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 4
10.1.1 本章所指的复杂高层建筑结构包括带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构、连体结构、多塔楼结构等。复杂高层建筑结构的计算分析尚应符合本规程第5章的有关规定。
10.1.2 9度抗震设计时不应采用带转换层的结构、带加强层的结构、错层结构和连体结构。
10.1.3 7度和8度抗震设计时,剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不宜大于80m和60m;框架-剪力墙结构错层高层建筑的房屋高度分别不应大于80m和60m。抗震设计时,B级高度高层建筑不宜采用连体结构;底部带转换层的筒中筒结构B级高度高层建筑,当外筒框支层以上采用由剪力墙构成的壁式框架时,其最大适用高度应比本规程表4.2.2-2规定的数值适当降低。
10.1.4 7度和8度抗震设计的高层建筑不宜同时采用超过两种本节第10.1.1条所指的复杂结构。
10.1.5 复杂高层建筑结构中的受力复杂部位,宜进行应力分析,并按应力进行配筋设计校核。
10.1.6 转换层楼面应采用现浇楼板,其混凝土强度等级不应低于C30。框支梁、框支柱、箱形转换结构以及转换厚板的混凝土强度等级均不应低于C30。
10.2 带转换层高层建筑结构
10.2.1 在高层建筑结构的底部,当上部楼层部分竖向构件(剪力墙、框架柱)不能直接连续贯通落地时,应设置结构转换层,在结构转换层布置转换结构构件。转换结构构件可采用梁、桁架、空腹桁架、箱形结构、斜撑等;非抗震设计和6度抗震设计时转换构件可采用厚板,7、8度抗震设计的地下室的转换构件可采用厚板。
10.2.2 底部大空间部分框支剪力墙高层建筑结构在地面以上的大空间层数,8度时不宜超过3层,7度时不宜超过5层,6度时其层数可适当增加;底部带转换层的框架-核心筒结构和外筒为密柱框架的筒中筒结构,其转换层位置可适当提高。
10.2.3 底部带转换层的高层建筑结构的布置应符合以下要求:
1 落地剪力墙和筒体底部墙体应加厚;
2 转换层上部结构与下部结构的侧向刚度比应符合本规程附录E的规定;
3 框支层周围楼板不应错层布置;
4 落地剪力墙和筒体的洞口宜布置在墙体的中部;
5 框支剪力墙转换梁上一层墙体内不宜设边门洞,不宜在中柱上方设门洞;
6 长矩形平面建筑中落地剪力墙的间距l宜符合以下规定:
非抗震设计:l≤3B且l≤36m;
抗震设计:
底部为1~2层框支层时:且l≤2B且l≤24m
底部为3层及3层以上框支层时:l≤1.5B且l≤20m
其中 B--楼盖宽度。
7 落地剪力墙与相邻框支柱的距离,1~2层框支层时不宜大于12m,3层及3层以上框支层时不宜大于10m。
10.2.4 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。
10.2.5 底部带转换层的高层建筑结构的抗震等级应符合本规程第4.8节的规定。对部分框支剪力墙结构,当转换层的位置设置在3层及3层以上时,其框支柱、剪力墙底部加强部位的抗震等级尚宜按本规程表4.8.2和表4.8.3的规定提高一级采用,已经为特一级时可不再提高。
10.2.6 带转换层的高层建筑结构,其薄弱层的地震剪力应按本规程第5.1.14条的规定乘以1.15的增大系数。特一、一、二级转换构件水平地震作用计算内力应分别乘以增大系数1.8、1.5、1.25;8度抗震设计时转换构件尚应考虑竖向地震的影响。
10.2.7 带转换层的高层建筑结构,其框支柱承受的地震剪力标准值应按下列规定采用:
1 每层框支柱的数目不多于10根的场合,当框支层为1~2层时,每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的2%;当框支层为3层及3层以上时,每根柱所受的剪力应至少取基底剪力的3%;
2 每层框支柱的数目多于10根的场合,当框支层为1~2层时,每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的20%;当框支层为3层及3层以上时,每层框支柱承受剪力之和应取基底剪力的30%。
框支柱剪力调整后,应相应调整框支柱的弯矩及柱端梁(不包括转换梁)的剪力、弯矩,框支柱轴力可不调整。
10.2.8 框支梁设计应符合下列要求:
1 梁上、下部纵向钢筋的最小配筋率,非抗震设计时分别不应小于0.30%;抗震设计时,特一、一和二级分别不应小于0.60%、0.50%和0.40%;
2 偏心受拉的框支梁,其支座上部纵向钢筋至少应有50%沿梁全长贯通,下部纵向钢筋应全部直通到柱内;沿梁高应配置间距不大于200mm、直径不小于16mm的腰筋;
3 框支梁支座处(离柱边1.5梁截面高度范围内)箍筋应加密,加密区箍筋直径不应小于10mm,间距不应大于100mm。加密区箍筋最小面积含箍率,非抗震设计时不应小于0.9ft/fyv;抗震设计时,特一、一和二级分别不应小于1.3ft/fyv、1.2ft/fyv和1.1ft/fyv。
10.2.9 框支梁设计尚应符合下列要求:
1 框支梁与框支柱截面中线宜重合;
2 框支梁截面宽度不宜大于框支柱相应方向的截面宽度,不宜小于其上墙体截面厚度的2倍,且不宜小于400mm;当梁上托柱时,尚不应小于梁宽方向的柱截面宽度。梁截面高度,抗震设计时不应小于计算跨度的1/6,非抗震设计时不应小于计算跨度的1/8;框支梁可采用加腋梁;
3 框支梁截面组合的最大剪力设计值应符合下列要求:
4 当框支梁上部的墙体开有门洞或梁上托柱时,该部位框支梁的箍筋应加密配置,箍筋直径、间距及配箍率不应低于本规程第10.2.8条第3款的规定;当洞口靠近框支梁端部且梁的受剪承载力不满足要求时,可采取框支梁加腋或增大框支墙洞口连梁刚度等措施;
5 梁纵向钢筋接头宜采用机械连接,同一截面内接头钢筋截面面积不应超过全部纵筋截面面积的50%,接头位置应避开上部墙体开洞部位、梁上托柱部位及受力较大部位;
6 梁上、下纵向钢筋和腰筋的锚固宜符合图10.2.9的要求;当梁上部配置多排纵向钢筋时,其内排钢筋锚入柱内的长度可适当减小,但不应小于钢筋锚固长度la(非抗震设计)或laE(抗震设计);
7 框支梁不宜开洞。若需开洞时,洞口位置宜远离框支柱边,上、下弦杆应加强抗剪配筋,开洞部位应配置加强钢筋,或用型钢加强,被洞口削弱的截面应进行承载力计算。
10.2.10 转换层上部的竖向抗侧力构件(墙、柱)宜直接落在转换层的主结构上。当结构竖向布置复杂,框支主梁承托剪力墙并承托转换次梁及其上剪力墙时,应进行应力分析,按应力校核配筋,并加强配筋构造措施。B级高度框支剪力墙高层建筑的结构转换层,不宜采用框支主、次梁方案。
10.2.11 框支柱设计应符合下列要求:
1 柱内全部纵向钢筋配筋率应符合本规程第6.4.3条的规定;
2 抗震设计时,框支柱箍筋应采用复合螺旋箍或井字复合箍,箍筋直径不应小于10mm,箍筋间距不应大于100mm和6倍纵向钢筋直径的较小值,并应沿柱全高加密;
3 抗震设计时,一、二级柱加密区的配箍特征值应比本规程表6.4.7规定的数值增加0.02,且柱箍筋体积配箍率不应小于1.5%。
10.2.12 框支柱设计尚应符合下列要求:
1 框支柱截面的组合最大剪力设计值应符合下列要求:
2 柱截面宽度,非抗震设计时不宜小于400mm,抗震设计时不应小于450mm;柱截面高度,非抗震设计时不宜小于框支梁跨度的1/15,抗震设计时不宜小于框支梁跨度的1/12;
3 一、二级与转换构件相连的柱上端和底层的柱下端截面的弯矩组合值应分别乘以增大系数1.5、1.25,其他层框支柱柱端弯矩设计值应符合本规程第6.2.1条的规定;
4 一、二级柱端截面的剪力设计值应符合本规程第6.2.3条的规定;
5 框支角柱的弯矩设计值和剪力设计值应分别在本条第3、4款的基础上乘以增大系数1.1;
6 一、二级框支柱由地震作用产生的轴力应分别乘以增大系数1.5、1.2,但计算柱轴压比时不宜考虑该增大系数;
7 纵向钢筋间距,抗震设计时不宜大于200mm;非抗震设计时,不宜大于250mm,且均不应小于80mm。抗震设计时柱内全部纵向钢筋配筋率不宜大于4.0%;
8 框支柱在上部墙体范围内的纵向钢筋应伸入上部墙体内不少于一层,其余柱筋应锚入梁内或板内。锚入梁内的钢筋长度,从柱边算起不应小于laE(抗震设计)或la(非抗震设计);
9 非抗震设计时,框支柱宜采用复合螺旋箍或井字复合箍,箍筋体积配箍率不宜小于0.8%,箍筋直径不宜小于10mm,箍筋间距不宜大于150mm。
10.2.13 框支梁上部墙体的构造应满足下列要求:
1 当框支梁上部的墙体开有边门洞时,洞边墙体宜设置翼缘墙、端柱或加厚(图10.2.13),并应按本规程第7.2.16条约束边缘构件的要求进行配筋设计;
2 框支梁上墙体竖向钢筋在转换梁内的锚固长度,抗震设计时不应小于laE,非抗震设计时不应小于la;
3 框支梁上一层墙体的配筋宜按下列公式计算:
4 转换梁与其上部墙体的水平施工缝处宜按本规程第7.2.13条的规定验算抗滑移能力。
10.2.14 特一、一、二级落地剪力墙底部加强部位的弯矩设计值应按墙底截面有地震作用组合的弯矩值乘以增大系数1.8、1.5、1.25采用;其剪力设计值应按本规程第7.2.10条的规定进行调整,特一级的剪力增大系数应取1.9。落地剪力墙墙肢不宜出现偏心受拉。
10.2.15 部分框支剪力墙结构,剪力墙底部加强部位墙体的水平和竖向分布钢筋最小配筋率,抗震设计时不应小于0.3%,非抗震设计时不应小于0.25%;抗震设计时钢筋间距不应大于200mm,钢筋直径不应小于8mm。
10.2.16 框支剪力墙结构剪力墙底部加强部位,墙体两端宜设置翼墙或端柱,抗震设计时尚应按本规程第7.2.16条的规定设置约束边缘构件。
10.2.17 落地剪力墙基础应有良好的整体性和抗转动的能力。
10.2.18 抗震设计的矩形平面建筑框支层楼板,其截面剪力设计值应符合下列要求:
10.2.19 抗震设计的矩形平面建筑框支层楼板,当平面较长或不规则以及各剪力墙内力相差较大时,可采用简化方法验算楼板平面内的受弯承载力。
10.2.20 转换层楼板厚度不宜小于180mm,应双层双向配筋,且每层每方向的配筋率不宜小于0.25%,楼板中钢筋应锚固在边梁或墙体内;落地剪力墙和筒体外周围的楼板不宜开洞。楼板边缘和较大洞口周边应设置边梁,其宽度不宜小于板厚的2倍,纵向钢筋配筋率不应小于1.0%,钢筋接头宜采用机械连接或焊接。与转换层相邻楼层的楼板也应适当加强。
10.2.21 箱形转换结构上、下楼板厚度不宜小于180mm。板配筋时除应考虑弯矩计算外,尚应考虑其自身平面内的拉力、压力的影响。
10.2.22 厚板设计应符合下列要求:
1 转换厚板的厚度可由抗弯、抗剪、抗冲切计算确定;
2 转换厚板可局部做成薄板,薄板与厚板交界处可加腋;转换厚板亦可局部做成夹心板;
3 转换厚板宜按整体计算时所划分的主要交叉梁系的剪力和弯矩设计值进行截面设计并按有限元法分析结果进行配筋校核。受弯纵向钢筋可沿转换板上、下部双层双向配置,每一方向总配筋率不宜小于0.6%,转换板内暗梁抗剪箍筋的面积配筋率不宜小于0.45%;
4 为防止转换厚板的板端沿厚度方向产生层状水平裂缝,宜在厚板外周边配置钢筋骨架网进行加强;
5 转换厚板上、下部的剪力墙、柱的纵向钢筋均应在转换厚板内可靠锚固。
6 转换厚板上、下一层的楼板应适当加强,楼板厚度不宜小于150mm。
10.2.23 框架-核心筒结构、筒中筒结构的上部密柱转换为下部稀柱时可采用转换梁或转换桁架,转换桁架宜满层设置,其斜杆的交点宜作为上部密柱的支点。转换桁架的节点应加强配筋及构造措施,防止应力集中产生的不利影响。
10.2.24 采用空腹桁架转换层时,空腹桁架宜满层设置,应有足够的刚度保证其整体受力作用。空腹桁架的上、下弦杆宜考虑楼板作用,竖腹杆应按强剪弱弯进行配筋设计,加强箍筋配置,并加强与上、下弦杆的连接构造。空腹桁架应加强上、下弦杆与框架柱的锚固连接构造。
10.3 带加强层高层建筑结构
10.3.1 当框架-核心筒结构的侧向刚度不能满足设计要求时,可沿竖向利用建筑避难层、设备层空间,设置适宜刚度的水平伸臂构件,构成带加强层的高层建筑结构。必要时,也可设置周边水平环带构件。加强层采用的水平伸臂构件、周边环带构件可采用斜腹杆桁架、实体梁、整层或跨若干层高的箱形梁、空腹桁架等形式。
10.3.2 带加强层高层建筑结构设计应符合下列要求:
1 加强层位置和数量要合理有效,当布置1个加强层时,位置可在0.6H附近;当布置2个加强层时,位置可在顶层和0.5H附近;当布置多个加强层时,加强层宜沿竖向从顶层向下均匀布置;
2 加强层水平伸臂构件宜贯通核心筒,其平面布置宜位于核心筒的转角、T字节点处;水平伸臂构件与周边框架的连接宜采用铰接或半刚接。结构内力和位移计算中,设置水平伸臂桁架的楼层宜考虑楼板平面内的变形;
3 应避免加强层及其相邻层框架柱内力增加而引起的破坏。加强层及其上、下层框架柱的配筋构造应加强;加强层及其相邻层核心筒配筋应加强;
4 加强层及其相邻层楼盖刚度和配筋应加强;
5 在施工程序及连接构造上应采取措施减小结构竖向温度变形及轴向压缩对加强层的影响。
10.3.3 抗震设计时,带加强层高层建筑结构应符合下列构造要求:
1 加强层及其相邻层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级采用,一级提高至特一级,若原抗震等级为特一级则不再提高;
2 加强层及其上、下相邻一层的框架柱,箍筋应全柱段加密,轴压比限值应按本规程表6.4.2规定的数值减小0.05采用。
10.4 错层结构
10.4.1 抗震设计时,高层建筑宜避免错层。当房屋不同部位因功能不同而使楼层错层时,宜采用防震缝划分为独立的结构单元。
10.4.2 错层两侧宜采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系。
10.4.3 错层结构中,错开的楼层应各自参加结构整体计算,不应归并为一层计算。
10.4.4 错层处框架柱的截面高度不应小于600mm,混凝土强度等级不应低于C30,抗震等级应提高一级采用,箍筋应全柱段加密。
10.4.5 错层处平面外受力的剪力墙,其截面厚度,非抗震设计时不应小于200mm,抗震设计时不应小于250mm,并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱;抗震等级应提高一级采用。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30,水平和竖向分布钢筋的配筋率,非抗震设计时不应小于0.3%,抗震设计时不应小于0.5%。
10.5 连体结构
10.5.1 连体结构各独立部分宜有相同或相近的体型、平面和刚度。宜采用双轴对称的平面形式。7度、8度抗震设计时,层数和刚度相差悬殊的建筑不宜采用连体结构。
10.5.2 8度抗震设计时,连体结构的连接体应考虑竖向地震的影响。
10.5.3 连接体结构与主体结构宜采用刚性连接,必要时连接体结构可延伸至主体部分的内筒,并与内筒可靠连接。
连接体结构与主体结构非刚性连接时,支座滑移量应能满足两个方向在罕遇地震作用下的位移要求。
10.5.4 连接体结构应加强构造措施,连接体结构的边梁截面宜加大,楼板厚度不宜小于150mm,宜采用双层双向钢筋网,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%。
连接体结构可设置钢梁、钢桁架和型钢混凝土梁,型钢应伸入主体结构并加强锚固。
当连接体结构包含多个楼层时,应特别加强其最下面一至两个楼层的设计和构造。
10.5.5 抗震设计时,连接体及与连接体相邻的结构构件的抗震等级应提高一级采用,一级提高至特一级,若原抗震等级为特一级则不再提高。
10.6 多塔楼结构
10.6.1 多塔楼建筑结构各塔楼的层数、平面和刚度宜接近;塔楼对底盘宜对称布置。塔楼结构与底盘结构质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%。
10.6.2 抗震设计时,转换层不宜设置在底盘屋面的上层塔楼内;否则,应采取有效的抗震措施。
10.6.3 底盘屋面楼板厚度不宜小于150mm,并应加强配筋构造;底盘屋面上、下层结构的楼板也应加强构造措施。当底盘屋面为结构转换层时,应符合本规程第10.2.20条的规定。
10.6.4 抗震设计时,多塔楼之间裙房连接体的屋面梁应加强;塔楼中与裙房连接体相连的外围柱、剪力墙,从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内,柱纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高,柱箍筋宜在裙楼屋面上、下层的范围内全高加密,剪力墙宜按本规程第7.2.16条的规定设置约束边缘构件。
11 混合结构设计
11.1 一般规定
11.1.1 本章所称混合结构系指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体所组成的共同承受竖向和水平作用的高层建筑结构。
11.1.2 混合结构高层建筑适用的最大高度宜符合表11.1.2的要求。
11.1.3 混合结构高层建筑的高宽比不宜大于表11.1.3的规定。
11.1.4 混合结构在风荷载及地震作用下,按弹性方法计算的最大层间位移与层高的比值△u/h不宜超过表11.1.4的规定。
11.1.5 抗震设计时,钢框架-钢筋混凝土筒体结构各层框架柱所承担的地震剪力不应小于结构底部总剪力的25%和框架部分地震剪力最大值的1.8倍二者的较小者;型钢混凝土框架-钢筋混凝土筒体各层框架柱所承担的地震剪力应符合本规程第8.1.4条的规定。
11.2 结构布置和结构设计
11.2.1 混合结构房屋的结构布置除应符合本章的规定外,尚应符合本规程第4.3节及4.4节的有关规定。
11.2.2 建筑平面的外形宜简单规则,宜采用方形、矩形等规则对称的平面,并尽量使结构的抗侧力中心与水平合力中心重合。建筑的开间、进深宜统一。
11.2.3 混合结构的竖向布置宜符合下列要求:
1 结构的侧向刚度和承载力沿竖向宜均匀变化,构件截面宜由下至上逐渐减小,无突变;
2 当框架柱的上部与下部的类型和材料不同时,应设置过渡层;
3 对于刚度突变的楼层,如转换层、加强层、空旷的顶层、顶部突出部分、型钢混凝土框架与钢框架的交接层及邻近楼层,应采取可靠的过渡加强措施;
4 钢框架部分采用支撑时,宜采用偏心支撑和耗能支撑,支撑宜连续布置,且在相互垂直的两个方向均宜布置,并互相交接;支撑框架在地下部分,宜延伸至基础。
11.2.4 混合结构体系的高层建筑,7度抗震设防且房屋高度不大于130m时,宜在楼面钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体交接处及筒体四角设置型钢柱;7度抗震设防且房屋高度大于130m及8、9度抗震设防时,应在楼面钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体交接处及筒体四角设置型钢柱。
11.2.5 混合结构体系的高层建筑,应由钢筋混凝土筒体承受主要的水平力,并应采取有效措施,保证钢筋混凝土筒体的延性。
11.2.6 混合结构中,外围框架平面内梁与柱应采用刚性连接;楼面梁与钢筋混凝土筒体及外围框架柱的连接可采用刚接或铰接。
11.2.7 钢框架-钢筋混凝土筒体结构中,当采用H形截面柱时,宜将柱截面强轴方向布置在外围框架平面内;角柱宜采用方形、十字形或圆形截面。
11.2.8 混合结构中,可采用外伸桁架加强层,必要时可同时布置周边桁架。外伸桁架平面宜与抗侧力墙体的中心线重合。外伸桁架应与抗侧力墙体刚接且宜伸入并贯通抗侧力墙体,外伸桁架与外围框架柱的连接宜采用铰接或半刚接。
11.2.9 当布置有外伸桁架加强层时,应采取有效措施,减少由于外柱与混凝土筒体竖向变形差异引起的桁架杆件内力的变化。
11.2.10 楼面宜采用压型钢板现浇混凝土组合楼板、现浇混凝土楼板或预应力叠合楼板,楼板与钢梁应可靠连接。
11.2.11 对于建筑物楼面有较大开口或为转换楼层时,应采用现浇楼板。对楼板开口较大部位宜采用考虑楼板变形的程序进行内力和位移计算,或采取设置刚性水平支撑等加强措施。
11.2.12 在进行弹性阶段的内力和位移计算时,对钢梁及钢柱可采用钢材的截面计算,对型钢混凝土构件的刚度可采用型钢部分刚度与钢筋混凝土部分的刚度之和。
11.2.13 在进行结构弹性分析时,宜考虑钢梁与混凝土楼面的共同作用,梁的刚度可取钢梁刚度的1.5~2.0倍,但应保证钢梁与楼板有可靠的连接。
11.2.14 内力和位移计算中,设置外伸桁架的楼层应考虑楼板在平面内的变形。
11.2.15 竖向荷载作用计算时,宜考虑柱、墙在施工过程中轴向变形差异的影响,并宜考虑在长期荷载作用下由于钢筋混凝土筒体的徐变收缩对钢梁及柱产生的内力不利影响。
11.2.16 当钢筋混凝土筒体先于钢框架施工时,应考虑施工阶段钢筋混凝土筒体在风力及其他荷载作用下的不利受力状态,型钢混凝土构件应验算在浇筑混凝土之前钢框架在施工荷载及可能的风载作用下的承载力、稳定及位移,并据此确定钢框架安装与浇筑混凝土楼层的间隔层数。
11.2.17 柱间钢支撑两端与柱或钢筋混凝土筒体的连接可作为铰接计算。
11.2.18 混合结构在多遇地震下的阻尼比可取为0.04。
11.2.19 钢-混凝土混合结构房屋抗震设计时,钢筋混凝土筒体及型钢混凝土框架的抗震等级应按表11.2.19确定,并应符合相应的计算和构造措施。
11.2.20 钢-混凝土混合结构中的钢构件应按国家现行标准《钢结构设计规范》GB 50017及《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99进行设计;钢筋混凝土构件应按现行国家标准《混凝土设计规范》GB 50010及本规程第7章的有关规定进行设计;型钢混凝土构件可按现行行业标准《型钢混凝土组合结构技术规程》JGJ 138进行截面设计。
11.2.21 有地震作用组合时,型钢混凝土构件和钢构件的承载力抗震调整系数γRE应按表11.2.21-1和11.2.21-2选用。
11.2.22 型钢混凝土构件中,型钢钢板的宽厚比满足表11.2.22的要求时,可不进行局部稳定验算(图11.2.22)。
11.3 型钢混凝土构件的构造要求
11.3.1 型钢混凝土梁应满足下列构造要求:
1 混凝土强度等级不宜低于C30,混凝土粗骨料最大直径不宜大于25mm,型钢宜采用Q235及Q345级钢材;
2 梁纵向钢筋配筋率不宜小于0.30%;
3 梁中型钢的保护层厚度不宜小于100mm,梁纵筋与型钢骨架的最小净距不应小于30mm,且不小于梁纵筋直径的1.5倍;
4 梁纵向受力钢筋不宜超过二排,且第二排只宜在最外侧设置;
5 梁中纵向受力钢筋宜采用机械连接。如纵向钢筋需贯穿型钢柱腹板并以90°弯折固定在柱截面内时,抗震设计的弯折前直段长度不应小于0.4倍钢筋抗震锚固长度laE,弯折直段长度不应小于15倍纵向钢筋直径;非抗震设计的弯折前直段长度不应小于0.4倍钢筋锚固长度la,弯折直段长度不应小于12倍纵向钢筋直径;
6 梁上开洞不宜大于梁截面高度的0.4倍,且不宜大于内含型钢高度的0.7倍,并应位于梁高及型钢高度的中间区域;
7 型钢混凝土悬臂梁自由端的纵向受力钢筋应设置专门的锚固件,型钢梁的自由端上宜设置栓钉。
11.3.2 型钢混凝土梁沿梁全长箍筋的配置应满足下列要求:
1 箍筋的最小面积配筋率应符合本规程第6.3.4条第1款和第6.3.5条第4款的规定,且不应小于0.15%;
2 梁箍筋的直径和间距应符合表11.3.2的要求,且箍筋间距不应大于梁截面高度的1/2。抗震设计时,梁端箍筋应加密,箍筋加密区范围,一级时取梁截面高度的2.0倍,二、三级时取梁截面高度的1.5倍;当梁净跨小于梁截面高度的4倍时,梁全跨箍筋应加密设置。
11.3.3 当考虑地震作用组合时,钢-混凝土混合结构中型钢混凝土柱的轴压比不宜大于表11.3.3的限值。
11.3.4 型钢混凝土柱的轴压比可按下式计算:
11.3.5 型钢混凝土柱应满足下列构造要求:
1 混凝土强度等级不宜低于C30,混凝土粗骨料的最大直径不宜大于25mm;型钢柱中型钢的保护厚度不宜小于120mm,柱纵筋与型钢的最小净距不应小于25mm;
2 柱纵向钢筋最小配筋率不宜小于0.8%;
3 柱中纵向受力钢筋的间距不宜大于300mm,间距大于300mm时,宜设置直径不小于14mm的纵向构造钢筋;
4 柱型钢含钢率,当轴压比大于0.4时,不宜小于4%,当轴压比小于0.4时,不宜小于3%;
5 柱箍筋宜采用HRB335和HRB400级热轧钢筋,箍筋应做成135°的弯钩,非抗震设计时弯钩直段长度不应小于5倍箍筋直径,抗震设计时弯钩直段长度不宜小于10倍箍筋直径;
6 位于底部加强部位、房屋顶层以及型钢混凝土与钢筋混凝土交接层的型钢混凝土柱宜设置栓钉,型钢截面为箱形的柱子也宜设置栓钉,竖向及水平栓钉间距均不宜大于250mm;
7 型钢混凝土柱的长细比不宜大于30。
11.3.6 型钢混凝土柱箍筋的直径和间距应符合表11.3.6-1的规定。抗震设计时,柱端箍筋应加密,加密区范围取柱矩形截面长边尺寸(或圆形截面直径)、柱净高的1/6和500mm三者的最大值,加密区箍筋最小体积配箍率应符合表11.3.6-2的规定;二级且剪跨比不大于2的柱,加密区箍筋最小体积配箍率尚不宜小于0.8%;框支柱、一级角柱和剪跨比不大于2的柱,箍筋均应全高加密,箍筋间距均不应大于100mm。
11.3.7 型钢混凝土梁柱节点应满足下列的构造要求:
1 箍筋间距不宜大于柱端加密区间距的1.5倍;
2 梁中钢筋穿过梁柱节点时,宜避免穿过柱翼缘;如穿过柱翼缘时,应考虑型钢柱翼缘的损失;如穿过柱腹板时,柱腹板截面损失率不宜大于25%,当超过25%时,则需进行补强。
11.3.8 钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体应可靠连接,应能传递竖向剪力及水平力;当钢梁通过埋件与钢筋混凝土筒体连接时,预埋件应有足够的锚固长度。连接做法可按图11.3.8采用。
11.3.9 抗震设计时,混合结构中的钢柱应采用埋入式柱脚;型钢混凝土柱宜采用埋入式柱脚。埋入式柱脚的埋入深度不宜小于型钢柱截面高度的3倍。
11.3.10 采用埋入式柱脚时,在柱脚部位和柱脚向上延伸一层的范围内宜设置栓钉,栓钉的直径不宜小于19mm,其竖向及水平间距不宜大于200mm,当有可靠依据时,可通过计算确定栓钉数量。
11.3.11 抗震设计时,混合结构中的钢筋混凝土筒体墙的构造设计应符合本规程第9.1.8条的规定。
12 基础设计
12.1 一般规定
12.1.1 高层建筑的基础设计,应综合考虑建筑场地的地质状况、上部结构的类型、施工条件、使用要求,确保建筑物不致发生过量沉降或倾斜,满足建筑物正常使用要求。还应注意与相邻建筑的相互影响,了解邻近地下构筑物及各项地下设施的位置和标高,确保施工安全。
12.1.2 在地震区,高层建筑宜避开对抗震不利的地段;当条件不允许避开不利地段时,应采取可靠措施,使建筑物在地震时不致由于地基失稳而破坏,或者产生过量下沉或倾斜。
12.1.3 基础设计应根据上部结构和地质状况进行,宜考虑地基、基础与上部结构相互作用的影响。需要降低地下水位的,应在施工时采取有效措施,避免因基坑降水而影响邻近建筑物、构筑物、地下设施等正常使用和安全。同时还应注意降水的时间要求,以免停止降水后,水位过早上升,使建筑物发生上浮等问题。
12.1.4 高层建筑应采用整体性好、能满足地基的承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。宜采用筏形基础,必要时可采用箱形基础。当地质条件好、荷载较小,且能满足地基承载力和变形要求时,也可采用交叉梁基础或其他基础形式;当地基承载力或变形不能满足设计要求时,可采用桩基或复合地基。
12.1.5 在地基土比较均匀的条件下,箱形基础、及筏形基础的基础平面形心宜与上部结构竖向永久荷载重心重合。当不能重合时,偏心距e宜符合下式要求:
对低压缩性地基或端承桩基的基础,可适当放宽偏心距的限制。按公式(12.1.5)计算时,裙房与主楼可分开考虑。
12.1.6 高宽比大于4的高层建筑,基础底面不宜出现零应力区;高宽比不大于4的高层建筑,基础底面与地基之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%。计算时,质量偏心较大的裙楼与主楼可分开考虑。
12.1.7 基础应有一定的埋置深度。在确定埋置深度时,应考虑建筑物的高度、体型、地基土质、抗震设防烈度等因素。埋置深度可从室外地坪算至基础底面,并宜符合下列要求:
1 天然地基或复合地基,可取房屋高度的1/15;
2 桩基础,可取房屋高度的1/18(桩长不计在内)。
当建筑物采用岩石地基或采取有效措施时,在满足地基承载力、稳定性要求及本规程第12.1.6条规定的前提下,基础埋深可不受本条第1、2两款的限制。当地基可能产生滑移时,应采取有效的抗滑移措施。
12.1.8 高层建筑的基础和与其相连的裙房的基础,可通过计算确定是否设置沉降缝。当设置沉降缝时,应考虑高层主楼基础有可靠的侧向约束及有效埋深。当不设沉降缝时,应采取有效措施减少差异沉降及其影响。
12.1.9 高层建筑基础的混凝土强度等级不宜低于C30。当有防水要求时,混凝土抗渗等级应根据地下水最大水头与防水混凝土厚度的比值按表12.1.9采用,且不应小于0.6MPa。必要时可设置架空排水层。
12.1.10 当采用刚性防水方案时,同一建筑的基础应避免设置变形缝。可沿基础长度每隔30~40m留一道贯通顶板、底板及墙板的施工后浇缝,缝宽不宜小于800mm,且宜设置在柱距三等分的中间范围内。后浇缝处底板及外墙宜采用附加防水层;后浇缝混凝土宜在其两侧混凝土浇灌完毕两个月后再进行浇灌,其强度等级应提高一级,且宜采用早强、补偿收缩的混凝土。
12.1.11 有窗井的地下室,应在窗井内部设置分隔墙以减少窗井外墙的支撑长度,且窗井分隔墙宜与地下室内墙连通成整体。窗井内外墙体的混凝土强度等级应与主体结构相同。
12.1.12 筏形基础及箱形基础,当采用粉煤灰混凝土时,其设计强度等级的龄期宜为60天或90天。在满足设计要求的条件下,地下室内、外墙和柱子采用粉煤灰混凝土时,其设计强度等级的龄期也可采用相应的较长龄期。
12.2 筏形基础
12.2.1 筏形基础的平面尺寸应根据地基土的承载力、上部结构的布置及其荷载的分布等因素确定。偏心距应符合本规程第12.1.5条的规定。
12.2.2 平板式筏基的板厚可根据受冲切承载力计算确定,板厚不宜小于400mm。冲切计算时,应考虑作用在冲切临界截面重心上的不平衡弯矩所产生的附加剪力。
当个别柱的冲切力较大而不能满足板的冲切承载力要求时,可将该柱下的筏板局部加厚或配置抗冲切钢筋。
12.2.3 当地基比较均匀、上部结构刚度较好、筏板的厚跨比不小于1/6、柱间距及柱荷载的变化不超过20%时,高层建筑的筏形基础可仅考虑局部弯曲作用,按倒楼盖法进行计算。当不符合上述条件时,宜按弹性地基板理论进行计算。
12.2.4 筏形基础的钢筋间距不应小于150mm,宜为200~300mm,受力钢筋直径不宜小于12mm。采用双向钢筋网片配置在板的顶面和底面。
12.2.5 梁板式筏基的肋梁宽度不宜过大,在满足设计剪力V不大于0.25βcfcbh0的条件下,当梁宽小于柱宽时,可将肋梁在柱边加腋以满足构造要求。墙柱的纵向钢筋要贯通基础梁而插入筏板中,并且应从梁上皮起满足锚固长度的要求。
12.2.6 梁板式筏基的梁高取值应包括底板厚度在内,梁高不宜小于平均柱距的1/6。应综合考虑荷载大小、柱距、地质条件等因素,经计算满足承载力的要求。
12.2.7 当满足地基承载力时,筏形基础的周边不宜向外有较大的伸挑扩大。当需要外挑时,有肋梁的筏基宜将梁一同挑出。周边有墙体的筏基,筏板可不外伸。
12.3 箱形基础
12.3.1 箱形基础的平面尺寸应根据地基土承载力和上部结构布置以及荷载大小等因素确定。外墙宜沿建筑物周边布置,内墙沿上部结构的柱网或剪力墙位置纵横均匀布置,墙体水平截面总面积不宜小于箱形基础外墙外包尺寸的水平投影面积的1/10。对基础平面长宽比大于4的箱形基础,其纵墙水平截面面积不应小于箱基外墙外包尺寸水平投影面积的1/18。箱基的偏心距应符合本规程第12.1.5条的规定。
12.3.2 箱形基础的高度应满足结构的承载力和刚度要求,并根据建筑使用要求确定。一般不宜小于箱基长度的1/20,且不宜小于3m。此处箱基长度不计墙外悬挑板部分。
12.3.3 箱形基础的顶板、底板及墙体的厚度,应根据受力情况、整体刚度和防水要求确定。无人防设计要求的箱基,基础底板不应小于300mm,外墙厚度不应小于250mm,内墙的厚度不应小于200mm,顶板厚度不应小于200mm,可用合理的简化方法计算箱形基础的承载力。
12.3.4 与高层主楼相连的裙房基础若采用外挑箱基墙或外挑基础梁的方法,则外挑部分的基底应采取有效措施,使其具有适应差异沉降变形的能力。
12.3.5 墙体的门洞宜设在柱间居中部位,洞口上下过梁应进行承载力计算。
12.3.6 当地基压缩层深度范围内的土层在竖向和水平方向皆较均匀,且上部结构为平立面布置较规则的框架、剪力墙、框架-剪力墙结构时,箱形基础的顶、底板可仅考虑局部弯曲计算。计算时底板反力应扣除板的自重及其上面层和填土的自重,顶板荷载按实际考虑。整体弯曲的影响可在构造上加以考虑。箱形基础的顶板和底板钢筋配置除符合计算要求外,纵横方向支座钢筋尚应有1/3至1/2的钢筋连通,且连通钢筋的配筋率分别不小于0.15%(纵向)、0.10%(横向),跨中钢筋按实际需要的配筋全部连通。钢筋接头宜采用机械连接;采用搭接接头时,搭接长度应按受拉钢筋考虑。
12.3.7 箱形基础的顶板、底板及墙体均应采用双层双向配筋。墙体的竖向和水平钢筋直径均不应小于10mm,间距均不应大于200mm。除上部为剪力墙外,内、外墙的墙顶处宜配置两根直径不小于20mm的通长构造钢筋。
12.3.8 上部结构底层柱纵向钢筋伸入箱形基础墙体的长度应符合下列要求:
1 柱下三面或四面有箱形基础墙的内柱,除柱四角纵向钢筋直通到基底外,其余钢筋可伸入顶板底面以下40倍纵向钢筋直径处;
2 外柱、与剪力墙相连的柱及其他内柱的纵向钢筋应直通到基底。
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12.4 桩基础
12.4.1 桩基可采用钢筋混凝土预制桩、灌注桩或钢桩。桩基承台可选用:柱下单独承台、双向交叉梁、筏形承台、箱形承台。桩基选择和承台设计应根据上部结构类型、荷载大小、桩穿越的土层、桩端持力层土类、地下水位、施工条件和经验、制桩材料供应条件等因素综合考虑,做到技术先进、经济合理,确保工程质量。