3.3.1  A级高度钢筋混凝土高层建筑指符合表3.3.1-1最大适用高度的建筑,也是目前数量最多,应用最广泛的建筑。当框架-剪力墙、剪力墙及筒体结构的高度超出表3.3.1-1的最大适用高度时,列入B级高度高层建筑,但其房屋高度不应超过表3.3.1-2规定的最大适用高度,并应遵守本规程规定的更严格的计算和构造措施。为保证B级高度高层建筑的设计质量,抗震设计的B级高度的高层建筑,按有关规定应进行超限高层建筑的抗震设防专项审查复核。
        对于房屋高度超过A级高度高层建筑最大适用高度的框架结构、板柱-剪力墙结构以及9度抗震设计的各类结构,因研究成果和工程经验尚显不足,在B级高度高层建筑中未予列入。
        具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的抗震性能有待进一步研究和工程实践检验,本规程第7.1.8条规定其最大适用高度比普通剪力墙结构适当降低,7度时不应超过100m,8度(0.2g)时不应超过80m、8度(0.3g)时不应超过60m;B级高度高层建筑及9度时A级高度高层建筑不应采用这种结构。
        房屋高度超过表3.3.1-2规定的特殊工程,则应通过专门的审查、论证,补充更严格的计算分析,必要时进行相应的结构试验研究,采取专门的加强构造措施。抗震设计的超限高层建筑,可以按本规程第3.11节的规定进行结构抗震性能设计。
        框架-核心筒结构中,除周边框架外,内部带有部分仅承受竖向荷载的柱与无梁楼板时,不属于本条所列的板柱-剪力墙结构。本规程最大适用高度表中,框架-剪力墙结构的高度均低于框架-核心筒结构的高度,其主要原因是,框架-核心筒结构的核心筒相对于框架-剪力墙结构的剪力墙较强,核心筒成为主要抗侧力构件,结构设计上也有更严格的要求。
        本次修订,增加了8度(0.3g)抗震设防结构最大适用高度的要求;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;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;平面和竖向均不规则的结构,其适用的最大高度适当降低的用词,由“应”改为“宜”。
        对于部分框支剪力墙结构,本条表中规定的最大适用高度已经考虑框支层的不规则性而比全落地剪力墙结构降低,故对于“竖向和平面均不规则”,可指框支层以上的结构同时存在竖向和平面不规则的情况;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。

3.3.2  高层建筑的高宽比,是对结构刚度、整体稳定、承载能力和经济合理性的宏观控制;在结构设计满足本规程规定的承载力、稳定、抗倾覆、变形和舒适度等基本要求后,仅从结构安全角度讲高宽比限值不是必须满足的,主要影响结构设计的经济性。因此,本次修订不再区分A级高度和B级高度高层建筑的最大高宽比限值,而统一为表3.3.2,大体上保持了02规程的规定。从目前大多数高层建筑看,这一限值是各方面都可以接受的,也是比较经济合理的。高宽比超过这一限制的是极个别的,例如上海金茂大厦(88层,420m)为7.6,深圳地王大厦(81层,320m)为8.8。
        在复杂体型的高层建筑中,如何计算高宽比是比较难以确定的问题。一般情况下,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),一般不应包含在计算宽度内;对于不宜采用最小宽度计算高宽比的情况,应由设计人员根据实际情况确定合理的计算方法;对带有裙房的高层建筑,当裙房的面积和刚度相对于其上部塔楼的面积和刚度较大时,计算高宽比的房屋高度和宽度可按裙房以上塔楼结构考虑。

3.2.1  本条是在02规程第3.9.1条基础上修改完成的。当房屋高度大、层数多、柱距大时,由于单柱轴向力很大,受轴压比限制而使柱截面过大,不仅加大自重和材料消耗,而且妨碍建筑功能、浪费有效面积。减小柱截面尺寸通常有采用型钢混凝土柱、钢管混凝土柱、高强度混凝土这三条途径。
        采用高强度混凝土可以减小柱截面面积。C60混凝土已广泛采用,取得了良好的效益。
        采用高强钢筋可有效减少配筋量,提高结构的安全度。目前我国已经可以大量生产满足结构抗震性能要求的400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋和300MPa级热轧光圆钢筋。400MPa、500MPa级热轧带肋钢筋的强度设计值比335MPa级钢筋分别提高20%和45%;300MPa级热轧光圆钢筋的强度设计值比235MPa级钢筋提高28.5%,节材效果十分明显。
        型钢混凝土柱截面含型钢一般为5%~8%,可使柱截面面积减小30%左右。由于型钢骨架要求钢结构的制作、安装能力,因此目前较多用在高层建筑的下层部位柱、转换层以下的框支柱等;在较高的高层建筑中也有全部采用型钢混凝土梁、柱的实例。
        钢管混凝土可使柱混凝土处于有效侧向约束下,形成三向应力状态,因而延性和承载力提高较多。钢管混凝土柱如用高强混凝土浇筑,可以使柱截面减小至原截面面积的50%左右。钢管混凝土柱与钢筋混凝土梁的节点构造十分重要,也比较复杂。钢管混凝土柱设计及构造可按本规程第11章的有关规定执行。

3.2.2  本条针对高层混凝土结构的特点,提出了不同结构部位、不同结构构件的混凝土强度等级最低要求及抗震上限限值。某些结构局部特殊部位混凝土强度等级的要求,在本规程相关条文中作了补充规定。

3.2.3  本条对高层混凝土结构的受力钢筋性能提出了具体要求。

3.2.4、3.2.5  提出了钢-混凝土混合结构中钢材的选用及性能要求。

3.1.1  本条是02规程的第1.0.3条。抗震设防烈度是按国家规定权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度,一般情况下取50年内超越概率为10%的地震烈度,我国目前分为6、7、8、9度,与设计基本地震加速度一一对应,见表1。

3.1.2  本条是02规程第1.0.4条的修改。建筑工程的抗震设防分类,是根据建筑遭遇地震破坏后,可能造成人员伤亡、直接和间接经济损失、社会影响程度以及建筑在抗震救灾中的作用等因素,对各类建筑所作的抗震设防类别划分,具体分为特殊设防类、重点设防类、标准设防类、适度设防类,分别简称甲类、乙类、丙类和丁类。建筑抗震设防分类的划分应符合现行国家标准《建筑工程抗震设防分类标准》GB 50223的规定。

3.1.3  高层建筑结构应根据房屋高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地类别、结构材料和施工技术条件等因素考虑其适宜的结构体系。
        目前,国内大量的高层建筑结构采用四种常见的结构体系:框架、剪力墙、框架-剪力墙和筒体,因此本规程分章对这四种结构体系的设计作了比较详细的规定,以适应量大面广的工程设计需要。
        框架结构中不包括板柱结构(无剪力墙或筒体),因为这类结构侧向刚度和抗震性能较差,目前研究工作不充分、工程实践经验不多,暂未列入规程;此外,由L形、T形、Z形或十字形截面(截面厚度一般为180mm~300mm)构成的异形柱框架结构,目前已有行业标准《混凝土异形柱结构技术规程》JGJ 149,本规程也不需列入。
        剪力墙结构包括部分框支剪力墙结构(有部分框支柱及转换结构构件)、具有较多短肢剪力墙且带有筒体或一般剪力墙的剪力墙结构。 
        板柱-剪力墙结构的板柱指无内部纵梁和横梁的无梁楼盖结构。由于在板柱框架体系中加入了剪力墙或筒体,主要由剪力墙构件承受侧向力,侧向刚度也有很大的提高。这种结构目前在国内外高层建筑中有较多的应用,但其适用高度宜低于框架-剪力墙结构。有震害表明,板柱结构的板柱节点破坏较严重,包括板的冲切破坏或柱端破坏。
        筒体结构在20世纪80年代后在我国已广泛应用于高层办公建筑和高层旅馆建筑。由于其刚度较大、有较高承载能力,因而在层数较多时有较大优势。多年来,我国已经积累了许多工程经验和科研成果,在本规程中作了较详细的规定。
        一些较新颖的结构体系(如巨型框架结构、巨型桁架结构、悬挂结构等),目前工程较少、经验还不多,宜针对具体工程研究其设计方法,待积累较多经验后再上升为规程的内容。

3.1.4、3.1.5  这两条强调了高层建筑结构概念设计原则,宜采用规则的结构,不应采用严重不规则的结构。
        规则结构一般指: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。
        实际工程设计中,要使结构方案规则往往比较困难,有时会出现平面或竖向布置不规则的情况。本规程第3.4.3~3.4.7条和第3.5.2~3.5.6条分别对结构平面布置及竖向布置的不规则性提出了限制条件。若结构方案中仅有个别项目超过了条款中规定的“不宜”的限制条件,此结构属不规则结构,但仍可按本规程有关规定进行计算和采取相应的构造措施;若结构方案中有多项超过了条款中规定的“不宜”的限制条件或某一项超过“不宜”的限制条件较多,此结构属特别不规则结构,应尽量避免;若结构方案中有多项超过了条款中规定的“不宜”的限制条件,而且超过较多,或者有一项超过了条款中规定的“不应”的限制条件,则此结构属严重不规则结构,这种结构方案不应采用,必须对结构方案进行调整。 
        无论采用何种结构体系,结构的平面和竖向布置都应使结构具有合理的刚度、质量和承载力分布,避免因局部突变和扭转效应而形成薄弱部位;对可能出现的薄弱部位,在设计中应采取有效措施,增强其抗震能力;结构宜具有多道防线,避免因部分结构或构件的破坏而导致整个结构丧失承受水平风荷载、地震作用和重力荷载的能力。

3.1.6  本条由02规程第4.9.3、4.9.5条合并修改而成。非荷载效应一般指温度变化、混凝土收缩和徐变、支座沉降等对结构或结构构件产生的影响。在较高的钢筋混凝土高层建筑结构设计中应考虑非荷载效应的不利影响。
        高度较高的高层建筑的温度应力比较明显。幕墙包覆主体结构而使主体结构免受外界温度变化的影响,有效地减少了主体结构温度应力的不利影响。幕墙是外墙的一种结构形式,由于面板材料的不同,建筑幕墙可以分为玻璃幕墙、铝板或钢板幕墙、石材幕墙和混凝土幕墙。实际工程中可采用多种材料构成的混合幕墙。

3.1.7  本条由02规程第4.9.4、4.9.5、6.1.4条相关内容合并、修改而成。高层建筑层数较多,减轻填充墙的自重是减轻结构总重量的有效措施;而且轻质隔墙容易实现与主体结构的连接构造,减轻或防止随主体结构发生破坏。除传统的加气混凝土制品、空心砌块外,室内隔墙还可以采用玻璃、铝板、不锈钢板等轻质复合墙板材料。非承重墙体无论与主体结构采用刚性连接还是柔性连接,都应按非结构构件进行抗震设计,自身应具有相应的承载力、稳定及变形要求。
        为避免主体结构变形时室内填充墙、门窗等非结构构件损坏,较高建筑或侧向变形较大的建筑中的非结构构件应采取有效的连接措施来适应主体结构的变形。例如,外墙门窗采用柔性密封胶条或耐候密封胶嵌缝;室内隔墙选用金属板或玻璃隔墙、柔性密封胶填缝等,可以很好地适应主体结构的变形。

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。从2002版规程开始,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混合结构设计规定,并将规程名称《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ 3-91更改为《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002(以下简称02规程)。

1.0.2  02规程适用于10层及10层以上或房屋高度超过28m的高层民用建筑结构。本次修订将适用范围修改为10层及10层以上或房屋高度超过28m的住宅建筑,以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑结构,主要是为了与我国现行有关标准协调。现行国家标准《民用建筑设计通则》GB 50352规定:10层及10层以上的住宅建筑和建筑高度大于24m的其他民用建筑(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》GB 50045(2005年版)规定10层及10层以上的居住建筑和建筑高度超过24m的公共建筑为高层建筑。本规程修订后的适用范围与上述标准基本协调。针对建筑结构专业的特点,对本条的适用范围补充说明如下:
        1  有的住宅建筑的层高较大或底部布置层高较大的商场等公共服务设施,其层数虽然不到10层,但房屋高度已超过28m,这些住宅建筑仍应按本规程进行结构设计。
        2  高度大于24m的其他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,这些建筑中有的层数虽然不到10层,但层高比较高,建筑内部的空间比较大,变化也多,为适应结构设计的需要,有必要将这类高度大于24m的结构纳入到本规程的适用范围。至于高度大于24m的体育场馆、航站楼、大型火车站等大跨度空间结构,其结构设计应符合国家现行有关标准的规定,本规程的有关规定仅供参考。
        本条还规定,本规程不适用于建造在危险地段及发震断裂最小避让距离之内的高层建筑。大量地震震害及其他自然灾害表明,在危险地段及发震断裂最小避让距离之内建造房屋和构筑物较难幸免灾祸;我国也没有在危险地段和发震断裂的最小避让距离内建造高层建筑的工程实践经验和相应的研究成果,本规程也没有专门条款。发震断裂的最小避让距离应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的有关规定。

1.0.3  02规程第1.0.3条关于抗震设防烈度的规定,本次修订移至第3.1节。
        本条是新增内容,提出了对有特殊要求的高层建筑混凝土结构可采用抗震性能设计方法进行分析和论证,具体的抗震性能设计方法见本规程第3.11节。
        近几年,结构抗震性能设计已在我国“超限高层建筑工程”抗震设计中比较广泛地采用,积累了不少经验。国际上,日本从1981年起已将基于性能的抗震设计原理用于高度超过60m的高层建筑。美国从20世纪90年代陆续提出了一些有关抗震性能设计的文件(如ATC40、FEMA356、ASCE41等),近几年由洛杉矶市和旧金山市的重要机构发布了新建高层建筑(高度超过160英尺、约49m)采用抗震性能设计的指导性文件:“洛杉矶地区高层建筑抗震分析和设计的另一种方法”洛杉矶高层建筑结构设计委员会(LATBSDC)2008年;“使用非规范传统方法的新建高层建筑抗震设计和审查的指导准则”北加利福尼亚结构工程师协会(SEAONC)2007年4月为旧金山市建议的行政管理公报。2008年美国“国际高层建筑及都市环境委员会(CT-BUH)”发表了有关高层建筑(高度超过50m)抗震性能设计的建议。
        高层建筑采用抗震性能设计已是一种趋势。正确应用性能设计方法将有利于判断高层建筑结构的抗震性能,有针对性地加强结构的关键部位和薄弱部位,为发展安全、适用、经济的结构方案提供创造性的空间。本条规定仅针对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,提出可采用抗震性能设计方法进行分析和论证。条文中提出的房屋高度、规则性、结构类型或抗震设防标准等有特殊要求的高层建筑混凝土结构包括:“超限高层建筑结构”,其划分标准参见原建设部发布的《超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点》;有些工程虽不属于“超限高层建筑结构”,但由于其结构类型或有些部位结构布置的复杂性,难以直接按本规程的常规方法进行设计;还有一些位于高烈度区(8度、9度)的甲、乙类设防标准的工程或处于抗震不利地段的工程,出现难以确定抗震等级或难以直接按本规程常规方法进行设计的情况。为适应上述工程抗震设计的需要,本规程提出了抗震性能设计的基本方法。

1.0.4  02规程第1.0.4条本次修订移至第3.1节,本条为02规程第1.0.5条,作了部分文字修改。
        注重高层建筑的概念设计,保证结构的整体性,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。

1.0.5  本条是02规程第1.0.6条。

中华人民共和国行业标准

高层建筑混凝土结构技术规程

JGJ 3-2010

条文说明

修订说明

        《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010,经住房和城乡建设部2010年10月21日以第788号公告批准、发布。
        本规程是在《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002的基础上修订而成。上一版的主编单位是中国建筑科学研究院,参编单位是北京市建筑设计研究院、华东建筑设计研究院有限公司、广东省建筑设计研究院、深圳大学建筑设计研究院、上海市建筑科学研究院、清华大学、北京建工集团有限责任公司,主要起草人员是徐培福、黄小坤、容柏生、程懋堃、汪大绥、胡绍隆、傅学怡、赵西安、方鄂华、郝锐坤、胡世德、李国胜、周建龙、王明贵。
        本次修订的主要技术内容是:1.扩大了适用范围;2.修改、补充了混凝土、钢筋、钢材材料要求;3.调整补充了房屋适用的最大高度;4.调整了房屋适用的最大高宽比;5.修改了楼层刚度变化的计算方法和限制条件;6.增加了质量沿竖向分布不均匀结构和不宜采用同一楼层同时为薄弱层、软弱层的竖向不规则结构规定,竖向不规则结构的薄弱层、软弱层的地震剪力增大系数由1.15调整为1.25;7.明确结构侧向位移限制条件是针对风荷载或地震作用标准值下的计算结果;8.增加了风振舒适度计算时结构阻尼比取值及楼盖竖向振动舒适度要求;9.增加了结构抗震性能设计基本方法及结构抗连续倒塌设计基本要求;10.风荷载比较敏感的高层建筑承载力设计时风荷载按基本风压的1.1倍采用,扩大了考虑竖向地震作用的计算范围和设计要求;11.增加了房屋高度大于150m结构的弹塑性变形验算要求以及结构弹塑性计算分析、多塔楼结构分塔楼模型计算要求;12.正常使用极限状态的效应组合不作为强制性要求,增加了考虑结构设计使用年限的荷载调整系数,补充了竖向地震作为主导可变作用的组合工况;13.修改了框架“强柱弱梁”及柱“强剪弱弯”的规定,增加三级框架节点的抗震受剪承载力验算要求并取消了节点抗震受剪承载力验算的附录,加大了柱截面基本构造尺寸要求,对框架结构及四级抗震等级柱轴压比提出更高要求,适当提高了柱最小配筋率要求,增加梁端、柱端加密区箍筋间距可以适当放松的规定;14.修改了剪力墙截面厚度、短肢剪力墙、剪力墙边缘构件的设计要求,增加了剪力墙洞口连梁正截面最小配筋率和最大配筋率要求,剪力墙分布钢筋直径、间距以及连梁的配筋设计不作为强制性条文;15.修改了框架-剪力墙结构中框架承担倾覆力矩较多和较少时的设计规定;16.提高了框架-核心筒结构核心筒底部加强部位分布钢筋最小配筋率,增加了内筒偏置及框架-双筒结构的设计要求,补充了框架承担地震剪力不宜过低的要求以及对框架和核心筒的内力调整、构造设计要求;17.修改、补充了带转换层结构、错层结构、连体结构的设计规定,增加了竖向收进结构、悬挑结构的设计要求;18.混合结构增加了筒中筒结构,调整了最大适用高度及抗震等级规定,钢框架-核心筒结构核心筒的最小配筋率比普通剪力墙适当提高,补充了钢管混凝土柱及钢板混凝土剪力墙的设计规定;19.补充了地下室设计的有关规定;20.增加了高层建筑施工中垂直运输、脚手架及模板支架、大体积混凝土、混合结构及复杂混凝土结构施工的有关规定。
        本规程修订过程中,编制组调查总结了国内外高层建筑混凝土结构有关研究成果和工程实践经验,开展了框架结构刚度比、钢板剪力墙、混合结构、连体结构、带转换层结构等专题研究,参考了国外有关先进技术标准,在全国范围内广泛地征求了意见,并对反馈意见进行了汇总和处理。
        为便于设计、科研、教学、施工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,《高层建筑混凝土结构技术规程》编制组按照章、节、条顺序编写了本规程的条文说明,对条文规定的目的、依据以及执行中需要注意的有关事项进行了解释和说明。但是,本条文说明不具备与规程正文同等的法律效力,仅供使用者作为理解和把握条文规定的参考。