3.7 水平位移限值和舒适度要求

3.7.1 在正常使用条件下，高层建筑结构应具有足够的刚度，避免产生过大的位移而影响结构的承载力、稳定性和使用要求。
3.7.2 正常使用条件下，结构的水平位移应按本规程第4章规定的风荷载、地震作用和第5章规定的弹性方法计算。
3.7.3 按弹性方法计算的风荷载或多遇地震标准值作用下的楼层层间最大水平位移与层高之比△u／h宜符合下列规定：
1 高度不大于150m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比△u／h不宜大于表3.7.3的限值。

2 高度不小于250m的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比△u／h从不宜大于1／500。
3 高度在150m～250m之间的高层建筑，其楼层层间最大位移与层高之比△u／h从的限值可按本条第1款和第2款的限值线性插入取用。
注：楼层层间最大位移△u以楼层竖向构件最大的水平位移差计算，不扣除整体弯曲变形。抗震设计时，本条规定的楼层位移计算可不考虑偶然偏心的影响。
3.7.4 高层建筑结构在罕遇地震作用下的薄弱层弹塑性变形验算，应符合下列规定：
1 下列结构应进行弹塑性变形验算：
1)7～9度时楼层屈服强度系数小于0.5的框架结构；
2)甲类建筑和9度抗震设防的乙类建筑结构；
3)采用隔震和消能减震设计的建筑结构；
4)房屋高度大于150m的结构。
2 下列结构宜进行弹塑性变形验算：
1)本规程表4.3.4所列高度范围且不满足本规程第3.5.2-3.5.6条规定的竖向不规则高层建筑结构；
2)7度Ⅲ、Ⅳ类场地和8度抗震设防的乙类建筑结构；
3)板柱-剪力墙结构。
注：楼层屈服强度系数为按构件实际配筋和材料强度标准值计算的楼层受剪承载力与按罕遇地震作用计算的楼层弹性地震剪力的比值。
3.7.5 结构薄弱层(部位)层间弹塑性位移应符合下式规定：

3.7.6 房屋高度不小于150m的高层混凝土建筑结构应满足风振舒适度要求。在现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的10年一遇的风荷载标准值作用下，结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度计算值不应超过表3.7.6的限值。结构顶点的顺风向和横风向振动最大加速度可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的有关规定计算，也可通过风洞试验结果判断确定，计算时结构阻尼比宜取0.01～0.02。

3.7.7 楼盖结构应具有适宜的舒适度。楼盖结构的竖向振动频率不宜小于3Hz，竖向振动加速度峰值不应超过表3.7.7的限值。楼盖结构竖向振动加速度可按本规程附录A计算。

条文说明

3.7 水平位移限值和舒适度要求
3.7.1 高层建筑层数多、高度大，为保证高层建筑结构具有必要的刚度，应对其楼层位移加以控制。侧向位移控制实际上是对构件截面大小、刚度大小的一个宏观指标。
在正常使用条件下，限制高层建筑结构层间位移的主要.目的有两点：
1 保证主结构基本处于弹性受力状态，对钢筋混凝土结构来讲，要避免混凝土墙或柱出现裂缝；同时，将混凝土梁等楼面构件的裂缝数量、宽度和高度限制在规范允许范围之内。
2 保证填充墙、隔墙和幕墙等非结构构件的完好，避免产生明显损伤。
迄今，控制层间变形的参数有三种：即层间位移与层高之比(层间位移角)；有害层间位移角；区格广义剪切变形。其中层间位移角是过去应用最广泛，最为工程技术人员所熟知的，原规程JGJ 3—91也采用了这个指标。

如上所述，从结构受力与变形的相关性来看，参数γ_ij即剪切变形较符合实际情况；但就结构的宏观控制而言，参数θ_i即层间位移角又较简便。
考虑到层间位移控制是一个宏观的侧向刚度指标，为便于设计人员在工程设计中应用，本规程采用了层间最大位移与层高之比△u／h，即层间位移角θ作为控制指标。
3.7.2 目前，高层建筑结构是按弹性阶段进行设计的。地震按小震考虑；结构构件的刚度采用弹性阶段的刚度；内力与位移分析不考虑弹塑性变形。因此所得出的位移相应也是弹性阶段的位移，比在大震作用下弹塑性阶段的位移小得多，因而位移的控制指标也比较严。
3.7.3 本规程采用层间位移角△u／h作为刚度控制指标，不扣除整体弯曲转角产生的侧移，即直接采用内力位移计算的位移输出值。
高度不大于150m的常规高度高层建筑的整体弯曲变形相对影响较小，层间位移角△u／h的限值按不同的结构体系在1／550～1／1000之间分别取值。但当高度超过150m时，弯曲变形产生的侧移有较快增长，所以超过250m高度的建筑，层间位移角限值按1／500作为限值。150m～250m之间的高层建筑按线性插入考虑。
本条层间位移角△u／h的限值指最大层间位移与层高之比，第i层的△u／A指第i层和第i-1层在楼层平面各处位移差△u_i=u_i－u_i-1中的最大值。由于高层建筑结构在水平力作用下几乎都会产生扭转，所以△u的最大值一般在结构单元的尽端处。
本次修订，表3.7.3中将“框支层”改为“除框架外的转换层”，包括了框架-剪力墙结构和筒体结构的托柱或托墙转换以及部分框支剪力墙结构的框支层；明确了水平位移限值针对的是风荷载或多遇地震作用标准值作用下结构分析所得到的位移计算值。
3.7.4 震害表明，结构如果存在薄弱层，在强烈地震作用下，结构薄弱部位将产生较大的弹塑性变形，会引起结构严重破坏甚至倒塌。本条对不同高层建筑结构的薄弱层弹塑性变形验算提出了不同要求，第1款所列的结构应进行弹塑性变形验算，第2款所列的结构必要时宜进行弹塑性变形验算，这主要考虑到高层建筑结构弹塑性变形计算的复杂性。
本次修订，本条第1款增加高度大于150m的结构应验算罕遇地震下结构的弹塑性变形的要求。主要考虑到，150m以上的高层建筑一般都比较重要，数量相对不是很多，且目前结构弹塑性分析技术和软件已有较大发展和进步，适当扩大结构弹塑性分析范围已具备一定条件。
3.7.5 结构弹塑性位移限值与现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011一致。
3.7.6 高层建筑物在风荷载作用下将产生振动，过大的振动加速度将使在高楼内居住的人们感觉不舒适，甚至不能忍受，两者的关系见表2。

对照国外的研究成果和有关标准，要求高层建筑混凝土结构应具有良好的使用条件，满足舒适度的要求，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB 50009规定的10年一遇的风荷载取值计算或专门风洞试验确定的结构顶点最大加速度。一不应超过本规程表3.7.6的限值，对住宅、公寓。一不大于0.15m／s²，对办公楼、旅馆α_max不大于0.25m／s²。
高层建筑的风振反应加速度包括顺风向最大加速度、横风向最大加速度和扭转角速度。关于顺风向最大加速度和横风向最大加速度的研究工作虽然较多，但各国的计算方法并不统一，互相之间也存在明显的差异。建议可按现行行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99的相关规定进行计算。
本次修订，明确了计算舒适度时结构阻尼比的取值要求。一般情况，对混凝土结构取0.02，对混合结构可根据房屋高度和结构类型取0.01～0.02。
3.7.7 本条为新增内容。楼盖结构舒适度控制近20年来已引起世界各国广泛关注，英美等国进行了大量实测研究，颁布了多种版本规程、指南。我国大跨楼盖结构正大量兴起，楼盖结构舒适度控制已成为我国建筑结构设计中又一重要工作内容。
对于钢筋混凝土楼盖结构、钢—混凝土组合楼盖结构(不包括轻钢楼盖结构)，一般情况下，楼盖结构竖向频率不宜小于3Hz，以保证结构具有适宜的舒适度，避免跳跃时周围人群的不舒适。，楼盖结构竖向振动加速度不仅与楼盖结构的竖向频率有关，还与建筑使用功能及人员起立、行走、跳跃的振动激励有关。一般住宅、办公、商业建筑楼盖结构的竖向频率小于3Hz时，需验算竖向振动加速度。楼盖结构的振动加速度可按本规程附录A计算，宜采用时程分析方法，也可采用简化近似方法，该方法参考美国应用技术委员会(Applied Technology Council)1999年颁布的设计指南1(ATC Design Guide 1)“减小楼盖振动”(Minimizing Floor Vibration)。舞厅、健身房、音乐厅等振动激励较为特殊的楼盖结构舒适度控制应符合国家现行有关标准的规定。
表3.7.7参考了国际标准化组织发布的ISO 2631—2(1989)标准的有关规定。