中华人民共和国行业标准高层建筑混凝土结构技术规程JGJ 3-2002条文说明 1
前言
《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2002经建设部2002年6月3日以建标[2002]138号文批准，业已发布。
原规程《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》JGJ 3-91的主编单位是中国建筑科学研究院，参加单位是北京市建筑设计院、清华大学、北京市建筑工程总公司、中京建筑事务所、上海市建筑科学研究所、上海市民用建筑设计院、广东省建筑设计研究院。
为便于广大设计、施工、科研、教学等单位的有关人员在使用本规程时能正确理解和执行条文规定，规程编制组按章、节、条的顺序，编制了本规程的条文说明，供使用者参考。在使用过程中，如发现本规程条文说明有不妥之处，请将意见函寄中国建筑科学研究院《高层建筑混凝土结构技术规程》管理组（邮政编码：100013，地址：北京北三环东路30号）。
1 总 则
1.0.1 20 世纪 90 年代以来，我国混凝土占构高层建筑迅速发展，钢筋混凝土结构体系积累了很多工程经验和科研成果，钢和混凝土的混合结构体系也积累了不少工程经验和研究成果。此次规程修订，除对钢筋混凝土高层建筑结构的条款进行补充修订外，又增加了钢和混凝土的混合结构设计-规定，并将原规程名称《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》更改为《高层建筑混凝土结构技术规程》。
l.0.2 原规程规定适用于8层及8层以上的高层民用建筑结构，此次修订改为适用于10层及10层以上或房屋高度超过 28m 的高层民用建筑结构。原规程制订时，我国高层建筑的层数，一般为8～30层，个别建筑层数较高。近年来，我国高层建筑发展十分迅速，各地兴建的高层建筑层数已普遍增加，房屋高度在150m以上的高层建筑已超过100幢。国际上诸多国家和地区对高层建筑的界定多在10层以上。为适应我国高层建筑发展的形势并与国际诸多国家的界定相适应，此次修订中将规程适用范围定为10层及10层以上的高层民用建筑结构，其房屋的最大适用高度和结构类型应符合本规程的专门条款。考虑到有些钢筋混凝土结构建筑，其层数虽未达到10层，但其房屋高度较高，为适应设计需要，此次修订中将房屋高度超过28m的民用建筑也纳入了本规程的适用范围。
对于房屋层数少于10层或房屋高度小于28m但接近10层或28m的民用建筑，也可参照本规程的规定进行结构设计。
本条还规定，本规程不适用于建造在危险地段场地的高层建筑，这是此次修订中增加的内容。大量地震震害及其他自然灾害表明，在危险地段场地建造房屋和构筑物较难幸免灾祸，在危险地段场地应避免建造高层建筑。我国没有在危险地段场地建造高层建筑的工程实践经验，也没有相应的研究成果，本规程也没有专门条款。
1.0.5 本条规定应注重结构的概念设计，应保证结构的整体性，这是国内外历次大地震及风灾的重要经验总结。概念设计及结构整体性能是决定高层建筑结构抗震、抗风性能的重要因素，若结构严重不规则、整体性差，则按目前的结构设计及计算技术水平，较难保证结构的抗震、抗风性能，尤其是抗震性能。
2 术语
本章是根据标准编制要求新增加的，术语一节是新内容，符号一节是在原规程JGJ 3-91"主要符号"的基础上修改而成的。
"高层建筑"的定义，大多根据不同的需要和目的而确定，国际、国内的定义不尽相同。国际上诸多国家和地区对高层建筑的界定多在10层以上，我国不同标准有不同的定义。本规程主要是从结构设计的角度考虑的。
本规程中的"剪力墙（shearwall）"，在现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中称抗震墙，在现行国家标准《建筑结构设计术语和符号标准》GB/T 50083中称结构墙（structural wall)。"剪力墙"既用于抗震结构也用于非抗震结构，这一术语在国外应用已久，在国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中和国内建筑工程界也一直应用。
"筒体结构"尚包括框筒结构、束筒结构等，本规程主要涉及框架-核心筒结构和筒中筒结构。
"混合结构"包括内容较多，本规程主要涉及高层建筑中常用的钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体 (或剪力墙) 所组成的共同承受竖向和水平作用的高层建筑结构。
其他一些相关的术语，如多塔楼结构、连体结构、错层结构等，目前尚无比较确切的定义，本规程暂未列入。
3 荷载和地震作用
3.1 竖向荷载
3.1.1 竖向荷载按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009有关规定采用。 GB 50009与原GBJ 9-87相比，有较大的改动，使用时应予注意：
1 对楼面均布活荷载作部分的调整和增项
1) 办公楼、住宅和宿舍等项目，其建设量在近期比较大，而且其荷载性质存在变化的可能性，应工程界的普遍要求，将其荷载标准值提高到 2.0kN/m2 。
2) 其他用途的民用项目，除个别有调整外，大部分仍保持原有水平。为了便于工程人员能在一般情况下确定荷载，对民用建筑楼面可根据在楼面上活动的人和设施的不同，将取值分成八个档次：
①活动的人很少 LK＝1.5kN/m2
②活动的人较多 LK＝2.0kN/m2
③活动的人更多且有较多设备 LK＝2.5kN/m2
④活动的人很多且有较重设备 LK＝3.0kN/m2
⑤活动的人很集中，有时很拥挤或有较重设备 LK＝3.5kN/m2
⑥活动的性质比较剧烈 LK＝4.0kN/m2
⑦贮存物品的仓库 LK＝5.0kN/m2
⑧有大型的机械设备 LK＝6.0kN/m2
3) 通风机房和电梯机房是新增的，根据有关资料和意见反馈，暂时定为 6.0kN/m2。
4) 增添的车道荷载与车库荷载的性质相同，除客车与原定规范相同外，增加了考虑消防车的楼面活荷载，客车不包括9人以上的大型客车，消防车系指 30t 级的大型车，当用途不符要求时，可按实际轮压参考荷载规范附录B的规定换算。
5) 书库活荷载一般仍按原规范采用，但书架超过2m时，应按每米书架高度不小于 2.5kN/m2 确定。
6) 增加了非固定隔墙的荷载，取隔墙每延米自重（kN/m）的1/3作为楼面活荷载的附加值(kN/m2)，并规定该值不小于1.0kN/m2。
2 对屋面均布活荷载中不上人屋面的取值也作了部分调整，参照国外规范，采用 0.5kN/m2，但当施工荷载较大时，仍应按实际情况采用，或在施工中采取特殊措施。考虑到有些结构规范，在采用该规定时，有可能与原规范相差较大，为此在附注中给出允许做 0.2kN/m2的增减。屋顶花园的荷载标准值取 3.0kN/m2，但不包括花圃土石材料的自重。
屋面还应考虑可能出现的积水荷载，必要时应按积水的可能深度确定。
3.1.5 直升机平台的活荷载是根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB 50009 的有关规定确定的。部分直升机的有关参数见表 1 。
3.2 风 荷 载
3.2.1 风荷载计算的原则采用现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB 50009 的规定。对于主要承重结构，风荷载标准值的表达可有两种形式，其一为平均风压加上由脉动风引起结构风振的等效风压；另一种为平均风压乘以风振系数。由于结构的风振计算中，往往是受力方向基本振型起主要作用，因而我国与大多数国家相同，采用后一种表达形式，即采用风振系数βz。它综合考虑了结构在风荷载作用下的动力响应，其中包括风速随时间、空间的变异性和结构的阻尼特性等因素。
基本风压ω0是根据全国各气象台站历年来的最大风速记录，按基本风压的标准要求，将不同测风仪高度和时次时距的年最大风速，统一换算为离地 10m 高，自记式风速仪 10min 平均年最大风速 (m/s) 。根据该风速数据统计分析确定重现期为 50 年的最大风速，作为当地的基本风速υ0。再按贝努利公式确定基本风压。
3.2.2 现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB 50009 将基本风压的重现期由以往的 30 年改为 50 年，这样，在标准上将与国外大部分国家取得一致。但经修改后，各地的基本风压并不全是在原有的基础上提高 10％，而是根据新的风速观测数据，进行统计分析后重新确定的。为了能适应不同的设计条件，风荷载计算可采用与基本风压不同的重现期。规程 JGJ 3-91 对高层建筑的基本风压乘以 1.1 的增大系数采用，现因基本风压的重现期已由 30 年改为 50 年，所以对于一般高层建筑不需再乘以 1.1 的增大系数。但对于特别重要的高层建筑或对风荷载比较敏感的高层建筑，应考虑 100 年重现期的风压值较为妥当。当没有 100 年一遇的风压资料时，也可近似将 50 年一遇的基本风压值乘以增大系数 1.1 采用。
对风荷载是否敏感，主要与高层建筑的自振特性有关，目前尚无实用的划分标准。一般情况下，房屋高度大于 60m 的高层建筑可按 100 年一遇的风压值采用；对于房屋高度不超过 60m 的高层建筑，其基本风压是否提高，可由设计人员根据实际情况确定。
3.2.3 风压高度变化系数按现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB 50009 采用。对原规范的 A、B 两类，其有关参数保持不变； C 类系指有密集建筑群的城市市区，其粗糙度指数系数由 0.2 提高到 0.22 ，梯度风高度仍取 400m ；新增加的 D 类系指有密集建筑群且有大量高层建筑的大城市市区，其粗糙度指数系数取 0.3 ，梯度风高度取 450m 。
在大气边界层内，风速随离地面高度而增大。当气压场随高度不变时，风速随高度增大的规律，主要取决于地面粗糙度和温度垂直梯度。通常认为在离地面高度为 300～500m 时，风速不再受地面粗糙度的影响，也即达到所谓"梯度风速"，该高度称之梯度风高度。地面粗糙度等级低的地区，其梯度风高度比等级高的地区为低。
在确定城区的地面粗糙度类别时，若无地面粗糙度指数实测结果，可按下述原则近似确定：
1 以拟建房屋为中心、 2km 为半径的迎风半圆影响范围内的房屋高度和密集度来区分粗糙度类别，风向原则上应以该地区最大风的风向为准，但也可取其主导风向；
2 以半圆影响范围内建筑物的平均高度来划分地面粗糙类别。当平均高度不大于 9m 时为 B 类；当平均高度大于 9m 但不大于 18m 时为 C 类；当平均高度大于 18m 时为 D 类；
3 影响范围内不同高度的面域可按下述原则确定，即每座建筑物向外延伸距离等于其高度的面域内均为该高度，当不同高度的面域相交时，交叠部分的高度取大者；
4 平均高度取各面域面积为权数计算。
3.2.4 对于山区的高层建筑，原来采用系数对其基本风压进行调整，并对山峰和山坡也是根据山麓的基本风压，按高差的风压高度变化系数予以调整。这些规定依据尚不充分，还没有得到实际观测资料的验证。
国外的规范对山区风荷载的规定一般两种形式：一种也是规定建筑物地面为起算点，建筑物上的风荷载直接按规定的风压高度变化系数计算，这种方法比较陈旧。另一种是按地形条件，对风荷载给出地形系数，或对负压高度变化系数给出修正系数。现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009采用后一种形式，并参考加拿大、澳大利亚和英国的相应规范，以及欧洲钢结构协会ECCS的规定《房屋与结构的风效应计算建议》，对山峰和山坡上的建筑物，给出风压高度变化系数的修正系数。
3.2.5 风荷载体型系数是指风作用在建筑物表面上所引起的实际压力（或吸力）与来流风的速度压的比值，它描述的是建筑物表面在稳定风压作用下静态压力的分布规律，主要与建筑物的体型和尺度有关，也与周围环境和地面粗糙度有关。由于它涉及的是关于固体与流体相互作用的流体动力学问题，对于不规则形状的固体，问题尤为复杂，无法给出理论上的结果，一般均应由试验确定。鉴于真型实测的方法对结构设计的不现实性，目前只能采用相似原理，在边界层风洞内对拟建的建筑物模型进行测试。
现行国家标准《建筑结构荷载规范》 GB 50009 表 7.3.1 列出 38 项不同类型的建筑物和各类结构的体型系数，这些都是根据国内外的试验资料和外国规范中的建议性规定整理而成，当建筑物与表中列出的体型类同时可参考应用。
本条的规定是对《建筑结构荷载规范》 GB 50009 表 7.3.1 的简化和整理，以便于高层建筑结构设计时应用，如需较详细的数据，也可按本规程附录 A 采用。
3.2.6 本条给出的风振系数是仅指顺风向振动时的风振系数。由于风速的随机性，风振系数应根据随机振动理论导出，但对于外形和刚度沿高度变化不大的建筑结构，可近似只考虑基本振型影响，按公式 (3.2.6) 计算风振系数。对质量和刚度沿建筑高度分布均匀的弯剪型结构，基本振型系数也可近似采用振型计算点高度z与房屋高度H的比值，这即是原规程JCJ 3-91的算法。
3.2.7 对建筑群，尤其是高层建筑群，当房屋相互间距较近时，由于旋涡的相互干扰，房屋某些部位的局部风压会显著增大，设计时应予注意。对比较重要的高层建筑，建议在风洞试验中考虑周围建筑物的干扰因素。
本条和第 3.2.8 条所说的风洞试验是指边界层风洞试验。
3.2.9 风力作用在高层建筑表面，与作用在一般建筑物表面上一样，压力分布很不均匀，在角隅、檐口、边棱处和在附属结构的部位（如阳台、雨篷等外挑构件），局部风压会超过按本规程3.2.5 条体型系数计算的平均风压。
根据风洞实验资料和一些实测结果，并参考国外的风荷载规范，对水平外挑构件，取用局部体型系数为-2.0 。
3.2.10 建筑幕墙设计时所采用的基本风压，应按现行行业标准《玻璃幕墙工程技术规范》 JGJ 102 和《金属及石材幕墙工程技术规范》 JGJ 133 的有关规定采用。
3.3 地震作用
3.3.1 本条主要引用了现行国家标准《建筑抗震设防分类标准》 GB 50223 和《建筑抗震设计规范》 GB 50011 的规定。对甲类建筑的地震作用，增加了"应按高于本地区抗震设防烈度计算，其值应按批准的地震安全性评价结果确定"的规定。对于乙、丙类建筑，规定应按本地区抗震设防烈度计算。规程 JGJ 3-91 曾规定，6度抗震设防时，除IV类场地上的较高建筑外，可不进行地震作用计算。本次修订，鉴于高层建筑比较重要且结构计算分析软件应用较为普遍，因此规定6度抗震设防时也应进行地震作用计算。通过计算，可与无地震作用效应组合进行比较，并可采用有地震作用组合的柱轴压力设计值计算柱的轴压比。
3.3.2 某一方向水平地震作用主要由该方向抗侧力构件承担，如该构件带有翼缘，尚应包括翼缘作用。有斜交抗侧力构件的结构，当交角大于15°时，应考虑斜向地震作用。对质量和刚度明显不均匀、不对称的结构考虑双向地震作用下的扭转影响。本条第3款的大跨度和长悬臂结构，如结构转换层中的转换构件、跨度大于24m的楼盖或屋盖、悬挑大于2m的水平悬臂构件等，在8度和9度抗震设防时竖向地震作用的影响比较明显，设计中应予考虑。
3.3.3 国外多数抗震设计规范规定需考虑由于施：正、使用或地震地面运动的扭转分量等因素所引起的偶然偏心的不利影响。即使对于平面规则（包括对称）的建筑结构也规定了偶然偏心；对于平面布置不规则的结构，除其自身已有的偏心外，还要加上偶然偏心。现行国家标准《建筑抗震设计规范》 GB 50011 中，对平面规则的结构，采用增大边榀结构地震内力的简化方法考虑偶然偏心的影响。对于高层建筑而言，增大边榀结构内力的简化方法不尽合宜。因此，本条规定直接取各层质量偶然偏心为 0.05Li(Li为垂直于地震作用方向的建筑物总长度) 来计算单向水平地震作用。实际计算时，可将每层质心沿主轴的同一方向 (正向或负向) 偏移。
采用底部剪力法计算地震作用时，也应考虑质量偶然偏心的不利影响。
当计算双向地震作用时，可不考虑质量偶然偏心的影响。
3.3.4 不同的结构采用不同的分析方法在各国抗震规范中均有体现，振型分解反应谱法和底部剪力法仍是基本方法。对高层建筑结构主要采用振型分解反应谱法(包括不考虑扭转耦联和考虑扭转耦联两种方式)，底部剪力法的应用范围较小。弹性时程分析法作为补充计算方法，在高层建筑结构分析中已得到比较普遍的应用。
本条第 3 款对于需要采用弹性时程分析法进行补充计算的高层建筑结构作了具体规定，这些结构高度较高或质量和刚度沿竖向分布不规则或属于特别重要的甲类建筑。
3.3.5 进行时程分析时，鉴于各条地震波输人进行时程分析的结果不同，本条规定根据小样本容量下的计算结果来估计地震效应值。通过大量地震加速度记录输入不同结构类型进行时程分析结果的统计分析，若选用不少于二条实际记录和一条人工模拟的加速度时程曲线作为输入，计算的平均地震效应值不小于大样本容量平均值的保证率在 85％以上，而且一般也不会偏大很多。所谓"在统计意义上相符"指的是，其平均地震影响系数曲线与振型分解反应谱法所用的地震影响系数曲线相比，在各个周期点上相差不大于 20％。计算结果的平均底部剪力一般不会小于振型分解反应谱法计算结果的 80％。
3.3.7～3.3 .8 弹性反应谱理论仍是现阶段抗震设计的最基本理论，本规程的设计反应谱以地震影响系数曲线的形式给出：
1 设计反应谱周期延至6s。根据地震学研究和强震观测资料统计分析，在周期6s范围内，有可能给出比较可靠的数据，也基本满足了国内绝大多数高层建筑和长周期结构的抗震设计需要。对于周期大于6s的结构，抗震设计反应谱应进行专门研究；
2 理论上，设计反应谱存在两个下降段，即：速度控制段和位移控制段，在加速度反应谱中，前者衰减指数为1，后者衰减指数为2。设计反应谱是用来预估建筑结构在其设计基准期内可能经受的地震作用，通常根据大量实际地震记录的反应谱进行统计并结合工程经验判断加以规定。为保持规范的延续性，在T≤5Tg范围内与《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89相同，在T＞5Tg的范围把《建筑抗震设计规范》 GBJ 11-89 的下平台改为倾斜段，使T＞5Tg后的反应谱值有所下降，不同场地类别的最小值不同，较符合实际反应谱的统计规律。在T等于6Tg附近，新的反应谱比《建筑抗震设计规范》 GBJ 11-89 约增加 15％，其余范围取值的变动更小；
3 为了与我国地震动参数区划图接轨，根据设计地震分组和不同场地类别确定反应谱特征周期Tg，即特征周期不仅与场地类别有关，而且还与设计地震分组有关，同时反映了震级大小、震中距和场地条件的影响。设计地震分组中的一组、二组、三组分别反映了近、中、远震的不同影响。为了适当调整和提高结构的抗震安全度，各分区中 I、Ⅱ、Ⅲ类场地的特征周期值较《建筑抗震设计规范》 GBJ 11-89 的值约增大了 0.05s 。同理，罕遇地震作用时，特征周期Tg，值也适当延长。这样处理比较接近近年来得到的大量地震加速度资料的统计结果。
4 现阶段仍采用抗震设防烈度所对应的水平地震影响系数最大值αmax，多遇地震烈度和罕遇地震烈度分别对应于 50 年设计基准期内超越概率为 63％和 2％～3％的地震烈度，也就是通常所说的小震烈度和大震烈度。为了与新的地震动参数区划图接口，表 3.3.7-1 中的αmax除沿用《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89的6、7、8、9度所对应的设计基本加速度值外，对于7～8度、8～9度之间各增加一档，用括号内的数字表示，分别对应于设计基本地震加速度为 0.15g 和 0.30g 的地区。
5 考虑到不同结构类型建筑的抗震设计需要，提供了不同阻尼比(0.01～0.20)地震影响系数曲线相对于标准的地震影响系数(阻尼比为 0.05)的修正方法。根据实际强震记录的统计分析结果，这种修正可分段进行：在反应谱平台段(a＝αmax)，修正幅度最大；在反应谱上升段 (T＜0.1s) 和下降段 (T＞Tg) ，修正幅度变小； 0s 时不修正。
对应于不同阻尼比计算地震影响系数的衰减指数和调整系数见表2。条文中规定，当η2小于0.55时应取0.55；当η1小于0时应取0。