黄小坤 高层建筑设计若干问题

一、第3章新增3.10节建筑抗震性能化设计的内容，3.10.3明确给出了中震（即设防烈度）计算的αmax值（送审稿是放在表5.1.4-1处的，正式版本不知为何又改到了这里）：6度——0.12；7度（0.10g）——0.23；7度（0.15g）——0.34；8度（0.20g）——0.45；8度（0.30g）——0.68。

对于平时设计来说，主要用于超限审查做的中震不屈服或中震弹性设计，一般的结构计算也没必要做。

二、4.1.6条，将场地类别中的I类细化为I0和I1两个亚类。

修订原因是考虑到剪切波速为500-800m/s的场地还不是很坚硬，将此种场地定为I1类，硬质岩石场地定为I0类。

相应地，表5.1.4-2提供了这两种场地类别的特征周期值，其中I1类的特征周期值与2001规范中I 类场地的周期值相同。

三、5.1.4条：1. 增加了6度罕遇地震的αmax值0.28。

2. 计算罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。

01规范只是在计算8度、9度的罕遇地震才有此要求，现要求扩大至各种地震烈度。

此条对超限审查的罕遇地震弹塑性分析等有影响。

四、5.1.5条，修改了地震影响系数曲线。

曲线的表达式表面上没有变化，但其中曲线下降段的衰减指数γ、直线下降段的下降斜率调整系数η1及阻尼调整系数η2的公式均有变化。

五、5.2.5条，增加了6度地震计算的结构任一楼层的水平地震剪力要求，01规范只对7-9度有要求。

六、6.1.1条，现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度有所调整。

1. 注4明确表中的框架结构不包括异形柱框架结构，异形柱结构的适用高度应以异形柱规范为准。

2. 8度地震的适用高度分为0.2g和0.3g两种要求。

3. 框架结构适用高度有所降低。

4. 板柱-剪力墙结构的适用高度增大较多。

5. 部分框支抗震墙不包括个别框支墙的情况（占10%以下）。

七、6.1.2条抗震等级，增加了24m作为抗震等级划分的高度分界。

但编委们对条文细节的把握上依然令人失望，如抗震墙结构，H≤24m为四级抗震，H为25-80m为三级抗震，那24.5m应该按几级抗震，这不是又要让俺们和审查的老爷们扯皮吗？搞笑的是框架结构的划分——H≤24m为三级抗震，H为＞24m为二级抗震就没有问题，难道结构抗震等级的划分还是一个委员确定一类结构？这种低级错误在02版高规也是俯拾即是，比如长厚比为5-8为短肢剪力墙，≥8以上为一般剪力墙，小于3为柱，长厚比为3-4之间的就不知为何物了。

浅谈关于偶然偏心和双向地震选取的几种说法《高规》规定只有质量和刚度明显不对称、不均匀的结构，才考虑双向地震作用。

那么，如何确定刚度明显不对称、不均匀？说法一：在非偶然偏心作用下，结构位移比＞1.2，或在偶然偏心作用下，**高度建筑结构位移比＞1.4，B级高度建筑结构位移比＞1.3，需要考虑双向地震作用。

来源：2005年7月18～20日在京举办了首次“PKPM结构设计软件在应用中的问题解析”讲座。

说法二：验算结构位移比时,总是要考虑偶然偏心；结构构件设计时，分下列两种情况处理:1) 如果位移比超过1.2，则考虑双向地震，不考虑偶然偏心；2)如果位移比小于1.2，则不考虑双向地震，考虑偶然偏心。

来源：《PKPM 新规范计算软件TAT、SATWE、PMSAP应用指南》-黄吉锋。

说法三：一般而言，可根据楼层最大位移与平均位移之比值判断，若该值超过扭转位移比下限1.2较多(比如**高度高层建筑大于1.4，B 级高度或复杂高层建筑等大于1.3)，则可认为扭转明显，需考虑双向地震作用下的扭转效应计算，此时，判断楼层内扭转位移比值时，可不考虑质量偶然偏心的影响。

来源：《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)若干问题解说》--黄小坤。

说法一和说法三比较接近，而说法二和其他两种差别较大，要严格的多，哪一种说法是正确的？朱炳寅老师答：通过楼层位移比来判别结构的对称性和均匀性，是较为合理的量化手段，具体量值应根据工程经验结合工程的具体情况确定，即：工程重要或复杂时，可适当从严，反之可适当放松。

我认为说法二比较合理，在结构扭转影响比较大时，应考虑双向地震，反之应考虑偶然偏心。

综上，个人的处理方法：对于高层：考虑经济性情况下：点【考虑偶然偏心】进行一次计算；若位移比>1.2（1.4），按【考虑双向地震作用】再进行二次计算；若位移比<1.2（1.4），取【考虑偶然偏心】的一次计算结果。

考虑安全性的情况下：同时点选【考虑偶然偏心】和【考虑双向地震作用】进行计算，PKPM在计算内力时会自动选择二者之间较大值进行设计。

高层建筑结构设计中如何选取结构嵌固端的探讨1、引言高层建筑在进行结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端的所在位置，而嵌固端的选取却面临着各种不同情况，如不设地下室但基础埋深较大；没有地下室但其层数或多或少，且基础形式不同等。

根据以上情况正确选取其结构嵌固端，是高层建筑结构计算模式中的一个重要假定，它不仅关系到结构中某些构件内力分配的准确性，而且还影响结构产生侧移的真实性，以及结构局部的经济性，因此有必要对结构嵌固端的选取作进一步探讨，并由此引伸出若干相关的技术问题。

2、结构嵌固端的条件高层高层建筑的结构嵌固端通常是选择在地面标高处，但地面标高处要真正成为结构嵌固端是有条件的，而且在输入首层计算高度时还有许多讲究。

2．1设有地下室时的条件(1)地下室顶板标高与室外地坪的高差不能太大，极端的情况如半地下室则首层楼面一般不能成为结构嵌固端(即室外地坪与地下室顶板的高差大于层高的1/3），除非其高差仅为1—3级台阶高度时才可能考虑；(2)地下室顶板结构应为梁板体系(即不可设计成无梁楼盖)，且该层楼面不得留有大孔洞，并且满足抗震规范6.1.14的要求（刚度和梁柱受弯承载力要求）(3)地下室侧壁要有良好的侧限，即必须与“地球”有良好的接壤，上述半地下室顶板不能成为结构嵌固端的原因就是不满足此条件。

且地下室侧壁离塔楼边不超过3倍地下负一层层高。

对于上述条件中对首层楼面框架梁的要求，假设满足《抗震规范》第6．1．14条“位于地下室的梁柱节点左右梁端截面实际受弯承载力之和不宜小于上下柱端实际受弯承载力之和”和刚度比的要求，最关键是做到地震时地上一层的柱底出现塑性铰，相当于强梁弱柱的概念。

严格来说，嵌固端柱底的弯矩应该由地下室顶板梁和地下室柱的柱顶弯矩共同承担，即采用提高地下室顶板梁和地下室柱顶的受弯承载力的方法实现柱底的嵌固条件。

一般情况下均能满足，不满足也要创造条件满足（另一种意见是这种情况对高层建筑来说很难满足，因为高层的柱底弯矩太大，鉴于此，需要把嵌固端下移至基础顶面）2．2不设地下室时的条件高层建筑不设地下室通常是针对层数有限的小高层，或其基础持力层较浅的情况，但从抗震角度考虑是不宜提倡的。

“专家”开会论《规范》引⾃⽹易论坛上“ribbion”帖⼦⽼兄有机会听到相关专家就新规范中的⼀些问题作出的回应，整理出来给⼴⼤⽹友，功德⽆量，感谢！（本⼈稍作整理，红⾊部分为本⼈所加）第⼀部分：关于新规范中钢筋的连接、锚固及规范、标准图等⽅⾯的问题：专家（徐友邻、戴国莹、⽩⽣翔、沙志国、娄宇、郁银泉、吴汉福等）意见汇总：1.⽬前规范只是给出了⼀些具有代表性的钢筋连接、锚固做法。

在实际砼结构中，锚固及连接的情况是各不相同的，但由于缺少相关试验数据，规范组⽬前也⽆法分别给出做法。

⽐如，新规范提出了90度弯折锚固（0.6Lab+15d)可以等同于直锚La，这是基于试验的结果，那是不是可以(0.8Lab+10d)等同于直锚La呢，因为没有实验数据，⽆法下结论。

对于此类情况，专家的意见是：(1).参照规范已有的做法，从严执⾏;(2).设计⼈应对⼯程负责。

如果设计⼈有把握，规范不强求。

2.砼规范8.3.3中规定了⼏种弯锚及机械锚固情况下，锚固长度可相应折减。

这⾥需要注意两点：⼀是加长弯折段长度不能代替平直段，试验表明，加⼤弯折段长度，对钢筋锚固意义不⼤。

⽐如，将90度弯折锚固中的15d增加到20d，对锚固并⽆太多影响。

弯折段的主要作⽤是挤压锚固并防⽌钢筋拉脱；⼆是，⽔平段的主要作⽤为粘结锚固，⽔平段短了，粘结部位混凝⼟应⼒很⼤，会造成开裂进⽽产⽣钢筋滑脱。

3.混凝⼟规范中间层端节点⽔平段长度减⼩为0.4Lab(E)是考虑了上部柱的约束作⽤，不可乱⽤。

4.板柱-剪⼒墙结构中，柱上板带的抗震等级应按该结构体系中框架的抗震等级。

5.新的砼、抗震规范开始执⾏了，新⾼规10⽉开始执⾏，新地基基础规范年底也将执⾏，接下来还会有更多的新规范、新标准图开始执⾏。

现在设计⾏业有种不好的现象，拿规范当“圣经”；某些地⽅的审图单位，甚⾄拿标准图集内容当做强制要求，这些都严重妨碍了技术进步。

规范、标准图的⽬的都是为了更好地服务于⼯程，其修订的⼀个重要原因，是为了更好地解决⼯程中出现的问题，尤其在⽬前混凝⼟基本理论试验越来越少的情况下，混凝⼟的理论研究越来越多地要依赖于⼯程，在⼯程实际中发现并解决问题，提⾼我国混凝⼟的理论研究⽔平，这点不能本末倒置；另⼀⽅⾯，设计⼈员必须对规范的条⽂、图集的编制有深⼊的理解，了解其背景、理论含义、适⽤条件，不能⾃⼰都没弄清楚⽽胡乱使⽤。

高层结构地下室刚度有效范围的计算郑毅敏;刘南乡【摘要】对于带地下室的高层建筑,当将地下室顶板作为嵌固端时,在设计计算中必须满足侧向刚度比的要求.但设计中如何考虑地下室外围构件对地下室刚度的贡献还有待研究.文中从抗震规范中关于地下室作为嵌固端条件的条文出发,探讨了影响地下室刚度有效范围的因素；并以某高层框架结构的简化模型为算例,提出确定高层结构地下室刚度有效范围的计算方法.结果表明,地下室抗侧力构件对上部结构的约束力大小与该构件离塔楼的距离和水平向连接构件的刚度有关.文中提出的确定地下室刚度有效范围的计算方法可供参考.%Most of tall buil dings have basements. The ratio between the lateral rigidity of the basement and that of the upside adjacent floor structure should meet norm requirements, if the upper structure is fixed on the top slab of the basement. However,how to consider the contributions of the periphery structural members of the basement is not understood in the design. Based on the seismic code concerning the fixing condition of the basement, the paper addressed the factors affecting the lateral stiffness range of basement in high-rise buildings. Continually,according to the study of a simplified computation model,the approach to determine the lateral rigidity range of basement in high-rise buildings was proposed. It was found that the contributions of the periphery structural members of the basement are both relating to their distance and the stiffness of their horizontal connections to the upper tower. It was shown that the proposed approach to determine the lateralstiffness range of basement in high-rise buildings in this paper can be served as a reference.【期刊名称】《结构工程师》【年(卷),期】2011(027)004【总页数】6页(P17-22)【关键词】地下室侧向刚度;有效范围;剪切刚度比;嵌固端【作者】郑毅敏;刘南乡【作者单位】同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司,上海200092;闵行区建设工程质量监督站,上海201199【正文语种】中文1 引言为保证地下室结构能承受上部结构(柱、墙)屈服超强引起的内力，同时考虑地下室本身的地震作用，新版《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)[1](以下简称“新抗规”)第6.1.14 条规定:地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地上一层的侧向刚度，不宜大于相关范围地下一层侧向刚度的0.5倍。

筋的无支长度目前常见的理解有两种：第一种理解为“肢距”，其基本点是“没有拉筋的纵筋认为是不起支承作用的”，并且有《构造手册》、《图集》等佐证。

第二种理解为“竖向筋间距”，其基本点是“无支长度就是竖向筋间距”，未见其它佐证。

我认为这两种理解都失之偏颇。

关于理解为“肢距”：（1）如果可以理解为“肢距”，为什么规范不象对框架柱的要求一样直接表达为“肢距”而非要叫“无支长度”来“迷惑”大众？（2）《构造手册》、《图集》等作为设计参考资料只要能满足规范要求都是可以用的，但它们不是规范，也不是对规范的讲解和说明。

(3)即使下一版规范改为“肢距”，也不能说明现行规范的本意就是“肢距”。

关于理解为“竖向筋间距”：（1）如果可以理解为“竖向筋间距”，为什么规范不直接表达为“竖向筋间距”而非要叫“无支长度”来制造混乱？（2）理解为“竖向筋间距”依据是什么？箍筋的无支长度规范中未定义，“条文说明”、“规范应用讲解”、“全国民用建筑工程设计技术措施”等较为权威性的资料也未对其说明和解释，我认为“箍筋的无支长度”应该理解为“箍筋在竖向和水平向均无支承的长度”。

理由如下：（1）构造边缘构件的“地位”比较次要，且“工作环境”比框架柱要好，所以对其箍筋的要求可以比框架柱箍筋加密区的要求适当放宽一些；（2）限制“箍筋的无支长度”的目的是防止箍筋“无支长度”过长而易在施工中造成箍筋过大弯曲而失去箍筋对构造边缘构件混凝土的约束作用，（3）箍筋水平向无支长度过大即使没有“初始弯曲”也起不到对构造边缘构件混凝土的约束作用，因此规范又规定了“拉筋的水平间距不应大于纵向钢筋间距的2倍”；（4）这种理解与“肢距”的差异是显而易见的；与“竖向筋间距”的差异在于当墙厚度大于350时，无须在构造边缘构件核心区设置竖向筋，但核心区不设竖向筋时箍筋需要另外方向的拉筋（箍筋）提供水平向支点；至于核心区域箍筋即使有竖向“初始弯曲”，由于混凝土竖向压力的存在，这种竖向“初始弯曲”对箍筋对混凝土的约束作用影响也不大。

⾼层建筑结构设计中扭转效应的控制措施2019-09-13摘要：⽂章对结构扭转机理及扭转变形做了简单分析，结合⼯程实践，提出了⼀些⾼层建筑结构设计中扭转效应的控制措施。

关键词：⾼层建筑；结构设计；扭转效应；控制措施Abstract: the paper analyses the mechanism and torsional deformation structure reverse do a simple analysis, combined with the engineering practice, this paper puts forward some high-rise building structural design of controlling torsion effect of the measures.Keywords: high building; Structure design; Torsion effect; Control measures中图分类号：S611⽂献标识码：A ⽂章编号：1引⾔国内外历次震害表明，当结构平⾯不规则、质量中⼼与刚度中⼼偏差较⼤或者结构的抗扭刚度较⼩时，地震时会产⽣较⼤的扭转效应，使得结构产⽣较严重的破坏。

国内⼀些振动台模型的试验结果也表明了这⼀点。

因此，《⾼层建筑混凝⼟结构技术规程》(JGJ3―2002)(以下简称《⾼规》)针对扭转控制提出了⼀些控制措施及控制参数，防⽌结构出现较⼤的扭转反应⽽导致破坏。

下⾯结合⼯程实例讨论下在⾼层建筑结构的设计中如何对结构的扭转进⾏控制。

2结构扭转机理及扭转变形分析2.1结构扭转机理根据材料⼒学可知，当⼀个构件受到扭矩作⽤时，离构件刚度中⼼越远的地⽅剪应⼒越⼤，剪切变形也越⼤。

在整体建筑结构中，当结构受到扭矩作⽤时，竖向构件将承受剪⼒。

如图1所⽰的⼀均匀对称的结构，质⼼和刚⼼重合于O点，当结构受到⼀扭矩T，那么将在各柱中产⽣F1和F2的剪⼒。

全省施⼯图审查结构专业疑难问题及答复全省施⼯图审查结构专业疑难问题及答复⼀．地基基础1.1 .因基础持⼒层较好，裙房部分（独⽴基础）不设臵地下室底板，该怎么处理1.1 答：满⾜防⽔要求。

1.2. 载体桩适⽤于建筑物的何种结构型式，房屋⾼度？1.2 答：参见武汉市夯扩桩设计施⼯技术规定。

WBJ8-971.3. 试桩标准不明确，甲⽅与设计院⼀般皆定为3根（不管桩径等之差异）1.3 答：参见建筑地基及桩基检测技术规定 DB42-269-20031.4. 房⾼≥75m采⽤预应⼒管桩者，是否需见论证⽂件后⽅能出审图合格报告。

1.4 答：是。

1.5. JGJ94-2008中桩顶箍筋加密区不分⼤桩⼩桩均⽤5d控制不合理，应该有所区分。

1.5 答：按规范执⾏。

1.6. 挤⼟桩中的饱和粘性⼟，宜有明确界定（饱和度控制在多少？饱和性粘⼟层在桩⾝⼟层中占多少⽐例时应按饱和粘性⼟控制桩间距）。

1.6 答：规范未查到，建议Sr＞95%。

平均层厚＞3m考虑。

1.7. 联合基础的顶板⾯配筋最⼩配筋按0.15%，或是0.2%？1.7 答：按0.15% 。

1.8. 异形承台，即承台平⾯⾮规范的标准平⾯，⼀般不能按规范公式进⾏配筋计算，设计院⼀般采⽤有限元法进⾏计算，应明确规定。

1.8 答：按柱边延长线的截⾯计算弯矩，剪⼒。

1.9. 规范GB50011-2010第6.1.14-2条中，其要求为?宜?，考虑到外围回填⼟的侧限作⽤，是否⼀定要执⾏。

1.9 答：⼀般设计顶板与周边墙相连（车道除外）。

1.10. 摩擦起主要作⽤的嵌岩桩，如何界定其端承型桩或摩擦型桩。

1.10答：按竖向极限荷载作⽤下，荷载的传递特征，可分为摩擦型桩和端承型桩两⼤类。

其中摩擦型桩⼜分别摩擦桩和端承摩擦桩；端承型桩⼜分为端承型和端承摩擦桩.摩擦桩：桩顶荷载全部或绝⼤部分由桩侧阻⼒承受，桩端阻⼒⼩到可以忽略不计的程度。

如长径⽐⼤于100的超长桩。

端承摩擦桩：桩端阻⼒分担荷载的⽐例较⼤，但不⼤于30%的桩。

网上热点讨论和专家答疑 建筑结构.技术通讯 2007年5月[编者按] 讨论源自《建筑结构》论坛（ /index.asp?boardid=4）、《同是土木人》QQ 群(6983479)近期的热点话题。

文中黑体字是本刊特约专家朱炳寅、邱鹤年教授高工、黄吉锋副研究员和刘民易高工的评议。

采编：李静。

19*************************************************************问：关于部分框支-剪力墙结构的底部加强层高度问题。

（1）《高规》第10.2.4条，底部带转换层的高层建筑结构，其剪力墙底部加强部位的高度可取框支层加上框支层以上两层的高度及墙肢总高度的1/8二者的较大值。

（2）《混规》第11.1.5条和《抗规》第6.1.10条，部分框支抗震墙结构的抗震墙，其底部加强部位的高度，可取框支层加框支层以上二层的高度及落地抗震墙总高度的1/8二者的较大值，且不大于15m ；其他结构的抗震墙，其底部加强部位的高度可取墙肢总高度的1/8和底部二层二者的较大值，且不大于15m 。

当结构底部框支3层，每层高 4.5m ，框支以上每层3.9m ，共16层（楼高=3×4.5+13×3.9=64.2m ）。

底部加强部位应为多高，应执行哪条规范？答：三本规范对框支-剪力墙结构底部加强部位高度问题的规定有不一致的地方。

其中限制总高不大于15m 的要求，在房屋高度较高的高层建筑中，当框支层位置在层2及层2以上或者底部楼层层高较大时，不尽合理。

建议对于较高的高层建筑，按《高规》的相关规定确定。

详细分析可见我写的《建筑结构设计新规范应用图解手册》第142~143页。

（朱） 问：高层结构中，框-剪结构、短肢剪力墙结构中的框架柱或短肢墙所承担的地震倾覆弯矩是每层均要满足规范要求？还是仅底层满足即可？对主立面有退台（退二次）的结构呢？答：对符合抗震设计基本原则（均匀对称）的一般结构，底部满足即可，对复杂结构，建议底部加强区高度范围内应满足要求。