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高层建筑混凝土结构技术规程修订简介技术处徐永基

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2020年4月19日
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《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

《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( ) 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。
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。

一 总 则

1、 1.0.2条
本条修订了以下内容:
( 1) 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的其它高层民用建筑结构”。原因是为了与《民用建筑设计通则》( GB 50352- ) 及《高层民用建筑设计防火规范》( GB 50045-95) ( ) 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的其它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。
( 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, 中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》( ) 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
200
100
－
9
专门研究
400
200
－
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:
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, 因此在中国应用较多。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, 由于当前应用尚少, 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。
( 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。

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, 必须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。
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
高层建筑结构一般柱的轴向力很大, 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
当前采用C60混凝土已较广泛, 可取得较好的效益。
( 2) 高强度钢筋
当前可大量生产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, 应经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。
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, 在地震中容易发生震害, 特别在凹角部位, 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 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 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》( GB 50011) 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。

10、 3.5.2条
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, 框架结构楼层与上部相邻楼层的侧向刚度比不宜小于0.7与上部相邻三层侧向刚度比的平均值不宜小于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, 可按定义楼层
侧向刚度比作为判定侧向刚度变化的依据, 但控制指标也应作相应的改变, 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。
11、 3.5.3条
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。A级高度的高层建筑的楼层抗侧力结构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65%; B级高层不应小于75%。
规程规定柱的受剪承载力可根据柱两端实配钢筋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。
12、 3.5.6条
本条为新增内容。规定楼层质量不宜大于相邻下部楼层质量的1.5倍, 这是对质量沿竖向分布不规则的限制。
13、 3.5.7条
本条为新增内容。
不宜采用同一楼层刚度和承载力变化同时不满足规则性要求( 本规程3.5.2条和3.5.3条) 的结构。因为这类结构对抗震十分不利, 应尽量避免。
14、 3.5.8条
本条为02规程第5.1.14条的修改。一般刚度变化不符合本规程3.5.2条要求的楼层, 称为软弱层; 承载力变化不符合本规程3.5.3条要求的楼层称为薄弱层。为方便起见, 本规程将软弱层、 薄弱层及竖向抗侧力构件不连续的楼层统称为结构薄弱层。为提高安全度, 本次修订将结构薄弱层在地震作用标准值作用下的剪力增大系数原02规定1.15改为1.25, 适当提高安全度要求。
15、 3.5.9条
取消了02规程关于结构顶层部分墙、 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构造措施的规定。
16、 3.6.2条
当前钢筋混凝土剪力墙结构中采用预制楼板的情况较少, 本次修定取消了有关预制板与现浇剪力墙连接的构造要求; 6、 7度时采用装配整体式楼盖时, 预制板在梁上搁置长度由02规程的35mm增加到50mm。
17、 3.7.3条
规程表3.7.3楼层层间最大位移与层高之比的限值, 表中将”框支层”改为”除框架外的转换层”, 它包括了框架 — 剪力墙结构和筒体结构的托柱或托墙转换以及部分框支剪力墙结构的框支层。
18、 3.7.4条
本条修订新增加了高度大于150m的结构应验算罕遇地震下结构的弹塑性变形的要求。
19、 3.7.6条
高层建筑不小于150m的高层混凝土建筑结构, 应满足风振舒适度的要求。
( 1) 舒适度与风振加速度的关系, 见表3。

表3 舒适度与风振加速度关系
不舒适的程度
建筑物的加速度
无感觉
＜0.005g
有感
0.005g ~ 0.015g
扰人
0.015g ~ 0.05g
十分扰人
0.05g ~ 0.15g
不能忍受
＞0.15g
( 2) 根据国内外研究成果, 规程规定了按《建筑荷载规范》( GB 50009) 规定的 一遇的风荷载值计算或专门风洞试验确定的结构顶点最大加速度αmax不应超过的限值为: 对住宅、 公寓不大于0.15m/s2, 对办公楼、 旅馆不大于0.25m/s2。
( 3) 关于高层建筑的风振加速度包括顺风向最大加速度、 横风向最大加速度和扭转角速度。建议按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》( JGJ 99) 进行计算。
( 4) 本次修订, 明确了计算舒适度时的结构阻尼比。对混凝土结构取0.02, 对混合结构可根据房屋高度和结构类型取0.01~0.02。
20、 3.7.7条
本条为新增内容。
中国大跨楼盖结构正在兴起, 这类楼盖结构的舒适度是一项重要的设计内容。
一般情况下, 楼盖结构竖向频率不宜小于3HZ, 以保证结构具有适宜的舒适度。当楼盖结构的竖向频率小于3HZ时, 其楼盖结构的振动加速度可按本规程附录A计算, 宜采用时程分析法进行计算, 也可采用简化近似方法计算。其竖向振动加速度峰值不应超过规程表3.7.7的规定。
21、 3.9.3条及3.9.4条
关于高层建筑结构的抗震等级, 本次修订有以下改变。
( 1) 框架结构不再以高度划分。
( 2) 不包括24m以下结构的抗震等级。
( 3) 3.9.3条注3, 增加了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, 更接近框架 — 剪力墙结构, 因此其抗震等级允许按框架 — 剪力墙结构采用。
22、 3.9.6条
规定与主楼相连的裙房的抗震等级, 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。本条中”相关范围”, 一般指主楼外延三跨的裙房结构。裙房偏置时, 其端部有较大扭转效应, 也需适当加强。
23、 3.10节
特一级构件设计规定有两点修改:
( 1) 特一级剪力墙, 筒体墙其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( 02规程为1.2倍) 。
( 2) 特一级连梁的要求同一级, 取消了02规程设置交叉暗撑的要求。
24、 3.11节
结构抗震性能设计整节为新增内容。
抗震性能化设计是规程新增的内容, 结合当前技术和经济条件, 慎重发展性能化目标设计方法, 明确规定需要进行可行性论证。一般需综合考虑使用功能、 设防烈度、 结构的不规则程度和类型、 结构发挥延性变形的能力、 造价、 震后的各种损失及修复难度等因素, 不同的抗震设防类别, 其性能设计选用不同的抗震性能目标要求。
24、 3.12节
抗连续倒塌设计基本要求, 整节为新增内容。
( 1) 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。
( 2) 结构抗连续倒塌、 概念设计的要求是: 规定安全等级为一级时, 应满足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。
( 3) 抗连续倒塌概念设计的内容为:
a、 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。
b、 应具有适宜的多余约束性、 整体连续性、 稳固性和延性。
c、 水平构件应具有一定的反向承载力, 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。
( 4) 抗连续倒塌的拆除构件方法的内容为:
该方法主要引自美、 英有关规范规定。
a、 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。
b、 可采用弹性静力方法分析剩余结构的内力与变形。
c、 剩余结构构件承载力应满足下式要求:

式中: ——剩余结构构件效应设计值;
——剩余结构构件承载力设计值;
——效应折减系数。对中部水平构件取0.67, 对其它构件取1.0。
d、 剩余结构构件效应设计值按下式计算, 剩余结构基本处于弹性工作状态。

式中: ——永久荷载标准值产生的效应;
——第i个竖向可变荷载标准值产生的效应;
——风荷载标准值产生的效应;
——可变荷载的准永久值系数;
——风荷载组合值系数, 取0.2;
——竖向荷载动力放大系数。当构件直接与被拆除竖向构件相连时取2.0, 其它构件取1.0。
d、 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。
e、 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60kN/m2侧向偶然作用标准值, 此时其承载力应满足下列要求:

式中: ——构件承载力设计值;
——作用组合的效应设计值;
——永久荷载标准值产生的效应;
——活荷载标准值产生的效应;
——侧向偶然作用标准值产生的效应。

四 荷载和地震作用

1、 4.2.2条( 强制性条文)
对风荷载比较敏感的高层建筑, 其承载力设计时应按基本风压的1.1倍采用。相对02规程作如下修订:
( 1) 取消了对”特别重要”的高层建筑的风荷载增大要求, 主要原因是重要的建筑结构, 其重要性已经过结构的重要性系数体现。
( 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, 一般可采用基本风压值确定。
( 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1 重现期的风压值采用, 而是直接按基本风压值增大10%采用。
( 4) 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, 当前尚无实用的划分标准。一般情况, 对房屋高度大于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, 由设计人员确定。
( 5) 本条规定适用于使用年限为50年和1 的高层建筑结构。
2、 4.2.8条、 4.2.9条
该两条均为新增内容。
( 1) 提醒设计人员应考虑结构横风向风振对高层建筑特别是超高层建筑的影响。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大于顺风向作用效应的情况。《建筑结构荷载规范》对园形平面结构的横风向风振作用作出了规定。当结构体型复杂时, 宜经过风洞试验确定横风向振动的等效荷载。
( 2) 横风向效应与顺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主轴方向位移确定, 不必按矢量和方向控制结构的层间位移。
3、 4.2.10条
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, 都建议进行风洞试验。
4、 4.3.2条
高层建筑结构地震作用的计算本次修订了以下内容:
增加大跨度( 指跨度大于24m的楼盖结构及跨度大于8m的转换结构) 、 长悬臂结构( 跨度大于2m的悬挑结构) 7度( 0.15g) 时也应计入竖向地震作用的影响。
5、 4.3.3条
关于计算单向地震时应考虑偶然偏心的影响是考虑到结构地震动力及反应过程中: ( 1) 可能由于地面扭转运动; ( 2) 结构实际刚度; ( 3) 质量分布相对于计算假定值的偏差; ( 4) 在弹塑性反应过程中各抗侧结构刚度退化程度不同等原因引起扭转反应增大, 特别是当前对地面运动扭转分量的强震实侧记录很少, 地震作用计算中还不能考虑输入地面运动扭转分量。因此采用了附加偶然偏心计算这种实用方法。
采用底部剪力法计算地震作用时, 也应考虑偶然偏心影响。
对结构平面有局部突出时, 建筑物总长度Li可按回转半径相等的原则, 简化为无局部突出的平面进行计算。例: 图2所示平面, 可按下述公式计算建筑物长度Li。

图2 局部突出的平面
若b/B及h/H小于1/4时Li=B+Bi

当沿X方向, 两侧均突出b×h时, 也可近似按上式计算。

6、 4.3.5条
关于进行结构时程分析时输入地震波作了如下修订:
( 1) 将02规程地震波的持续时间不宜小于建筑结构基本自振周期的3-4倍, 也不宜少于12S改为基本自振周期的5倍和15S。
地震影响加速度时程曲线, 要满足地震动三要素的要求:
a、 频率谱特性: 根据所处的场地类别和设计地震分组确定的地震影响系数曲线确定。
b、 有效峰值: 按表4采用。
c、 地震加速度曲线的有效持续时间: 输入地震加速度时程曲线的有效持续时间, 一般从首次达到该时程曲线最大峰值的10%那一点起, 到最后一点达到最大峰值的10%为止, 约为结构基本周期的5-10倍。
表4 时程分析时输入地震加速度的最大值( cm/s2)
设防烈度
6度
7度
( 0.10g)
7度
( 0.15g)
8度
( 0.2g)
8度
( 0.30g)
9度
多遇地震
18
35
55
70
110
140
设防地震
50
100
150
200
300
400
罕遇地震
120
220
310
400
510
620
( 2) 根据结构抗震性能设计的规定, 本次修订增补了表4设防地震( 中震) 和6度时的数值。
( 3) 增加了当取七组和七组以上时程曲线进行计算时, 结构地震作用效应可取时程法计算结果的平均值与振型分解反应谱法计算结果的较大值。
7、 4.3.7条
水平地震影响系数最大值αmax本次修订增加了:
( 1) 增加了7度( 0.15g) 和8度( 0.30g) 的αmax值。
( 2) 为配合结构抗震性能设计的需求, 增加了设防烈度( 中震) 和6度时的αmax值。
( 3) 《抗规》场地一节将建筑场地划分为Ⅰ、 Ⅱ、 Ⅲ、 Ⅳ类, 其中Ⅰ类又细分为Ⅰ0及Ⅰ1两段类, 因此《规程》表4.3.7-2特征周期Tg( S) 按五类给出。
8、 4.3.8条
弹性反应谱法理论是现阶段抗震设计的最基本理论。本次修订对地震反应谱曲线的计算表示式未变, 但对其参数公式进行了调整, 见表5。

表5 地震影响系数曲线参数公式调整
参 数
02《高规》
本 规 程
曲线下降段
的衰减系数

直线下降段
的下降斜率
调整系数

阻尼调整系
数

经过以上调整, 达到了以下效果:
( 1) 阻尼比为5%的地震影响系数维持不变。
( 2) 基本解决了01《抗规》在长周期不同阻尼比地震影响系数曲线交叉, 大阻尼曲线值高于小阻尼曲线值的不合理现象。
( 3) 降低了小阻尼( 0.02~0.03) 的地震影响系数值, 最大降低幅度达18%。略提高了阻尼比0.06~0.10范围的地震影响系数值, 长周期部分最大增幅约5%。
( 4) 适当降低了大阻尼( 0.20~0.30) 的地震影响系数值, 在5Tg周期内基本不变; 长周期部分最大降幅约10%, 扩大了消能减震技术的应用范围。
9、 4.3.12条
( 1) 由于地震影响系数在长周期下降较快, 对基本周期大于3.5S的结构, 据此计算所得的水平地震作用下的结构效应可能偏小。而对长周期结构、 地震地面运动速度和位移可能对结构的破坏具有更大的影响, 但当前采用的振型分解反应谱法无法对此作出合理的估计。为安全考虑, 增加了对各楼层水平地震剪力最小值的要求。规程表4.3.12规定了不同设防烈度下的楼层最小地震剪力系数值, 当不满足时, 结构总剪力和各楼层的水平地震剪力均需要进行调整或改变结构布置, 使之满足要求。
( 2) 本次修订补充了6度时的最小地震剪力系数的规定。
( 3) 对于薄弱层, 即侧向刚度变化、 承载力变化、 竖向抗侧力构件连续性不满足竖向不规则要求时( 本规程3.5.2条、 3.5.3条、 3.5.4条) 。应对于地震作用标准值的剪力乘以1.25增大系数, 放大后, 由于该结构为竖向不规则结构的薄弱层, 尚需满足该层地震剪力不小于本规程表4.3.12中数值的1.15倍。
10、 4.3.14条、 4.3.15条
新增条文。
( 1) 对于大跨度结构( 跨度大于24m及跨度大于12m的转换结构和连体结构) 及长悬挑结构( 悬挑长度大于5m) 需采用时程分析法或反应谱法进行竖向地震的分析。竖向地震反应谱采用水平反应谱的65%, 但竖向反应谱的特征周期特别在远震中明显小于水平反应谱, 故本条规定, 特征周期均按第一组采用。对处于发震断裂10Km以内的场地, 最大值可能接近水平谱, 特征周期小于水平谱。
( 2) 对跨度较大、 所处位置较高的情况, 应按本规程4.3.13条、 4.3.14条的规定进行计算, 但其计算结果不宜小于。
式中: ——结构总竖向地震作用标准值;
——结构竖向地震影响系数最大值;
——结构等效总重力荷载代表值。
( 3) 对跨度或悬挑长度不大于本规程4.3.14条规定的大跨结构和悬挑结构, 可按本规程的竖向地震作用系数乘以相应的重力荷载代表值作为竖向地震作用标准值。规程表4.3.15增加了6度、 8度( 0.30g) 的竖向地震作用系数。
11、 4.3.17条
高层建筑结构的计算自振周期折减系数作了如下修订。
( 1) 将”填充砖墙”改为”砌体墙”, 但不包括采用柔性连接的填充墙或刚度很小的轻质砌体填充墙。
( 2) 增加了框架核心筒结构周期折减系数的规定。
( 3) 将剪力墙结构的周期折减系数由0.9-1.0调整为0.8-1.0。当前有些剪力墙结构布置的填充墙较多, 其周期折减系数可取0.8。

五 结构计算分析

1、 5.1.9条
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。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。
2、 5.1.11条
关于型钢混凝土和钢管混凝土构件的计算, 当前已能够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。因此取消了02规程关于将型钢混凝土和钢管混凝土构件等效为混凝土构件计算的规定。
3、 5.1.14条
本条为新增内容.
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构的合理性; 需增加分塔楼模型分析, 取两者不利结果进行设计。
分塔计算时, 当塔楼周边的裙楼超过两跨, 分塔至少附带两跨裙楼进行设计。
4、 5.2.1条
关于对剪力墙连梁予以折减问题, 明确以下几点:
( 1) 明确仅在有地震作用的组合中可对连梁刚度进行折减, 对无地震作用参与的组合, 如重力荷载与风的组合, 不能考虑连梁刚度的折减。
( 2) 连梁刚度折减是考虑在不影响承受竖向荷