GB50010-2010《高層建筑溷凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》課件+B.ppt

1、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ 3-2011,修訂概況,2,修訂背景,3,修訂背景,我國的工程規(guī)范每10年修訂一次，高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程到了應(yīng)該修訂的時候。 從規(guī)范頒布使用到現(xiàn)在，應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)了一些問題，有待研究解決。 JGJ 3-2002頒布后，開展了一些研究和工程實踐工作，為修訂規(guī)范做準備,4,主要修訂內(nèi)容,5,豎向剛度和承載力突變的限制 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)的分類與設(shè)計要求 框架-核心筒結(jié)構(gòu)、混合結(jié)構(gòu)中框架承擔(dān)剪力過小的規(guī)定 短肢剪力墻的設(shè)計要求 抗震性能設(shè)計,6,1 規(guī)程適用范圍調(diào)整為10層及10層以上的住宅建筑結(jié)構(gòu)和房屋高度大于24m的其他民用高層建筑結(jié)構(gòu),1.0.2 本規(guī)程適用于

2、10層及10層以上的住宅建筑結(jié)構(gòu)和房屋高度 大于24m的其他民用高層建筑結(jié)構(gòu)。非抗震設(shè)計和抗震設(shè)防烈度 為6至9度抗震設(shè)計的高層民用建筑結(jié)構(gòu)，其適用的房屋最大高度 和結(jié)構(gòu)類型應(yīng)符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定。 為了與我國現(xiàn)行有關(guān)標準協(xié)調(diào)。民用建筑設(shè)計通則（GB 50352- 2005）規(guī)定：10層及10層以上的住宅建筑和建筑高度大于24m的其他民用建筑 （不含單層公共建筑）為高層建筑；高層民用建筑設(shè)計防火規(guī)范GB50045- 95（2005版）規(guī)定10層及10層以上的居住建筑和建筑高度超過24m的公共建筑 為高層建筑。建筑高度大于24m的非住宅類公共建筑結(jié)構(gòu)，其層數(shù)雖然不到10 層，但層高比較高，建筑內(nèi)

3、部的空間比較大，為適應(yīng)結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要，有必要 將這類結(jié)構(gòu)納入到本規(guī)程的適用范圍。 ( 28m 24m),7,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法適用范圍,1.0.3 抗震設(shè)計的高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)，當其房屋高度、規(guī)則 性、結(jié)構(gòu)類型、場地條件或抗震設(shè)防標準等有特殊要求時，可采 用結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計方法進行分析和論證。 新增條文，提出抗震性能設(shè)計概念。結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計 (1)“超限高層建筑結(jié)構(gòu)”； (2) 不屬于“超限高層建筑結(jié)構(gòu)”，但其規(guī)則性、結(jié)構(gòu)類型也存在不符合 本規(guī)程有關(guān)規(guī)定的情況； (3) 位于高烈度區(qū)（8度、9度）的甲、乙類設(shè)防標準的工程或處于抗震不 利地段的工程。出現(xiàn)難以確定抗震等級或難以直

4、接按本規(guī)程進行抗震設(shè)計的 情況。 為適應(yīng)此類工程設(shè)計的需要，本條規(guī)定可采用結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計方法進 行分析和論證。,8,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法主要工作,4.11.1 結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計應(yīng)分析結(jié)構(gòu)方案不符合抗震概念設(shè)計的 情況、選用適宜的結(jié)構(gòu)抗震性能目標， 并分析論證結(jié)構(gòu)設(shè)計與 結(jié)構(gòu)抗震性能目標的符合性。 結(jié)構(gòu)抗震性能目標應(yīng)綜合考慮抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場 地條件、結(jié)構(gòu)的特殊性、建造費用、震后損失和修復(fù)難易程度等 各項因素選定。結(jié)構(gòu)抗震性能目標分為A、B、C、D 四個等級 ，結(jié)構(gòu)抗震性能分為1、2、3、4、5五個水準（表4.11.1），每個 性能目標均與一組在指定地震地面運動下的結(jié)構(gòu)抗

5、震性能水準相 對應(yīng)。 結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的三項主要工作: 分析結(jié)構(gòu)方案不符合抗震概念設(shè)計的情 況和程度; 選用抗震性能目標；計算分析和工程判斷,9,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,表4.11.1 結(jié)構(gòu)抗震性能目標,性能水平1：完好、無損壞 性能水平2：基本完好、輕微損壞； 性能水平3：輕度損壞 性能水平4：中度損壞 性能水平5：比較嚴重損壞,10,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,本條規(guī)定了結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計的三項主要工作。 1. 分析結(jié)構(gòu)方案不符合抗震概念設(shè)計的情況和程度 國內(nèi)、外歷次大地震的震害經(jīng)驗已經(jīng)充分說明，抗震概念 設(shè)計是決定結(jié)構(gòu)抗震性能的重要因素。按本節(jié)要求采用抗震性 能設(shè)計的工

6、程，一般不能完全符合抗震概念設(shè)計的要求。結(jié)構(gòu) 工程師應(yīng)根據(jù)本規(guī)程第4章(基本規(guī)定)以及第612章(各類結(jié)構(gòu) 抗震設(shè)計方法)有關(guān)抗震概念設(shè)計的規(guī)定，與建筑師協(xié)調(diào)，改進 結(jié)構(gòu)方案，盡量減少結(jié)構(gòu)不符合概念設(shè)計的情況和程度，不應(yīng) 采用嚴重不規(guī)則的結(jié)構(gòu)方案。對于特別不規(guī)則結(jié)構(gòu)，可按本節(jié) 規(guī)定進行抗震性能設(shè)計，但需慎重選用抗震性能目標，并通過 深入的分析論證。,11,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,2. 選用抗震性能目標 本條提出A、B、C、D四級結(jié)構(gòu)抗震性能目標和五個結(jié)構(gòu)抗震 性能水準（1、2、3、4、5）。地震地面運動一般分為三個水 準，即多遇地震（小震）、設(shè)防烈度地震（中震）及預(yù)估的罕遇 地震（

7、大震）。 A、B、C、D四級性能目標的結(jié)構(gòu)，在小震作用下均應(yīng)滿足第 1抗震性能水準，即滿足彈性設(shè)計要求；在中震或大震作用下， 四種性能目標所要求的結(jié)構(gòu)抗震性能水準有較大的區(qū)別。,12,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,A級性能目標是最高等級，中震作用下要求結(jié)構(gòu)達到第1抗震性能水準 （完好、無損壞），大震作用下要求結(jié)構(gòu)達到第2 抗震性能水準（基本完好、 輕微損壞），即結(jié)構(gòu)仍處于基本彈性狀態(tài)； B級性能目標，要求結(jié)構(gòu)在中震作用下滿足第2抗震性能水準（基本完好、 輕微損壞），大震作用下滿足第3抗震性能水準(輕度損壞)，結(jié)構(gòu)僅有輕度損 壞； C級性能目標，要求結(jié)構(gòu)在中震作用下滿足第3抗震性能水準(輕

8、度損壞) ， 大震作用下滿足第4抗震性能水準(中度損壞)，結(jié)構(gòu)中度損壞； D級性能目標是最低等級，要求結(jié)構(gòu)在中震作用下滿足第4 抗震性能水準 (中度損壞)，大震作用下滿足第5性能水準(比較嚴重損壞)，結(jié)構(gòu)有比較嚴重的 損壞，但不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴重破壞。,13,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,選用性能目標時，需綜合考慮抗震設(shè)防類別、設(shè)防烈度、場 地條件、結(jié)構(gòu)的特殊性、建造費用、震后損失和修復(fù)難易程度等 因素。 鑒于地震地面運動的不確定性以及對結(jié)構(gòu)在強烈地震下非 線性分析方法（計算模型及參數(shù)的選用等）存在不少經(jīng)驗因素， 缺少從強震記錄、設(shè)計施工資料到實際震害的驗證，對結(jié)構(gòu)抗震 性能的判

9、斷難以十分準確，尤其是對于長周期的超高層建筑或特 別不規(guī)則結(jié)構(gòu)的判斷難度更大，因此在性能目標選用中宜偏于安 全一些。,14,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,舉 例 特別不規(guī)則的超限高層建筑或處于不利地段場地的特別不規(guī) 則結(jié)構(gòu)，可考慮選用A級性能目標； 房屋高度或不規(guī)則性超過本規(guī)程適用范圍很多時，可考慮選 用B級或C級性能目標； 房屋高度或不規(guī)則性超過適用范圍較多時，可考慮選用C級 性能目標； 房屋高度或不規(guī)則性超過適用范圍較少時，可考慮選用C級 或D級性能目標。 以上僅僅是舉些例子，實際工程情況很多，需綜合考慮各項 因素，所選用的性能目標需征得業(yè)主的認可。,15,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要

10、求和方法,3. 結(jié)構(gòu)抗震性能分析論證的重點是深入的計算分析和工程判 斷，找出結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)的薄弱部位，提出有針對性的抗震加強 措施，必要的試驗驗證，分析論證結(jié)構(gòu)可達到預(yù)期的抗震性能目 標。一般需要進行如下工作： 1）分析確定結(jié)構(gòu)超過本規(guī)程適用范圍及不符合抗震概念設(shè) 計的情況和程度； 2）認定場地條件、抗震設(shè)防類別和地震動參數(shù)； 3）深入的彈性和彈塑性計算分析（靜力分析及時程分析） 并判斷計算結(jié)果的合理性；,16,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,4）找出結(jié)構(gòu)有可能出現(xiàn)的薄弱部位以及需要加強的關(guān)鍵部 位，提出有針對性的抗震加強措施； 5）必要時，還需進行構(gòu)件、節(jié)點或整體模型的抗震試驗， 補充提

11、供論證依據(jù)，例如對本規(guī)程未列入的新型結(jié)構(gòu)方案又無震 害和試驗依據(jù)或?qū)τ嬎惴治鲭y以判斷、抗震概念難以接受的復(fù)雜 結(jié)構(gòu)方案； 6）論證結(jié)構(gòu)能滿足所選用的抗震性能目標的要求。,17,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法性能水準,4.11.2 結(jié)構(gòu)抗震性能水準可按表4.11.2 進行宏觀判別，各種性能水 準結(jié)構(gòu)的樓板均不應(yīng)出現(xiàn)受剪破壞。,表4.11.2 各性能水準結(jié)構(gòu)預(yù)期的震后性能狀況,18,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,本條表4.11.2 列出了五個性能水準結(jié)構(gòu)地震后的預(yù)期性能狀況，包括損壞情況及繼續(xù)使用的可能性，據(jù)此可對各性能水準結(jié)構(gòu)的抗震性能進行宏觀判斷。本條所說的“關(guān)鍵構(gòu)件”可由結(jié)構(gòu)工程師

12、根據(jù)工程實際情況分析確定。 關(guān)鍵構(gòu)件舉例 水平轉(zhuǎn)換構(gòu)件及其支承結(jié)構(gòu)、大跨連體結(jié)構(gòu)的連接體及其支承結(jié)構(gòu)、大懸挑結(jié)構(gòu)的主要懸挑構(gòu)件、加強層伸臂和周邊環(huán)帶結(jié)構(gòu)中的某些關(guān)鍵構(gòu)件及其支承結(jié)構(gòu)、長短柱在同一樓層且數(shù)量相當時該層各個長短柱、細腰型平面很窄的連接樓板、扭轉(zhuǎn)變形很大部位的豎向（斜向）構(gòu)件等。,19,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法計算設(shè)計,4.11.3 不同抗震性能水準的結(jié)構(gòu)設(shè)計可按下列規(guī)定進行： 1 第1 性能水準的結(jié)構(gòu)，應(yīng)滿足彈性設(shè)計要求。小震作用 下，其承載力和變形應(yīng)符合本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定；在中震或大震 作用下，全部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震承載力宜符合下式要求： （4.11.3-1） 式中： 地震作

13、用標準值的構(gòu)件內(nèi)力，不需乘以與抗震等級有關(guān)的增大系數(shù)。 第1 性能水準: 無損壞,20,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,第1 性能水準結(jié)構(gòu)，要求全部構(gòu)件的抗震承載力滿足彈性設(shè)計要求。 小震作用下，結(jié)構(gòu)的層間位移、全部結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載力及結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定等均應(yīng)滿足本規(guī)程有關(guān)規(guī)定；結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級不宜低于本規(guī)程的有關(guān)規(guī)定，需要特別加強的構(gòu)件可適當提高抗震等級，已為特一級的不再提高。 中震或大震作用下，構(gòu)件承載力需滿足彈性設(shè)計要求，如式（4.11.3-1），式中構(gòu)件組合內(nèi)力計算中不計入風(fēng)荷載作用效應(yīng)的組合， 地震作用標準值的構(gòu)件內(nèi)力計算中不需要乘以與抗震等級有關(guān)的增大系數(shù)。,21,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性

14、能設(shè)計要求和方法,2 第2 性能水準的結(jié)構(gòu)，在中震或大震作用下，豎向構(gòu)件及關(guān) 鍵構(gòu)件的抗震承載力宜符合彈性設(shè)計要求；耗能構(gòu)件的受剪承載 力宜符合彈性設(shè)計要求，其正截面承載力宜符合下式要求： （4.11.3-2） 式中： 材料強度標準值計算的截面承載力。 第2性能水準：基本完好、輕微損壞； 標準值復(fù)核 ,22,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,第2 性能水準結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求與第1 性能水準結(jié)構(gòu)的差別 是，框架梁、剪力墻連梁等耗能構(gòu)件的正截面承載力（抗彎） 只需要滿足式（4.11.3-2）的要求，即滿足“屈服承載力設(shè)計”。 “屈服承載力設(shè)計”是指構(gòu)件按材料強度標準值計算的承載力Rk 不小于按重力荷

15、載及地震作用標準值計算的構(gòu)件組合內(nèi)力，作 用分項系數(shù)（ ）及抗震承載力調(diào)整系數(shù) ， 均取1.0。,23,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,3 第3 性能水準的結(jié)構(gòu)應(yīng)進行彈塑性分析，在中震或大震作用 下，豎向構(gòu)件及關(guān)鍵部位構(gòu)件的正截面承載力宜滿足式（4.11.3- 2）的要求: （4.11.3-2） 豎向構(gòu)件及關(guān)鍵部位構(gòu)件受剪承載力宜滿足式（4.11.3-1）的要 求； 部分耗能構(gòu)件進入屈服階段，但抗剪承載力宜滿足式（4.11.3- 2）的要求。大震作用下，結(jié)構(gòu)薄弱部位的最大層間位移角應(yīng)滿 足本規(guī)程第4.7.5 條的規(guī)定(彈塑性變形驗算)。 第3性能水準：輕度損壞 ； 標準值復(fù)核或設(shè)計值復(fù)核,

16、24,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,第3 性能水準結(jié)構(gòu)，允許部分框架梁、剪力墻連梁等耗能構(gòu)件進入屈服階段，豎向構(gòu)件及關(guān)鍵構(gòu)件承載力需滿足“屈服承載力設(shè)計”的要求。 整體結(jié)構(gòu)進入彈塑性狀態(tài)，應(yīng)進行彈塑性分析。為方便設(shè)計，允許采用彈性方法計算豎向構(gòu)件及關(guān)鍵部位構(gòu)件的組合內(nèi)力（ ），計算中可適當考慮結(jié)構(gòu)阻尼比的增加（增加值一般不大于0.02）以及剪力墻連梁剛度的折減（剛度折減系數(shù)一般不小于0.4）。實際工程設(shè)計中，可以先對底部加強部位和薄弱部位的豎向構(gòu)件承載力按上述方法計算，再通過彈塑性分析校核全部豎向構(gòu)件(要求均未屈服)。,25,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,4 第4 性能水準的結(jié)構(gòu)應(yīng)

17、進行彈塑性計算分析，在中震或大震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件的抗震承載力宜滿足式（4.11.3-2）的要求： 部分豎向構(gòu)件以及大部分耗能構(gòu)件進入屈服階段，但鋼筋混凝土構(gòu)件的受剪截面應(yīng)滿足式（4.11.3-3）的要求，鋼-混凝土組合剪力墻的受剪截面應(yīng)滿足式（4.11.3-4）的要求。大震作用下，結(jié)構(gòu)薄弱部位的最大層間位移角應(yīng)符合本規(guī)程第4.7.5 條的規(guī)定(彈塑性變形驗算)。 （4.11.3-3） 第4 性能水準: 中度損壞 ；標準值復(fù)核,26,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,第4 性能水準結(jié)構(gòu)，關(guān)鍵構(gòu)件承載力仍需滿足“屈服承載力設(shè)計”的要求，允許部分豎向構(gòu)件及大部分框架梁、剪力墻連梁等耗能構(gòu)件進入屈服

18、階段，但構(gòu)件的受剪截面應(yīng)滿足截面限制條件，這是防止構(gòu)件不發(fā)生脆性受剪破壞的最低要求。式（4.11.3-3）和（4.11.3-4）中， 可按彈塑性計算結(jié)果取值，也可按彈性方法計算結(jié)果取值（一般情況下，此取值是偏于安全的）。結(jié)構(gòu)的抗震性能必需通過彈塑性計算加以深入分析，例如：彈塑性層間位移角、構(gòu)件屈服的次序及塑性鉸分布、結(jié)構(gòu)的薄弱部位、整體結(jié)構(gòu)的承載力不發(fā)生下降等。整體結(jié)構(gòu)的承載力可通過靜力彈塑性方法進行估計。,27,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,5 第5 性能水準的結(jié)構(gòu)應(yīng)進行彈塑性計算分析，在大震作用下，關(guān)鍵構(gòu)件的抗震承載力宜滿足式（4.11.3-2）的要求；較多的豎向構(gòu)件進入屈服階段，但

19、不允許同一樓層的豎向構(gòu)件全部屈服；豎向構(gòu)件的受剪截面應(yīng)滿足式（4.11.3-3）或（4.11.3-4）的要求；允許部分耗能構(gòu)件發(fā)生比較嚴重的破壞；結(jié)構(gòu)薄弱部位的最大層間位移角應(yīng)符合本規(guī)程第4.7.5 條的規(guī)定(彈塑性變形驗算)。 第5 性能水準結(jié)構(gòu)與第4 性能水準結(jié)構(gòu)的差別在于允許比較多的豎向構(gòu)件進入屈服階段，并允許部分“梁”等耗能構(gòu)件發(fā)生比較嚴重的破壞。結(jié)構(gòu)的抗震性能必需通過彈塑性計算加以深入分析，尤其應(yīng)注意避免同一樓層的全部豎向構(gòu)件進入屈服并宜控制整體結(jié)構(gòu)的承載力不發(fā)生下降。如整體結(jié)構(gòu)的承載力發(fā)生下降，也應(yīng)控制下降的幅度不超過5%。 第5水準：比較嚴重損壞,28,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要

20、求和方法彈塑性計算,4.11.4 結(jié)構(gòu)彈塑性計算分析應(yīng)符合下列要求： 1 高度不超過150m 的高層建筑可采用靜力彈塑性分析方法； 高度超過200m 時，應(yīng)采用彈塑性時程分析法；高度在150200 m 之間，可視結(jié)構(gòu)不規(guī)則程度選擇靜力或時程分析法。高度超過 300m 的結(jié)構(gòu)或新型結(jié)構(gòu)或特別復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，應(yīng)由兩個不同單位 進行獨立的計算校核； 2 彈塑性計算分析應(yīng)以混凝土構(gòu)件的實際配筋、型鋼和鋼構(gòu) 件的實際截面規(guī)格為基礎(chǔ)，不應(yīng)以估算的配筋和鋼構(gòu)件替代；,29,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,3 復(fù)雜結(jié)構(gòu)應(yīng)進行施工模擬分析，應(yīng)以施工全過程 完成后的內(nèi)力為初始狀態(tài)； 4 彈塑性時程分析宜采用雙向或三向地震輸入，計 算結(jié)果宜取多組波計算結(jié)果的包絡(luò)值； 5 應(yīng)對計算分析結(jié)果進行合理性判斷。,30,2 引入結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計要求和方法,結(jié)構(gòu)抗震性能設(shè)計時，彈塑性分析計算是很重要的手段之一。 1 靜力彈塑性方法和彈塑性時程分析法各有其優(yōu)缺點和適用范圍。本條對靜力彈塑性方法的適用范圍放寬到150m 或2