1T/CASMESXXXX—2025樓宇建筑結構整體設計技術要求本文件規定了樓宇建筑結構整體設計的術語和定義、基本要求、性能設計和結構分析相關內容。本文件適用于樓宇建筑結構整體設計。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T50010混凝土結構設計標準GB/T50011建筑抗震設計標準JGJ3高層建筑混凝土結構技術規程JGJ99高層民用建筑鋼結構技術規程3術語和定義以下術語和定義適用于本文件。3.1樓宇建筑tallbuilding指具備特定使用功能，由基礎、墻體、梁柱、樓板、屋蓋等結構構件以及圍護、分隔、裝飾等非結構構件組成，用于人類居住、辦公、商業、生產等各類活動的豎向空間實體。3.2房屋高度buildingheight指從室外設計地面至屋面結構板（或檐口）的垂直高度，是衡量樓宇建筑規模及結構受力特征的重要參數。3.3混合結構mixedstructure指由兩種或兩種以上不同受力性能的結構材料（如鋼筋混凝土與砌體、鋼材與混凝土等）組合而成，共同承擔樓宇建筑荷載的結構體系。4基本要求4.1樓宇建筑可采用鋼筋混凝土結構、鋼結構或混合結構，并根據抗震設防類別、設防烈度、房屋高度、場地地基條件、使用要求、建筑體型、結構材料和施工等因素綜合分析選用合適的結構體系。4.2樓宇建筑不應采用嚴重不規則的結構體系，應符合以下規定：——樓宇建筑結構應具有合理的結構布置、明確的計算簡圖和合理的荷載與作用傳遞途徑，應使結構具有必要的承載能力、合適的剛度和良好的延性；——結構宜具有多道防線，并應對薄弱部位及薄弱層采取有效的加強措施；——當房屋高度、平面及豎向不規則性和結構復雜性等多項控制指標超過現行標準及有關規定時，應提出更高的抗震設防性能目標及具體的加強措施，保證結構的抗震安全性。4.3樓宇建筑宜采用有利于減小橫風向振動影響的建筑形體，并應計入相鄰樓宇建筑對風荷載的影響。4.4樓宇建筑填充墻及隔墻宜采用輕質材料，應與主體結構可靠連接。4.5當豎向構件采用高強混凝土時，應采取以下抗震構造措施：——當柱采用C70及以上的高強混凝土時，宜提高配筋率和配箍率，或采用鋼管混凝土柱、型鋼混凝土柱或鋼管混凝土疊合柱；T/CASMESXXXX—20252——當剪力墻采用C60及以上的高強混凝土時，宜提高分布筋的配筋率和邊緣構件的配筋率及配箍率，必要時可設置型鋼或鋼板。4.6樓宇建筑結構的最大適用高度和適用高寬比計算時，對于平面和豎向復雜體型房屋的計算寬度，可采用結構側向剛度等代換算的等效寬度。5性能設計5.1基本要求5.1.1建筑結構的抗震性能化設計應包括結構體系、關鍵部位、薄弱部位、耗能部位、關鍵構件、節點和連接等性能化設計內容，并應根據設防標準和建設需求，制定明確的結構抗震性能目標和性能設計指標。5.1.2采用抗震性能化設計的建筑結構，應重視結構的抗震概念設計。5.1.3建筑結構抗震性能化設計時，應根據豎向荷載傳遞和抗側能力的重要性，將結構中的構件劃分為關鍵構件、普通豎向構件和耗能構件，具體為：——對其失效可能引起結構連續破壞或危及生命安全的構件，應劃為關鍵構件；——對剪力墻的連梁、耗能支撐、框架梁等構件，宜劃為耗能構件；——對關鍵構件以外的豎向構件可劃為普通豎向構件。5.1.4經抗震性能化設計的建筑結構，應具有合理的屈服機制和良好的耗能能力，彈塑性耗能應發生在預設的區域、構件上，結構在罕遇地震時應具有合適的承載能力和足夠的變形能力，避免因局部構件或節點的破壞而導致整個結構喪失承載力。5.1.5結構第一自振周期宜為平動周期。當結構第一自振周期為扭轉周期時，應考慮樓層及豎向構件抵抗扭矩的作用，并應按GB/T50010的要求驗算豎向構件的抗剪扭承載力。5.1.6結構抗震性能評價應包括結構性能整體評價和構件性能評價。5.1.7樓宇建筑結構抗震性能化設計流程宜符合以下規定：——根據建筑方案確定結構體系及結構布置；——確定建筑結構的抗震性能目標；——劃分結構的關鍵構件、普通豎向構件和耗能構件，確定不同地震動水準下構件的性能設計指標；——多遇地震作用下的結構彈性設計；——不同地震動水準下結構和構件的抗震性能評價；——當結構和構件的抗震性能評價不滿足預設目標時，應采取進一步抗震加強措施，直至各水準地震作用下結構和構件的抗震性能均滿足預設要求。5.2性能目標5.2.1結構抗震性能水準可根據地震作用下結構和構件的損壞程度及繼續使用的可能性分為1、2、3、4、5五個水準。結構和構件在不同抗震性能水準下的預期震后性能狀況和損壞程度可按表1確定。表1結構的抗震性能目標12345注：“部分”指同類構件中占比30%及以下。T/CASMESXXXX—202535.2.2結構抗震性能目標可分為A、B、C+、C、D+、D六個等級，每個性能目標應與一組在指定地震動水準下的結構抗震性能水準相對應。不同抗震性能目標對應的最低抗震性能水準宜符合表2的規定。表2結構的抗震性能目標ABCD1111111223342344555.2.3樓宇建筑結構的抗震性能目標應根據以下因素，經技術和經濟可行性分析比較后確定：——結構在高度、不規則指標、結構類型等方面的超限程度；——設防烈度和場地條件；——建筑功能和抗震設防類別；——結構初期造價和遭受地震后的直接和間接經濟損失、震后修復難易程度；——業主對設防標準等方面的特殊要求等。5.2.4樓宇建筑結構的抗震性能目標不應低于D級。以下建筑結構的抗震性能目標不宜低于D+級：——結構高度超過最大適用高度50%及以上；——存在5項及以上不規則類型或某一項不規則類型的指標遠超規定限值；5.2.5以下樓宇建筑結構的抗震性能目標不宜低于C級：——結構高度超過最大適用高度100%及以上；——同時具有轉換層、加強層、錯層、連體、多塔等復雜類型中的3種及以上。5.2.6對于甲類建筑和需滿足震后特殊功能要求的建筑結構，應根據建筑物重要性以及使用功能在設防或罕遇地震作用下的特殊要求，確定結構的抗震性能目標。對于設防地震作用下需滿足正常使用要求的建筑，結構的抗震性能目標不宜低于C+級。5.2.7結構抗震性能化設計時，應根據選定的性能目標確定結構和構件的抗震承載力、變形等具體設計指標。在不同地震動水準作用下，結構和構件的抗震性能設計指標應包括以下內容：——結構的層間位移角；——構件的抗震承載力；——構件的變形、損壞程度及相應的延性構造要求。5.2.8不同抗震性能水準對應的結構層間位移角宜符合以下規定：——第1性能水準的結構，宜小于彈性層間位移角限值；——第2性能水準的結構，宜小于1.2倍彈性層間位移角限值；——第3性能水準的結構，宜小于2倍彈性層間位移角限值；——第4性能水準的結構，宜小于4倍彈性層間位移角限值；——第5性能水準的結構，宜小于彈塑性層間位移角限值。5.2.9結構的各抗震性能水準對應的構件抗震承載力設計指標，應滿足表3的要求。表3各性能水準構件承載力性能設計指標1234T/CASMESXXXX—202545注：“個別”指同類構件中占比5%及以下；“部分”指同類構件中占比30%及以下；“大部分”指同類構件中占比50%及以上。5.2.10以下關鍵構件在設防地震作用下宜滿足彈性設計的性能要求，罕遇地震作用下宜滿足正截面不屈服、斜截面彈性的性能要求：——框支柱或轉換柱；——框支梁、轉換梁或轉換桁架；——高位連體結構的主要受力構件、及支承連體結構的豎向構件；——加強層處與伸臂桁架或環帶桁架相連的外框柱、核心筒等豎向構件；——與斜柱直接相連的框架梁等對豎向抗側力構件具有顯著影響的重要水平構件；——大懸挑結構的主要受力構件；——巨型框架-混凝土核心筒結構的巨柱；——其他對結構整體剛度或局部承載具有顯著影響的構件。5.2.11關鍵部位的樓面系統應具備足夠的協調變形能力，結構應具有整體性和可靠傳力，不同地震動水準作用下的混凝土樓板面內主拉應力應符合以下規定：——在多遇地震作用下，不宜超過混凝土抗拉強度設計值；——在設防地震作用下，不宜超過混凝土抗拉強度標準值；——在罕遇地震作用下，樓板或樓面水平支撐不應出現大范圍的中度及中度以上損壞。5.2.12構件的抗震構造措施應滿足在罕遇地震作用下的構件變形要求。5.3結構性能整體評價5.3.1結構性能整體評價應包括位移指標、基底剪力、屈服機制及次序等。5.3.2位移指標評價應包含彈塑性層間位移角、頂點位移時程曲線、整體結構殘余變形等，并應符合以下規定：——結構薄弱層（部位）彈塑性層間位移角應滿足各章節的限值要求。——宜根據罕遇地震下彈塑性計算的塑性殘余變形判斷結構薄弱部位，并與彈性計算的薄弱部位比較，當兩者不一致時宜對各薄弱部位均采取加強措施。——任一樓層的殘余層間位移角不應過大。5.3.3預定的罕遇地震作用下，結構彈塑性計算的基底剪力最大值與彈性計算的基底剪力之比宜控制在0.7~0.9。5.3.4在罕遇地震作用下的結構性能應滿足以下要求：——首先屈服的構件應為耗能構件，其次為普通豎向構件，最后為關鍵構件。——除嵌固端外，同一樓層豎向構件的屈服數量不宜超過50%。——當構件損壞程度較小無法判斷其屈服順序時，宜提高地震作用進行評價。5.3.5預定的罕遇地震作用下，結構彈塑性時程分析結果出現以下情況之一時，可認為其在地震作用下發生倒塌：——地震動輸入結束后，在重力荷載代表值作用下，結構位移呈增大趨勢或位移時程曲線呈發散趨勢；——任一樓層的層間位移角峰值的包絡值大于0.045;——結構豎向變形量影響結構安全使用空間或沖擊到下部樓層構件。5.4構件性能評價5.4.1構件性能評價應包括截面抗震承載力驗算和損壞程度評價。對結構中的關鍵構件和不允許屈服的構件，應驗算其截面抗震承載力；對允許屈服的構件，應驗算其受剪承載力，并評價其損壞程度。構件損壞程度可采用基于材料應變或構件廣義變形進行評價。T/CASMESXXXX—202555.4.2構件抗震承載力驗算時，構件內力宜采用彈性分析方法或等效彈性分析方法；當構件內力采用彈塑性分析方法時，應符合以下要求：——當采用彈塑性時程分析方法時，應采用七組彈塑性時程分析得到的最大內力平均值；——當采用靜力彈塑性分析方法時，應采用兩種或兩種以上側向力加載模式推覆得到的構件內力包絡值。5.4.3對于框架-核心筒、框架-剪力墻等具有多道抗震防線的結構，框架部分除采用彈性分析或等效彈性分析方法進行構件抗震承載力驗算外，宜采用彈塑性分析方法計算的構件內力進行抗震承載力補充驗算。6結構分析6.1基本要求6.1.1樓宇建筑結構的計算分析應符合以下規定：——風及多遇地震作用下的結構，應采用彈性分析方法進行承載力、變形驗算和截面設計；——設防地震和罕遇地震作用下，第1、第2抗震性能水準的結構，可采用彈性分析方法進行承載力、變形驗算；——設防地震和罕遇地震作用下，第3抗震性能水準的結構可采用等效彈性方法進行承載力、變形驗算，并宜采用彈塑性方法復核；第4、第5抗震性能水準的結構可采用等效彈性方法進行承載力、變形驗算，并應采用彈塑性方法復核。6.1.2樓宇建筑中影響結構抗震性能的幕墻體系、頂部突出屋面的構架、塔冠等結構應參與整體結構分析，應符合以下規定：——宜采用時程直接積分法進行補充分析計算；——采用振型分解反應譜法或振型疊加法進行計算時，應判別計算振型是否包含突出屋面結構的高階振型。6.1.3結構構件內力和承載力計算時，應采用帶地下室的結構模型；當結構嵌固端位于地下室頂板以下時，構件內力宜采用地下室頂板嵌固與嵌固端嵌固兩個模型分別計算，并取較大值進行承載力計算。6.1.4樓宇建筑頂部結構剛度明顯薄弱時，或對于豎向體型收進結構，應考慮鞭梢效應的不利影響，采用振型分解反應譜計算時振型數宜使各振型參與質量之和不小于總質量的95%，采用彈性時程分析法復核，適當放大地震作用。6.1.5采用時程法進行補充計算時，宜采用雙向或三向地震動，地震加速度峰值宜滿足GB/T50011的要求。以下結構的時程分析宜考慮豎向地震作用：——七度抗震設防時，高度超過350m的樓宇建筑結構；——帶轉換層的結構；——連體結構；——懸挑結構、吊掛結構；——大跨度和長懸臂結構。6.1.6長度不小于300m的超長結構，應按多點地震作用進行彈性和彈塑性動力分析，并計入地震行波效應和局部場地效應的影響。6.1.7帶轉換層、加強層、錯層、連體等受力復雜的結構，應在整體分析的基礎上進行局部的內力或應力分析，并按應力進行配筋設計校核，對于受力復雜的節點或結構構件，應進行應力分析，并應按應力進行配筋，必要時宜進行結構模型試驗驗證。6.1.8對結構分析軟件的計算結果，應進行分析判斷，確認其合理、有效后方可作為工程設計的依據。6.2結構計算6.2.1樓宇建筑結構分析模型應能較準確地反映結構中各構件的實際受力狀況，符合以下要求：——梁、柱、支撐構件可采用桿單元；——樓板可采用剛性板假定，需計入面內變形影響的樓板宜采用彈性板或彈性膜單元；——剪力墻宜采用殼單元；——連梁可采用桿單元或殼單元；T/CASMESXXXX—20256——單元數量應能反映構件的實際變形；——采用鋼結構時，其計算模型尚宜考慮初始缺陷條件。6.2.2結構分析中阻尼參數的選取應符合以下規定：——多遇地震下彈性計算的結構阻尼比宜滿足GB/T50011、JGJ3和JGJ99的要求；——設防烈度和罕遇地震作用下的等效彈性分析，等效阻尼比可根據結構體系和材料類型在彈性分析阻尼比的基礎上增加0.01~0.03，但罕遇地震作用下的等效阻尼比不宜大于靜力彈塑性推覆結果或彈塑性時程分析結果反算得到等效阻尼比；——罕遇地震作用下的彈塑性分析可采用瑞利阻尼、振型阻尼等方式。當采用瑞利阻尼時，不應進行影響計算結果的簡化處理。6.2.3樓宇建筑結構多遇地震作用效應計算時，可對剪力墻連梁剛度予以折減，折減系數不宜小于0.5;設防地震作用下結構承載力校核時不宜小于0.3。結構抗風設計時，連梁剛度折減系數不宜小于0.8。6.2.4在豎向荷載作用下，由于豎向構件變形差導致鋼筋混凝土框架梁、型鋼混凝土框架梁端產生的彎矩可適當調幅，彎矩增加或減小的幅度不宜超過30%，且應按靜力平衡條件調整梁跨中彎矩、梁端剪力及豎向構件內力。6.2.5結構內力和位移計算時，應考慮梁與鋼筋混凝土樓板的共同作用，應符合以下規定：——結構梁為鋼筋混凝土梁、型鋼混凝土梁且與樓板整澆時，僅單側有樓板的梁剛度增大系數可取1.3~1.5，兩側有樓板的梁剛度放大系數可取1.5~2.0；——結構梁為鋼梁，應保證鋼梁與混凝土樓板有可靠連接，僅單側有樓板的梁剛度增大系數可取1.2~1.4，兩側有樓板的梁剛度放大系數可取1.4~1.8；——設防地震和罕遇地震作用下，梁剛度放大系數的取值應計入樓板損傷的影響；——轉換層及加強層的伸臂構件、帶狀桁架、轉換桁架上下弦等，不宜考慮梁剛度放大系數；——對于無現澆面層的裝配式樓蓋，不宜考慮其對梁剛度的增大作用。6.2.6樓宇建筑結構樓面梁受扭計算時應考慮樓板對梁的約束作用。當計算中未考慮樓板對梁扭轉的約束作用時，可對樓面梁的計算扭矩予以折減，折減系數應根據周圍樓板的約束情況確定，且不應小于0.3。獨立梁、上翻梁和鋼梁不應考慮樓板對梁受扭的有利作用。6.2.7轉換桁架、伸臂和環帶桁架、連體桁架和懸挑桁架的桿件內力計算時，樓板應采用彈性膜單元模擬，應符合以下規定：——重力荷載、風荷載和多遇地震作用下，樓板面內剛度應乘以折減系數，折減系數不宜大于0.2；——罕遇地震作用下，宜按不考慮樓板面內剛度計算。6.2.8樓板應力分析時，宜采用彈性膜或彈性板模型；受力復雜或進入塑性狀態的樓板，宜采用分層殼模型。對于作為轉換構件的厚板結構，應采用實體單元或厚板單元進行有限元分析。樓板強度設計應采用樓板的主拉應力作為設計依據。6.2.9由于樓板開洞或存在局部夾層導致長、短柱共存的結構，長柱（穿層柱）的計算長度可由穩定分析確定，應計入設防地震和罕遇地震作用下短柱剛度退化后長柱地震效應放大影響。6.2.10對于錯層結構、坡屋頂結構等，應根據結構實際變形情況計算扭轉位移比、層間位移角等變形指標。6.2.11節點分析模型建模應滿足以下要求：——合理選擇單元類型、單元劃分尺寸及材料本構關系；——準確處理模型邊界條件和不同單元之間節點耦合關系；——合理選擇荷載控制工況及荷載施加方式。6.3彈性分析6.3.1多遇地震作用下結構彈性時程分析的計算結果應與振型分解反應譜法計算結果進行對比分析，并按兩者的較大值進行構件的承載力驗算。設防烈度和罕遇地震作用下，當結構采用等效彈性法驗算構件承載力時，各樓層的地震作用也應相應放大。6.3.2設防地震作用下等效彈性分析時，結構的計算自振周期折減系數可適當加大；罕遇地震作用下等效彈性分析時，自振周期折減系數可取1.0。6.3.3對于框架-剪力墻、框架-核心筒結構，采用等效彈性方法進行框架部分承載力計算時，應計入剪力墻、核心筒連梁屈服后內力重分布的影響。T/CASMESXXXX—202576.3.4在結構整體內力和變形分析時，結構構件的剛度可按以下原則確定：——端部加腋的混凝土結構構件，應考慮其截面變化對結構分析的影響；——無端柱型鋼混凝土剪力墻，可近似按相同截面的鋼筋混凝土剪力墻計算截面剛度；——有端柱型鋼混凝土剪力墻，可近似按H形截面混凝土墻計算軸向和抗彎剛度，端柱中的鋼骨可折算為等效混凝土面積后計入H形截面的翼緣面積。6.4結構彈塑性分析6.4.1結構彈塑性分析應采用符合實際受力狀態的單元模型，應符合以下規定：——彈塑性構件可采用基于材料或基于構件的非線性模型，必要時應與構件的實際非線性性能進行對比驗證；彈塑性動力分析中材料或構件的非線性模型，應采用往復作用下的滯回本構關系模型；——框架梁、框架柱和支撐可采用纖維束模型，框架梁和框架柱也可采用塑性鉸模型或在構件塑性區采用非線性彈簧模型；采用塑性鉸模型時，構件剛度應考慮混凝土開裂影響進行折減，抗彎剛度可取毛截面剛度的0.5~0.8倍，抗剪剛度可取毛截面剛度的0.4倍，軸向剛度不折減；——剪力墻宜采用非線性分層殼模型，平面內單元網格尺寸以及平面外計算分層數量應能反映剪力墻的損傷破壞狀態；剪力墻約束邊緣構件的暗柱、端柱應采用合理的單元進行模擬，應與剪力墻的其他部位變形協調；——混凝土連梁宜采用殼單元模型，當跨高比小于3時應采用非線性分層殼單元模型，連梁平面內單元網格尺寸應能反映連梁的損傷破壞狀態；當連梁跨高比大于5時可采用梁單元模型；——轉換梁所采用的單元模型應能反映其真實受力狀態，當被轉換構件為剪力墻時，轉換梁應采用三維實體單元或殼單元模型；被轉換構件為框架柱時，轉換梁可采用桿單元模型，當轉換梁跨高比小于3時，應采用三維實體單元或殼單元模型；——巨柱等大尺度構件可采用實體單元或殼元進行模擬，并應注意與梁單元或殼單元在連接處的變形協調性；——鋼管混凝土構件可考慮鋼管約束對混凝土軸心抗壓強度和受壓變形能力的影響；普通混凝土構件宜考慮箍筋約束作用對變形能力的影響。6.4.2當結構的高度超過300m時，應采用2個不同力學模型的軟件進行彈塑性分析。6.4.3結構彈塑性分析模型的總質量、周期、振型應與多遇地震彈性分析結果基本一致。6.4.4結構彈塑性分析應以重力荷載代表值施加完畢的狀態作為初始狀態，并計入施工過程的影響。6.4.5結構宜采用時程分析法進行彈塑性分析。高度不超過150m、平立面規則、以第一階平動振型為主、且高階振型影響不顯著的樓宇建筑結構，可采用靜力推覆方法進行彈塑性分析。以下結構應采用時程分析法進行彈塑性分析：——高度超過150m的結構；——平面或豎向特別不規則的結構，有明顯薄弱部位的結構；——高度或高階振型影響較大的樓宇建筑，容易出現扭轉變形的結構；——大底盤多塔結構、連體結構、豎向構件多次轉換等復雜結構；——豎向收進較大或豎向剛度突變較多的結構；——其他有必要進行彈塑性時程分析的結構。6.4.6采用靜力彈塑性方法進行抗震性能分析時，結構每