房屋适用高度和高宽比

4.2 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。

表 4.2.2-1 A 级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）结构体系非抗震设计抗震设防烈度6 度7 度8 度9 度框架70 60 55 45 25 框架－剪力墙140 130 120 100 50剪力墙全部落地剪力墙150 140 120 100 60部分框支剪力墙130 120 100 80 不应采用筒体框架－核心筒160 150 130 100 70筒中筒200 180 150 120 80板柱－剪力墙70 40 35 30 不应采用注：1房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度；2表中框架不含异形柱框架结构；3部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；4平面和竖向不规则的结构或Ⅳ类场地上的结构，最大适用高度应适当降低；5甲类建筑，6、7、8度时宜按本地区抗震设法烈度提高一度后符合本表的要求，9度时应专门研究；6 9度抗震设防、房屋高度超过本表数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。

表 4.2.2-2 B 级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m）结构体系非抗震设计抗震设防烈度6 度7 度8 度框架－抗震墙170 160 140 120剪力墙全部落地剪力墙180 170 150 130部分框支剪力墙150 140 120 100筒体框架－核心筒220 210 180 140筒中筒300 280 230 170注：1房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度；2部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平面和竖向不规则的结构或Ⅳ类场地上的结构，表中数值应适当降低；4 甲类建筑，6、7 度时宜按本地区抗震设法烈度提高一度后符合本表的要求，8 度时应专门研究；5 当房屋高度超过本表数值时，结构设计应有可靠依据，并采取有效措施。

《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。

浅析高层建筑结构设计及相关规范摘要：随着经济的快速发展，全国大中型城市的高层建筑迅速增多，高层建筑结构设计也越来越成为建筑结构工程师的重要工作内容。

近年来，随着许多新的设计规范、规程的相继颁布，新旧规范、规程有许多内容不同，再加上工程设计中一些特殊的问题，难以应用规范进行处理，在高层建筑结构设计过程中经常出现一些遗漏或错误。

本文对高层建筑结构设计，从结构选型及结构计算分析两个方面阐述了一些容易出现的问题及相关规定。

关键词：高层建筑结构结构分析与计算1.结构选型对于高层结构来说，在工程设计的结构选型阶段，结构工程师应该注意以下几点：1.1结构体系的合理选择。

高层建筑结构平面布置应力求简单、规则、对称,避免应力集中的凹角和狭长的缩颈部位；避免在凹角和端部设置楼电梯间；避免楼电梯间位置偏置，以免产生扭转的影响。

竖向体型尽量避免外挑，内收也不宜过多，力求刚度均匀渐变，避免产生应力集中。

《高层建筑混凝土结构技术规程》在结构的规则性方面也规定了相应的条文，例如：平面规则性信息、竖向规则性信息等，而且，新规范采用强制性条文明确规定“建筑不应采用严重不规则的设计方案。

”因此，结构工程师在遵循规范的这些限制条件上必须严格注意，发现问题应及时和建筑工程师沟通，以避免在后期设计中带来麻烦。

1.2房屋的适用高度和高宽比。

在《高层建筑混凝土结构技术规程》中，严格的限制了结构的总高度，除了将原来的限制高度设定为a级高度的建筑外，还增加了b级高度的建筑，因此，必须对结构的该项控制因素严格注意，一旦结构为b级高度建筑甚或超过了b级高度，其设计方法和处理措施将有较大的变化。

在实际工程设计中，出现过由于忽略该问题，导致施工图审查时没有通过，必须重新进行设计的情况，对工程工期、造价等整体规划的影响相当巨大。

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。

a、b级高度高层建筑建筑的高宽比限值也相应不同。

但在复杂体型的高层建筑中，如何计算高宽比是一个比较难以确定的问题。

根据《高规》内相关条文进行整理与摘录，现将相关规定与要求整理，请设计同行人员参考。

3 荷载和地震作用3.1 竖向荷载3.1.1 高层建筑结构的楼面活荷载应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的有关规定采用。

3.1.2 施工中采用附墙塔爬塔等对结构受力有影响的起重机械或其他施工设备时应…3.1.3 旋转餐厅轨道和驱动设备的自重应按…确定。

3.1.4 擦窗机等清洗设备应按…确定其自重的大小和作用位置。

3.1.5 直升机平台的活荷载应采用下列两款中能使平台产生最大内力的荷载：1 直升机总重量引起的局部荷载，按…确定。

对具有液压轮胎起落架的直升机，动力系数可取1.4；当没有机型技术资料时，局部荷载标准值及其作用面积可根据直升机类型按表3.1.5取用；2 等效均布活荷载…。

3.2 风荷载3.2.2 基本风压应按照现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009的规定采用。

对于…高层建筑，应按…采用。

3.2.9 檐口、雨篷、遮阳板、阳台等水平构件，计算局部上浮风荷载时，风荷载体型系数μs不宜小于…。

3.2.10 设计建筑幕墙时，风荷载应按…采用。

3.3 地震作用3.3.1 各抗震设防类别的高层建筑地震作用的计算，应符合下列规定：1 甲类建筑：应按…计算，其值应按批准的地震安全性评价结果确定；2 乙、丙类建筑：应按…计算。

3.3.2 高层建筑结构应按下列原则考虑地震作用:1 一般情况下，应允许在结构两个主轴方向分别考虑水平地震作用计算；有斜交抗侧力构件的结构，当…时，应…；2 质量与刚度分布明显不对称、不均匀的结构，应计算…（注意：不必考虑偶然偏心的影响）；其他情况，应计算…；（见下条3.3.3）3 8度、9度抗震设计时，高层建筑中的大跨度和长悬臂结构应考虑…；4 9度抗震设计时应计算…作用。

3.3.3 计算单向地震作用时应考虑…影响。

每层质心沿垂直于地震作用方向的偏移值…3.3.4 高层建筑结构应根据不同情况，分别采用下列地震作用计算方法：1 高层建筑结构宜采用…法。

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。