建筑结构多层和高层钢筋混凝土结构

三角形或其他形状。 ❖ 无论那一种平面，应尽量设计成规则、对称而简单的平面形
状，尽量减少因形状不规则产生结构扭转的可能性。
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1. 平面长度 L 不宜过长， 突出部分长度 l 不宜过 大
L、l 的限值 设防烈度 L / B l / Bmax l/b
6、7度 ≤6.0 ≤0.35 ≤2.0
❖ 框架结构 ❖ 剪力墙结构 ❖ 框架－剪力墙结构 ❖ 筒体结构 ❖ 框架－筒体结构
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8.2 框架结构
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一、特点及类型
❖ 框架结构：采用梁、柱等杆件刚接组成空间体系作为建筑物承重骨架 的结构。
❖ 框架结构组成：由梁、柱、节点及基础组成，节点构造十分重要 ❖ 受力特点：承受竖向荷载能力较强，承受水平荷载能力较弱
4
3
6
5
4
B级高度钢筋混凝土高层建筑最大高宽比H/B
非抗震设计
抗震设防烈度
建6筑、结构7度多层和高层钢筋混凝土结8度
8
7
构
6
A级高度钢筋混凝土高层建筑最大高度（m）
结构体系
非抗震设计
抗震设防烈度
框架
框架－剪力墙
剪
全部落地剪力墙
力 墙
部分框支剪力墙
6度 7度 8度 9度
70
60
55
45 25
140
130 120 100 50
❖ 异形柱各肢肢长，可能相等，或不相等，但提倡采用等肢异形柱。 抗震设计时宜采用等肢异形柱， 当不得不采用不等肢异形柱时，柱两肢的肢高肢厚比不宜超过1.6， 且肢厚相差不大于50mm。
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❖ 高层建筑中，水平荷载和地震作用 对结构设计起着决定性的作用。
❖ 荷载效应最大值（轴力N、弯矩M 和位移Δ）可用下列式子表达：
❖ N＝WH＝f（H） ❖ M＝qH2/2＝ f（H2） ❖ Δ＝qH4/8EI ＝ f（H4）
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多层及高层建筑常用的结构体系
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第三节 剪力墙结构
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一、结构功能
❖ 剪力墙结构——利用建筑物
框架结构的特点：
1. 空间布置灵活，能形成较大的空间 2. 构件简单，施工简便，较经济 3. 侧移刚度小，侧移较大；房屋高度不宜过高 4. 对支座不均匀沉降比较敏感
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二、结构布置、适用范围及构件尺寸
（一）结构平面布置 一般原则 1. 平面长度 L 不宜过长，突出部分长度 l 不宜过大 2. 结构应尽可能简单、规则、均匀，构件类型少 3. 妥善地处理温度、地基不均匀沉降以及地震等因素对建筑
150
140 120 100 60
130
120 100 80 不应
采用
B级高度钢筋混凝土高层建筑最大高度（m）
结构体系
非抗震设计
抗震设防烈度
6度 7度 8度
框架－剪力墙
170
160 140 120
剪力墙 全部落地剪力墙
180
170 150 130
部分框支剪力墙
150
140 120 100
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异形柱框架
❖ 异形柱框架的优点： 柱截面宽度等于墙厚，室内墙面平整，便于布置。
❖ 异形柱框架的缺点：抗震性能较差。 ❖ 适用范围：
一般用于非抗震设计 按6、7度抗震设计的12层以下的建筑。 混凝土异形柱结构体系原来主要用于住宅建筑， 近年来逐渐扩展到用于平面及竖向较为规则的宿舍建筑，
工程实践表明效果良好，异形柱结构体系也可用于类似 较为规则的一般民用建筑。
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（三）高层建筑的高宽比及适用高度
❖ A级高度的高层建筑：常规的、一般的建筑。 ❖ B级高度的高层建筑：较高的、设计上更加严格要求的建筑。
A级高度钢筋混凝土高层建筑最大高宽比H/B
结构体系 非抗震设计
框架
5
框架－剪力墙
5
剪力墙
6
抗震设防烈度
6、7度 8度
9度
4
3
2
5
Байду номын сангаас一般可忽略不计。
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建剪筑结力构墙多层分和布高筋层钢（筋双混凝层土）结
构
剪力墙结构体系的优点
1. 结构整体性强，抗侧刚度大，侧向变形小，在承载力方面的要求易得到 满足，适于建造较高的建筑
2. 集承重、抗风、抗震、围护与分隔为一体，经济合理地利用了结构材料 3. 抗震性能好，具有承受强烈地震裂而不倒的良好性能
剪力墙（在抗震设计中又称为抗震墙） 4. 用钢量较省 5. 与框架结构体系相比，施工相对简便与快速
墙体构成的承受水平作用和竖向 作用的结构。可建造16～40层的 建筑。
❖ 剪力墙的高度：一般与整个房屋的高度相同，自基础直至屋顶，高达几 十米或一百多米；
❖ 剪力墙的宽度：视建筑平面而定，一般为几米至几十米； ❖ 剪力墙的厚度：很薄，一般仅200～300mm； ❖ 剪力墙在其墙身平面内的抗侧刚度很大，而其墙身平面外的刚度很小，
2. 截面尺寸关系 在抗震设计中， ❖ 框架柱的截面宽度b和高度h均不宜小于300mm， ❖ 圆柱的截面直径不宜小于350mm； 柱的截面高宽比h/b＝1.5～3.0，不宜大于3 柱的剪跨比 M/（V ·h0） 宜大于2。
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框架带悬挑
❖ 均布荷载作用下，外伸悬挑长度 ❖ 不应大于1/2内跨长度， ❖ 不宜小于1/4内跨长度 ❖ 比较合适的约为1/3内跨长度左右。 ❖ 悬挑时框架两端最好同时悬挑，纵横两向框架同时出挑
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异形柱框架
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异形柱框架的概念
❖ 异形柱——截面几何形状为L形、T形、十字形，且截面各肢 的肢高肢厚比不大于4的柱。
❖ 异形柱结构——采用异形柱框架结构或框架－剪力墙结构。 ❖ 根据建筑设计对建筑功能及建筑布置的要求，在结构不同部位
贯通
缺梁
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抽柱
2. 结构应尽可能简单、规则、均匀、对称、对直、贯通， 尽量避免缺梁抽柱（结构受力合理）
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4. 施工简便
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框架结构布置的其他原则
1. 柱网布置 ❖ 要满足建筑平面布置和生产工艺的要求， ❖ 要使结构受力合理，构件种类少，施工方便， ❖ 避免凹凸曲折和高低错落。 2. 承重框架布置 ❖ 框架结构种类：
8、9度 ≤5.0 ≤0.30 ≤1.5
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2. 结构应尽可能简单、规则、均匀、对称、对直、贯通， 尽量避免缺梁抽柱（结构受力合理）
框架结构的平面形式
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在复杂的建筑平面体型上进行简单的框架柱网布置
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2. 结构应尽可能简单、规则、均匀、对称、对直、贯通， 尽量避免缺梁抽柱（结构受力合理）
（四）框架结构构件截面尺寸
❖ 框架梁
1. 梁的一般要求
❖ 在设计钢筋混凝土梁时，
由梁的高跨比h/l0确定梁的高 度h，
由梁的高宽比h/b确定梁的宽 度b（b为矩形截面梁的宽度 或T形、I形截面梁的腹板宽 度），
将其模数化。
2. 梁、板截面高跨比 h/l0 参考值
构件种类
h/l0
简支梁
主 梁
连续梁
的影响 4. 施工简便，经济合理，造价低
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高层建筑结构平面形状
❖ 建筑物按平面形状分为：板式和塔式两大类。 板式建筑：房屋宽度较小，但长度较大的建筑； 塔式建筑：建筑平面的长度和宽度相接近的建筑(指房屋 外轮廓的总长和总宽)。
❖ 板式结构要避免长宽比很大的平板式平面布置形式。 ❖ 塔式建筑宜采用圆形、方形、长宽接近的矩形、Y形、井形、
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2. 框架结构布置：
❖
横向：主梁 纵向：板、连系梁 有利通风和采光 ❖ 纵向框架承重方案
纵向：主梁
横向：板、连系梁
有利获得较高净空
❖
纵向：主梁 横向：主梁
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（二）结构竖向布置
❖ 原则： 竖向布置宜规则，避免有大的外挑或内收 结构的侧向刚度宜下大上小，均匀变化 为保证高层建筑有良好的抗震性能，宜设置地下室
4. 模数要求
❖ h≤800mm时，1/2 M；
❖ h＞800mm时，1M
❖ b＜200mm时， 有b＝120mm、150mm、180mm三种
❖ b≥200mm时， 1/2 M
5. 主、次梁的截面尺寸关系（现浇混凝土结构）
❖ 主梁的宽度不应小于200mm，通常为250mm及以上；
❖ 次梁宽度不应小于150mm。
整体肋
悬臂梁
1/12 1/15 1/6
形梁 梁
简支梁
次 梁
连续梁
悬臂梁
1/20 1/25 1/8
矩形截 面独立
梁
简支梁 连续梁 悬臂梁
1/12 1/15 1/6
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（四）框架结构构件截面尺寸
3. 梁截面的高宽比（h/b）
❖ 矩形截面，可选2.0~3.5；
❖ 对T形截面，可选2.5~4.0。
采取不同形状截面的异形柱。 ❖ 异形柱的柱肢厚度及梁宽度与框架填充墙协调一致，避免框架
柱在屋角凸出而影响建筑观瞻及使用功能。
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异形柱（JGJ 149-2006）
❖ 截面各肢的肢高肢厚比不大于4 异形柱肢厚与墙厚相同，一般为 200～250mm， 不大于 300mm。 异形柱肢高较大， 不小于 500mm， 一般为 600～800。
小高层建筑：10～18层建筑 高层建筑：18～40层的建筑 超高层建筑：＞40层的建筑
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高层建筑的特点
❖ 高层建筑中，水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的 作用
❖ 动力反应不可低估 ❖ 结构轴向变形、剪切变形以及温度、沉降的影响加剧 ❖ 材料用量、工程造价呈抛物线关系增长
第八章 多层与高层钢筋混凝土结构
1. 框架结构 2. 剪力墙结构 3. 多高层建筑结构基础类型
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8.1 多层与高层建筑概念
❖ 《高层建筑混凝土结构技术规程》（高规）JGJ3－2002规 定10层及10层以上或高度超过28m的建筑，称为高层建筑。
❖ 多层及高层建筑的大致范围： ❖ 多层建筑：2～9层，且高度不大于28m ❖ 高层建筑：＞9层；习惯上：
❖ 主梁的高度应至少比次梁高50mm或100mm（当主梁下部可能为双排
钢筋时）。
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（四）框架结构构件截面尺寸
❖ 框架柱
1. 柱截面宽度b 通常在（1/15～1/10）H之间，其中H为底层柱柱高，可取基础顶 面至一层楼板面间距离， 一般不小于框架主梁截面宽度+100mm 。
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（二）框架的竖向布置
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柱网布置和层高
❖ 民用建筑 ❖ 柱网尺寸和层高一般以3M为模数 ❖ 常用跨度：4.8m、5.4m、6m、6.6m等 ❖ 常用柱距：3.9m、4.5m、4.8m、5.1m、5.4m、5.7m、6m ❖ 采用内廊式时，走廊跨度一般为：2.4m、2.7m、3m ❖ 常用层高：3.0m、3.3m、3.6m、3.9m、4.2m
建图筑结8.构2多层框和架高层结钢构筋混图凝土结
构
(a) 平面图；(b) Ⅰ-Ⅰ
多层框架结构适用范围：
❖ 10层以下住宅、办公楼、旅馆、厂房、仓库等各类民用建 筑与工业建筑。
A级高度钢筋混凝土高层建筑最大高度（m）
结构体系 框架
非抗震设计 70
抗震设防烈度
6度 7度
8度
9度
60
55
45
25
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按施工方法的不同，可分为：整体式、装配式、装配整 体式
框架结构布置：横向承重、纵向承重、纵横向承重
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框架结构布置：
❖ 框架梁——主要承受楼面和屋面荷载的梁 ❖ 框架梁 + 柱 ——主要承重框架 ❖ 连系梁——联系单榀承重框架之间的梁，作用是增加结构的整体性。 ❖ 连系梁 + 柱 ——非主要承重框架 ❖ 连系梁除承受自重及上部的隔墙荷载作用外，不再承受其他荷载作用。 ❖ 若采用双向板，则双向框架都是承重框架