浙江省超限高层建筑工程抗震设计导则(2024).docx
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1、浙江省超限高层建筑工程抗震设计导则GuidelinesforSeismicDesignofcode-exceedingtallbuildingsinZhejiangProvince浙江省住房和城乡建设厅2023年12月为进一步做好浙江省超限高层建筑工程的抗震设计及专项审查工作,确保设计和审查质量,根据住房和城乡建设部超限高层建筑工程抗震设防管理规定(建设部令第Ul号)和超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点(建质201567号)的要求,结合浙江省实际情况,制定本导则。在编制过程中,依据国家和浙江省有关法规和技术标准,总结和吸收了国内超限高层建筑工程的相关技术及应用经验,充分考虑了浙江省社会经
2、济水平,并在广泛征求有关单位和专家意见后形成的。木导则主要内容包括:1.总则;2.术语和符号;3.超限高层建筑工程判别;4.荷载与地震作用;5.超限高层建筑工程结构设计要点;6.超限高层建筑工程抗震性能化设计;7.超限高层建筑结构专项分析;8.超限高层建筑工程结构试验及监测;9.超限高层建筑工程可行性论证报告。本导则的具体解释工作由浙江省建筑设计研究院负责。在执行过程中,请各单位结合工程实践,深入研究,不断总结经验,并将意见和建议寄交:浙江省建筑设计研究院浙江省超限高层建筑工程抗震设计导则编制组(地址:杭州市安吉路18号,邮编310006,E-mail:quhaochuan)。本导则主编单位、
3、参编单位、主要起草人和主要审查人:主编单位:浙江省建筑设计研究院参编单位:浙江省建设工程抗震技术委员会浙江大学建筑设计研究院有限公司浙江大学杭州市建筑设计研究院有限公司杭州市城建设计研究院有限公司浙江绿城建筑设计有限公司中国联合工程有限公司宁波市建筑设计研究院有限公司浙江工业大学工程设计集团有限公司汉嘉设计集团股份有限公司杭州铁木辛柯工程设计有限公司浙大城市学院主要起草人:杨学林蔡颖天王银根邵剑文李保忠高超瞿浩川李冰河沈国辉赵阳周平槐祝文畏付波许国平楼东浩应义淼周峻陆锋景亭王震顾建文周豪毅主要审查人:郁银泉周建龙郭丽徐和财陈青佳陈岳林胡凌华朱纪平孙会郎1总则12术语和符号32.1 术语32.2
4、 主要符号43超限高层建筑工程判别63.1 一般规定63.2 结构高度超限工程的判别63.3 结构规则性超限工程的判别83.4 大跨屋盖超限工程的判别193.5 特殊类型超限工程的判别204荷载与地震作用214.1 竖向荷载214.2 风荷载214.3 地震作用245超限高层建筑结构设计要点295.1 一般规定295.2 高度超限结构335.3 平面不规则结构365.4 竖向不规则结构40I带转换层结构40II带加强层结构41III错层结构42IV连体结构43V多塔结构44VI体型收进结构45VlI悬挑结构46VIH吊挂结构46IX掉层或吊脚结构475.5 大跨屋盖结构485.6 特殊类型结构
5、52I全框支混凝土剪力墙结构52II竖向混合结构55III 巨型结构56IV 重力钢框架-混凝土剪力墙结构58V 斜交网格筒结构59VI 超长悬挑结构和超大跨度连体结构615.7地基基础626超限高层建筑结构抗震性能化设计646.1 一般规定646.2 性能目标和性能设计指标696.3 抗震计算分析78I弹性分析与等效弹性分析81II弹塑性分析836.4 结构性能评价886.5 构件性能评价937超限高层建筑结构专项分析987.1 施工模拟分析987.2 非荷载效应工况分析997.3 抗连续倒塌分析IOl7.4 其他专项分析102I楼板应力分析102II结构舒适度分析102III支座和节点分析
6、104IV结构稳定分析1058超限高层建筑结构试验与监测1098.1 一般规定1098.2 结构抗风试验1098.3 结构抗震试验1108.4 结构静力试验Ill8.5 结构监测1129超限高层建筑工程设计可行性论证报告1139.1 一般规定1139.2 可行性论证报告正文1139.3 设计图纸1169.4 计算书117附录A浙江省主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组118附录B地震波的选择方法119附录C材料非线性本构模型132附录D风荷载体型系数139附录E基于构件弹塑性转角的构件评价准则146附录F基于构件变形指标的钢构件性能评价准则149附录G.1超限高层建筑工程初步
7、设计抗震设防审查申报表(高度、规则性超限工程示例).154附录G.2超限高层建筑工程初步设计抗震设防审查申报表(屋盖超限工程示例)156本导则用词说明158引用标准名录159.o.为规范浙江省超限高层建筑工程的抗震设计及专项审查工作,确保设计和审查质量,根据住房和城乡建设部超限高层建筑工程抗震设防管理规定(建设部令第Ill号)和超限高层建筑工程抗震设防专项审查技术要点(建质201567号)的要求,结合浙江省实际情况,制定本导则。1.0.2本导则适用于超限高层建筑工程的抗震设计,也可用于抗震设防专项审查。【条文说明】本导则适用于浙江省超限高层建筑工程的抗震设计与抗震设防专项审查;对于特别不规则的
8、多层结构,虽然可不进行抗震设防专项审查,但相关设计要点是一致的,也可参照执行。1.0.3超限高层建筑工程的抗震设防目标应高于般高层建筑工程,并应采用抗震性能化设计方法进行抗震设计。【条文说明】我国现阶段的抗震设防目标是“小震不坏、中震可修、大震不倒”(即三水准设防目标),采用“两阶段”设计方法,第一阶段:小震下的结构构件承载力计算+概念设计与抗震措施;第二阶段:大震下的结构弹塑性变形验算(规范限值)。具体来说,对于大多数规则结构,只要进行第一阶段的设计,其中的“小震承载力计算”用于实现“小震不坏”兼顾“中震可修”,“概念设计与抗震措施”用于实现结构“大震不倒”;对于少数不规则结构,除完成第一阶
9、段设计外,还要进行第二阶段设计,即进行大震作用下的结构弹塑性变形脸算,通过“概念设计与抗震措施”及结构弹塑性变形验算,共同实现结构“大震不倒二概念设计和抗震措施的主要内容包括:1)合理的结构体系与屈服机制(宜具有多道防线);2)结构高度的要求(不超过最大适用高度);3)抗侧力结构布置的规则性要求;4)结构和构件的延性要求。其中,第1)3)项属于“抗震概念设计”的范畴:第4)项属于“抗震措施”的范“抗震措施”包括“内力调整”和“抗震构造措施”。“内力调整”一般属于结构层面的措施,主要目的是保证结构的延性,如通过结构构件的内力调整,实现“强柱弱梁、强墙肢弱连梁、强节点弱构件”的延性机制,使结构的塑
10、性发展从次要构件开始或从主要构件的次要部位开始,大震下结构持续变形,但竖向承载力基本保持稳定,确保不倒塌。“抗震构造措施”属于构件层面的措施,主要目的是保证构件的延性,通过限制构件的轴压比、剪压比,提高构件配筋率、配箍率等,提高构件的变形能力。“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设防目标,以及将建筑物划分为甲、乙、丙、丁四大类抗震设防分类标准,已初步体现了抗震性能化设计的基本思想。但规范采用“三水准、两阶段”设计方法带有很强的经验性因素,“概念设计和抗震措施”尽管对抵御强震很有效,但尚不能针对不同地震水准下的结构性能进行定量化评估。而基于性能的抗宸设计方法则不同,它要求结构在不同水平地震作用下具
11、有明确的性态水平,其基本设计思想是:使所设计的结构在预定的设计工作年限内、在不同强度水准的地震作用下,达到不同的预定性能目标。这里所指的预定性能目标,具有广泛的含义和内容,既可以是结构和人员生命安全,也可以是建筑物的内部装修、设备、非结构构件等诸多方面。性能目标可根据业主多层次需求和社会经济发展承受能力等多方面因素综合确定。与“三水准、两阶段”设计方法相比,基于性能的抗震设计方法具有以下特点:基于性能的抗震设计方法可实现所设计的结构,在不同强度水准的地震作用下具有相对明确的性能水平;而传统抗震设计方法尽管也提到三水准,但没有具体明确的量化指标,如“中震可修”,只是一个定性的描述,没有明确的量化
12、指标,很难在实标设计中得到保证。而基于性能的抗震设计方法,可实现结构在不同强度水准的地震作用下具有相对明确的性能水平。基于性能的抗震设计方法是一种基于“投资成本-效益”准则的设计方法,结构抗震性能目标的确定,可综合考虑社会经济水平、建筑物重要性、建造成本和保养维修费用以及在可能遭受地震作用后的直接和间接损失来优化确定。基于性能的抗震设计方法是一种可兼顾结构共性和个性要求的抗震设计方法,因而能满足不同业主提出的不同层次的设计需求,可充分发挥研究者和设计者的创造性,并有利于新材料、新技术在抗震设计中的应用。性能化设计方法比较适合于超限高层结构的抗震设计。根据超限高层建筑定义,其结构或是高度超过了规
13、范规定的最大适用高度,或是结构规则性指标超过了规范要求,或是结构类型超出了现行规范的适用类型。可见,超限高层建筑结构在某一方面或多个方面存在与抗震概念设计要求不相符合的情况。因此,基于小震承载力计算、通过概念设计和抗震措施保证大震不倒的传统抗震设计方法,无法适应超限高层结构的抗震设计,而基于性能的抗震设计方法是比较适合的方法。1.0.4在现有的技术和经济条件下,当结构安全与建筑功能、建筑美观之间出现矛盾时,建筑方案应根据结构安全的要求进行调整。1.0.5依据本导则进行抗震设计的超限高层建筑工程,尚应符合国家及浙江省现行有关技术标准和政策的规定。2术语和符号2.1 术语2.1.1 高层建筑tal
14、lbuilding10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑和房屋高度大于24m的其他民用建筑。2.1.2 超限高层建筑工程OUt-Of-Codetallbuildingofseismicfortification超出国家和浙江省现行规范、规程所规定的适用高度和适用结构类型的高层建筑工程,体型特别不规则的高层建筑工程,以及有关规范、规程和政府文件规定应当进行抗震专项审查的高层建筑工程。2.1.3 复杂高层结构complextallbuildingstructures现行行业标准高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3第10章所指的带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、竖向体型收进
15、结构和悬挑结构。2.1.4 建筑抗震概念设计seismicconceptdesignOfbuildings根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想,进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。2.1.5 抗震构造措施detailsofseismicdesign根据抗震概念设计原则,一般不需计算而对结构和非结构各部分必须采取的各种细部要求。2.1.6 抗震措施seismicmeasures除地震作用计算和抗力计算以外的抗震设计内容,包括抗震构造措施。2.1.7 结构抗震性能化设计performance-basedseismicdesignofstructure以结构抗震性能目标为基
16、准的结构抗震设计。2.1.8 结构抗震性能目标seismicperformanceobjectivesofstructure针对不同的地震地面运动水准设定的结构抗震性能水准。2.1.9 抗震性能化水准seismicperformancelevelsofstructure对结构在特定地震作用下损坏状态及继续使用可能性等抗震性能的界定。2.1.10 竖向混合结构VertiCalhybridStrUCtUreS由上部钢结构、下部钢筋混凝土结构构成的组合高层结构。2.1.11 全框支混凝土剪力墙结构framesupportingconcreteshearwallstructures一种带水平转换构件的
17、结构形式,转换层及以下采用框架结构,转换层以上采用剪力墙结构或框架-剪力墙结构。2.1.12 重力钢框架-混凝土剪力墙结构gravitysteelframe-concreteshearwallstructures一种由建筑平面外围钢筋混凝土剪力墙、中间设置钢梁和钢柱(或钢管混凝土柱)组成,钢梁与柱和墙之间主要采用较接连接的结构。2.1.13 转换层transferstory设置转换结构构件的楼层,包括水平结构构件及其以下的竖向构件。本导则所指的转换层主要针对底部带托墙转换层的剪力墙结构(部分框支剪力墙结构、全框支剪力墙结构)以及底部带托柱转换层的筒体结构,不包括仅个别结构构件进行转换的情况。2
18、.1.14 加强层storywithoutriggersand/orbeltmembers设置连接内筒与外围结构的水平伸臂结构(梁或桁架)的楼层,必要时还可沿该楼层外围结构设置带状水平桁架或梁。2.1.15 结构构件structuralmembers指主体结构构件,不包括隔震和减震部件。2.1.16 非结构构件non-structuralcomponents除承重骨架体系以外的固定构件和部件,主要包括非承重墙体、围护结构构件、装饰构件、固定于楼面的大型储物柜等。2.2 主要符号2.2.1 抗力和材料性能Ak、九一分别为混凝土轴心抗压强度标准值和轴心抗拉强度标准值;A钢筋(钢材)抗拉强度设计值;
19、Ec混凝土弹性模量;6 钢筋(钢材)弹性模量;K结构(构件)的刚度;MR抗倾覆弯矩标准值。2.2.2 几何参数AC混凝土的截面面积;Aa型钢(或钢板)的截面面积;4梁截面惯性矩;IW剪力墙截面惯性矩;e.第i层质心偏移值;1.i第i层建筑物总长度。2.2.3 作用和作用效应居总水平力标准值;G第j层的重力荷载代表值;G一上部结构及地下室、基础总重力荷载代表值;GO剪力墙墙肢名义拉应力;倾覆弯矩标准值;MS滑动力矩标准值;M设防烈度地震作用下双向水平地震作用下的墙肢轴拉力;Vf对应于地震作用标准值且未经调整的各层(或某一段内各层)框架承担的地震总剪力:Vek水平地震剪力标准值;第/层的地震剪力标
20、准值;4第i层在地震作用标准值作用下的层间位移。2.2.4计算参数GCmax水平地震影响系数最大值;A最小地震剪力系数;结构阻尼比。3超限高层建筑工程判别3.1 一般规定3.1.1 超限高层建筑工程包括结构高度超限工程、结构规则性超限工程、大跨屋盖超限工程、特殊结构类型超限工程等。对于超限高层建筑工程,应对其所包含的超限项类型和超限程度进行判别,并应采取相应的抗震设计加强措施,3.1.2 超限高层建筑工程宜优化结构布置,减少超限项数量和超限程度;对于判别为严重不规则的高层建筑工程,应调整建筑和结构方案。3.1.3 超限高层建筑工程的不规则程度应根据不规则项的类型和数量,按表3.1.3分为I、I
21、kIn三个等级。表3.1J超限高层建筑工程的不规则程度分级不规则类型程度分级RiR2R3R1+R2R1+R3R2+R3R1+R2+R3RiR2RiR3R2R?RiR2I62523111111331214/注:1H类不规则类型表示结构存在本导则表331“中所列的不规则项:2Ra类不规则类型表示结构存在本导则表3.3.I-2中所列的不规则项:38类不规则类型表示结构存在本导则表33.1-3中所列的不规则项。【条文说明】建筑体型及构件布置的规则性决定了抗震设计的难易程度及付出的代价。不同不规则程度的结构需采取的性能目标和措施有所区别。当采用不规则程度为III级的高层建筑时,工程师应根据工程实际情况综
22、合判别是否符合规范中规定的严重不规则项的描述,当判别为严重不规则时,应调整建筑和结构方案。3.2 结构高度超限工程的判别3.2.1 建筑结构高度的计算应符合下列规定:1建筑结构高度应自室外地面起算,至建筑主要屋面板面的高度;对于局部突出屋面的电梯机房、水箱间等结构,当其竖向构件的围合面积大于屋面面积的30%时,应计及其高度。2坡屋面建筑的结构高度应自室外地面起算至1/2坡屋面高度处的高度。3隔震建筑的结构高度应自隔震层下支墩顶部标高和室外地面标高的较小值起算,至建筑主要屋面板面的高度。4山地建筑的结构高度应按现行行业标准山地建筑结构设计标准JGJ/T472确定。3.2.2 结构高度超过表3.2
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