《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-省名师优质课赛课获奖课件市赛课一等奖课件.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,武汉大学土木建筑工程学院,本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢。本资料仅供参考，不能作为科学依据。谢谢,高层建筑混凝土 结构技术规程,JGJ3-,第1页,主要修订内容介绍,第2页,高层建筑定义,规程,适用范围,调整为10层及10层以上住宅建筑结构和房屋高度大于28m其它民用高层建筑结构。,第3页,1.0.2,本规程适合用于,10 层及10 层以上或房屋高度超出28m 住宅建筑,以及,房屋高度大于24m 其它高层民用建筑混凝土结构,。非抗震设计和抗震设防烈度为6 至9 度抗震设计高层民用建筑结构，其适用房屋最大高度和结构类型应符合本规程相关要求。,本规程不适合用于建造在危险地段以及发震断裂最小避让距离内高层建筑结构。,第4页,1.0.2 条文说明,民用建筑设计通则（GB 50352-）要求：,10层及10层以上住宅建筑和建筑高度大于24m其它民用建筑（不含单层公共建筑）为高层建筑；,高层民用建筑设计防火规范GB50045-95（版）,要求：10层及10层以上居住建筑和建筑高度超出24m公共建筑为高层建筑。,建筑高度大于24m非住宅类公共建筑结构，其层数即使不到10层，但层高比较高，建筑内部空间比较大，为适应结构设计需要，有必要将这类结构纳入到本规程适用范围。,第5页,新增条文：提出抗震性能设计概念,结构抗震性能设计,第6页,1.0.3,抗震设计高层建筑混凝土结构，当其房屋高度、规则性、结构类型等超出本规程要求或抗震设防标准等,有特殊要求时,，可采取,结构抗震性能设计方法进行补充分析和论证,。,引入,结构抗震性能设计,要求和方法,适用范围,(1)“超限高层建筑结构”；,(2)不属于“超限高层建筑结构”，但其规则性、结构类型也存在不符合本规程相关要求情况；,(3)位于高烈度区（8度、9度）甲、乙类设防标准工程或处于抗震不利地段工程。出现难以确定抗震等级或难以直接按本规程进行抗震设计情况。,为适应这类工程设计需要，本条要求可采取结构抗震性能设计方法进行分析和论证。,第7页,3.11.1,结构抗震性能设计应分析结构方案特殊性、选取适宜结构抗震性能目标，并采取满足预期抗震性能目标办法。,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、结构特殊性、建造费用、震后损失和修复难易,程度等各项原因选定。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结,构抗震性能水准相对应。,结构抗震性能设计,三项主要工作,：分析结构方案不符合抗震概念设计情况和程度；选取抗震性能目标；计算分析和工程判断。,引入,结构抗震性能设计,要求和方法,主要工作,第8页,表3.11.1,结构抗震性能目标,性能水平1：完好、无损坏,性能水平2：基本完好、轻微损坏；,性能水平3：轻度损坏,性能水平4：中度损坏,性能水平5：比较严重损坏,第9页,3.11.1 条文说明,本条要求了结构抗震性能设计三项主要工作：,1.,分析结构方案不符合抗震概念设计情况和程度,国内、外历次大地震震害经验已经充分说明，抗震概念设计是决定结构抗震性能主要原因。,按本节要求采取抗震性能设计工程，普通不能完全符合抗震概念设计要求。,结构工程师应依据本规程第3章(,基本要求,)以及第612章(,各类结构抗震设计方法,)相关抗震概念设计要求，与建筑师协调，改进结构方案，尽可能降低结构不符合概念设计情况和程度，,不应采取严重不规则结构方案,。对于尤其不规则结构，可按本节要求进行抗震性能设计，但,需慎重选取抗震性能目标，并经过深入分析论证。,第10页,2.,选取抗震性能目标,本条提出A、B、C、D,四级结构抗震性能目标,和,五个结构抗震性能水准,（1、2、3、4、5）。地震地面运动普通分为,三个水准,，即多遇地震（小震）、设防烈度地震（中震）及预估罕遇地震（大震）。A、B、C、D四级性能目标结构，在小震作用下均应满足第1抗震性能水准，即满足弹性设计要求；在中震或大震作用下，四种性能目标所要求结构抗震性能水准有较大区分。,第11页,A级性能目标,是最高等级，中震作用下要求结构到达第1抗震性能水准,（完好、无损坏）大震作用下要求结构到达第2 抗震性能水准,（基本完好、轻微损坏），,即结构仍处于基本弹性状态；,B级性能目标,，要求结构在中震作用下满足第2抗震性能水准,（基本完好、轻微损坏），,大震作用下满足第3抗震性能水准,（轻度损坏）,，结构仅有轻度损坏；,C级性能目标,，要求结构在中震作用下满足第3抗震性能水准,（轻度损坏）,，大震作用下满足第4抗震性能水准,（中度损坏）,，结构中度损坏；,D级性能目标,是最低等级，要求结构在中震作用下满足第4 抗震性能水准,（中度损坏）,，大震作用下满足第5性能水准,（比较严重损坏）,，结构有比较严重损坏，但不致坍毁或发生危及生命严重破坏。,第12页,选取性能目标,时，需综合考虑抗震设防类别、设防烈度、场地条件、结构特殊性、建造费用、震后损失和修复难易程度等原因。,鉴于地震地面运动不确定性以及对结构在强烈地震下非线性分析方法（计算模型及参数选取等）存在不少经验原因，缺乏从强震统计、设计施工资料到实际震害验证，对结构抗震性能判断难以十分准确，尤其是对于长周期超高层建筑或尤其不规则结构判断难度更大，所以,在性能目标选取中宜偏于安全一些,。,第13页,尤其不规则,超限高层建筑或处于不利地段场地尤其不,规则结构，可考虑选取A级性能目标；,房屋高度或不规则性超出本规程适用范围,很多,时，可考虑,选取B级或C级性能目标；,房屋高度或不规则性超出适用范围,较多,时可考虑选取C级,性能目标；,房屋高度或不规则性超出适用范围,较少,时，可考虑选取C级,或D级性能目标。,以上仅仅是举些例子，实际工程情况很多，需综合考虑各项,原因，所选取性能目标需征得业主认可。,举 例,第14页,3.结构抗震性能分析论证,重点是深入,计算分析和工程判断,，找出结构有可能出现微弱部位，提出有针对性抗震加强办法，必要试验验证，分析论证结构可到达预期抗震性能目标。普通需要进行以下工作：,1）分析确定结构,超出本规程适用范围及不符合抗震概念设计,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）,并判断计算结果合理性；,第15页,4）找出结构,有可能出现微弱部位以及需要加强关键部位,，提出有针对性抗震加强办法；,5）必要时，还需进行,构件、节点或整体模型抗震试验,，补充提供论证依据，比如对本规程未列入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、抗震概念难以接收复杂结构方案；,6）论证结果能满足所选取抗震性能目标要求。,第16页,引入,结构抗震性能设计,要求和方法,性能水准,表3.11.2 各性能水准结构预期震后性能情况,3.11.2,结构,抗震性能水准,可按表3.11.2 进行,宏观判别,。,第17页,3.11.2 条文说明,本条表3.11.2 列出了五个性能水准结构地震后预期性能情况，包含损坏情况及继续使用可能性，据此可对各性能水准结构抗震性能进行宏观判断。本条所说“,关键构件,”可由结构工程师依据工程实际情况分析确定。,关键构件举例,水平转换构件,及其支承结构、大跨连体结构连接体及其支承结构、大悬挑结构主要悬挑构件、加强层伸臂和周围环带结构中一些关键构件及其支承结构、长短柱在同一楼层且数量相当初该层各个长短柱、细腰型平面很窄连接楼板、扭转变形很大部位竖向（斜向）构件等。,第18页,引入,结构抗震性能设计,要求和方法,计算设计,3.11.3,不一样抗震性能水准结构可按以下要求进行设计：,1,第1 性能水准结构,，应满足弹性设计要求。在多遇地震作用下，其承载力和变形应符合本规程相关要求；在设防烈度作用下，结构构件,抗震承载力,应符合下式要求：,（3.11.3-1）,式,中：,第1 性能水准,:无损坏,水平地震作用、竖向地震作用标准值构件内力，,不需考虑与抗震等级相关增大系数。,第19页,第1 性能水准结构,，要求,全部构件抗震承载力满足弹性设计要求,。,3.11.3 条文说明,小震作用下,，结构层间位移、全部结构构件承载力及结构整体稳定等均应满足本规程相关要求；结构构件抗震等级不宜低于本规程相关要求，需要尤其加强构件可适当提升抗震等级，已为特一级不再提升。,中,震或大震作用下,，构件承载力需满足弹性设计要求，如式（3.11.3-1），式中构件组合内力计算中不计入风荷载作用效应组合，地震作用标准值构件内力计算中,不需要乘以与抗震等级相关增大系数,。,第20页,2,第2 性能水准结构,，在,设防烈度地震或预估罕遇地震,作用下，,关键构件及普通竖向构件抗震承载力,宜符合,式（3.11.3-1）要求：,（3.11.3-2）,式,中：,第2性能水准,：,基本完好、轻微损坏；,标准值复核,截面承载力标准值，按材料强度标准值计算,。,耗能构件,受剪承载力宜符合宜符合,式（3.11.3-1）要求，其正截面承载力应符合下式要求：,第21页,3.11.3 条文说明,第2 性能水准结构设计要求,与第1 性能水准结构,差异,是，框架梁、剪力墙连梁等,耗能构件正截面承载力（抗弯）,只需要满足式（3.11.3-2）要求，即满足“,屈服承载力设计,”。“屈服承载力设计”是指构件按材料强度标准值计算承载力,R,k,大于按重力荷载及地震作用标准值计算构件组合内力，作用分项系数（）及抗震承载力调整系数 ，均取1.0。,第22页,3,第3 性能水准结构,应进行弹塑性计算分析。,在,设防烈度地震或预估罕遇地震,作用下，,关键构件及普通竖向构件,正截面承载力应符合式（3.11.3-2）要求：,（3.11.3-2）,部分耗能构件,进入屈服阶段，但抗剪承载力应符合式（3.11.3-2）要求。,第3性能水准,：,轻度损坏,；,标准值复核或设计值复核,在,预估罕遇地震,作用下，结构微弱部位层间位移角应满足本规程第3.7.5 条要求(,弹塑性变形验算,)。,关键构件及普通竖向构件,受剪承载力宜符合式（3.11.3-1）要求；,第23页,3.11.3 条文说明,第3 性能水准结构,，允许部分框架梁、剪力墙连梁等耗能构件进入屈服阶段，,竖向构件及关键构件承载力需满足“屈服承载力设计”要求,。,整体结构进入弹塑性状态,，应进行弹塑性分析。为方便设计，允许采取弹性方法计算竖向构件及关键部位构件组合内力（），计算中可适当考虑结构阻尼比增加（增加值普通小于0.02）以及剪力墙连梁刚度折减（刚度折减系数普通大于0.3）。实际工程设计中，,能够先对底部加强部位和微弱部位竖向构件承载力按上述方法计算，再经过弹塑性分析校核全部竖向构件(要求均未屈服)。,第24页,4,第4 性能水准结构,应进行弹塑性计算分析，在,设防烈度地震或预估罕遇地震,作用下，关键构件,抗震承载力,应满足式（3.11.3-2）要求：,（3.11.3-2）,第4 性能水准:,中度损坏,；标准值复核,部分竖向构件以及大部分耗能构件进入屈服阶段，但钢筋混凝土构件,受剪截面,应满足式（3.11.3-4）要求，钢-混凝土组合剪力墙受剪截面应满足式（3.11.3-5）要求。在,预估罕遇地震,作用下，结构微弱部位层间位移角应符合本规程3.7.5 条要求(,弹塑性变形验算,)。,（3.11.3-4）,（3.11.3-5）,第25页,3.11.3 条文说明,第4 性能水准结构,，,关键构件承载力仍需满足“屈服承载力设计”要求,，允许部分竖向构件及大部分框架梁、剪力墙连梁等耗能构件进入屈服阶段，但构件受剪截面应满足截面限制条件，这是,预防构件不发生脆性受剪破坏最低要求,。式（3.11.3-4）和（3.11.3-5）中，可按弹塑性计算结果取值，也可按弹性方法计算结果取值（普通情况下，此取值是偏于安全）。结构抗震性能必需经过弹塑性计算加以深入分析，比如：弹塑性层间位移角、构件屈服次序及塑性铰分布、结构微弱部位、整体结构承载力不发生下降等。整体结构承载力可经过静力弹塑性方法进行预计。,第26页,5,第5 性能水准,结构应进行弹塑性计算分析，在,预估罕遇地震,作用下，,关键构件,抗震承载力应符合式（3.11.3-2）要求；,（3.11.3-2）,第5水准：,比较严重损坏,较多竖向构件进入屈服阶段，但同一楼层竖向构件不宜全部屈服；竖向构件受剪截面应符合式（3.11.3-4）或（3.11.3-5）要求；,（3.11.3-4）,（3.11.3-5）,允许部分耗能构件发生比较严重破坏；结构微弱部位层间位移角应符合本规程第3.7.5 条要求(,弹塑性变形验算,)。,第27页,3.11.3 条文说明,第5 性能水准结构与第4 性能水准结构差异在于,允许比较多竖向构件进入屈服阶段，并允许部分“梁”等耗能构件发生比较严重破坏,。,结构抗震性能必需经过弹塑性计算加以深入分析，尤其应注意防止同一楼层全部竖向构件进入屈服并宜控制整体结构承载力不发生下降。如整体结构承载力发生下降，也应控制下降幅度不超出10%。,第5水准：,比较严重损坏,第28页,引入,结构抗震性能设计,要求和方法,弹塑性计算,3.11.4,结构弹塑性计算分析,应符合以下要求：,1 高度不超出150m 高层建筑可采取静力弹塑性分析方法；高度超出200m 时，应采取,弹塑性时程分析法,；高度在150200m 之间，可视结构自振特征和不规则程度选择静力弹塑性方法或弹塑性时程分析方法。高度超出300m 结构，应有两个独立计算，进行校核；,2 复杂结构应进行,施工模拟分析,，应以施工全过程完成后内力为初始状态；,3 弹塑性时程分析宜采取,双向或三向地震输入。,第29页,3.11.4 条文说明,1 静力弹塑性方法和弹塑性时程分析法各有其优缺点和适用范围。本条对,静力弹塑性方法适用范围,放宽到150m 或200m 非尤其不规则结构，主要考虑静力弹塑性方法计算软件设计人员比较轻易掌握，对计算结果工程判断也轻易一些。,对于高度在150200m 尤其不规则结构以及高度超出200m 房屋,应采取弹塑性时程分析法,。对高度超出300m结构，为使弹塑性时程分析计算结果有较大把握，本条要求需要由两个不一样、独立计算结果进行校核。,结构抗震性能设计时，弹塑性分析计算是很主要伎俩之一。,第30页,2 对复杂结构进行施工模拟分析是十分必要。弹塑性分析应以,施工全过程完成后静载内力为初始状态,。当施工方案与施工模拟计算不一样时，应重新调整对应计算。,第31页,3 普通情况下，弹塑性时程分析宜采取,双向地震输入；,对竖向地震比较敏感结构，如连体结构、大跨度转换结构、长悬臂结构、高度超出300m结构等，宜采取,三向地震输入,。,第32页,新增条文：提出抗连续坍毁设计概念,3.12 抗连续坍毁设计基本要求,第33页,3.12.1,安全等级为一级高层建筑结构结构,应满足抗连续坍毁概念设计要求，有特殊要求时可采取,拆除构件方法,进行抗连续坍毁设计。,引入,结构抗连续坍毁设计概念,基本要求,本条要求,安全等级为一级,时，应,满足连抗续坍毁概念设计要求，,安全等级为一级且,有特殊要求时，可采取,拆除构件方法,进行抗连续坍毁设计。这是结构抗连续坍毁基本要求。,3.12.1 条文说明,第34页,3.12.2,抗连续坍毁概念设计应符合以下要求：,1,应采取必要结构连接办法，增强结构整体性。,2,主体结构宜采取多跨规则超静定结构。,3,结构构件应含有适宜延性，防止剪切破坏、压溃破坏、锚固破坏、节点先于构件破坏。,4,结构构件应含有一定反向承载能力。,5,周围及边跨框架柱距不宜过大。,第35页,6,转换结构应含有整体多重传递重力荷载路径。,7,钢筋混凝土结构梁柱宜刚接，梁板顶、底钢筋在支座处宜按受拉要求连续贯通。,8,钢结构框架梁柱宜刚接。,9,独立基础之间宜采取拉梁连接。,第36页,高层建筑结构应含有在偶然作用发生时适宜抗连续坍毁能力，不允许采取摩擦连接传递重力荷载，应采取构件连接传递荷载；应含有适宜多出约束性、整体连续性、稳固性和延性；水平构件应含有一定反向承载能力，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配筋及适当锚固连接结构，预防偶然作用发生时，该构件产生过大破坏。,3.12.2 条文说明,第37页,3.12.3,抗连续坍毁,拆除构件方法,应符合以下要求：,1,逐一分别拆除结构周围柱、底层内部柱以及转换桁架腹杆等主要构件,。,2,可采取弹性静力方法分析剩下结构内力和变形,。,3,剩下结构构件承载力应符合下式要求：,S,d,剩下结构构件效应组合设计值；,R,d,剩下结构构件承载力设计值，依据结构几何参数及材料强度,标准值或平均值,确定。,第38页,关于效应折减系数,，主要是考虑偶然作用发生后，结构进入弹塑性内力重分布，对中部水平构件有一定卸载作用,。,3.12.3 条文说明,第39页,3.12.4,结构抗连续坍毁设计时，荷载组合设计值可 按下式确定：,qi,可变荷载准永久值系数；,w,风荷载组合值系数，取0.2；,d,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。,第40页,本条假定拆除构件后，剩下主体结构基本处于线弹性工作状态，以简化计算，便于工程应用,。,3.12.4 条文说明,第41页,3.12.5,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1.25倍，受剪承载力验算时，可取标准值。,第42页,3.12.6,当拆除某构件不能满足结构抗连续坍毁设计要求时，在该构件表面附加80kN/m2侧向偶然作用设计值，此时其承载力应满足以下公式要求：,R,d,构件承载力设计值；,S,d,作用组合效应设计值；,S,Ad,侧向偶然作用设计值效应。,第43页,当拆除某构件后结构不能满足抗连续坍毁设计要求，意味着该构件十分主要（可称之为关键结构构件），应含有更高要求，希望其保持,线弹性工作状态。此时,在该构件表面附加要求侧向偶然作用，进行整体结构计算，复核该构件满足截面设计承载力要求。公式中0.6系数为频遇值系数。,3.12.6 条文说明,第44页,谢 谢！,第45页,