高宽比和适用高度

《门式刚架技术规范》为什么要规定房屋的适用高度和高宽比？我们可以从《门式刚架技术规范》条文说明中进行探寻，寻找该类规定的合理依据。

总则条文说明中提到：“房屋高度不大于18m，高宽比小于1，主要是针对本规范的风荷载系数的要求而规定的。

本规范的风荷载系数主要是美国金属房屋制造商协会（MBMA）低矮房屋的风压系数借鉴而来。

MBMA的《金属房屋系统手册2006》中的系数就是对高度不大于18m，高宽比小于1的单层房屋经风洞试验的结果”。

通过上面的表述我们可以明确《门式刚架技术规范》之所以规定了钢结构房屋的高度和高宽比要求，就是与其引用的风荷载系数（《建筑结构荷载规范》中称为风荷载体型系数）的限制条件有关，国外相关规范中对于轻型钢结构房屋的风洞实验条件即是规范中的要求，接下来我们来看看国外规范中的条件是什么，我们找到了门式刚架规范条文说明中提到的《金属房屋系统手册2006》即《Metal Building Systems Manual》，该手册中的1.3节给出的风荷载系数即是门式刚架规范中的引用源，如下图所示：图1 MBMA手册中的风荷载系数《金属房屋系统手册2006》中的风荷载系数的取值来自ASCE（全称The American Society of Civil Engineers，美国土木工程师学会）中的数据，具体类目为ASCE 7-05以及ASCE 7-10中的规定，其中ASCE 7-10 28章提到，用于低层建筑物风荷载设计的包络法（Envelope Procedure）中的风荷载系数，这种方法确定的风荷载系数要按照ASCE 7-05的规定确定，如下图所示，建筑墙面和屋面风荷载系数的高度限制条件为60ft（英尺），1英尺=0.3048m，60英尺=18.288米，因此《门式刚架技术规范》中将房屋高度限制定为18米。

同时ASCE7-05中对于低矮房屋风荷载系数的还有h/L，即高宽比的适用条件，如下图所示：综上所述，《门式刚架技术规范》规定房屋高度不大于18米，房屋高宽比不大于1时，该适用范围主要根据美国金属制造商协会MBMA以及美国土木工程师学会ASCE标准对于低矮房屋风荷载系数而定的，如果门式刚架超过了这个高度和高宽比范围可按《建筑结构荷载规范》（GB50019-2012）确定风荷载体型系数（《门式刚架技术规范》称风荷载系数），同时总则条文说明中明确了“房屋高度超过18m的类似建筑，构件的强度和稳定性可参照本规范”，所以在进行门式刚架设计时，其他要求仍然可以按照《门式刚架技术规范》来考虑和控制。

高层建筑结构设计广西大学土木建筑工程学院贺盛第四章结构设计基本规定4.6 舒适度验算4.7 抗震设防类别4.8 抗震等级4.9 变形缝设置4.1 适用最大高度及高宽比4.2 结构布置的规则性4.3 承载力验算4.4 荷载效应组合4.5 变形验算本章重点➢掌握各类房屋的适用最大高度及高宽比➢掌握各类结构布置原则及规则性判别方法➢掌握荷载效应组合及承载力验算方法➢掌握变形验算方法➢了解舒适度验算方法➢掌握各类建筑抗震等级确定方法➢熟悉各种变形缝的类型及设置原则4.1 适用最大高度及高宽比结构设计首先需根据房屋高度、抗震设防、设防烈度等因素，确定一个与之匹配的、经济且合理的结构体系，以使结构效能得到充分发挥，材料强度得到充分利用。

《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》）、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高混规》）及《高层民用建筑钢结构设计规程》JGJ-2015（以下简称《高钢规》）规定了钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构房屋建筑的最大适用高度。

将钢筋混凝土结构房屋划分为A与B级。

当房屋高度满足下表时，为A级。

当钢筋混凝土结构房屋高度不满足上表，但满足下表时，为B级。

当房屋高度不满足下表时，为超限高层建筑。

民用钢结构房屋的最大适用高度如下表所示。

表中筒体不包括钢筋混凝土筒。

混合结构房屋的最大适用高度如下表所示。

4.1.2 房屋建筑适用的高宽比房屋建筑适用的高跨比，是对结构刚度、整体稳定承载能力及经济合理性的宏观控制指标。

当结构设计满足承载力、稳定、抗倾覆、变形及舒适度等基本条件之后，仅从结构安全角度考虑，高宽比限值不是必须满足的。

高宽比主要影响结构设计的经济性。

钢筋混凝土结构房屋建筑的适用高宽比如下表。

4.1.2 房屋建筑适用的高宽比钢结构房屋建筑的适用高宽比如下表。

混合结构房屋建筑的适用高宽比如下表。

4.2 结构布置的规则性建筑平面可分为板式和塔式两大类。

-----------------------------------精品考试资料---------------------学资学习网-----------------------------------《高层建筑混凝土结构技术规程》房屋适用高度和高宽比4.2.1钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高宽比应分为A级和B级。

B级高度高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可较A级适当放宽，其结构抗震等级、有关的计算和构造措施应相应加严，并应符合本规程有关条文的规定。

4.2.2 A级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表4.2.2-1的规定，具有较多短肢剪力墙的剪力墙结构的最大适用高度尚应符合本规程第7.1.2条的规定。

框架-剪力墙、剪力墙和筒体结构高层建筑，其高度超过表4.2.2-1规定时为B级高度高层建筑。

B级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表4.2.2-2的规定。

4.2.3 A级高度钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不宜超过表4.2.3-1的数值；B级高度钢筋混凝土高层建筑结构的高宽比不宜超过表4.2.3-2的数值。

7.1.2高层建筑结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。

1 / 3短肢剪力墙较多时，应布置筒体（或一般剪力墙），形成短肢剪力墙与筒体（或一般剪力墙）共同抵抗水平力的剪力墙结构，并应符合下列规定：1其最大适用高度应比本规程表4.2.2-1中剪力墙结构的规定值适当降低，且7度和8度抗震设计时分别不应大于100m和60m；2抗震设计时，筒体和一般剪力墙承受的第一振型底部地震倾覆力矩不宜小于结构总底部地震倾覆力矩的50%；3抗震设计时，短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.2规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用；4抗震设计时，各层短肢剪力墙在重力荷载代表值作用下产生的轴力设计值的轴压比，抗震等级为一、二、三时分别不宜大于0.5、0.6和0.7；对于无翼缘或端柱的一字形短肢剪力墙，其轴压比限值相应降低0.1；5抗震设计时，除底部加强部位应按本规程第7.2.10条调整剪力设计值外，其他各层短肢剪力墙的剪力设计值，一、二级抗震等级应分别乘以增大系数1.4和1.2。

我国“高规”：10层及10层以上或房屋高度大于28m 的住宅建筑以及房屋高度大于24m 的其它高层民用建筑。

1、结构设计一般分三阶段：方案阶段；扩初阶段；施工图阶段。

2、方案设计：选择结构体系、体型控制（如平面与竖向的规则性、高宽比）等。

一般由总工程师、主任工程师或有经验的工程师凭经验综合判断，并辅以简单的概念计算。

3、扩初设计内容：结构构件（梁、板、柱、墙）截面的选择和优化。

4、施工图设计：给出配筋、尺寸、节点做法等，满足施工要求。

5、高层结构体系：框架、剪力墙，框架---剪力墙，筒体结构 (框筒、筒中筒、束筒)等6、框架结构体系定义：采用梁、柱通过节点组成的体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载的结构体系。

受力特征：水平力下，框架侧移有两部分组成：（１）、梁柱弯曲变形。

框架层间剪力是其上部水平荷载的合力，所以下大上小，导致下部层间变形大，上部小；侧移曲线表现为剪切型。

（２）、柱的轴向变形也使框架结构产生侧移，由倾覆力矩使柱产生的拉伸和压缩变形所致，为弯曲型，上部层间变形大。

在总位移中第一部分侧移是主要的，合成后结构仍呈剪切变形特征。

优点：建筑布置灵活，可做成需大空间的会议室、餐厅、办公室、车间等，又可用隔墙做成小房间。

缺点：1、梁柱尺寸不能太大，否则影响使用面积；目前采用的异型柱，L、十、T形，厚度与墙一致，增加使用面积2、侧向刚度小，地震作用下水平位移大，只适用于多层和高度不大的高层，一般≤60m，抗震设防烈度高的地区更小。

因此地震区高层应采用既减轻重量，又能经受较大变形的隔墙材料和构造做法。

7、剪力墙结构体系定义：利用建筑物墙体作为竖向承重和抵抗水平力的结构。

受力特征：在水平荷载作用下，剪力墙结构以弯曲变形为主，侧移曲线表现为弯曲型，就象悬臂梁一样，层间位移自下而上逐渐增大。

这种增大的原因是墙体纵向轴线由基础处的竖直状态向上发生倾斜，其转角的不断累加造成的，高剪力墙的剪切变形相对于弯曲变形要小得多。

广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)补充规定DBJ/T5－46－20052005-08-30发布2005-10-01实施发布广东省标准广东省实施《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3—2002)补充规定的通知粤建科字[2005]94号广州市建委，各地级以上市建设局、规划局、城建局(公用局、市政局、城管办)、房管局，省直有关单位：由华南理工大学建筑设计研究院、广州市建设科学技术委员会办公室等单位编制的《广东省实施<高层建筑混凝土结构技术规程>(JGJ 3—2002)补充规定》，经我厅组织专家审查，现批准为广东省地方标准，编号为DBJ／T 15—46—2005，自2005年10月1日起实施。

本《补充规定》由我厅负责管理，华南理工大学建筑设计研究院、广州市建设科学技术委员会办公室负责具体技术内容的解释。

广东省建设厅二OO五年八月三十日前言本补充规定是根据广东省工程建设地方标准修订计划和广州市建设委员会穗建技［2003］392号文的要求，由广州市建设科学技术委员会办公室组织、华南理工大学建筑设计研究院主编，邀请广东省超限高层建筑抗震设防审查委员会部分专家及广东省部分设计院参与，参照国家标准《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)，国家行业标准《高层建筑混凝土结构技术规程》(JCJ 3—2002)(以下简称《高规》)、《超限高层建筑工程抗震设防管理规定》(建设部令第111号)及《超限高层建筑工程抗震设防审查技术要点》(建质正［2003］46号)，结合本省高层建筑的设计经验和工程实践编制而成。

对照《高规》，本规定主要有以下的补充和改进：1．明确安全等级为一级或高度超过60m的高层建筑，按100年重现期的风压值计算结构承载力，按50年重现期的风压值计算结构水平位移。

2．给出结构设计使用年限为70年、100年的建筑物的地震作用取值。

3．给出结构的质量与刚度分布明显不对称、不均匀，应计算双向地震作用下的扭转影响的定量判别标准。

(GB51022-2015)。

在设计门式刚架厂房时，很多人都会告诉你，尤其是方案审核员，“房屋高度大于18米或宽高比大于1，不能按门式刚架规范计算，必须改成”钢标“.规范修订后，特别是抗震设防的建筑，钢材消耗量可能会大幅增加，给我们带来很大的麻烦。

真的是这样吗？
首先，为什么要在《门式刚架技术规范》中规定房屋适用的高度和高宽比？我们可以从“门式刚架技术规范”的规定中寻找此类规定的合理依据。

根据总则规定，“建筑物高度不超过18米，高宽比小于1，主要是根据本规范对风荷载系数的要求来规定的。

该规范的风荷载系数主要取自美国金属建筑制造商协会(MBMA)的低层建筑风压系数。

MBMA“金属屋系统手册2006”中的系数是对高度不超过18m、高宽比小于1的单层房屋进行风洞试验的结果。

通过以上表述，可以明确门式刚架技术规范对钢结构房屋高度和高宽比的要求与“门式刚架技术规范”所引用的风荷载系数的限制条件(建筑结构荷载规范中称为风荷载体型系数)有关。

国外相关规范对轻钢结构房屋的风洞试验条件均为规范要求。

下面我们来看一下国外规范中的情况。

我们在门式刚架规范中找到了《金属建筑系统手册》(2006)，本手册第1.3节给出的风荷载系数是门式刚架规范中的参考源，如下图所示：
“金属建筑系统手册2006”中风荷载系数的取值来源于ASCE(美国土木工程师学会、美国土木工程师学会全称)的数据，具体类别为ASCE 7-05和ASCE 7-10中的规定，其中ASCE 7-10章提到，用于低层建筑风荷载设计的围护结构程序中的风荷载系数按ASCE 7-05确定。