和3.11节。第1.0.3条：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、场地条件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分析和论证。修订原因：近几年，结构抗震性能设计已在我国“超限高层建筑结构”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。美国从上世纪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。2008年美国一学术组织“国际高层建筑及都市环境委员会（CTBUH）”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形成一种发展趋势。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。条文中提出的房屋高度、规则性、结构类型、场地条件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：•1）“超限高层建筑结构”；•2）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；•3）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规方法进行设计的情况。为适应上述工程抗震设计的需要，有必要规定可采用抗震性能设计方法进行分析和论证。第3.11.1条：结构抗震性能设计应分析结构方案的特殊性、选用适宜的结构抗震性能目标，并分析论证结构方案可满足预期的抗震性能目标的要求。结构抗震性能目标应综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构的特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等各项因素选定。结构抗震性能目标分为A、B、C、D四个等级，结构抗震性能分为1、2、3、4、5五个水准（表3.11.1），每个性能目标均与一组在指定地震地面运动下的结构抗震性能水准相对应。表3.11.1结构抗震性能目标性能目标性能地震水准水准ABCD多遇地震1111设防烈度地震1234预估的罕遇地震2345本条规定了结构抗震性能设计的三项主要工作：1）分析结构方案在房屋高度、规则性、结构类型、场地条件或抗震设防标准等方面的特殊要求（详见第1.0.3条的条文说明），以确定结构设计是否需要采用抗震性能设计方法并以此特殊性作为选用性能目标的主要依据。2）选用抗震性能目标。性能目标选用时，一般需征求业主和有关专家的意见。3）结构抗震性能分析论证的重点是深入的计算分析和工程判断，找出结构有可能出现的薄弱部位，提出有针对性的抗震加强措施，必要的试验验证，分析论证结构可达到预期的抗震性能目标。分析论证一般需要进行如下工作：•1）分析确定结构超过本规程适用范围及不规则性的情况和程度；•2）认定场地条件、抗震设防类别和地震动参数；•3）深入的弹性和弹塑性计算分析（静力分析及时程分析）并判断计算结果的合理性；•4）找出结构有可能出现的薄弱部位以及需要加强的关键部位，提出有针对性的抗震加强措施；•5）必要时还需进行构件、节点或整体模型的抗震试验，补充提供论证依据，例如对本规程未列入的新型结构方案又无震害和试验依据或对计算分析难以判断、抗震概念难以接受的复杂结构方案；•6）论证结构能满足所选用的抗震性能目标的要求。第3.11.2条：结构抗震性能水准可按表3.11.2进行宏观判别。表3.11.2各性能水准结构预期的震后性能状况损坏部位结构抗震性能水准宏观损坏程度普通竖向构件关键构件耗能构件继续使用的可能性第1水准完好、无损坏无损坏无损坏无损坏一般不需修理即可继续使用第2水准基本完好、轻微损坏无损坏无损坏轻微损坏稍加修理即可继续使用第3水准轻度损坏轻微损坏轻微损坏轻度损坏、部分中度损坏一般修理后才可继续使用第4水准中度损坏部分构件中度损坏轻度损坏中度损坏、部分比较严重损坏修复或加固后才可继续使用第5水准比较严重损坏部分构件比较严重损坏中度损坏比较严重损坏需排险大修注：“普通竖向构件”是指“关键构件”之外的竖向构件；“关键构件”是指该构件的失效可能引起结构的连续破坏或危及生命安全的严重破坏；“耗能构件”包括框架梁、剪力墙连梁及耗能支撑等。本条所说的“关键构件”可由结构工程师根据工程实际情况分析确定。例如：水平转换构件及其支承的竖向构件、大跨连体结构的连接体及其支承的竖向构件、大悬挑结构的主要悬挑构件、加强层伸臂和周边环带结构的竖向支撑构件、承托上部多个楼层框架柱的腰桁架、长短柱在同一楼层且数量相当时该层各个长短柱、扭转变形很大部位的竖向（斜向）构件、重要的斜撑构件等。第3.11.4条：结构弹塑性计算分析应符合下列要求：•1高度不超过150m的高层建筑可采用静力弹塑性分析方法；•高度超过200m时，应采用弹塑性时程分析法；•高度在150～200m之间，可视结构不规则程度选择静力或时程分析法。•高度超过300m的结构或新型结构或特别复杂的结构，应由两个不同单位进行独立的计算校核；不同单位指该工程设计团队之外的另一个设计、咨询单位。•2弹塑性计算分析应以混凝土构件的实际配筋、型钢和钢构件的实际截面规格为基础，不应以估算的配筋和钢构件替代；•3复杂结构应进行施工模拟分析，应以施工全过程完成后的内力为初始状态；•4弹塑性时程分析宜采用双向或三向地震输入，计算结果宜取多组波计算结果的包络值；•5应对计算分析结果进行合理性判断。3、增加了对混凝土、钢筋、钢材材料的要求，强调了应用高强钢筋、高强高性能混凝土以及轻质非结构材料。见3.2节。第3.2.1条：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。第3.2.2条：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，构造上宜与主体结构柔性连接，并应满足自身的承载力、稳定要求和适应主体结构变形的能力。本节规定了关于混凝土强度等级的主要要求，关于局部特殊部位混凝土强度等级的要求；钢筋要求；补充了对混合结构中型钢钢材的抗震要求。特别提到：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。4、调整了房屋最大适用高度要求，增加了8度0.3g抗震设防区的房屋适用高度内容；框架结构高度适当降低；板柱-剪力墙结构高度增大较多。见3.3.2条。第3.3.2条：A级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表3.3.2-1的规定，B级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表3.3.2-2的规定。平面和竖向均不规则的高层建筑结构，其最大适用高度应适当降低。表3.3.2-1A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）抗震设防烈度8度结构体系非抗震设计6度7度0.20g0.30g9度框架706050403524框架-剪力墙1501301201008050全部落地剪力墙1501401201008060剪力墙部分框支剪力墙1301201008050不应采用框架-核心筒1601501301009070筒体筒中筒20018015012010080板柱-剪力墙11080705540不应采用注：1表中框架不含异形柱框架；2部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构；3甲类建筑，6、7、8度时宜按本地区抗震设防烈度提高一度后符合本表的要求，9度时应专门研究；4框架结构、板柱-剪力墙结构以及9度抗震设防的表列其他结构，当房屋高度超过本表数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效的加强措施。表3.3.2-2B级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度(m)抗震设防烈度8度结构体系非抗震设计6度7度0.20g0.30g框架-剪力墙170160140120100全部落地剪力墙180170150130110剪力墙部分框支剪力墙15014012010080框架-核心筒220210180140120筒体筒中筒300280230170150注:1部分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构；2甲类建筑，6、7度时宜按本地区设防烈度提高一度后符合本表的要求，8度时应专门研究；3当房屋高度超过表中数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。5、调整了房屋使用的最大高宽比要求，不再区分A级高度和B级高度。见3.3.3条。第3.3.3条：钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不宜超过表3.3.3的规定。表3.3.3钢筋混凝土高层建筑结构适用的高宽比抗震设防烈度结构体系非抗震设计6度、7度8度9度框架板柱-剪力墙框架-剪力墙、剪力墙框架-核心筒筒中筒5678845678345672—445修订的内容：本次修订将A级高度与B级高度的适用高宽比限值进行了合并处理，不再强调“最大高宽比”概念；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的适用高宽比。关于房屋适用的最大高度、高宽比规定的几点补充说明：1房屋高度是指室外地面至主要屋面顶板的高度，不包括局部突出屋面的电