房屋建筑适用最大高度及适用高宽比课件

1、房屋建筑适用最大高度及适用高宽比第二讲的主要问题第二讲的主要问题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？房屋建筑适用最大高度及适用高宽比第三、四讲第三、四讲 第第 2 2 章章 抗侧力结构与布置（

2、抗侧力结构与布置（3 3、4 4）2.9 抗侧力结构体系的适用高度及高宽比2.10 建筑体形和结构总体布置2.11 变形缝伸缩缝、沉降缝、防震缝2.12 基础形式房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2 210101 1 最大适用高度（最大适用高度（H H maxmax） 建筑物高度建筑物高度 H H 增大，结构的承载力、稳定性及刚度要求都增大，结构的承载力、稳定性及刚度要求都越高，建造成本相应提高，因此，在保障建筑安全使用的前越高，建造成本相应提高，因此，在保障建筑安全使用的前提下，建筑物的最大适宜建造高度提下，建筑物的最大适宜建造高度H Hmaxmax应有一合理值。高层应有一合理值。高层混凝土规

3、范中，混凝土规范中，H Hmaxmax 主要以以下三个因素确定：主要以以下三个因素确定：2.10 抗侧力结构体系的适用高度及高宽比1)1)地区抗震设防地区抗震设防烈度烈度； 2)2)建筑建筑场地类别场地类别；3)3)建筑结构体系及设计方法。建筑结构体系及设计方法。房屋建筑适用最大高度及适用高宽比 房屋高度超过房屋高度超过B B级高度的规定时，设计应采取更有效级高度的规定时，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的加强措施，并应有可靠依据，或进行专门的研究和论证。论证。 混凝土高规混凝土高规规定了各类结构体系的最大适用高度规定了各类结构体系的最大适用高度H Hmaxmax

4、(m),(m),主要分为主要分为A A级高度和级高度和B B级高度。级高度。 1 1）一般）一般( (限制限制) )高度：高度：A A级高度；级高度； 2 2） B B级级( (限制限制) )高度：超过高度：超过A A级高度的限定时，按级高度的限定时，按B B级级( (限制限制) )高度设计；高度设计； B B级高度的设计要求严于相应的级高度的设计要求严于相应的A A级级高度的建筑高度的建筑结构。结构。B B级高度的钢筋砼高层建筑一般不采用框架级高度的钢筋砼高层建筑一般不采用框架体系，体系，9 9度抗震设防区不宜建造高层建筑。度抗震设防区不宜建造高层建筑。房屋建筑适用最大高度及适用高宽比钢筋混

5、凝土高层建筑结构的最大适用高度钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度H Hmaxmax(m) (m) 结构类型结构类型非抗震非抗震6 6度度7 7度度8 8度度0.2g0.2g（0.3g0.3g）9 9度度框架框架70706060505040 40 （3535）- -框架框架剪力墙剪力墙150150130130120120100 100 （8080）5050剪力墙剪力墙全部落地剪力墙全部落地剪力墙150150140140120120100 100 （8080）6060部分框支剪力墙部分框支剪力墙13013012012010010080 80 （5050）不应用不应用筒体筒体框架框架- -核芯筒核

6、芯筒160160150150130130100 100 （9090） 7070筒中筒筒中筒200200180180150150120 120 （100100） 8080板柱板柱- -抗震墙抗震墙70708080707030 30 （4040）不应用不应用框架框架剪力墙剪力墙170170160160140140120 120 （100100）剪剪力力墙墙全部落地剪力墙全部落地剪力墙180180170170150150130 130 （110110）部分框支剪力墙部分框支剪力墙150150140140120120100 100 （8080）筒筒体体框架框架- -核芯筒核芯筒220220210210

7、180180140 140 （120120）筒中筒筒中筒300300280280230230170 170 （150150）A A级级高度 表表2-22-2B B级级高度 表表2-32-3 9 9度抗震设防、超过表内高度的房屋，应进行专门研究，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。并采取必要的加强措施。房屋建筑适用最大高度及适用高宽比注：1.表表2-2 2-2 、表、表2-32-3中框架不含异形柱框架； 2.分框支剪力墙结构指地面以上有部分框支剪力墙的剪力墙结构； 3.类建筑，6、7、8度时宜按本地区抗震设防烈度提高一度后符合本表的要求9度时应专门研究； 4.框

8、架结构、板柱-剪力墙结构以及9度抗震设防的表列其他结构，当房屋高度超过本表数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效的加强措施。 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。房屋建筑适用最大高度及适用高宽比表表2-4 2-4 钢结构房屋适用的最大高度钢结构房屋适用的最大高度(m)(m)结构类型结构类型6 6、7 7度度(0.10g(0.10g) )7 7度度(0.15g)(0.15g)8 8度度9 9度度(0.40g(0.40g) )（0.20g0.20g） (0.30g)(0.

9、30g)框架框架1101109090909070705050框架框架- -中心支撑中心支撑220220200200180180150150120120框架框架- -偏心支撑（延性墙偏心支撑（延性墙板）板）240240220220200200180180160160筒体（框筒，筒中筒，筒体（框筒，筒中筒，桁架筒，束筒）和巨型桁架筒，束筒）和巨型框架框架300300280280260260240240180180房屋建筑适用最大高度及适用高宽比钢钢- -混凝土混合结构房屋适用的最大高度混凝土混合结构房屋适用的最大高度(m) (m) 表表2-52-5房屋建筑适用最大高度及适用高宽比房屋建筑适用最大高

10、度及适用高宽比 各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求：各抗震设防类别建筑的抗震设防标准，应符合下列要求： 1 1 标准设防类，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，按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及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。生命安全的严重破坏的抗震设防目标。 2 2 重点设防类，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；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

11、；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。应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。 3 3 特殊设防类，特殊设防类，应按按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为措施；但抗震设防烈度为9 9度时应按比度时应按比9 9度更高的要求采取抗震措施。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且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。地震作用。 4 4 适度设防类，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，适当降低其抗震措施，但抗震设防

12、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仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。度确定其地震作用。注：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。房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2.10.2 高宽比限值（H/Bmax）高层建筑的高层建筑的整体刚度整体刚度和和倾覆力矩倾覆力矩不容忽视，不容忽视，H/BH/B很大时，建筑物的整体刚很大时，建筑物的整体刚度小，倾覆力矩较大。度小，倾覆力矩较大。混凝土高规混凝土高规、钢高规钢高规分别对相应高层建筑分别对相应高层建筑结构的高宽比提出了最大限值要求结构的高宽

13、比提出了最大限值要求H/Bmax H/Bmax ，见，见P53 P53 表表2-6 2-6 表表2-92-9。结构体系非抗震6、7度8度9度框架、板柱剪力墙5432框剪5543剪力墙6654筒中筒、框架核心筒6664 A A级级高度最大高宽比 表表2-4 2-4 B B级级高度最大高宽比 表表2-52-5非抗震6、7度8度876房屋建筑适用最大高度及适用高宽比6、7度8度9度6.565.5 钢结构房屋钢结构房屋适用的最大高宽比表表2-32-3 高层建筑限高、限高宽比的意义：高层建筑限高、限高宽比的意义： 1. 1. 保障结构的稳定性，安全性。保障结构的稳定性，安全性。 2.2.避免项目立项以及

14、设计初期对结构体系的盲目求大、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。求异，避免过大的工程造价。房屋建筑适用最大高度及适用高宽比 高宽比对高层结构倾覆弯距的影响重力W 引起的竖轴向反力水平力H引起的竖轴向反力与水平力引起的剪力 V=H ch/ d房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2.10.3 建筑平面和结构平面布置一、平面形状限值一、平面形状限值： 限值参数：限值参数： (L/B)(L/B)maxmax、 (l/B (l/B maxmax) )maxmax、 (l/b)(l/b)maxmax。二、楼面刚度：二、楼面刚度：楼面刚度宜大宜大，有利于荷载传递利于荷载传递

15、、内力重分布内力重分布；三、抗侧构件：平面上对称、靠外、纵横向三、抗侧构件：平面上对称、靠外、纵横向同时布时，有利于抗扭、抗侧利于抗扭、抗侧；抗侧刚度中心宜抗侧刚度中心宜与其质量中心质量中心接近，利于减小扭转效应； 塔式平面较板式平面利于抗震、抗风； 凸多边形有利于抗风；房屋建筑适用最大高度及适用高宽比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。 房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2.10.4 建筑立面和结构沿高度布置竖向抗侧构件布置竖向抗侧构件布置的原则：的原则：竖向抗侧构件应尽量连续布置竖向抗侧构件应尽量连续布置； 限制限制采用底

16、部框架底部框架-剪力墙剪力墙结构，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，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/B10.9，宜 B1B4 m。底部框架底部框架-剪力墙剪力墙结构中，框支层框支层楼面应有足够的刚度刚度，底部必须有足够的间距适宜的落地剪力墙落地剪力墙，以保证楼面荷载的可靠传递、刚度的合理变化。房屋建筑适用

17、最大高度及适用高宽比2104 建筑结构不规则1、平面不规则：扭转不规则扭转不规则; ; 楼楼面凹凸不规则面凹凸不规则; ; 楼板不连续。楼板不连续。5 . 13)2(2 . 112212时，相当于1)扭转不规则扭转不规则：周期比 ： 结构以扭转为主的第一自振周期 结构以平动为主的第一自振周期 A级建筑，应 0.9， B级建筑，应 0.85。 严重扭转不规则； 一般扭转不规则5 . 13)2(2 . 112212时，相当于3)2(5 . 112212时，相当于1TTt1TtT1TTt1TTt房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2)楼面凹凸不规则楼面凹凸不规则：B/BB/Bmaxmax 0.3 时3)

18、楼板不连续楼板不连续：楼板处，b/Bb/B 50% ，或楼板开洞率30%，或有较大错层。较大错层房屋建筑适用最大高度及适用高宽比 竖向不规则：结构抗侧刚度结构抗侧刚度: : K=层剪力/弹性层间位移； 1) Ki0.7Ki+1， 或 Ki0.8(Ki+1+Ki+2+Ki+3)/3， 或 Bi/Bi-10.25(inn)； 房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2)竖向抗侧力构件不连续不连续下传，或在某层中断；3)楼层层间受剪承载力变化过大楼层层间受剪承载力变化过大 Qy, i 0.8 Qy, i +1房屋建筑适用最大高度及适用高宽比 高层建筑混凝土结构技术规程JCJ32002规定，高层建筑设计的总体

19、原则（抗震概念设计概念设计的原则）：不应采用严重不规则（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。建筑抗震设防宜具有多道防线多道防线。竖向布置竖向布置和水平布置水平布置宜采用合理的刚度和承载能力分布。应避免应避免因刚度的局部突变局部突变和结构的扭转效应扭转效应而形成薄弱部薄弱部位位；结构平面布置应平面布置应均匀对称并具有较好的抗扭刚度；竖竖向布置应使向布置应使结构刚度均匀无突变。房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2.11 2.11 变形缝变形缝温度伸缩缝、沉降缝、防震缝温度伸缩缝、沉

20、降缝、防震缝 温度伸缩缝温度伸缩缝使缝两侧的结构自由伸缩。伸缩缝缝宽一般使缝两侧的结构自由伸缩。伸缩缝缝宽一般50mm50mm，与防震缝合设时，与防震缝合设时， 缝宽满足防震缝要求缝宽满足防震缝要求； 沉降缝沉降缝使缝两侧的结构自由沉降，沉降缝缝宽一般使缝两侧的结构自由沉降，沉降缝缝宽一般50mm50mm，与防震缝合设时，与防震缝合设时，缝宽满足防震缝要求缝宽满足防震缝要求； 防震缝防震缝避免地震时，缝两侧建筑物的不一致变形甚至避免地震时，缝两侧建筑物的不一致变形甚至水水平碰撞平碰撞。缝宽应根据结构整体刚度的不同，随建筑高度的增。缝宽应根据结构整体刚度的不同，随建筑高度的增加区别计算，加区别计

21、算，70mm70mm。 结构缝可以将复杂结构分解为若干简单结构，但缝也给结构结构缝可以将复杂结构分解为若干简单结构，但缝也给结构带来如防水困难、材料消耗大等问题，因此，在高层建筑结构带来如防水困难、材料消耗大等问题，因此，在高层建筑结构设计中，提倡尽量采用合理的构造设计方法、以及施工手段，设计中，提倡尽量采用合理的构造设计方法、以及施工手段，避免设缝避免设缝。 房屋建筑适用最大高度及适用高宽比1 1）温度伸缩缝）温度伸缩缝： 基础以下部分可以不断开，基础以下部分可以不断开，不设温度缝的措施：不设温度缝的措施：2）沉降缝：基础与上部结构均应断开。 刚性很大的基础设缝刚性很大的基础设缝不经济；不经

22、济； 设计、施工中采用措施调整沉降差异；设计、施工中采用措施调整沉降差异； 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；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（另祥施工后浇带处理（另祥 ）。）。 温度影响较大部位局部温度影响较大部位局部提高配筋率提高配筋率；顶层顶层局部局部设温度缝设温度缝； 阳光直射屋面加厚屋面隔热保温层，或阳光直射屋面加厚屋面隔热保温层，或架空通风屋面架空通风屋面 施工后浇带处理（另祥施工后浇带处理（另祥 ）。）。3 3）抗震缝）抗震缝： 基础以下部分可以不断开。基础以下部分可以不断开。 抗震设防的建筑抗震设防的建筑物，当建筑的平面

23、、物，当建筑的平面、层数、质量、刚度差层数、质量、刚度差异较大，或错层时设异较大，或错层时设置。设缝时要有足够置。设缝时要有足够宽度防震缝最小宽度。宽度防震缝最小宽度。H15 mH15H156 6度每度每增加增加5m5m7 7度每度每增加增加4m4m8 8度每度每增加增加3m3m9 9度每度每增加增加2m2m100 mm100 mm100 mm100 mmn n20 mm20 mm房屋建筑适用最大高度及适用高宽比混凝土后浇带混凝土后浇带 混凝土后浇带的位置，特殊工艺要求应由结构师结构师在设计中确定，其位置宜宜设在构件（梁、板）弯、剪应力应力均较小较小处。 混凝土后浇带可处理由永久荷载引起的不均

24、匀沉降问题，但带内砼必须待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永久荷载的不均匀沉降基本完成后浇注。后浇注。混凝土后浇带也可减小季节性温差的影响。 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，带宽带宽常为800mm800mm1000mmm1000mmm，贯通的后浇带在施工期间，贯通的后浇带在施工期间将结构分为独立的几部分，将结构分为独立的几部分，当结构平面尺寸较大时，缝可以曲折贯通曲折贯通。后浇带内的钢筋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，在带内砼浇注前再再焊接或搭接；焊接或搭接；带内待其两侧砼浇注完近两个月两个月(30(30天天) )后

25、浇注。后浇注。混凝土后浇带平面布置图混凝土后浇带平面布置图房屋建筑适用最大高度及适用高宽比设置后浇带；设置后浇带；局部加强配筋；局部加强配筋；施加预应力；施加预应力；采用预制构件或叠合结构；采用预制构件或叠合结构；解除约束，设置滑移层；解除约束，设置滑移层；采用膨胀剂补偿混凝土的收缩；采用膨胀剂补偿混凝土的收缩；加强保温隔热措施等。加强保温隔热措施等。 增大伸缩缝间距的可靠措施增大伸缩缝间距的可靠措施房屋建筑适用最大高度及适用高宽比 采用可靠措施后，可适当放宽伸缩缝的间距采用可靠措施后，可适当放宽伸缩缝的间距： 1)1)提高局部部位的配筋率提高局部部位的配筋率 顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温

26、度变化较大部位；顶层、底层、山墙和纵墙端开间等温度变化较大部位； 2)2)顶层加强保温隔热措施顶层加强保温隔热措施 外墙设置外保温层外墙设置外保温层； 3)3)每每30m30m40m40m间距留出混凝土（施工）后浇带等施工措施间距留出混凝土（施工）后浇带等施工措施 后浇混凝土的施工温度应尽量与主体混凝土的施工温度接近，设在对结后浇混凝土的施工温度应尽量与主体混凝土的施工温度接近，设在对结构受力影响较小的部位曲折通过；当高层建筑与裙房之间不设沉降缝时，将构受力影响较小的部位曲折通过；当高层建筑与裙房之间不设沉降缝时，将后浇带设在次边跨内；在混凝土中加入适宜的外加剂后浇带设在次边跨内；在混凝土中加

27、入适宜的外加剂，补偿混凝土的收缩。补偿混凝土的收缩。 4)4)降低甚至解除约束降低甚至解除约束 梁底设滑移支座；梁底设滑移支座；局部设温度缝局部设温度缝 5) 5)采用预制构件或叠合结构采用预制构件或叠合结构 6)6)施加预应力施加预应力 提高抗弯刚度或抗裂度，避免应结构开裂导致结构刚度的降低提高抗弯刚度或抗裂度，避免应结构开裂导致结构刚度的降低房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2.12 基础形式 基础埋深D应满足建筑物的稳定要求,避免倾覆。 高层钢筋砼建筑的主要基础类型：筏形基础、箱形基础、筏形基础、箱形基础、桩基础。桩基础。基础结构基础结构形式形式钢筋混凝钢筋混凝土结构土结构钢结钢结构构天然

28、地基H/12H/15桩基H/15H/18房屋建筑适用最大高度及适用高宽比1 1、钢筋砼筏形基础：钢筋砼筏形基础： 筏形基础也称满堂红基础，其底板有如船筏，刚度很大，筏形基础也称满堂红基础，其底板有如船筏，刚度很大，对基底应力有一定的协调能力。对基底应力有一定的协调能力。 筏形基础适用于上部结构刚性较好，楼层不太多，地基刚筏形基础适用于上部结构刚性较好，楼层不太多，地基刚度较好的场地。度较好的场地。板底平均反力板底平均反力（kN/mkN/m2 2) )受力情况受力情况t / lt / l150200150200150200150200单向单向1/61/81/61/8双向双向1/91/121/91/12400500400500400500400500单向单向1/31/41/31/4双向双向1/41/61/41/6房屋建筑适用最大高度及适用高宽比2 2、钢筋砼箱形、钢筋砼箱形 当地基承载力较当地基承载力较高高，地下水位较，地下水位较深深时，可考虑做箱时，可考虑做箱型基础或筏形基础，当然应同时考虑基础的埋深型基础或筏形基础，当然应同时考虑基础的埋深(DH/15(DH/15；有桩基础时，；有桩基础时， DH/18 DH/18) )要求等。要求等。 钢筋砼箱形基础的整体刚