高层民用建筑钢结构技术规程（一）

safety

中华人民共和国行业标准  
高层民用建筑钢结构技术规程  
Technical specification for steel   
structure of tall buildings  
JGJ 99-98  
   
主编单位：中国建筑技术研究院  
批准部门：中华人民共和国建设部  
施行日期：1998年12月1日  
   

关于发布行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》的通知  
建标［１９９８］１０３号  
根据建设部（８９）建标计字第８号文的要求，由中国建筑技术研究院标准设计研究所主编的《高层民用建筑钢结构技术规程》，业经审查，现批准为行业标准，编号ＪＧＪ９９—９８，自１９９８年１２月１日起施行。  
本规程由建设部建筑工程标准技术归口单位中国建筑科学研究院归口管理，由中国建筑技术研究院标准设计研究所负责具体解释。本规程的出版发行由建设部标准定额研究所组织。   
中华人民共和国建设部   
１９９８年５月１２日  

主要符号  
   
作用和作用效应  


   
材料强度和结构抗力  


   
几何参数  


  
系数  


  
防火设计参数  


   

第一章 总则  
第１．０．１条 为在高层建筑钢结构设计与施工中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，制定本规程。   
第１．０．２条 本规程适用于高度和结构类型符合表１．０．２规定的非抗震设防和设防烈度为６度至９度（以下简称６度至９度）的乙类及以下高层民用建筑钢结构的设计和施工。  
钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的适用高度（ｍ）表１．０．２  


  
第１．０．３条 高层建筑钢结构的设计，应根据高层建筑的特点，综合考虑建筑的使用功能、荷载性质、材料供应、制作安装、施工条件等因素，合理选择结构型式，对结构选型、构造和节点设计，应择优选用抗震和抗风性能好且又经济合理的结构体系和平立面布置。  
第１．０．４条 有混凝土剪力墙的钢结构尚应符合国家现行标准《钢筋混凝土高层建筑设计与施工规程》（ＪＧＪ３）的规定。  
第１．０．５条 抗震设防的高层民用建筑钢结构，根据其使用功能的重要性可分为甲类、乙类、丙类、丁类四个类别。其划分应符合现行国家标准《建设抗震设防分类标准》（ＧＢ５０２３３）的规定。   
第１．０．６条 高层建筑钢结构各类建筑的抗震设计，应符合下列要求：   
一、甲类建筑应按专门研究的地震动参数计算地震作用；  
二、按６度设防位于Ⅰ—Ⅲ类场地上的丙类建筑，可不计算地震作用；   
三、按６度设防位于Ⅳ类的地上的丙类建筑、按６度设防的乙类建筑以及７度至９度设防的乙、丙类建筑，应按本地区的设防烈度计算地震作用；   
四、按６度设防的建筑可不进行罕遇地震作用下的结构计算。
  
   

第二章 材料  
第２．０．１条 高层建筑钢结构的钢材，宜采用Ｑ２３５等级Ｂ、Ｃ、Ｄ的碳素结构钢，以及Ｑ３４５等级Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ的低合金高强度结构钢。其质量标准应分别符合我国现行国家标准《碳素结构钢》（ＧＢ ７００）和《低合金高强度结构钢》（ＧＢ/Ｔ １５９１）的规定。当有可靠根据时，可采用其他牌号的钢材。   
第２．０．２条 承重结构的钢材应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、环境温度以及构件所处部位等不同情况，选择其牌号和材质，并应保证抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫、磷含量符合限值。对焊接结构尚应保证碳含量符合限值。   
第２．０．３条 抗震结构钢材的强屈比不应小于１．２；应有明显的屈服台阶；伸长率应大于２０％；应有良好的可焊性。  
第２．０．４条 承重结构处于外露情况和低温环境时，其钢材性能尚应符合耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求。   
第２．０．５条 采用焊接连接的节点，当板厚等于或大于５０ｍｍ，并承受沿板厚方向的拉力作用时，应按现行国家标准《厚度方向性能钢板》（ＧＢ ５３１３）的规定，附加板厚方向的断面收缩率，并不得小于该标准Ｚ１５级规定的允许值。  
第２．０．６条 结构采用的钢材强度设计值，不得小于表２．０．６的规定。  


  
第２．０．７条 钢材的物理性能，应按现行国家标准《钢结构设计规范》（ＧＢＪ１７）第３．２．３条的规定采用。  
在高层建筑钢结构的设计和钢材订货文件中，应注明所采用钢材的牌号、等级和对Ｚ向性能的附加保证要求。   
第２．０．８条 钢结构的焊接材料应符合下列要求：   
一、手工焊接用焊条的质量，应符合现行国家标准《碳钢焊条》（ＧＢ５１１７）或《低合金钢焊条》（ＧＢ５１１８）的规定。选用的焊条型号应与主体金属相匹配。   
二、自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应，焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》（ＧＢ/Ｔ１４９５７）或《气体保护焊用钢丝》（ＧＢ/Ｔ１４９５８）的规定。  
焊缝的强度设计值应按表２．０．８的规定采用。  


  
第２．０．９条 钢结构螺栓连接的材料应符合下列要求：   
一、普通螺栓应符合现行国家标准《六角头螺栓——Ａ和Ｂ级》（ＧＢ５７８２）和《六角头螺栓——Ｃ级》（ＧＢ５７８０）的规定。  
二、锚栓可采用现行国家标准《碳素结构钢》（ＧＢ７００）规定的Ｑ２３５钢或《低合金高强度结构钢》（ＧＢ/Ｔ１５９１）规定的Ｑ３４５钢。   
三、高强度螺栓应符合现行国家标准《钢结构高强度大六角头螺栓、大六角螺母、垫圈与技术条件》（ＧＢ/Ｔ１２２８～１２３１）或《钢结构用扭剪型高强度螺栓连接副》（ＧＢ３６３２～ＧＢ３６３３）的规定。  
四、螺栓连接的强度设计值，应按现行国家标准《钢结构设计规范》（ＧＢＪ１７）表３．２．１-６的规定采用。高强度螺栓的设计预拉力值，应按现行国家标准《钢结构设计规范》（ＧＢＪ１７）表７．２．２-２的规定采用。高强度螺栓连接的钢材摩擦面抗滑移系数值，应按现行国家标准《钢结构设计规范》（ＧＢＪ１７）表７．２．２-１的规定采用。
  
   

第三章 结构体系和布置  
第一节 结构体系和选型  
第３．１．１条 本规程适用于高层建筑钢结构的下列体系：   
一、框架体系  
二、双重抗侧力体系   
１．钢框架-支撑（剪力墙板）体系   
２．钢框架-混凝土剪力墙体系   
３．钢框架-混凝土核心筒体系  
三、筒体体系   
１．框筒体系   
２．桁架筒体系   
３．筒中筒体系   
４．束筒体系   
第３．１．２条 高层建筑钢结构当根据刚度需要设置外伸刚臂和腰桁架或帽桁架（在顶层）时，宜设在设备层。外伸刚臂应横贯楼层连续布置。  
第３．１．３条 支撑和剪力墙板可选用中心支撑、偏心支撑、内藏钢板支撑、带缝混凝土剪力墙板或钢板剪力墙。   
第３．１．４条 抗震高层建筑钢结构的体系和布置，应符合下列要求：   
一、应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径；   
二、宜有避免因部分结构或构件破坏而导致整个体系丧失抗震能力的多道设防；  
三、应具备必要的刚度和承载力、良好的变形能力和耗能能力；   
四、宜具有均匀的刚度和承载力分布，避免因局部削弱或突变形成薄弱部位，产生过大的应力集中或塑性变形集中；对可能出现的薄弱部位，应采取加强措施。   
五、宜积极采用轻质高强材料。   
第３．１．５条 钢结构和有混凝土剪力墙的钢结构高层建筑的高宽比不宜大于表３．１．５的规定。  


  
   

第二节 结构平面布置  
第３．２．１条 建筑平面宜简单规则，并使结构各层的抗侧力刚度中心与水平作用合力中心接近重合，同时各层接近在同一竖直线上。建筑的开间、进深宜统一；柱截面的钢板厚度不宜大于１００ｍｍ。  
抗震设防的高层建筑钢结构，其常用平面的尺寸关系应符合表３．２．１和图３．２．１的要求。当钢框筒结构采用矩形平面时，其长宽比不宜大于１．５∶１，不能满足此项要求时，宜采用多束筒结构。  





   
第３．２．２条 抗震设防的高层建筑钢结构，除不符合表３．２．１和图３．２．１者外，在平面布置上具有下列情况之一者，也属平面不规则结构：   
一、任一层的偏心率大于０．１５（偏心率应按本规程附录二的规定计算）；   
二、结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方向的长度，超过该方向建筑总尺寸的２５％；  
三、楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该层总面积的５０％；

四、抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体系的两个互相垂直的主轴。  
属于上述情况第一、四项者应计算结构扭转的影响，属于第三项者应采用相应的计算模型，属于第二项者应采用相应的构造措施。  
第３．２．３条 高层建筑宜选用风压较小的平面形状，并应考虑邻近高层建筑物对该建筑物风压的影响。在体形上应避免在设计风速范围内出现横风向振动。   
第３．２．４条 高层建筑钢结构不宜设置防震缝。薄弱部位应采取措施提高抗震能力。   
高层建筑钢结构不宜设置伸缩缝。当必须设置时，抗震设防的结构伸缩缝应满足防震缝要求。   
   

第三节 结构竖向布置  
第３．３．１条 抗震设防的高层建筑钢结构，宜采用竖向规则的结构。在竖向布置上具有下列情况之一者，为竖向不规则结构：   
一、楼层刚度小于其相邻上层刚度的７０％，且连续三层总的刚度降低超过５０％；   
二、相邻楼层质量之比超过１．５（建筑为轻屋盖时，顶层除外）；   
三、立面收进尺寸的比例为Ｌ１/Ｌ＜０．７５（图３．３．１）；  


  
四、竖向抗侧力构件不连续；   
五、任一楼层抗侧力构件的总受剪承载力，小于其相邻上层的８０％。   
对竖向不规则结构，应按本规程第四章第三节和第五章第三节的有关规定设计。   
第３．３．２条 抗震设防的框架-支撑结构中，支撑（剪力墙板）宜竖向连续布置。除底部楼层和外伸刚臂所在楼层外，支撑的形式和布置在竖向宜一致。  
   

第四节 结构布置的其他要求  
第３．４．１条 楼板宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土结构，不宜采用预制钢筋混凝土楼板。  
当采用预应力薄板加混凝土现浇层或一般现浇钢筋混凝土楼板时，楼板与钢梁应有可靠连接。   
第３．４．２条 对转换楼层或设备、管道孔口较多的楼层，应采用现浇混凝土楼板或设水平刚性支撑。   
建筑物中有较大的中庭时，可在中庭的上端楼层用水平桁架将中庭开口连接，或采取其他增强结构抗扭刚度的有效措施。
  

第五节 地基、基础和地下室  
第３．５．１条 高层建筑钢结构的基础形式，应根据上部结构、工程地质条件、施工条件等因素综合确定，宜选用筏基、箱基、桩基或复合基础。当基岩较浅、基础埋深不符合要求时，应采用岩石锚杆基础。   
第３．５．２条 钢结构高层建筑宜设地下室。抗震设防建筑的高层结构部分，基础埋深宜一致，不宜采用局部地下室。   
第３．５．３条 高层建筑钢结构的基础埋置深度（从室外地坪或通长采光井底面到承台底部或基础底部的深度），当采用天然地基时不宜小于１Ｈ/１５，当采用桩基时不宜小于１Ｈ/１８。此处，Ｈ是室外地坪至屋顶檐口（不包括突出屋面的屋顶间）的高度。当有根据时，埋置深度可适当减小。   
第３．５．４条 当主楼与裙房之间设置沉降缝时，应采用粗砂等松散材料将沉降缝地面以下部分填实，以确保主楼基础四周的可靠侧向约束；当不设沉降缝时，在施工中宜预留后浇带。  
第３．５．５条 高层建筑钢结构与钢筋混凝土基础或地下室的钢筋混凝土结构层之间，宜设置钢骨混凝土结构层。   
第３．５．６条 在框架-支撑体系中，竖向连续布置的支撑桁架，应以剪力墙形式延伸至基础。
  

第四章 作用  
第一节 竖向作用  
第４．１．１条 高层建筑钢结构楼面和屋顶活荷载以及雪荷载的标准值及其准永久值系数，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（ＧＢＪ９）表３．１．１的规定采用。该表未规定的荷载，宜按实际情况采用，但不得小于表４．１．１所列的数值。  
静力计算时，楼面活荷载标准值折减系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（ＧＢＪ９）第３．１．２条的规定采用。  
民用建筑楼面均布活荷载标准值及其准永久值系数 表４．１．１


  
第４．１．２条 在计算构件效应时，楼面及屋面竖向荷载可仅考虑各跨满载的情况。   
第４．１．３条 直升机平台荷载，应取下列二项中能使平台结构产生最大效应的荷载。直升机荷载的准永久值可不考虑。   
一、直升机总重引起的局部荷载，按由实际最大起飞重量决定的荷载标准值乘动力系数１．４确定。当没有机型的技术资料时，局部荷载标准值及其作用面积可根据直升机类型按下列规定采用：   


   
二、等效均布荷载５ｋＮ/ｍ２。  
第４．１．４条 施工中采用附墙塔、爬塔等对结构有影响的起重机械或其他设备时，在结构设计中应根据具体情况进行施工阶段验算。   
   

  

第二节 风荷载  
第４．２．１条 作用在高层建筑任意高度处的风荷载标准值，应根据现行国家标准《建筑结构荷载规范》（ＧＢＪ９）按下列公式计算：  


  
第４．２．２条 基本风压系以当地比较空旷平坦地面上，离地面１０ｍ高处，统计所得３０年一遇的１０ｍｉｎ平均最大风速υ０（ｍ/ｓ）为标准，按ω０＝υ０２/１６００计算确定的风压值。高层建筑的基本风压ω０，应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（ＧＢＪ９）图６．１．２《全国基本风压分布图》中的数值乘以系数１．１采用；对于特别重要和有特殊要求的高层建筑，可按图中数值乘以１．２采用。   
第４．２．３条 风压高度变化系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（ＧＢＪ９）的规定采用。  
第４．２．４条 高层建筑风载体型系数，可按下列规定采用：  
一、单个高层建筑的风载体型系数，可按本规程附录一的规定采用。   
二、城市建成区内新建高层建筑，应考虑周围已有高层建筑，特别是邻近已有高层建筑的影响。  
对于周围环境复杂、邻近有高层建筑、体型与本规程附录一中的体型不同且又无参考资料可以借鉴的或外形极不规则高层建筑以及高度较大的超高层建筑，其风荷载体型系数应根据风洞试验确定。   
三、验算墙面构件及其连接时，对风吸力区应采用表４．２．４规定的局部体型系数。   


  
四、封闭式建筑物的内表面，应按外表面的风压情况取±０．２。  
第４．２．５条 沿高度等截面的高层建筑钢结构，顺风向风振系数应按现行国家标准《建筑结构荷载规范》（ＧＢＪ９）的有关规定采用。  
第４．２．６条 在主体结构的顶部有小体型建筑时，应计入鞭稍效应，可根据小体型建筑作为独立体时的基本自振周期Ｔｕ与主体建筑的基本自振周期Ｔ１的比例，分别按下列规定处理：  
一、当Ｔｕ≤Ｔ１/３时，可假定主体建筑的高度延伸至小体型建筑的顶部，其风振系数宜按本规程第４．２．５条的规定采用。   
二、当Ｔｕ＞Ｔ１/３时，其风振系数宜按风振理论进行计算。
  
   

第三节 地震作用  
第４．３．１条 高层建筑抗震设计时，第一阶段设计应按多遇地震计算地震作用，第二阶段设计应按罕遇地震计算地震作用。  
第４．３．２条 第一阶段设计时，其地震作用应符合下列要求：   
一、通常情况下，应在结构的两个主轴方向分别计入水平地震作用，各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗侧力构件承担；  
二、当有斜交抗侧力构件时，宜分别计入各抗侧力构件方向的水平地震作用；   
三、质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应计入水平地震作用的扭转影响；   
四、按９度抗震设防的高层建筑钢结构，或者按８度和９度抗震设防的大跨度和长悬臂构件，应计入竖向地震作用。  
第４．３．３条 高层建筑钢结构的设计反应谱，应采用图４．３．３所示阻尼比为０．０２的地震影响系数α曲线表示，并应符合下列规定：   
一、α值应根据近震、远震、场地类别及结构自振周期计算，αmax及特征周期Tg按表４．３．３-１和４．３．３-２的规定采用，系数ζ（T）按下列公式确定：  


  
并应使修正后的α值不小于0.2αmax。  


  
二、抗震设计水平地震影响系数最大值，应按表４．３．３-１采用。   


  
三、特征周期应按表４．３．３-２采用。   


  
采用以钢筋混凝土结构为主要抗侧力构件的高层钢结构时，地震影响系数应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》（ＧＢＪ１１）的有关规定采用。   
第４．３．４条 采用底部剪力法计算水平地震作用时，各楼层可仅按一个自由度计算，结构水平地震作用，应按下列公式计算：   
一、与结构的总水平地震作用等  
                                    
                  
              
            
            
              
            
            
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