广东高规补充
广东高规补充
广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)补充规定
DBJ/T5-46-2005
2005-08-30发布 2005-10-01实施
发布广东省标准广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)补充规定的通知
粤建科字[2005]94号
广州市建委,各地级以上市建设局、规划局、城建局(公用局、市政局、城管办)、房管局,省直有关单位:
由华南理工大学建筑设计研究院、广州市建设科学技术委员会办公室等单位编制的《广东省实施<高层建筑混凝土结构技术规程>(JGJ 3—2002)补充规定》,经我厅组织专家审查,现批准为广东省地方标准,编号为DBJ/T 15—46—2005,自2005年10月1日起实施。
本《补充规定》由我厅负责管理,华南理工大学建筑设计研究院、广州市建设科学技术委员会办公室负责具体技术内容的解释。
广东省建设厅
二OO五年八月三十日
前 言
本补充规定是根据广东省工程建设地方标准修订计划和广州市建设委员会穗建技[2003]392号文的要求,由广州市建设科学技术委员会办公室组织、华南理工大学建筑设计研究院主编,邀请广东省超限高层建筑抗震设防审查委员会部分专家及广东省部分设计院参与,参照国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001),国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》 (JCJ 3—2002)(以下简称《高规》)、《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号)及《超限高层建筑工程抗震设防审查技术要点》(建质正[2003]46号),结合本省高层建筑的设计经验和工程实践编制而成。
对照《高规》,本规定主要有以下的补充和改进:
1.明确安全等级为一级或高度超过60m的高层建筑,按 100年重现期的风压值计算结构承载力,按50年重现期的风压值计算结构水平位移。
2.给出结构设计使用年限为70年、100年的建筑物的地震作用取值。
3.给出结构的质量与刚度分布明显不对称、不均匀,应计算双向地震作用下的扭转影响的定量判别标准。
4.改进短肢剪力墙的定义。
5.采用相邻层层间位移角比作为高层建筑侧向刚度规则与否的判别指标。
6.有条件地放松结构扭转位移比的限值。
7.明确高层建筑体型“特别不规则”、“严重不规则”的判别条件。
8.明确高位转换框支框架的构造加强范围。
9.给出确定剪力墙底部加强部位时墙总高度的计算规定。
10.给出错层结构的定义。
11.明确高层建筑在地震作用下可不验算桩基础水平承载力的条件。
12.对建筑物桩基础的竖向承载力计算作出新的规定。
本补充规定的解释由华南理工大学建筑设计研究院负责。请各单位在执行过程中,结合工程实践,认真总结经验,并将意见和建议寄交广州华南理工大学建筑设计研究院(邮编510641,E-mail:f510l@126.com)或广州市建设科学技术委员会办公室(邮编510030,E-mail:zhangyi@gzcst.gov.cn)
主编单位:华南理工大学建筑设计研究院、广州市建设科学技术委员会办公室
参加单位:广州市建设委员会、广东省建筑设计研究院、广州市设计院、广州珠江外资建筑设计研究院、中国建筑科学研究院深圳分院、深圳大学建筑设计研究院、广州容柏生建筑工程设计事务所、广州瀚华建筑设计有限公司
顾 问:容柏生、魏琏、傅学怡
主要起草人:方小丹、李少云、张元坤、周定、梁宇行、舒宣武、俞公骅、黄熙明
责 任 编 辑:张轶、胡芝福
目 次
1 总则
2 荷载和地震作用
2.1 竖向荷载
2.2 风荷载
2.3 地震作用
3 结构设计的基本规定
3.1 一般规定
3.2 房屋适用高度和高宽比
3.3 结构平面及竖向布置
3.4 楼盖结构
3.5 水平位移限值和舒适度要求
3.6 抗震等级
4 结构计算分析
4.1 一般规定
4.2 计算参数
4.3 计算简图处理
5 框架结构设计
5.1 一般框架结构
5.2 宽扁梁框架结构
6 剪力墙结构设计
7 框架—剪力墙结构设计
8 筒体结构设计
9 复杂高层建筑结构设计
9.1 一般规定
9.2 带转换层高层建筑结构
9.3 带加强层高层建筑结构
9.4 错层结构
9.5 多塔楼结构
10 混合结构设计
10.1 一般规定
10.2 结构布置和结构设计
11 基础设计
附件 广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则
补充规定在第1章总则中说是为了在高层建筑工程设计中更好地贯彻国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规范》(JG,J 3—2002)(以下简称《高规》)的原则及精神,提高结构设计水平,使工程设计人员和技术审查人员有较为一致的结构安全控制标准,结合本地区的工程实践和设计经验,制定的该补充规定。
补充规定对高层结构在高度28m的情况具体定义为6层以上、房屋高度超过28m(由外地坪算起至屋面,不计梯间、水池等局部突出部分)的高层民用建筑。
补充规定6度及以上地区所有建筑结构均应进行抗震设计。抗震设防烈度采用中国地震动参数区划图的地震基本烈度。特别强调业主有特别要求时可提高设防标准,但不得降低设防烈度。
补充规定还对甲、乙、丙三个抗震设防类别作了一些说明。
补充规定的第2章中关于竖向荷载特别规定当业主有特别要求时,可按业主的使用要求采用,但不应小于荷载规范GB 50009-2001的规定值。还规定了首层楼面宜考虑施工荷载,每平方米不宜少于10kN。构件承载力验算时,施工荷载的分项系数可取1.0。施工单位有特别要求时,应做施工阶段的构件承载力验算。
关于风荷载,规定结构承载力计算时,基本风压应按现行国家标准荷载规范GB 50009—2001)的规定采用,基本风压的重现期与设计使用年限应一致。但安全等级为一级或高度超过60m的高层建筑,其基本风压应按100年重现期的风压值采用。还规定 在计算风荷载作用下结构水平位移时,基本风压可采用50年重现期的风压值。还规定 B级高度的钢筋混凝土结构及房屋高度超过150m的钢—混凝土混合结构宜采用风洞试验来确定建筑物的风荷载。当体型复杂或房屋高度超过200m时,应采用风洞试验来确定建筑物的风荷载,且宜考虑风环境的影响。
关于地震作用,规定了以下一些内容:
1,当结构设计使用年限为70年或100年时,可按批准的地震安全性评价报告提供的地震动参数进行抗震设防,也可将50年设计基准期内的多遇地震作用乘以1.15或1.35的系数。
2,结构的前三个振型中,当某一振型的扭转方向因子在0.35~0.65之间,且扭转不规则程度为Ⅱ类时,表明结构的质量与刚度分布明显不对称、不均匀,应计算双向水平地震作用下的扭转影响。
3,当考虑双向水平地震作用的扭转影响计算结构构件承载力及楼层水平位移时,可不考虑质量偶然偏心的影响,但应验算单向水平地震作用并考虑偶然偏心影响的楼层竖向构件最大弹性水平位移与最大和最小位移平均值之比。计算单向地震作用时,可将各振型地震作用沿垂直于地震作用方向全部一次从质心位置平移±ei来考虑偶然偏心的影响。对于方形及矩形平面,ei= 5%相应边长;对其他形式平面,可取ei=0.1732ri,ri为第i层楼层平面平行地震作用方向的回转半径。
4,7度、8度、9度抗震设计时,高层建筑中跨度分别大于24、16、12m的大跨度楼盖,或跨度分别大于6、4、3m的长悬臂构件应考虑竖向地震作用,也可把重力荷载代表值分别增大5%、10%、20%近似估计。
5,高层建筑结构宜采用振型分解反应谱法计算地震作用。当不考虑偶然偏心时竖向构件的最大位移与最大最小位移平均值之比大于1.2,或当建筑物高度超过l00m时,应考虑扭转耦连的影响。
6,当某层单位面积的质量平均分布密度为相邻层的1.5倍以上时,称为质量沿竖向分布特别不均匀。7~9度抗震设防的高层建筑应采用弹性时程分析法进行多遇地震下的补充计算,范围见《高规》3.3.4条第3款。
第3章的主题是结构设计的基本规定,分了6部分作出了一些具体规定。
第1部分是一般规定:
1,要求抗震设防的高层建筑平、立面宜简单、规则、对称,不宜采用不规则、特别不规则的结构体系,宜避免采用错层、转换层、加强层、连体、大底盘多塔楼等复杂结构体系,不应采用严重不规则的结构体系。
2,要求高层建筑结构应具有必要的承载能力、合适的刚度和充分的塑性变形能力。抗震设计时宜采用高性能结构材料,轻质内隔墙,在满足使用要求的前提下尽可能降低结构自重。
3,要求在多遇地震及风荷载作用下,结构应保持弹性;在偶遇(设防烈度)地震作用下,结构可修复后继续使用;在罕遇地震作用下,容许结构有部分构件屈服、破坏,但不倒塌。当结构适用高度、平面及竖向不规则性等多项控制指标均超过现行规范限值时,业主及设计人可根据建筑物的重要性及结构体系的复杂、不规则程度,提出更高的结构抗震设防性能目标及具体的实施办法,进行详细的分析计算及论证(必要时进行局部或整体结构模型试验),并应通过抗震设防专项审查。
第2部分是房屋适用高度和高宽比:
1,当房屋高度超过B级高度时,或高度在A、B级高度之间但平面和竖向均存在规范规定的不规则类型时,设计应有充分的论证及可靠的依据,应有针对性地采取比规范要求更严格的抗震措施。
2,高层建筑的高宽比为地面以上高度H(不计突出屋面的机房、水池、塔架等)与建筑平面宽度B之比。当建筑平面非矩形时,可取平面的等效宽度B=3.5r,r为建筑平面(不计外挑部分)最小回转半径。
3,矩形截面柱截面宽不宜小于300mm。柱截面高与宽之比不大于4。剪力墙截面高度与厚度之比大于4、小于8时为短肢剪力墙。当剪力墙截面厚度不小于层高的1/15,且不小于300mm,高度与厚度之比大于4时仍属一般剪力墙。
4,具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构指短肢墙的截面面积占剪力墙总截面面积50%以上,其房屋的最大适用高度应比《高规》表4.2.2规定的剪力墙结构适用高度降低20%。
5,异形柱指截面为方形、矩形、圆形等以外截面的柱,常用的截面形式有T形、I形、Z形、十字形等。异形柱肢宽不应小于200mm,肢高与肢宽之比不大于4,不小于2。
第3章的第3部分是结构平面及竖向布置规则性的判断:
1,结构平面及竖向不规则类型可下列规则确定:
(1)扭转不规则:楼层的弹性最大水平位移大于该楼层最大与最小位移平均值的1.2倍。扭转不规则的程度分Ⅰ、Ⅱ两类,详见后述。
(2)狭长、凹凸不规则:结构平面凹进的一侧尺寸,大于相应投影方向总尺寸的30%,平面尺度不满足如下要求:(见《高规》25页的图4.3.3)(a)L/B≤6.0;(b)l/Bmax≤0.35;(c)l/b≤2.0。
(3)楼板局部不连续:楼板开洞后,有效楼板宽度小于开洞处楼面宽度的50%,或开洞面积大于该层楼面面积的30%,在扣除凹入或开洞后,楼板在任一方向的最小净宽度小于5m。
(4)侧向刚度不规则:在地震作用下,某一层的层间位移角大于相邻上一层的1.3倍,或大于其上相邻三个楼层层间位移角平均值的1.2倍,则该层的侧向刚度不规则。层间位移角可按注1的公式计算。
层间位移角可按下列公式计算:θi=(ui-ui-1)/hi=Δui/hi ,式中:ui、ui-1——第i层、第i-1层水平位移;hi——第i层层高。
(5)竖向抗侧力构件不连续:竖向抗侧力构件(柱、剪力墙、抗震支撑)不连续的类型分为两类型,Ⅰ类:柱不连续和Ⅱ类:墙、支撑不连续。
(6)楼层承载力突变:抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80%。
2,A级高度建筑的扭转不规则程度分类可按下列规则确定:
(1)框架结构:
(a)当地震作用下的最大层间位移角θE ≤1/1100时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.50、1.50<u≤1.80、u>1.80的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
(b)当地震作用下的最大层间位移角1/1100<θE ≤1/550时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.35、1.35<u≤1.50、u>1.50的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
(2)框架—剪力墙、框架—核心筒、板柱—核心筒结构:
(a)当地震作用下的最大层间位移角θE ≤1/1600时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.50、1.50<u≤1.80、u>1.80的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
(b)当地震作用下的最大层间位移角1/1600<θE ≤1/800时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.35、1.35<u≤1.50、u>1.50的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
(3)框支层、筒中筒、剪力墙结构:
(a)当地震作用下的最大层间位移角θE ≤1/2000时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.50、1.50<u≤1.80、u>1.80的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
b)当地震作用下的最大层间位移角1/2000<θE ≤1/1000时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.35、1.35<u≤1.50、u>1.50的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
3,B级高度建筑的扭转不规则程度分类可按下列规则确定:
(1)框架结构:
(a)当地震作用下的最大层间位移角θE ≤1/1100时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.40、1.40<u≤1.60、u>1.60的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
(b)当地震作用下的最大层间位移角1/1100<θE ≤1/550时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.30、1.30<u≤1.40、u>1.40的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
(2)框架—剪力墙、框架—核心筒、板柱—核心筒结构:
(a)当地震作用下的最大层间位移角θE ≤1/1600时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.40、1.40<u≤1.60、u>1.60的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
(b)当地震作用下的最大层间位移角1/1600<θE ≤1/800时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.30、1.30<u≤1.40、u>1.40的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
(3)框支层、筒中筒、剪力墙结构:
(a)当地震作用下的最大层间位移角θE ≤1/2000时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.40、1.40<u≤1.60、u>1.6的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
b=当地震作用下的最大层间位移角1/2000<θE ≤1/1000时,当相应于该层的扭转位移比u≤1.20、1.20<u≤1.30、1.30<u≤1.40、u>1.40的情况下分别判别为“规则”、“Ⅰ类不规则”、“Ⅱ类不规则”、“不允许”。
说明:上述2,3,条中的扭转位移比u=楼层竖向构件最大弹性水平位移/最大与最小水平位移的平均值,计算时采用刚性楼板假定,并考虑地震偶然偏心作用的影响。计算最大层间位移角θE 时可不考虑地震偶然偏心作用的影响。
4,存在下列情况的高层建筑属特别不规则结构:
(1)扭转不规则属Ⅱ类,同时存在另外2项不规则;
(2)竖向抗侧力构件不连续属Ⅱ类,同时存在另外2项不规则;
(3)有4项不规则。
5,存在下列情况的高层建筑属严重不规则结构:
(1)有5项不规则,且其中扭转不规则及竖向抗侧力构件不连续属Ⅱ类;
(2)有6项不规则;
(3)同时采用4种及以上多塔楼、连体、错层、带转换层、带加强层等类型的复杂结构型式;
(4)扭转不规则程度属上述2,3挑中的“不允许”值;
(5)楼层层间受剪承载力小于其上一层受剪承载力的65%(A级高度)或75%(B级高度)。
第3章第四部分是楼盖结构的内容:
1,抗震设防区的高层建筑应采用现浇楼盖结构。一般楼板厚不宜小于lOOmm。房屋首层及顶层板厚不应小于120mm。作为上部结构的计算嵌固部位的地下室楼盖应采用梁板结构。Ⅱ类竖向抗侧力构件不连续的梁式转换层板厚不宜小于180mm,箱式或桁架式转换层顶板及底板板厚不宜小于150mm。Ⅰ类竖向抗侧力构件不连续时转换层楼盖板厚不宜小于120mm。
2,现浇预应力混凝土楼板板厚不应小于150mm(预应力仅用于控制裂缝宽度时不在此限)。
第五部分是有关水平位移限值和舒适度要求:
1,对于高度小于150m的剪力墙、筒中筒结构等弯曲型结构,当弯曲变形的影响明显,某层层间有害位移值小于层间位移值的50%,即Δui/Δui<0.5时,该层层间位称角限值可放宽至1/800。建筑物高度在150~250m间时可在1/800~1/500间线性插值。式中
Δui=ui-ui-1-θi-1hi=Δui-θi-1hi ,为i层层间有害位移;
Δui——i层层间位移;
ui——i层楼层位移;
ui-1——i-1层楼层位移;
θi-1——i-1层楼层位移角;
hi——i层层高。
2,对于高度小于150m的框架—剪力墙、框架—核心筒结构等弯剪型结构,当某层层间有害位移值小于层间位移值的50%,即Δui/Δui<0.5时,该层层间位移角限值可放宽至1/650。建筑物高度在150~250m间时可在1/650~1/500间线性插值。
3,高度超过150m的混合结构或高度超过200m的钢筋混凝土结构且自振周期超过5s的高层建筑宜通过风洞试验研究确定顺风向与横风向结构顶点的最大加速度αmax。
第六部分是有关抗震等级的规定:
1,框支框架包括框支柱及框支梁,其上为剪力墙或抗震支撑,框支层及其以下一层按框支框架采用相应的抗震等级,其余可按框架—剪力墙或框架—筒体结构的抗震等级采用。
2,8度设防区、高度大于80m的部分框支剪力墙结构的抗震等级,非底部加强区剪力墙为一级,底部加强部位剪力墙为特一级,框支层框架为特一级。
3,建筑场地为Ⅲ类时,对设计基本地震加速度为0.15g和0.3g的地区,应采取比规范相应7度或8度要求更严格的抗震构造措施,或宜分别按抗震设防烈度8度(0.2g)和9度(0.4g)时各类结构的要求采取抗震构造措施。
4,与主楼连为整体的裙楼的抗震等级一般不应低于主楼的抗震等级,当主楼为部分框支剪力墙结构而裙楼为框架—剪力墙或框架结构时,裙楼可按框架—剪力墙结构考虑抗震等级。当主楼为框架—剪力墙或筒体结构,裙楼为框架结构,且裙楼柱的净高与柱截面长边的比不小于6时,裙楼可按本身高度确定抗震等级,但与主楼的抗震等级相差不应大于一级,与主楼相邻跨的梁柱应作适当加强。
第4章是有关结构计算分析的内容。
第一部分为一般规定:
1,高层建筑结构的内力与位移按弹性方法计算。框架梁及连梁等构件可考虑梁端局部塑性变形引起的内力重分布。
2,结构分析时应根据结构的具体情况选择合适的结构分析模型。一般情况下,可用杆单元模拟梁、柱,膜单元模拟楼板,壳单元模拟剪力墙。也可以采用其他能反映结构构件实际受力情况的力学模型。
3,结构在竖向荷载及风荷载、地震作用下的内力与位移计算,一般可采用刚性楼板假定。当楼板凹凸不规则或局部不连续,或当楼板过于狭长、平面内变形明显时,应采用弹性楼板或局部弹性楼板模型进行补充计算。
4,当考虑温度、混凝土收缩效应或地震、风荷载作用下的楼板应力时,应采用弹性楼板模型,可用膜单元或壳单元模拟楼板。
5,连梁可用杆单元和壳单元模拟。当连梁的跨高比小于2时,宜用壳单元模拟。
6,可根据结构类型分别选用基于空间杆系,空间杆—薄壁杆、空间杆—板壳元等有限元分析程序进行结构分析。体型特别不规则,结构型式复杂的结构,应采用不少于两个不同的结构分析程序进行整体计算并相互校核。
7,除活荷载较大的厂房、仓库、车库或消防车道外,民用高层建筑楼盖的内力计算一般可不考虑楼面活荷载不利布置的影响。
8,对框支层、转换层、错层楼盖等受力复杂的结构,应在整体分析的基础上进行局部的内力或应力分析,并作为截面强度设计的依据。
9,当楼层结构受剪承载力小于上一层的80%,或当楼层的侧向刚度不规则时,其设计地震剪力标准值应乘以1.15的放大系数,并应对薄弱部位采取抗震构造加强措施。
10,对结构的计算机分析结果应进行分析判断,确认计算结果合理、可信后方可作为设计依据。设计者可结合工程经验及设计概念对弹性计算结果作合理调整,结构构件的受力在任何工况下均应满足静力平衡条件。
第二部分是各种计算参数:
1,在结构内力与位移计算中,框架—剪力墙或剪力墙结构中的连梁刚度可予折减,抗风设计控制时,折减系数不宜小于0.8;抗震设计控制时,折减系数不宜小于0.5;作设防烈度(中震)构件承载力校核时不宜小于0.3。
2,现浇楼盖楼面梁的抗弯刚度应考虑翼缘的作用予以增大。一般情况下,边梁增大系数可取1.3~1.5,中梁可取1.5~2.0,视带翼缘与不带翼缘时的抗弯刚度比而定。
3,楼面梁的计算扭矩可考虑周围楼板的约束情况予以折减,折减系数不应小于0.3。
4,在竖向荷载作用下,可考虑梁塑性内力重分布的影响,对梁端负弯矩适当调幅。调幅系数可取0.7~0.9,相应地梁跨中弯矩应按静力平衡条件予以增大。不论调幅与否,框架梁中截面正弯矩设计值不应小于竖向荷载作用下按简支计算的弯矩值的50%。
5,在竖向荷载作用下,由于竖向构件变形差导致框架梁端产生的附加弯矩可适当调幅,调幅系数宜为0.7~1.3,相应地应按静力平衡条件调整梁跨中弯矩、梁端剪力及竖向构件的轴力。
第三部分是计算简图的处理:
1,进行结构的内力与位移分析时,结构的计算嵌固端宜设于基础面。有地下室时可考虑地下室外墙的影响,用壳元或其他合适的单元模拟地下室外墙。当地下室层数较多时,可于地下二层及以下楼层设置土弹簧考虑土侧向约束的影响。土弹簧刚度的选取宜与室外岩土的工程性质匹配。
2,大底盘多塔楼结构宜按实际情况建模,必要时可作适当简化后进行整体计算以考虑大底盘与塔楼的相互影响;同时,各塔楼宜分开再进行单独计算,并与整体计算的结果进行比较分析,确认合理的计算结果作为设计的依据。
3,对立面复杂的剪力墙,可作适当简化后参加整体计算。距墙端4倍墙厚以上、高度小于层高的1/3、面积不大于所在墙面积1/16的小洞口,计算时可忽略。仅在抗剪承载力验算时考虑局部削弱的影响,采取必要的构造加强措施。
4,进行结构整体分析时,突出屋面的楼电梯间、屋面构架、屋面水池等可将其质量及承受的水平风力加于屋面层,本身可不参加整体计算。
5,框支梁上剪力墙偏置时,宜考虑竖向荷载对梁轴线偏心的影响,可采用沿梁轴线附加扭矩的方法近似考虑,同时可计及转换层楼板、梁的有利约束作用。
第5章为框架结构设计的内容。
第一部分是一般框架结构:
1,高层钢筋混凝土框架结构的设计,结构分析应符合《高规》第6章的规定,截面设计以及本节未涉及的构造要求应符合《混凝土结构设计规范》(GB 50010--2002)和《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2002)、《高规》的规定。
2,抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。单跨的高层框架结构,应按照建设部的规定进行超限高层建筑工程抗震设防专项审查,其平面长宽比宜小于4,考虑地震作用偶然偏心的结构扭转位移比不宜大于1.4。
3,当柱的截面较大,梁的计算跨度取柱的形心距离时,框架梁的端部最不利截面可取在柱边,该截面的弯矩Mg或配筋Asg可按式(5-1)确定:
Mg=M×l0/l或Asg=As×l0/l (5—1)
式中 M、AS——按计算跨度/得到的框架梁梁端弯矩、框架梁梁端截面计算配筋;
l0——框架梁净跨;
l——框架梁计算跨度。
4,梁端剪力的调整
抗震设计时,框架梁端部截面的组合剪力设计值按式(5-2)调整:
Vb=ηvb×Vb0 (5-2)
式中 Vb0——调整前框架梁端部截面的组合剪力设计值;
Vb——调整后框架梁端部截面的组合剪力设计值;
ηvb——梁剪力增大系数,一、二、三、四级分别取1.3、1.2、1.1、1.0。
5,柱端弯矩的调整
抗震设计时,框架柱的柱端弯矩设计值按式(5-3)调整:
Mc=ηmc×Mc0 (5—3)
式中 Mc0——调整前框架柱端部截面的组合弯矩设计值;
Mc——调整后框架柱端部截面的组合弯矩设计值;
ηmc——柱弯矩增大系数,一、二、三、四级分别取1.4、1.2、1.1、1.0。
对于一级框架,梁柱节点处,柱的实配钢筋应满足式(5-4):
AscR=k×Asc (5-4)
式中 k——梁实配钢筋面积与计算钢筋面积之比,A=AsbR/Asb,当k小于1时,取k=l;
Asb、Asc——按调整后的弯矩得到的梁、柱计算钢筋面积;
AsbR、AscR——梁、柱实配钢筋面积。
6,柱端剪力的调整
抗震设计的框架柱、框支柱端部截面组合的剪力设计值按式(5-5)调整:
Vc=ηvc×Vc0 (5-5)
式中 Vc0——调整前框架柱端部截面组合的剪力设计值;
Vc——调整后框架柱端部截面组合的剪力设计值;
ηvc——柱剪力增大系数,一、二、三、四级分别取1.96、1.44、1.2l、1.0。
7,高层框架结构楼板宜设置在同一标高,尽量避免采用错层、夹层结构。错开的楼层应同时参加结构整体计算;错层处框架柱的抗震等级应提高一级,箍筋应全柱段加密。
8,框架梁、柱中心线宜重合,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、楼板外伸等做法以达到梁柱中心线重合或控制两者的偏心距e/b≤1/4。
9,抗震设防的框架结构中仅布置少量的钢筋混凝土剪力墙,且剪力墙承担的倾覆力矩不大于总倾覆力矩的20%时,其结构计算分析应按框架—剪力墙结构体系计算,框架的抗震等级按框架结构选用,剪力墙的抗震等级按框架—剪力墙结构选用。
10,现浇框架结构楼盖的混凝土强度等级宜采用C25~C35,框架柱的混凝土强度等级不宜超过C50。当框架结构中仅有极少数框架柱的轴压比超出规范要求时,可采用加大柱截面或加芯柱及提高配箍率等方法保持层框架柱混凝土强度的统一。
11,抗震等级三、四级的框架结构,当框架梁、柱的混凝土强度等级相差大于5MPa但在1OMPa以内时,可采用加插短筋和加密箍筋等方法加强核心区,让核心区混凝土强度与梁一致。抗震等级为特级、一、二级框架结构的梁、柱的混凝土强度等级相差不应大于5MPa。
12,框架结构的抗震设计应保证“强柱弱梁”、“强剪弱弯”,梁柱核心区的承载力应大于梁、柱构件的承载力,不应随意仅加大梁端的纵向配筋量。
13,抗震设计时,框架角柱应按双向偏心受力构件进行正截面承载力设计。框架柱中全部纵向受力钢筋的配筋率不应小于《高规》表6.4.3-1中规定值,且柱截面每一侧纵向钢筋配筋率不应小于0.20%(角钢筋可重复计算)。框架柱全部纵向钢筋的配筋率,抗震设计时不应大于5%。
第二部分为宽扁梁框架结构:
1,当框架梁截面宽度大于梁高时为扁梁,且大于垂直梁轴方向的柱宽度时为宽扁梁。梁高可取梁计算跨度的1/16~l/22(对预应力梁可取1/20~1/25),其截面尺寸应符合下列要求:bb≤2bc,bb≤bc+hb,hb≥16d;其中bc为垂直梁轴方向柱截面宽度,圆形截面取柱直径的0.8倍;bb、hb分别为梁截面宽度 和高度;d为柱纵筋直径。
2,采用宽扁梁框架时,结构整体分析计算应取梁全截面,或考虑翼缘的作用计算梁的刚度增大系数。宽扁梁框架应注重宽扁梁挠度和裂缝宽度的验算,同时应按节点的内外核心区验算其核心区的受剪承载力。
3,边框架梁的宽度不宜大于支承柱梁宽方向柱的截面尺寸。
4,宽扁梁纵向受力钢筋的最小配筋率,除应符合《混凝土结构设计规范》的规定外,尚不应小于0.3%,宜单层放置,钢筋净距不宜大于100mm。
5,宽扁梁节点的内、外核心区均可视为梁的支座,梁纵向受力钢筋在支座区的锚固和搭接均应按《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2002)有关框架梁的规定执行,其中柱截面外的梁底钢筋宜贯通或按受拉钢筋相互搭接;梁面贯通钢筋不宜少于面筋总面积的1/3。锚人柱内的扁梁上部钢筋宜大于全部上部钢筋面积的60%。
6,宽扁梁的箍筋肢距不宜大于200mm,梁两侧面应配置腰筋,其直径不宜小于12mm,间距不宜大于200mm。
第6章是剪力墙结构设计的内容:
1,高层建筑钢筋混凝土剪力墙厚度应符合《高规》第7.2.2条,“层高”均指建筑楼面之间的高度。首层的层高,有地下室时可取首层地面与二层楼面之间的高度;无地下室时宜取基础梁顶面与二层楼面之间的高度。
2,剪力墙的洞口应力求布置均匀,上下对齐,形成明确的墙肢和连梁。剪力墙底部加强部位尽量不要采用错洞布置,如无法避免,则洞口间的水平距离不宜少于2m。当剪力墙的洞口布置出现错洞、叠合错洞时,墙内配筋应构成框架形式,施工图需绘制剪力墙竖向配筋大样。
3,抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比其他条件相同的剪力墙提高一级,重力荷载代表值作用下的墙肢(包括无翼缘或端柱的一字墙)轴压比,抗震等级为一、二、三时分别不应大于0.5、0.6和0.7,底部加强部位墙肢边缘约束构件的纵向钢筋配筋率不应小于1.2%,其他部位不应小于1.0%.
4,抗震设计时,应尽量避免在洞口与墙边或在两个洞口之间形成墙肢截面高度与厚度之比小于4的小墙肢。当小墙肢截面的高度不大于墙厚的4倍时,应按框架柱设计,箍筋按框架柱加密区要求全高加密。
5,楼面主梁不宜支承于剪力墙之间的连梁上,不能避免时,应按简支梁校核连梁的截面承载力。
6.0.6 设计中应采取措施控制剪力墙平面外的弯矩。当剪力墙墙肢与其平面外方向的楼层梁连接而采用设置暗柱措施时,暗柱的截面长度可取梁之宽度加200mm,并宜按计算确定配筋。
7,约束边缘构件计算时,剪力墙墙肢长度hw应为整截面墙长度。剪力墙约束边缘构件纵向钢筋的最大配筋率不宜超过3%。
8,跨高比不小于5的连梁可按框架梁设计,并可考虑竖向荷载作用下的梁端弯矩调幅。
9,跨高比不大于2的连梁可采用墙上开洞的模型计算,连梁的抗震等级取与剪力墙相同。一、二级剪力墙的连梁混凝土强度等级宜与墙的混凝土强度等级一致。
10,确定剪力墙底部加强部位的高度时,墙总高从首层起计至墙顶。地下一层构造要求同首层。
11,确定剪力墙约束边缘构件lc时,hw的取值应取不考虑小开洞的整墙肢长度。当核心筒内的小墙肢(如电梯井壁),承受的水平地震剪力值较小时,小墙肢翼墙每边伸出的长度可取小墙肢本身的厚度且不小于300mm.
第7章为框架—剪力墙结构设计:
1,当框架—剪力墙结构中框架部分承担的地震倾覆力矩大于结构总倾覆力矩的50%时,则框架的抗震等级、柱轴压比控制宜按框架结构采用,适用高度可介于框架结构和框架和剪力墙结构两者之间,视框架部分承担总倾覆力矩的百分比插入取值。
2,采用板柱—剪力墙结构的房屋周边以及楼电梯洞口周边应采用有梁框架。
3,板柱—剪力墙的剪力墙两侧楼板不宜开洞,当墙边有较大楼板洞口时,应采取有效的构造措施,以保证侧向水平力能可靠地传递至剪力墙上。
4,板柱—剪力墙结构不应有错层。
5,板柱—剪力墙结构在竖向荷载和水平荷载作用下的内力及位移计算,无梁楼板宜优先采用板壳单元模拟,也可采用等代框架梁模拟。等代梁的宽度可采用垂直于等代平面框架方向柱距的一半。
第8章是筒体结构设计:
1,筒体结构包括钢筋混凝土结构的框架—核心筒结构和筒中筒结构,也包括钢框架—混凝土核心筒混合结构中的筒体。
2,筒体结构适用于高度较高(H>60m)、高宽比较大.(H/B>3)的高层建筑或超高层建筑。
3,筒体结构的平面宜对称,筒中筒结构的内筒宜居中布置o
4,筒中筒结构的内筒边长不宜小于高度的1/15,框架—核心筒中的筒体宜尽量贯通建筑物全高,其边长不宜小于筒体高度的1/12。
5,框架—核心筒结构的外排框架柱截面长边宜沿框架方向布置;筒中筒结构的框筒柱截面长边宜沿筒壁方向布置。
6,筒中筒结构的外框筒柱的柱距不宜大于4m,当下部为疏柱转换成上部的密柱时,优先采用斜柱转换,当采用梁转换时,转换梁的高度不宜小于其跨度的1/6。
7,筒体结构楼盖主梁不宜搁置在核心筒或内筒的连梁上,楼层结构布置宜使外框筒角部承受较大的轴向力。
8,当筒体结构的侧向刚度不能满足要求时,可利用建筑的设备层或避难层设置加强层(刚性伸臂层),也可沿结构周边设置加强构件。
9,当筒体结构在考虑偶然偏心影响的地震作用下产生较大的扭转效应时,宜优先加强外框或外筒的侧向刚度。
第9章是复杂高层建筑结构设计。
第一部分为一般规定:
1,7度和8度抗震设计的高层建筑不宜同时采用三种及以上带转换层结构、带加强层结构、错层结构、连体结构及多塔楼结构等复杂结构。受条件限制,不得不采用时,应对其抗震安全性作充分的论证,并提交有关部门作抗震设防专项审查。
2,复杂结构应采用不少于二个不同的三维空间有限元计算程序进行整体结构分析,并结合弹性时程分析,必要时结合弹塑性静力或动力分析,对结构的薄弱层或薄弱部位有针对性地采取加强措施。
3,7度和8度抗震设计时,错层剪力墙结构及错层框架—剪力墙结构的房屋高度分别不宜大于80m和60m。高度超过时,除应加大错层部位的剪力墙或框架的设计地震剪力外,还应有相应的构造加强措施。
4,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由剪力墙构成的壁式框架时,其最大适用高度宜比《高规》表4.2.2-2规定的数值降低20%采用,框支柱为钢管混凝土柱时不受此限。
第二部分为带转换层高层建筑结构:
1,当建筑物上部楼层部分竖向构件(柱、剪力墙、支撑)不能直接落地时,应设置结构转换构件或结构转换层。转换层设于地下室顶板或地下层时,该层楼板的构造应满足一般结构转换层的要求,但结构可按一般框架—剪力墙、剪力墙或筒体结构控制最大适应高度及采取相应的抗震构造措施。
2,当建筑物上部楼层仅部分柱不连续时,可仅适当加强转换部位楼盖,但转换托梁的承载力安全度储备应适当提高,内力增大系数不宜小于1.1,托梁的构造按实际的受力情况确定。
3,当框架—剪力墙或筒体结构仅少量剪力墙不连续,需转换的剪力墙面积不大于剪力墙总面积的8%时,可仅加大水平力转换路径范围内的板厚、加强此部分板的配筋,并提高转换结构的抗震等级。框支框架的抗震等级应提高一级,特一级时不再提高。结构的最大适用高度可按一般框架—剪力墙或筒体结构采用。
4,底部大空间部分框支剪力墙高层建筑结构在地面以上的转换层位置,8度时不宜超过3层,7度时不宜超过5层,6度时不宜超过8层。超过时,宜控制相邻下一层与转换层的层间位移角比不小于1.0,并应对结构的抗震安全性作充分的论证。
5,框支柱与相邻落地剪力墙的距离不宜大于12m。落地剪力墙的间距不宜大于24m。超过时应加强转换层楼板的整体刚度,必要时将楼盖视为水平深梁,校核其承载力。
6,框支剪力墙的剪力墙底部加强部位取框支层以上二层,且加强部位墙顶标高不低于落地剪力墙加强部位的顶标高。
第三部分为带加强层高层建筑结构:
1,当框架—核心筒结构的侧向刚度不能满足设计要求时,应设法增加结构的侧向刚度,条件许可时,可加大核心筒的截面尺寸,或于外框局部设剪力墙或斜撑等以避免或减少设置加强层。
2,加强层联系内筒与外框的水平伸臂构件宜优先采用斜腹杆桁架,斜腹杆宜优先采用钢结构,必要时可结合设计要求设置阻尼器或消能耗能装置。
3,加强层及相邻上下层的楼板厚度不宜小于150mm,楼板钢筋双层双向布置,每层每方向板配筋率不宜小于0.25%,结构分析时宜以弹性楼板参与整体计算。
4,宜考虑内核心筒与外框架施工过程在重力荷载作用下竖向变形差对加强层水平伸臂结构的附加内力。条件许可时,可采用后施工伸臂结构腹杆或伸臂结构先与柱铰接,待主体结构完成后才与柱刚接的方法来减少其影响。
第10章的内容是混合结构
第一部分是一般规定:
1,混合结构包括由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土简体组成的框架—简体结构或由钢或型钢混凝土外框筒与钢筋混凝土内筒组成的筒中筒结构。
2,混合结构房屋适用的最大高度宜符合下面的规定:
(1)钢框架—钢筋混凝土筒体:非抗震设计210m、6度200m、7度160m、8度120m、9度70m;
(2)型钢混凝土框架—钢筋混凝土筒体:非抗震设计240m、6度220m、7度190m、8度150m、9度70m;
(3)钢框筒—钢筋混凝土筒体:非抗震设计250m、6度230m、7度190m、8度150m、9度90m;
(4)型钢混凝土框筒—钢筋混凝土筒体:非抗震设计280m、6度250m、7度220m、8度180m、9度90m。
注:1,房屋高度指室外地面至主要屋面高度,不包括突出屋面的水箱、电梯机房、构架等的高度。
注:2,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进一步有效措施。
3,混合结构房屋的高宽比不宜大于下面的规定:
(1)钢框架—钢筋混凝土筒体:非抗震设计7、6度和7度7、8度6、9度4;
(2)型钢混凝土框架—钢筋混凝土筒体:非抗震设计8、6度和7度7、8度6、9度4;
(3)钢框筒—钢筋混凝土筒体:非抗震设计8、6度和7度8、8度7、9度5;
(4)型钢混凝土框筒—钢筋混凝土筒体:非抗震设计9、6度和7度8、8度7、9度5。
第二部分是结构布置和结构设计:
1,混合结构房屋的平面宜简单、规则,宜采用方形、矩形、圆形、椭圆形等规则、,对称的平面,建筑物的质心与刚心宜重合。
2,混合结构房屋的竖向构件宜连续,截面尺寸由下至上逐渐变小,侧向刚度沿竖向变化均匀,无突变。
3,钢框架—混凝土筒体或钢框筒—混凝土筒体结构的楼盖宜优先采用钢—混凝土组合楼盖,型钢混凝土框架—混凝土筒体或型钢框筒—混凝土筒体结构的楼盖可采用普通混凝土楼盖。
4,应采取有效措施提高钢筋混凝土筒体的延性。底部加强部位四角宜设置型钢柱或带芯柱的边缘约束构件。筒体底部加强部位的分布筋最小配筋率不宜小于0.6%,筒体一般部位的分布筋最小配筋率不宜小于0.3%;每隔二至四层宜设水平配筋加强带(暗梁)与边缘约束构件形成竖向加强框架。暗梁宽度同混凝土墙厚,高度宜为1.5~2倍墙厚或等于楼面梁高,配筋率不宜少于0.6%。
5,设计时宜计及钢柱、型钢混凝土柱与钢筋混凝土筒体竖向变形差引起的结构附加内力。作施工阶段验算时,混凝土筒体的弹性模量可乘以0.85的折减系数;考虑长期竖向荷载作用时,混凝土筒体的弹性模量可乘以0.5的折减系数。
6,钢筋混凝土筒体及型钢混凝土框架的抗震等级应按下面的要求确定,并应符合相应的计算和构造措施:
(1)钢框架—钢筋混凝土筒体:
(a)6度时高度小于等于150m时其钢筋混凝土筒体为二级、大于150m时为一级;
(b)7度时高度小于等于130m时其钢筋混凝土筒体为一级、大于130m时为特一级;
(c)8度时高度小于等于100m时其钢筋混凝土筒体为一级、大于100m时为特一级;
(d)9度时高度小于等于70m时其钢筋混凝土筒体为特一级。
(2)型钢混凝土框架—钢筋混凝土筒体:
(a)6度时其钢筋混凝土筒体为二级;其型钢混凝土框架当高度小于等于150m时为三级、大于150m时为二级;
(b)7度时高度小于等于130m时其钢筋混凝土筒体为二级、大于130m时为一级,型钢混凝土框架与之相同;
(c)8度时高度小于等于100m时其钢筋混凝土筒体为一级、大于100m时为特一级,型钢混凝土框架均为一级;
(b)9度时高度小于等于70m时其钢筋混凝土筒体为特一级,型钢混凝土框架为一级。
(3)钢框筒—钢筋混凝土筒体:
(a)6度时高度小于等于180m时其钢筋混凝土筒体为二级、大于180m时为一级;
(b)7度时高度小于等于150m时其钢筋混凝土筒体为一级、大于150m时为特一级;
(c)8度时高度小于等于120m时其钢筋混凝土筒体为一级、大于120m时为特一级;
(d)9度时高度小于等于90m时其钢筋混凝土筒体为特一级。
(4)型钢混凝土框筒—钢筋混凝土筒体:
(a)6度时其钢筋混凝土内筒为二级,其型钢混凝土外筒当高度小于等于180m时为三级、大于180m时为二级;
(b)7度时其钢筋混凝土内筒为一级,其型钢混凝土外筒当高度小于等于150m时为二级、大于150m时为一级;
(c)8度时其钢筋混凝土内筒当高度小于等于120m时为一级、大于120m时为特一级,其型钢混凝土外筒均为一级;
(d)9度时其钢筋混凝土内筒当高度小于等于90m时为特一级,其型钢混凝土外筒为一级。
第11章是基础设计。
1,基础设计应满足地基承载力(包括地基强度及变形)的要求,在此前提下,可视上部结构荷载的大小、地基承载力的高低、建筑物的结构型式、建筑场地周边环境等具体情况选择合适的基础类型,条件许可时宜优先采用天然地基上的浅基础(包括柱下扩展基础、条形基础、交叉条形基础及筏形基础等);当地基条件较差,地基承载力不能满足要求,或者采用桩基础比浅基础更经济时,可采用桩基础。
2,基础的埋置深度应满足地基承载力和稳定性的要求。抗震设防区宜设地下室。6度区、7度区地下室层数不少于一层及8度区地下室层数不少于二层时,在地震作用下,可不验算基础(包括桩基础)的水平承载力。
3,当高层建筑和与之相连的裙房间的沉降差异很小,或有可靠经验,采取有效措施可以控制差异沉降时,塔楼与裙楼之间可不设沉降缝。
4,当地基压缩层较均匀时,浅基础基底形心宜与建筑物重心重合。由于实际场地条件所限无法重合时,宜控制竖向荷载作用下基底边缘最大与最小压应力之比Pvkmax/Pvkmin不大于1.2。当地基承载力特征值不大于150kpa时,宜控制Pvkmax/Pvkmin不大于1.1。
5,采用桩基础时,单桩竖向承载力特征值及Ra的计算应符合下列规定:
(1)竖向荷载效应标准组合:
在轴心竖向力Qk作用下
Qk≤Ra (11一1)
在偏心竖向力Qikmax作用下,除满足式(11—1)外,尚应满足
Qikmax≤1.1Ra (11—2)
(2)竖向荷载与风荷载效应标准组合:
在轴向竖向力Qk作用下
Qk≤1.2Ra (11—3)
在偏心竖向力Qikmax作用下,除满足式(11—3)外,尚应满足
Qikmax≤1.3Ra (11—4)
(3)竖向荷载与地震作用效应标准组合:
在轴心竖向力Qk作用下
Qk≤1.25Ra (11—5)
在偏心竖向力Qikmax作用下,除满足式(11—5)外,尚应满足
Qikmax≤1.5Ra (11—6)
除按地基岩土条件确定单桩竖向承载力特征值Ra外,桩身尚应满足截面承载力要求。
附件 广东省超限高层建筑工程抗震设防审查细则(略)
- 1广东省电力某工程局编制特殊构筑物施工工艺标准(2002新规范)
- 2隧道工程支护技术讲义
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成都公司:成都市成华区建设南路160号1层9号
重庆公司:重庆市江北区红旗河沟华创商务大厦18楼