JGJ3-2002(J186-2002)条文说明 高层建筑混凝土结构技术规程.pdf

筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 中华人民共和国行业标准 高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 Technical specification for concrete structures of tall building JGJ 32002 J 1862002 中 国 建 筑 资 讯 网中 国 建 筑 资 讯 网 2002 北 京 第 1 页 2002 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 中华人民共和国行业标准 高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程高 层 建 筑 混 凝 土 结 构 技 术 规 程 Technical specification for concrete structures of tall building JGJ 3-2002 批准部门:中 华 人 民 共 和 国 建 设 部 施行日期:2 0 0 2 年9 月1 日 条文说明 中 国 建 筑 资 讯 网中 国 建 筑 资 讯 网 2002 北 京 第 2 页 2002 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 前前 言言 高层建筑混凝土结构技术规程 JGJ32002 经建设部 2002 年 6 月 3 日以建标 2002 138 号文批准，业已发布。 原规程钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程JGJ391 的主编单位是中 国建筑科学研究院，参加单位是北京市建筑设计院、清华大学、北京市建筑工程总 公司、中京建筑事务所、上海市建筑科学研究所、上海市民用建筑设计院、广东省 建筑设计研究院。 为便于广大设计、施工、科研、教学等单位的有关人员在使用本规程时能正确 理解和执行条文规定，规程编制组按章、节、条的顺序，编制了本规程的条文说明， 供使用者参考。在使用过程中，如发现本规程条文说明有不妥之处，请将意见函寄 中国建筑科学研究院高层建筑混凝土结构技术规程管理组（邮政编码：100013， 地址：北京北三环东路 30 号）。 第 3 页 2002 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 目目 次次 前 言. 3 目 次. 4 1 总 则 . 7 2 术语和符号. 8 3 荷载和地震作用. 9 3.1 竖向荷载. 9 3.2 风荷载. 10 3.3 地震作用. 13 4 结构设计的基本规定 . 18 4.1 一般规定. 18 4.2 房屋运用高度和高宽比. 19 4.3 结构平面布置 . 20 4.4 结构竖向布置 . 24 4.5 楼盖结构. 25 4.6 水平位移限值和舒适度要求 . 26 4.8 抗震等级. 29 4.9 构造要求. 29 5 结构计算分析. 31 5.1 一般规定. 31 5.2 计算参数. 33 5.3 计算简图处理 . 34 5.4 重力二阶效应及结构稳定 . 35 5.5 薄弱层弹塑性变形验算. 36 5.6 荷载效应和地震作用效应的组合. 36 6 框架结构设计. 38 6.1 一般规定. 38 6.2 截面设计. 38 第 4 页 2002 6.3 框架梁构造要求 . 40 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 6.4 框架往构造要求 . 41 6.5 钢筋的连接和锚固. 42 7 剪力墙结构设计. 43 7.1 一般规定. 43 7.2 截面设计及构造 . 45 8 框架-剪力墙结构设计. 51 8.1 一般规定. 51 8.2 截面设计及构造 . 52 9 筒体结构设计. 54 9.1 一般规定. 54 9.2 框架-核心筒结构 . 54 9.3 筒中筒结构 . 55 10 复杂高层建筑结构设计. 56 10.1 一般规定. 56 10.2 带转换层高层建筑结构 . 57 10.3 带加强层高层建筑结构 . 61 10.4 错层结构. 61 10.5 连体结构. 62 10.6 多塔楼建筑结构. 63 11 混合结构设计. 65 11.1 一般规定. 65 11.2 结构布置和结构设计. 65 11.3 型钢混凝土构件的构造要求 . 68 12 基础设计. 70 12.1 一般规定. 70 12.2 筏形基础. 72 12.3 箱形墓础. 72 12.4 桩基础. 72 13 高层建筑结构施工 . 74 13.1 一般规定. 74 第 5 页 2002 13.2 施工测量. 74 13.3 模板工程. 76 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 13.4 钢筋工程. 77 13.5 混凝土工程 . 77 13.6 预制构件安装 . 78 13.7 深基础施工 . 78 13.8 施工安全要求 . 78 第 6 页 2002 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 1 总 总 则则 1.0.1 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。此次规程修订，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的混合结构设计规定，井将原规程名称钢筋混凝土高 层建筑结构设计与施工规程更改为高层建筑混凝土结构技术规程。 1.0.21.0.2 原规程规定适用于 8 层及 8 层以上的高层民用建筑结构，此次修订改为适用 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。原规程制订时，我 国高层建筑的层数，一般为 830 层，个别建筑层数较高。近年来，我国高层建筑 发展十分迅速，各地兴建的高层建筑层数已普遍增加，房屋高度在 150m 以上的高层 建筑已超过 100 幢。国际上诸多国家和地区对高层建筑的界定多在 10 层以上。为适 应我国高层建筑发展的形势并与国际诸多国家的界定相适应，此次修订中将规程适 用范围定为 10 层及 10 层以上的高层民用建筑结构，其房屋的最大适用高度和结构 类型应符合本规程的专门条款。考虑到有些钢筋混凝土结构建筑，其层数虽未达到 10 层，但其房屋高度较高，为适应设计需要，此次修订中将房屋高度超过 28m 的民 用建筑也纳入了本规程的适用范围。 对于房屋层数少于 10 层或房屋高度小于 28m 但接近 10 层或 28m 的民用建筑， 也可参照本规程的规定进行结构设计。 本条还规定，本规程不适用于建造在危险地段场地的高层建筑，这是此次修订 中增加的内容。大量地震震害及其他自然灾害表明，在危险地段场地建造房屋和构 筑物较难幸免灾祸，在危险地段场地应避免建造高层建筑。我国没有在危险地段场 地建造高层建筑的工程实践经验，也没有相应的研究成果，本规程也没有专门条款。 1.0.5 1.0.5 本条规定应注重结构的概念设计，应保证结构的整体性，这是国内外历次大 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。 第 7 页 2002 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 2 术语和符号术语和符号 本章是根据标准编制要求新增加的，术语一节是新内容，符号一节是在原规程 JGJ391“主要符号”的基础上修改而成的。 “高层建筑”的定义，大多根据不同的需要和目的而确定，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 有不同的定义。本规程主要是从结构设计的角度考虑的。 本规程中的“剪力墙（shearwall）”，在现行国家标准建筑抗震设计规范 GB50011 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（structuralwall）。“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，在国家标准混凝土结构设计规范GB50010 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，本规程主要涉及框架-核心筒结构 和筒中筒结构。 “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框架或型钢 混凝土框架与钢筋混凝土筒体（或剪力墙）所组成的共同承受竖向和水平作用的高 层建筑结构。 其他一些相关的术语，如多塔楼结构、连体结构、错层结构等，目前尚无比较 确切的定义，本规程暂未列入。 第 8 页 2002 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 3 荷载和地震作用荷载和地震作用 3.1 竖向荷载竖向荷载 3.1.1 3.1.1 竖向荷载按现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009 有关规定采用。GB 50009 与原 GBJ987 相比，有较大的改动，使用时应予注意： 1 对楼面均布活荷载作部分的调整和增项 1）办公楼、住宅和宿舍等项目，其建设量在近期比较大，而且其荷载性质存 在变化的可能性，应工程界的普遍要求，将其荷载标准值提高到 2.0kN/m 2。 2）其他用途的民用项目，除个别有调整外，大部分仍保 持原有水平。为了便于工程人员能在一般情况下确定荷载，对民用建筑楼面 可根据在楼面上活动的人和设施的不同，将取值分成八个档次： 活动的人很少 Lk=1.5kN/m 2 活动的人较多 Lk=2.0kN/m 2 活动的人更多且有较多设备 Lk2.5kN/m 2 活动的人很多且有较重设备 Lk=3.0kN/m 2 活动的人很集中，有时很拥挤或有较重设备 Lk=3.5kN/m 2 活动的性质比较剧烈 Lk4.0kN/m 2 贮存物品的仓库 Lk=5.0kN/m 2 有大型的机械设备 Lk6.0kN/m 2 3） 通风机房和电梯机房是新增的， 根据有关资料和意见反馈， 暂时定为 6.0kN m 2。 4）增添的车道荷载与车库荷载的性质相同，除客车与原定规范相同外，增加 了考虑消防车的楼面活荷载，客车不包括 9 人以上的大型客车，消防车系指 30t 级 的大型车，当用途不符要求时，可按实际轮压参考荷载规范附录 B 的规定换算。 5）书库活荷载一般仍按原规范采用，但书架超过 2m 时，应按每米书架高度 不小于 2.5kN/m 2 确定。 6）增加了非固定隔墙的荷载，取隔墙每延米自重（kN/m）的 1/3 作为楼面活 荷载的附加值（kN/m 2），并规定该值不小于 1.0kNm2。 第 9 页 2002 2 对屋面均布活荷载中不上人屋面的取值也作了部分调整，参照国外规范，采 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 用 0.5kN/m 2，但当施工荷载较大时，仍应按实际情况采用，或在施工中采取特殊措 施。考虑到有些结构规范，在采用该规定时，有可能与原规范相差较大，为此在附 注中给出允许做 0.2kN/m 2 的增减。屋顶花园的荷载标准值取 3.0kN/m 2，但不包括花 圃土石材料的自重。 屋面还应考虑可能出现的积水荷载，必要时应按积水的可能深度确定。 3.1.53.1.5 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 1。 表 1 部分轻型直升机的技术数据 表 1 部分轻型直升机的技术数据 尺 寸 机型 生产国 空重（kN） 最大起飞 重（kN） 旋翼（m） 机长（m） 机宽（m） 机商（m） z-9(直) SA360 海豚 SA315 美洲驼 SA350 松鼠 SA341 小羚羊 BK-117 BO-105 山猫 S-76 贝尔-205 贝尔-206 贝尔-500 贝尔-222 A109A 中国 法国 法国 法国 法国 德国 德国 英、汉 美国 美国 美国 美国 美国 意大利 19.75 18.23 10.14 12.88 9.17 16.50 12.56 30.70 25.40 22.55 6.60 6.64 22.04 14.66 40.00 34.00 19.50 24.00 18.00 28.50 24.00 45.35 46.70 43.09 14.51 13.61 36.60 24.50 11.68 11.68 11.02 10.69 10.50 11.00 9.84 12.80 13.41 14.63 10.16 8.05 12.12 11.00 13.29 11.40 12.92 12.99 11.97 13.00 8.56 12.06 13.22 17.40 9.50 7.49 12.50 13.05 1.08 1.06 2.13 2.71 3.18 1.42 3.31 3.50 3.09 3.02 3.15 3.36 3.00 3.66 4.41 4.42 2.91 2.59 3.51 3.30 注：直 9 机主轮距 2.03m，前后轮距 3.61m。 3.2 风荷载风荷载 第 10 页 2002 3.2.1 3.2.1 风荷载计算的原则采用现行国家标准 建筑结构荷载规范 GB 50009 的规定。 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 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 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z。它综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响 应，其中包括风速随时间。空间的变异性和结构的阻尼特性等因素。 基本风压 WO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0。再按贝努利公式确定基本风压。 3.2.2 3.2.2 现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009 将基本风压的重现期由以往的 30 年改为 50 年，这样，在标准上将与国外大部分国家取得一致。但经修改后，各地 的基本风压并不全是在原有的基础上提高 10，而是根据新的风速观测数据，进行 统计分析后重新确定的。为了能适应不同的设计条件，风荷载计算可采用与基本风 压不同的重现期。规程 JGJ391 对高层建筑的基本风压乘以 1.1 的增大系数采用， 现因基本风压的重现期已由 30 年改为 50 年， 所以对于一般高层建筑不需再乘以 1.1 的增大系数。但对于特别重要的高层建筑或对风荷载比较敏感的高层建筑，应考虑 100 年重现期的风压值较为妥当。当没有 100 年一遇的风压资料时，也可近似将 50 年一遇的基本风压值乘以增大系数 1.1 采用。 对风荷载是否敏感，主要与高层建筑的自振特性有关，目前尚无实用的划分标 准。一般情况下，房屋高度大于 60m 的高层建筑可按 100 年一遇的风压值采用；对 于房屋高度不超过 60m 的高层建筑，其基本风压是否提高，可由设计人员根据实际 情况确定。 3.2.33.2.3 风压高度变化系数按现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009 采用。对原 规范的 A、B 两类，其有关参数保持不变；C 类系指有密集建筑群的城市市区，其粗 糙度指数系数由 0.2 提高到 0.22，梯度风高度仍取 400m；新增加的 D 类系指有密集 建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数系数取 0.3，梯度风高度取 450m。 第 11 页 2002 在大气边界层内，风速随离地面高度而增大。当气压场随高度不变时，风速随 高度增大的规律，主要取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。通常认为在离地面高度 为 300500m 时，风速不再受地面粗糙度的影响，也即达到所谓“梯度风速”，该 高度称之梯度风高度。地面粗糙度等级低的地区，其梯度风高度比等级 高的地区为低。 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 在确定城区的地面粗糙度类别时，若无地面粗糙度指数实测结果，可按下述原 则近似确定： 1 以拟建房屋为中心、 2km 为半径的迎风半圆影响范围内的房屋高度和密集度来 区分粗糙度类别，风向原则上应以该地区最大风的风向为准，但也可取其主导风向； 2 以半圆影响范围内建筑物的平均高度来划分地面粗糙类别。当平均高度不大 于 9m 时为 B 类；当平均高度大于 9m 但不大于 18m 时为 C 类；当平均高度大于 18m 时为 D 类； 3 影响范围内不同高度的面域可按下述原则确定，即每座建筑物向外延伸距离 等于其高度的面域内均为该高度，当不同高度的面域相交时，交叠部分的高度取大 者； 4 平均高度取各面域面积为权数计算。 3.2.43.2.4 对于山区的高层建筑，原来采用系数对其基本风压进行调整，并对山峰和山 坡也是根据山麓的基本风压，按高差的风压高度变化系数予以调整。这些规定依据 尚不充分，还没有得到实际观测资料的验证。 国外的规范对山区风荷载的规定一般两种形式：一种也是规定建筑物地面为起 算点，建筑物上的风荷载直接按规定的风压高度变化系数计算，这种方法比较陈旧。 另一种是按地形条件，对风荷载给出地形系数，或对负压高度变化系数给出修正系 数。现行国家标准建筑结构荷载规范GB50009 采用后一种形式，并参考加拿大、 澳大利亚和英国的相应规范，以及欧洲钢结构协会 ECCS 的规定房屋与结构的风效 应计算建议，对山峰和山坡上的建筑物，给出风压高度变化系数的修正系数。 3.2.53.2.5 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。由于它 涉及的是关于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 对结构设计的不现实性，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。 第 12 页 2002 现行国家标准建筑结构荷载规范GB 50009 表 7.3.1 列出 38 项不同类型的建 筑物和各类结构的体型系数，这些都是根据国内外的试验资料和外国规范中的建议 性规定整理而成，当建筑物与表中列出的体型类同时可参考应用。 筑筑 龙龙 网网 高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程 资料编号：资料编号： JGJ 3- 本条的规定是对建筑结构荷载规范GB50009 表 7.3.1 的简化和整理，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 A 采用。 3.2.63.2.6 本条给出的风振系数是仅指顺风向振动时的风振系数。由于风速的随机性， 风振系数应