3-2房屋建筑适用最大高度及适用高宽比

第二讲的主要问题
1、高层钢筋混凝土结构的基本结构体系有哪几类？其定义、特 点(抗侧刚度、侧移变形特点、适用建筑类别)分别是什么？
2、什么是钢筋混凝土筒体结构，分几类？什么是剪力滞后？ 3、框架支撑结构中，哪种支撑形式更有利于结构抗震？ 4、框支剪力墙结构的抗震性好吗？为什么？ 5、板柱—剪力墙结构的抗震性好吗？为什么？ 6、什么是伸臂结构，其主要作用是什么？主要用于什么结构？ 7、钢结构高层主要采用怎样的结构形式？ 8、与高层钢筋混凝土结构相比，高层钢结构的抗震性能如何？
2 重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施； 但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗 震措施，应符合有关规定。同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3 特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震 措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时， 应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其 地震作用。
60 50 40 （35） -
150 130 120 100 （80） 50
150 140 120 100 （80） 60
130 120 100 80 （50） 不应用
160 150 130 100 （90） 70
200 180 150 120 （100） 80
70
80 70 30 （40） 不应用
房屋的平面宽度B，一般矩形平面按所考虑方向的最小 投影宽度计算高宽比，对突出建筑物平面很小的局部构件 （如楼梯间、电梯间等），一般不作为建筑物计算宽度。
各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：
1 标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达 到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及 生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
• 高层建筑的整体刚度和倾覆力矩不容忽视，H/B很大时，建筑物的整体刚 度小，倾覆力矩较大。《混凝土高规》、《钢高规》分别对相应高层建筑
结构的高宽比提出了最大限值要求H/Bmax ，见P53 表2-6 ~表2-9。
A级
高度最大 高宽比Байду номын сангаас表2-4
结构体系
非抗震 6、7度 8度 9度
框架、板柱剪力墙
5
4
• 混凝土后浇带可处理由永久荷载引起的 不均匀沉降问题，但带内砼必须待两侧结构 基本封顶即永久荷载的不均匀沉降基本完成 后浇注。混凝土后浇带也可减小季节性温差 的影响。
高层建筑高宽比的计算：
高层建筑的高宽比为房屋的高度H与建筑平面宽度B之比。
房屋的高度H，对不带裙房的塔楼，即为地面以上高度 （不计局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等）；对带有 裙房的高层建筑，当裙房的面积和刚度超过其上部塔楼的面 积和刚度的2.5和2.0倍时，可取裙房以上部分的高度作为计 算高宽比时房屋的高度H。
1）一般(限制)高度：A级高度； 2） B级(限制)高度：超过A级高度的限定时，按B级 (限制)高度设计；
B级高度的设计要求严于相应的A级高度的建筑 结构。B级高度的钢筋砼高层建筑一般不采用框架 体系，9度抗震设防区不宜建造高层建筑。
• 房屋高度超过B级高度的规定时，设计应采取更有 效的加强措施，并应有可靠依据，或进行专门的研究 和论证。
3
2
框－剪
5
5
4
3
剪力墙
6
6
5
4
筒中筒、框架－核心筒 6
6
6
4
非抗震 8
6、7度
8度
7
6
B级高度最大高宽比
表2-5
钢结构房屋适用的最大高宽比表2-3
6、7度 8度
9度
6.5
6
5.5
高层建筑限高、限高宽比的意义： 1. 保障结构的稳定性，安全性。 2.避免项目立项以及设计初期对结构体系的盲目求大、
求异，避免过大的工程造价。
2 1
1.5
2
1.2(1
2 )时，相当于3 2
2 1
1.5
2
1.5(1
2 )时，相当于 2
2
1
3
•周期比
Tt T1
：Tt
——结构以扭转为主的第一自振周期
T1 ——结构以平动为主的第一自振周期
A级建筑，应 Tt ≤0.9，
T1
B级建筑，应
Tt T1
≤0.85。
2)楼面凹凸不规则：B/Bmax> 0.3 时 3)楼板不连续：楼板处，b/B ≥50% ， 或楼板开洞率≥30%，或有较大错层。
竖向抗侧构件布置的原则：
• 竖向抗侧构件应尽量连续布置； – 限制采用底部框架-剪力墙结构，以避免荷载传递难、应力集中、刚 度突变； – 尽量将质量大的设备间、水箱间布置在低层，以减小地震作用的影 响，避免鞭梢(端)效应。
• 竖向抗侧构件的刚度应变化均匀，否则易产生结构薄弱层。 – 《钢筋砼高规》规定（参看P38 图2-33）： 上部内收 H1/H >0.2时，宜 B1/B >0.75； 上部外挑时 宜B/B1≥0.9，宜 B1－B≤4 m。
较大错层
• 竖向不规则：
结构抗侧刚度: K=层剪力/弹性层间位移；
1) Ki<0.7Ki+1， 或 Ki≤0.8[(Ki+1+Ki+2+Ki+3)/3]， 或 Bi/Bi-1≤0.25(i≠n)；
2)竖向抗侧力构件不连续下传，或在某层中断；
3)楼层层间受剪承载力变化过大 Qy, i< 0.8 Qy, i +1
《高层建筑混凝土结构技术规程》JCJ3—2002规定，高层建 筑设计的总体原则（抗震概念设计的原则）：
1. 不应采用严重不规则（平面和立面）的结构体系。结构应 具有必要的承载能力和变形能力；应避免因部分破坏而导 致整个结构丧失承载能力；对可能的薄弱部位，应采取有 效措施予以加强。
2. 建筑抗震设防宜具有多道防线。 3. 竖向布置和水平布置宜采用合理的刚度和承载能力分布。
5.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；
6. 房屋高度超过表中数值时，结构设计应有可靠依据，并 采取有效的加强措施。
表2-4 钢结构房屋适用的最大高度(m)
结构类型
6、7度 (0.10
g)
7度 (0.15g)
8度
9度
(0.40g （0.20g） (0.30g) )
二、楼面刚度：楼面刚度宜大，有利于荷载传递、内力重分布； 三、抗侧构件：平面上对称、靠外、纵横向同时布时，有利于抗扭、抗侧；
抗侧刚度中心宜与其质量中心接近，利于减小扭转效应；
塔式平面各向 较均衡，利于 抗震、抗风；
板式平面在偏心荷载下易于扭转，不利于抗震、 抗风；有时应考虑设防震缝。
2.10.4 建筑立面和结构沿高度布置
框架
110
90
90
70
50
框架-中心支撑
220
200
180
150 120
框架-偏心支撑（延性墙 板）
240
220
200
180 160
筒体（框筒，筒中筒，
桁架筒，束筒）和巨型 300
280
框架
260
240 180
钢-混凝土混合结构房屋适用的最大高度(m) 表2-5
高层建筑结构高宽比的规定，是对结构整体刚度、抗倾覆能 力、承载能力以及经济合理性的宏观控制指标。实际上当满 足高规对侧向位移、结构稳定、抗倾覆能力、承载能力等性 能的规定时，高宽比的规定可不作为一个必须满足的条件， 也不作为判断结构规则与否及超限高层建筑抗震专项审查的 一个指标。
• 采用不同的基础形式调整沉降差、群房做在主体悬挑基础上；
• 施工后浇带处理（另祥 ）。
3）抗震缝： 基础以下部分可以不断开。
抗震设防的建筑 物，当建筑的平面、
H<15 m
6度每 增加5m
H>15
7度每 8度每 增加4m 增加3m
9度每 增加2m
100 mm
100 mm＋n×20 mm
层数、质量、刚度差 异较大，或错层时设 置。设缝时要有足够 宽度防震缝最小宽度。
4 适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施， 但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈 度确定其地震作用。
注：对于划为重点设防类而规模很小的工业建筑，当改用抗震性能较好的材 料且符合抗震设计规范对结构体系的要求时，允许按标准设防类设防。
2.10.2 高宽比限值（H/Bmax）
1）温度伸缩缝： 基础以下部分可以不断开，不设温度缝的措施：
• 温度影响较大部位局部提高配筋率；顶层局部设温度缝；
• 阳光直射屋面加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面
• 施工后浇带处理（另祥 ）。
2）沉降缝：基础与上部结构均应断开。
• 刚性很大的基础设缝不经济；
• 设计、施工中采用措施调整沉降差异；
混凝土后浇带
• 混凝土后浇带是高层建筑中常用的一种施工工艺， 带宽常为800mm～1000mmm，贯通的后浇带在施工期 间将结构分为独立的几部分，当结构平面尺寸较大时， 缝可以曲折贯通。后浇带内的钢筋可与带两侧钢筋同 时绑扎，也将钢筋先从两侧伸出，在带内砼浇注前再 焊接或搭接；带内待其两侧砼浇注完近两个月(≥30 天)后浇注。
9度抗震设防、超过表内高度的房屋，应进行专门研究， 并采取必要的加强措施。
钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度Hmax(m)
A级高度 表2-2
结构类型
框架 框架—剪力墙 剪力 全部落地剪力墙 墙 部分框支剪力墙
框架-核芯筒 筒体
筒中筒 板柱-抗震墙