高层建筑混凝土结构设计一、建筑物的分类（以按结构类型分为主）注意其特点及应用高度二、建筑高度的界定方法1、防火规2、结构规《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3－2002中提出：10层及10层以上和房屋高度超过28m的建筑属于高层建筑3、建筑规《民用建筑设计通则》GB50352－2005中规定：建筑高度超过100m的民用建筑为超高层建筑三、建筑物的耐久等级（设计使用年限）《民用建筑设计通则》GB50352－2005中规定：一类：设计使用年限为5年适用于临时性建筑二类：设计使用年限为25年适用于易于替换结构构件的建筑三类：设计使用年限为50年适用于普通建筑物和构筑物四类：设计使用年限为100年适用于纪念性建筑和特别重要的建筑四、耐火极限的定义《建筑设计防火规》GB50016－2006中提出：耐火极限的定义：在标准耐火试验条件下，建筑构件、配件或结构从受到火的作用起，到失掉稳定性、完整性或隔热性为止的时间。
单位为小时。
五、有关耐火等级若干的问题1．结构材料耐火等级的划分建筑物的耐火等级取决于房屋的主要构件的耐火极限和燃烧性能。
材料的燃烧性能是把材料分为不燃烧材料、难燃烧材料和燃烧材料。
用上述三种材料作成的建筑构件分别叫做不燃烧体、难燃烧体和燃烧体。
构件若用可燃烧材料制成而用不燃烧材料作保护层的建筑构件亦叫“难燃烧体”。
2．多层民用建筑耐火等级的划分多层民用建筑的耐火等级分为四级，《建筑设计防火规》（GB50016－2006）是这样划分的。
多层民用建筑构件的燃烧性能和耐火极限（h）表21－3注：①以木柱承重且以不燃烧材料作为墙体的建筑物，其耐火等级应按四级确定；②二级耐火等级建筑的吊顶采用不燃烧体时，其耐火极限不变；③在二级耐火等级的建筑中，面积不超过100m2的房间隔墙，如执行上表有困难，可采用耐火极限不低于0.30h的不燃烧体；④一、二级耐火等级建筑的疏散走道两侧的隔墙，如执行上表有困难，可采用耐火极限0.75h的不燃烧体；⑤住宅建筑构件的耐火等级和燃烧性能可按《住宅建筑规》（GB50368－2005）的规定执行。
3．高层民用建筑耐火等级的划分（教材第93页），首先应区分高层建筑的防火分类高层建筑的防火分类表21－64．如何确定一个建筑物的耐火等级（多层建筑、高层建筑）一个建筑物的耐火等级属于几级？多层建筑取决于该建筑物的层数和面积，《建筑设计防火规》（GB50016－2006）中作了详细的规定。
民用多层建筑的耐火等级、最多允许层数和防火分区最大允许建筑面积表21－4注：1．适用于新建、改建、扩建的下列建筑：①9层及9层以下的居住建筑（包括设置商业服务网点的居住建筑）；②建筑高度小于或等于24.0m的公共建筑；③建筑高度大于24.0m的工业建筑；④地下、半地下建筑（包括建筑附属的地下室、半地下室）；⑤城市交通隧道。
2．建筑物设置自动灭火系统时，该防火分区的最大允许建筑面积可按上标的规定增加1.0倍，局部设置时，增加面积可按该局部面积的1.0倍计算。
高层民用建筑的耐火等级取决于一类高层还是二类高层一类高层的耐火等级为一级，二类高层的耐火等级不低于二级，裙房不低于二级，地下室应为一级。
5．建筑构件、配件的耐火极限规律之一：竖向构件强于水平构件；水平构件强于平面构件。
（如一级耐火，柱、墙为3.00h；梁为2.00h；楼板为1.50h的不燃烧体）与结构设计“强柱弱梁”、“强减弱弯”的要求基本相同。
规律之二：选用结构材料的规律：（1）．能满足结构要求的，防火基本没有问题（240墙耐火极限5.50h）；（2）．重型材料优于轻型材料（120砖墙耐火极限2.50h，120轻质混凝土砌块墙耐火极限1.50h）；（3）．空心材料优于实心材料（120黏土空心砖墙耐火极限8.00h，120黏土砖墙耐火极限3.00h）；（4）．非预应力构件优于预应力构件（保护层为10mm的非预应力圆孔板0.90h，预应力圆孔板仅为0.40h）。
六、建筑结构的安全等级《住宅建筑规》（GB50368－2005）中提到：住宅结构的设计使用年限应不少于50年，其安全等级不应低于二级。
建筑结构设计时，应根据结构破坏可能产生的后果（危及人民生命、造成经济损失、产生社会影响等）的严重性，分为三级。
建筑结构的安全等级表21－8七、建筑模数与模数制1．公制：基本模数（M=100mm）、扩大模数与分模数并举，三种尺寸的概念。
2．英制：基本模数为4英寸（1英寸=25. 4mm、4英寸=101.6mm ）3．前联制：基本模数为125mm八、地基的分类承受基础的土层叫地基，它分为六大类：岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土、人工填土。
地基分为两大类：1．天然地基2．人工地基九、基础埋深的注意点基础埋深的计算点是室外地坪至基础底面的垂直高度。
确定基础埋深的原则共五点：（详教材104页）还应注意以下问题：1．尽量浅埋（但不得小于0.5m）2．注意埋深比值3．灰土基础的灰土部分应在地下水位之上4．灰土基础的灰土部分应在冰冻线以下5．深基础与浅基础的区分深基础：基础埋深≥5m或基础埋深≥基础宽度的4倍浅基础：基础埋深＜5m或基础埋深＜基础宽度的4倍十、基础的类型承受建筑上部荷载并下传给土层的结构构件叫基础。
基础按受力情况分为：1．无筋扩展基础（刚性基础）：无筋扩展基础必须满足刚性条件要求，刚性条件通常用“大放脚”来解决。
无筋扩展基础有六种类型：实心砖基础、灰土基础、三合土基础、毛石基础、混凝土基础、毛石混凝土基础。
插图1 无筋扩展基础《建筑地基基础设计规》（GB500007－2002）规定的无筋扩展基础台阶高宽比数值详见下表无筋扩展基础台阶宽高比的允许值注：1. Pk为荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值（KPa）；2.阶梯形毛石基础的每阶梯伸出宽度，不宜大于200mm；3.当基础由不同材料叠合组成时，应对接触部分做抗压验算；4.基础底面处的平均压力值超过300 KPa的混凝土基础，尚应进行抗剪验算。
2．柔性基础：不受刚性条件的限制，主要指钢筋混凝土基础。
插图2 柔性基础按构造方法基础的类型有：1．条形基础（墙下基础）2．独立基础（柱下基础）3．筏形基础（高层建筑多用）插图3 板式基础4．箱形基础（高层建筑中应用）插图4箱型基础十一、地下室的划分1．按用途分：普通地下室、人防地下室。
2．按埋深分：全地下室（地下室）、半地下室。
全地下室（地下室）：h＞1/2H；半地下室：h≤1/2H，且＞1/3Hh=地下室埋深 H=地下室高度插图5 地下室的定义人防地下室的空间高度：室地面至顶板底面不应低于 2.4m。
梁下净高不应低于2.0m。
《住宅建筑规》（GB50368－2005）还规定，地下机动车库走道净高不应低于2.20m，车位净高不应低于2.00m，住宅地下自行车库净高不应低于2.00m。
十二、人防地下室的分级1．甲类人防：以预防核武器、常规武器和生化武器为主。
分为4级（核4级）、4B级（核4B级）、5级（核5级）、6级（核6级）、6B级（核6B级）。
2. 乙类人防：以预防常规武器和生化武器为主。
分为5级（常5级）、6级（常6级）。
十三、人防地下室的材料强度等级和结构构件最小厚度材料强度等级（MPa）构件最小厚度（mm）十四、地下水位的不同时期1．最高水位（丰水期）2．常年水位（枯水期）3．设计水位（多由勘探部门提供）十五、地下室的防水与防潮1．防潮做法与防水做法的分界点2．防潮做法要点3．防水做法要点的等级标准《地下工程防水等级标准》（GB 50108－2001）中分为4级，（教材109页）。
《地下室防水等级标准》（DB11/367－2006）中分为2级，表21－12十六、地下工程的三种防水方案1．柔性防水2．刚性防水3．刚性柔性结合防水（以刚性防水为主）十七、地下防水工程的防水材料及防水构造1．防水材料（A）．防水混凝土（B）．防水卷材（C）．水泥砂浆（D）．防水涂料（E）．塑料防水板（F）．金属板2．防水构造：采光井、变形缝、后浇带、施工缝插图6 施工缝十八、墙体的构造做法1．实心砖墙：除黏土砖外的实心砖砌体（灰砂砖、炉渣砖、页岩砖、煤矸石砖等）……炉渣砖用高炉硬矿渣和石灰蒸养而成，它们的强度等级，抗震时不低于M10……，砌筑砂浆有水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆等。
它们的强度等级，抗震时不低于M5，非抗震＜5层时，不低于M2.5；≥5层时，不低于M5。
2．加气混凝土砌块墙：……用于框架结构的填充墙。
其强度等级，不应低于MU7.5，砌筑砂浆，抗震时不应低于Mb7.5；非抗震时，不应低于Mb5。
3．多孔砖墙：除黏土含量大于20%的多孔砖砌体（煤矸石砖、页岩砖等），两种多孔砖的强度等级均为MU10、MU15，满足砌体结构要求。
4．空斗砖墙：垂直斗砖与水平眠砖组合插图7 空斗墙与复合墙5．复合墙：主体结构为实心砖（多孔砖），在其侧（称保温）或外侧（称外保温）复合保温材料的墙体。
规提出的保温材料有：膨胀型聚苯乙烯板（EPS板）或挤塑性聚苯乙烯板（XPS板）、胶粉聚苯颗粒、硬泡聚氨酯（PUR）。
资料：2004年7月1日起市推行居住建筑节能新标准1．实行节能65%的目标，要求每m2的采暖煤耗降至8.75㎏（原为12.5kg）。
2．新建住宅外窗改用中空玻璃3．传热系数的改变4. 冬季保温与夏季隔热兼顾5．保温材料的改变其一：膨胀型聚苯板（砼外墙70～110mm；KP1砖外墙60～100mm）其二：挤塑型聚苯板（砼外墙35～70mm；KP1砖外墙30～60mm）挤塑型聚苯板：密度 25kg/m3，导热系数≤0.30w/m.k，吸水率≤1.5%。
其三：喷涂硬泡聚氨酯（砼外墙35～70mm；KP1砖外墙30～60mm）6．窗地比的改变北向、西北向0.30；东南向0.35、南向0.50十九、墙体的保温与节能构造1．全国气候分区热工规《民用建筑热工设计规程》GB50176－93中分为：严寒地区、寒冷地区、夏热冬冷地区、夏热冬暖地区、温和地区建筑规《民用建筑设计通则》GB50352－2005中分为：Ⅰ区（严寒地区）、Ⅱ区（寒冷地区）、Ⅲ区（夏热冬冷地区）、Ⅳ区（夏热冬暖地区）、Ⅴ区（温和地区）、Ⅵ区（严寒与寒冷的部分地区）、Ⅶ区（严寒与寒冷的部分地区）。
除应满足热工的有关要求以外，还应满足：防冻土、防积雪、防冰雹、防风沙、防暴风雨、防洪、防雷电、防台风……等要求。
2．冬季保温设计要求3．夏季防热设计要求《民用建筑热工设计规》GB50176－93指出：（A）外表面做浅色饰面。
（B）设置通风间层，如通风屋顶、通风墙（空气间层厚20～50mm）等。
（C）采用空心墙体，如多孔混凝土、轻骨料空心砌块等。
（D）复合墙体的侧宜采用砖或混凝土等重质材料。
（E）设置带铝箔的封闭空气间层（可以减少辐射传热）。