第三章多层和高层框架
第3章：多层和高层框架结构
帮 助
混凝土结构设计
第3章
竖向荷载作用下的内力计算方法
（1）分层法 基本假定 忽略垂直荷载作用下框架结构的侧移；
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每层梁上的荷载只在本层梁及与其相连的上、 下层柱产生内力，不在其他层梁和其他层柱 上产生内力。
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混凝土结构设计
第3章
根据以上假定，多、高层框架可分层作为若干 个彼此互不关连的且柱端为完全固定的简单刚架近 似计算。简单刚架可用弯矩分配法计算，一般循环 2次。
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混凝土结构设计
第3章
框架梁内力
（1）弯矩
主 页
M
2 u ln
`
…3-13
目 录 上一章
式中， ——弯矩系数，查表3.6.1；
n ——框架梁上恒载与活载设计值之和；
ln ——净跨跨长，求支座弯矩时用相邻
两跨净跨跨长的均值。
帮 助
混凝土结构设计 表3.6.1
第3章
纵向布置
特点：
连系梁截面较小，框 架梁截面尺寸大，室 内有效净空高； 对纵向地基不均匀沉 降较有利； 房屋横向刚度小，侧 移大。 纵向承重
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混凝土结构设计
第3章
双向布置
主 页
特点： 整体性好，受力好；
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适用于整体性要求
较高和楼面荷载较
e 钢筋的截断和弯起位置不对
f 框架梁柱的剖面图配筋和剖面位置对不上 g 剖面不能全面地反映框架的配筋情况等
混凝土结构设计
第3章
§3.1 概 述
房屋按高度和层数分类
低层
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建筑结构——多层及高层房屋结构
建筑结构——多层及高层房屋结构在我们生活的城市中，多层及高层房屋随处可见。
这些建筑不仅为我们提供了居住、工作和娱乐的空间，其独特的结构设计更是保障了我们的安全和舒适。
那么，什么是多层及高层房屋结构呢？它们又是如何支撑起这些高大而坚固的建筑的呢？多层房屋通常指的是四层到六层的建筑，而高层房屋一般是七层及以上。
它们的结构类型多种多样，常见的有砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构以及筒体结构等。
砖混结构是多层房屋中较为常见的一种。
它主要由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。
砖砌体承受竖向荷载，而构造柱和圈梁则增强了房屋的整体性和抗震性能。
这种结构施工简单，成本较低，但由于砖砌体的强度有限，所以房屋的开间和进深一般较小，而且抗震能力相对较弱。
框架结构则在多层和高层房屋中都有应用。
它由梁、柱组成框架来承受竖向和水平荷载。
框架结构的优点是空间布置灵活，可以根据需要自由分隔房间。
但框架节点应力集中，侧向刚度较小，在地震作用下容易产生较大的水平位移。
剪力墙结构主要用于高层房屋，它利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。
剪力墙就像一道道坚固的墙壁，具有很大的侧向刚度，能够有效地抵抗水平荷载，如风力和地震力。
不过，剪力墙结构的空间布置相对不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
在框架结构中布置一定数量的剪力墙，既保证了空间的灵活性，又提高了结构的抗侧力能力。
这种结构在高层房屋中应用广泛，能够适应不同的建筑功能和造型要求。
筒体结构是一种更加高效的结构形式，适用于超高层建筑。
它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。
筒体结构具有极大的侧向刚度和承载力，能够有效地抵抗风荷载和地震作用。
在多层及高层房屋的结构设计中，荷载的考虑至关重要。
竖向荷载包括房屋自身的重量、家具设备的重量以及人员的重量等。
而水平荷载，如风力和地震力，对于高层房屋的影响更为显著。
为了抵抗水平荷载，结构需要具备足够的侧向刚度和抗震能力。
混凝土结构设计[第三章多层框架结构]山东大学期末考试知识点复习
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第三章多层框架结构1．框架结构布置框架结构应在纵、横两个方向或多个斜交方向布置形成空间框架结构。
单跨框架的耗能能力较弱，超静定次数较少，一旦柱子出现塑性铰，出现连续倒塌的可能很大，所以不宜采用单跨框架。
由于框架在纵、横两个方向都承受很大的水平力，因此应做成刚接框架结构，保证尽可能多次超静定。
相应地，为了保证纵、横两方向都有足够的承载力和刚度，框架宜采用方形、圆形、多边形或接近方形的布置方案，使两个方向和刚度都相近。
框架梁、柱轴线宜在同一个竖向平面内，尽量避免梁布置在柱的一侧，防止产生过大的偏心弯矩。
2．框架结构分类混凝土框架结构按施工方法不同分为现浇式、装配式和装配整体式。
现浇式框架结构的整体性强、抗震性能好，缺点是现场施工的工作量大、工期长、需要大量的模板。
装配式框架结构的整体性较差、抗震能力弱，但它的施工速度快、效率高，可实现标准化、工厂化和机械化生产。
装配整体式框架兼有现浇式框架和装配式框架的优点，但是节点区现场浇筑混凝土施工比较复杂。
3．框架结构承重方案按楼面竖向荷载传递路线的不同，承重框架的布置有横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框架混合承重等几种(图13—1)。
横向框架承重方案是在横向布置承重梁而纵向往往布置较小的连系梁，这种方案比较有利于房屋室内的采光和通风。
纵向框架承重方案是在纵向布置框架承重梁，在横向布置连系梁，这种方案有利于设备管线的穿行，并可获得较高的室内净高，但是它的横向抗侧刚度较差，且进深尺寸受预制板长度的限制。
当楼面有较大荷载或楼面有较大开洞时一般采用纵横向框架混合承重方案，这种方案设计成双向梁柱抗侧力体系使框架结构具有很好的空间刚度和整体性。
4．计算单元的确定及荷载分配一般情况下，框架是一个空间受力体系，当框架间距相同、荷载相等、截面尺寸一样时，可取出一榀框架，将纵向框架和横向框架分别按平面框架进行计算分析(图13-2c、d)，取出来的平面框架承受图13—2(b)阴影范围内的水平荷载，竖向荷载则按楼盖结构的布置方案确定。
钢筋混凝土框架结构
钢筋混凝土(下)第三章钢筋混凝土框架结构本章目录§ 3.1 框架结构体系及布置§ 3.2 竖向荷载作用下的近似计算方法§ 3.3 水平荷载作用下内力和侧移的近似计算§ 3.4 荷载效应组合原则§ 3.5 框架结构的设计本章提要框架结构是多高层建筑的一种主要结构形式。
在学习过程中应了解框架结构体系选择方法、结构布置原则及计算简图的确定，并应掌握竖向荷载作用下框架内力分析的分层法，水平荷载作用下框架内力分析的反弯点法和D值法等内力和变形的近似计算方法。
要领会荷载效应组合的原则、构件截面设计的方法及框架结构的构造要求。
1.框架结构的组成钢筋混凝土框架结构，是指由钢筋混凝土横梁、纵梁、柱和基础等构件所组成的结构，横梁和立柱通过节点连为一体，形成承重结构，将荷载传至基础。
墙体不承重，内、外墙只起分隔和围护作用，见下图。
钢筋混凝土框架结构已广泛应用于电子、轻工、食品、化工等多层厂房和住宅、办公、商业、旅馆等民用建筑。
这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，能够获得较大的使用空间，建筑立面容易处理，可以适应不同房屋造型。
一、框架结构体系图3.1 框架结构图(a) 平面图；(b) Ⅰ-Ⅰ一、框架结构体系一、框架结构体系2.框架结构的种类按施工方法的不同，框架可分为整体式、装配式和装配整体式三种。
•整体式框架也称全现浇框架，其优点是整体性好，建筑布置灵活，有利于抗震，但工程量大，模板耗费多，工期长。
•装配式框架的构件全部为预制，在施工现场进行吊装和连接。
其优点是节约模板，缩短工期，有利于施工机械化。
•装配整体式框架是将预制梁、柱和板现场安装就位后，在构件连接处浇捣混凝土，使之形成整体。
其优点是，省去了预埋件，减少了用钢量，整体性比装配式提高，但节点施工复杂。
一、框架结构体系3.框架结构布置方案框架结构是由若干个平面框架通过连系梁的连接而形成的空间结构体系。
在这个体系中，平面框架是基本的承重结构，按其布置方向的不同，框架体系可以分为下列三种：（1）在这种布置方案中，主要承重框架沿房屋的横向布置。
多层及高层框架结构地震损伤诊断的神经网络方法
第 笠卷 第 １ 期
瑚 ２年 ２月
地 震 工 程 与 工 程 振 动
Ｅ Ｒ ＨＱ Ａ Ｔ ＵＡＫ ＮＧ ＮＥ Ｒ ＮＧ ＮＤ Ｎ ＮＥ Ｒ ＮＧ Ｉ Ｒ Ｔ Ｏ ＥＥ Ｉ Ｅ Ｉ Ａ Ｅ ＧＩ Ｅ Ｉ Ｖ Ｂ Ａ Ｉ Ｎ
ｖｏ ．２ １ ．Ｎ ｏ １ ２ ． Ｆｅ ．２ ０ ｂ． ０ ２
有 限 元 刚 度 矩 阵 的 基 础 上 ，建 立 了有 结 点损 伤 框 架 结 构 的 有 限元 模 璺 ．通 过完 好 结构 和 有 损 伤 结 构 的 有 限 元
分析 ，获取二 者应变模 态差值作为损伤标识量．并输＾径向基 （ Ｂ ）神经罔络进行训练，得到了框槊 结构 ＲＦ 结点损伤诊断柏神 经罔络系坑 ．数值仿 真分析结果表明，此神经罔络可以对多层及高层框架结构结点各 种程
ｓｒｃｕ ． ｅ ｒ ｕｔｏ ｈ ｕ ｒ ａ ｏ ｕａｉｎ ｓ ｏ ｓ ｔａ ｈ Ｆ ｔ ｔ ｏ ｋ ｃ ｎ ｄａ ｎ ｓ ｈ ｔ ｔｒ Ｔｈ ｅ ｌ ｆｔｅ ｎ ｍ ｉ １ｃ ｍｐ ｔｔ ｈ ｗ ｈ ｔｔｅ ＲＢ ｉ ｗ ｒ ａ ｉｇ ｏ ｔ ｅ ｕ ｅ ｓ ｅ ｃ ｏ ｅ ｅ
ｓ ｉ ｃ ｄ ｍ ａ ｅ ｏ ｒ ｍ ｔ ｃｕ ｅ ｓ ｃ ｅｓｕ １ ｅｓ ｍｉ ａ ｇ ｆｆａ ｅ ｓｒ ｔ ｒ ｕ ｃｓ ｆ １ ｕ ｙ Ｋｅ ｒ ｓ ｒ ｍ ｅｓｒ ｃｕ ；ｓ ｉｍ ｃ ｄ ｍ ｇ ；ｓｒ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ：ｆａ ｔｕ ｔ ｒ ｅ ｅｓ ａ ｉ ａ ｅ ｔａｎ ｍｏ ｅ ｒｉ ｃａ ｅ ａ ｅｗｏ ｋ ｄ ；ａ ｔ ｉ１ｎ ｕｒ １ｎ ｔ ｒ ｉ ｆ
ｂａ ｓｗｔ ｊｉｔｄ ｍ ｇ ， ｈ ｎ ｅｅ ｍ ｎ ｄ ｌｏ ｅｄ ｍａ ｅ ｒｍ ｔ ｃ ｒ ｉ ｓｔｕ ．ｎｌ ｅｍ ｉ ｏ ａ ａ ｅ ｔｅｆ ｉ ｌ ｅ ｔ ｈ ｎ ｉ ｔ ｅ ｍｏ ｅ ｆｔ ａ ｇｄ ｆ ｅ ｓ ｕｔｅ ｓ ｅ ｐ ｈ ａ ｒ ｕ ｃ
第三章住栋设计第一节低层多层建筑
3．2低层住宅设计
我国((住宅设计规范》GB 50096--1999 中通称1～3层住宅为低层住宅。 在现代建筑工业尚未形成的时代，与较 低的生产技术水平和城市人口密度相适 应的低层住宅曾是一种普遍的建筑形态， 世界各地原生的民居建筑就是如此.
其实，这种具有现代生活意义的低层住宅形式， 早在20世纪初期我国沿海港口城市，如上海、 天津、广州等地都已见雏形，并统称为“花园 洋房”。 20世纪90年代，我国住房制度改革后，低层住 宅其独具的家居品格和环境魅力，已成为富裕 起来的新一代追求的理想居所，在房地产市场 上通常被称作“别墅式住宅”，包括独立别墅 (图3一11)、双联别墅(图3—12)和联排别墅(图 3一13)等，使低层住宅从现代生活意义上在我 国出现了新的发展前景。
住宅楼栋设计的基本要求
除低层接地型住宅由套型空间直接拼合成住栋外，多层、高 层及其他类型住栋空间皆由套型空间和栋内公共空间组成， 因而住栋设计的主要任务是解决套型间的空间组合关系和栋 内公共空间的设计问题，用以满足城市环境和住户居住生活 的各项要求。 有关栋内公共空间设计应包括公用交通空间(楼、电梯间，交 通走廊及相连休息交往与等候空间)，附设公用活动与服务空 间(老年及儿童活动室，娱乐健身活动室及辅助用房)和相关公 共设施空间(自行车及汽车库、垃圾收集间、邮政信箱及其他 设备空间)。
(B)住宅底层和屋面面积相对于总建筑面积的比例显著增加，使其相 应用于底层地面的防潮通风和顶层屋面的防水、保温与隔热的建筑 处理费用的比例相对增高(表3—4)。
(C)建筑覆盖率增高，而居住建筑密度相对较低，降低了城市 共用设施的利用率(表3—5)。上述低层住宅特性的分析说明， 低层住宅是一种较为接近自然的居住形式，在人口密集的城市 环境中，是人们的理想的家园。 但它自身“先天性”的缺点，也使低层住宅的建设受到了一定 局限，因此低层住宅的设计中应充分发挥其优点，尽可能克服 其缺点，进行扬长避短的创新努力。
3-1框架内力计算
q=2.8kN/m （10.21） （1.79） q=3.4kN/m
H
（4.21）
I
3.80m
D
（9.53） （7.11） （4.84）
E
（12.77） （3.64）
F
4.40m
（括号内数字为线刚度相对值）
A
（i=EI/l） 7.50m
B
5.60m
C
解：
上层各柱线刚度×0.9，然后计算各节点的弯矩分配系数
多层与高层建筑结构设计
第三章 框架结构内力与位移计算
土木工程系
框架结构内力与位移计算
• 框架结构的布置与计算简图
• 竖向荷载作用下的近似计算——分层计算法 • 水平荷载作用下的近似计算——反弯点法 • 水平荷载作用下的改进反弯点法——D值法
• 水平荷载作用下侧移的近似计算
框架结构的布置与计算简图
装配整体式楼面
框架柱的截面尺寸估算
框架柱的截面尺寸一般根据柱的轴压比限值按下列公式估算：
N＝βAGn
N Ac≤ [ N ] f c
框架柱轴压比限值，对 一级、二级和三级抗震 等级，分别取0.7, 0.8和 0.9。
其中β——考虑地震作用组合后柱轴压力增大系数，边 柱取1.3，不等跨内柱取1.25，等跨内柱取1.2； A——按简支状态计算的柱的负载面积； G——折算在单位建筑面积上的重力荷载代表值， 可根据实际荷载计算，也可近似取12～16 kN/m2； n——验算截面以上楼层层数；
-0.200 0.133
-0.267 0.231
-4.836
0.668
15.045
0.353 0.175
-13.585
0.472
0.733
多层与高层建筑结构
第一篇多层与高层建筑结构砖混结构：一般所指是由钢筋混凝土楼（屋）盖和砖墙承重的结构体系。
混合结构房屋是指同一房屋结构体系中采用两种或者两种以上不同材料组成承重结构。
目前一般所指是由钢筋混凝土楼（屋）盖和砖墙承重的结构体系（也称砖混结构）。
墙体构造要求：1.须注意横墙间距的大小、2.纵墙宜尽可能贯通，3.墙体要适当加设壁柱。
4、墙体要适当设置伸缩缝。
5、墙体要适当设置沉降缝钢筋混凝土楼盖根据施工方法的不同，可分为装配式和现浇式。
装配式楼盖的选型中，铺板式楼盖是当前最常用的一种形式。
常用的预制铺板的截面形式有：实心平板，空心板和槽形板。
房屋采用空心板，走道采用实心平板或槽形板为宜。
现浇式楼盖的结构形式有：单向板肋形楼盖和双向板肋形楼盖。
单向板肋梁楼盖荷载传递路线为：板—次梁—柱（或墙）--基础—地基双向板肋梁楼盖荷载传递路线为：板—梁—柱（或墙）--基础—地基现浇式楼盖结构平面布置就是在建筑平面上进行梁、板的布置。
肋梁楼盖一般由板、次梁和主梁三种构件组成。
第二章框架结构体系框架是由梁和柱刚性连接的骨架结构。
框架的结构特点就在于“刚节点”。
框架结构由梁板式结构和无梁式结构组成。
梁板式结构由梁、板、柱三种基本构件组成。
多用于多层与高层房屋建筑上。
无梁式结构式有板和柱子组成的结构实质是无梁楼盖结构。
按框架的施工方法划分可分为四类：现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架、装配整体式框架。
按承重结构划分：全框架、内框架。
按框架的构件划分：短柱单梁式、长柱单梁式、组合单元式。
装配式接头形式：梁与柱的接头：1暗牛腿刚接方式、2明牛腿刚接方式柱与柱的接头方式：木式焊接连接。
梁与板的接头方式：叠合梁式。
框架的布置：主要承重框架横向布置、主要承重框架纵向布置、主要承重框架纵横两向布置。
现浇无梁楼盖结构由板、柱帽及柱子组成。
装配式无梁楼盖结构由跨中板、柱上板和柱帽组成。
双向板式由双向跨中板、柱上板和柱帽组成。
第三章剪力墙结构体系剪力墙主要效能在于提高房屋的抗侧力刚度。
多层和高层框架结构设计
z
0.74 0.74 0.74 0.76 0.84 0.89 0.95 1 1.05 1.1 1.14 1.19 1.23 1.27 1.3 1.34 1.38 1.41 1.45 1.48
z
0.07 0.12 0.17 0.22 0.26 0.31 0.36 0.41 0.46 0.51 0.56 0.61 0.66 0.71 0.75 0.8 0.85 0.9 0.95 1
梁的截面宽度不 宜小于200mm
1 1 bb ~ hb 2 4
l0—— 梁的计算跨度； hb—— 梁的截面高度； bb—— 梁的截面宽度。
2. 框架梁线刚度
Ec I ib l
Ec—— 混凝土弹性模量； I —— 框架梁截面惯性矩，见表3.3.1； l —— 框架梁的跨度。
钢筋混凝土框架结构，是指由钢筋混凝土横梁、纵梁和柱等 构件所组成的结构。墙体不承重，内、外墙只起分隔和围护 作用。
u=f(H4)
M=f(H2) V=f(H)
q
u
V
M
H
虽然多层和高层建筑所受的荷载和作用无差别，但所产 生的结构效应却有明显差别。
按施工方法的不同，框架 可分为整体式、装配式和装 配整体式三种。
近似假定室内外地面相同，则二层楼面离室外地面高度为5m， 查表，对于C类地面粗糙度，z 0.74
同理可求得其余各层楼面标高处的风压高度系数。 3 计算风振系数
z 1 z z
w0T12 0.7 1.2 2 1.01 对于C类地面，乘0.62
根据0.62×1.01=0.63 查表
3、水平加腋梁
在框架结构布置中，梁、柱 轴线宜重合，如梁须偏心放置时， 梁、柱中心线之间的偏心距不宜 大于柱截面在该方面宽度的1/4。 如偏心距大于该方向柱宽的1/4时， 可增设梁的水平加腋。 试验表明，此法能明显改善 梁柱节承受反复荷载的性能。
3.1多层高层钢结构体系
通常可采取两个措施：
1）控制框筒平面的长宽比不宜过大；
2）加大框筒梁和柱的线刚度之比 。
五、筒体结构
筒体结构由内外两个筒（亦称筒中筒体系） 或多个筒体（亦称束筒体系）之间共用筒壁的 一束筒状结构组合而成。具有很好的空间整体 性，减缓了框-筒结构的剪力滞后效应。
可将各筒体在不同的高度中止
可较灵活地组成平面形式 也可设置帽桁架和腰桁架加强筒体间的连接， 增强结构的整体性
楼盖
墙板
梁
柱 支撑
多层多跨框架的组成
九、多层房屋的抗侧力结构
3.1.2 结构布置纲要
多层房屋应首选由光滑曲线构成的平面形式； (为了减少风压作用) 尽可能地采用中心对称或双轴对称的平面形式； (以减小或避免在风荷载作用下的扭转振动) 避免以狭长形作平面形式； (因风荷载作用会产生严重的剪切滞后现象) 框筒结构采用矩形平面形式时，应控制其平面 长度比小于1.5；（不满足时，宜采用束筒结构） 需抗震设防时平面尺寸关系应符合要求。
第3章 多层及高层房屋钢结
多层和高层房屋建筑之间无严格的界线；大致可 以12层(高度约40m)为界； 主要特点:
重量轻
抗震性能好
环保型建筑 有效使用面积高 施工周期短
防火性能差
多层钢结构住宅的开发和建造已得到重视。
天津丽苑钢结构住宅
天 津 丽 苑 钢 结 构 住 宅
第3章 多层及高层房屋钢结构
框-支结构
三、框-支结构
钢支撑的布置，可分为中心支撑和偏心支撑两大 类。中心支撑是指支撑的两端都直接连接在梁柱 节点上，而偏心支撑是至少有一端偏离了梁柱节 点，直接连在梁上，连接点与柱之间的一段梁形 成耗能梁段。 偏心支撑框架结构是一种新型的结构形式，较好 的结合了纯框架和中心支撑框架两者的长处。
第三章多层框架结构设计.课件
第三章 多层框架结构设计 6. 有关分层法计算竖向荷载作用下框架内力的两个问题思考
➢（1）在用分层法分析竖向荷载作用下的框架内力时，
框架梁与框架柱的内力分别主要由什么荷载产生？
➢（2）框架梁线刚度与框架柱线刚度的比值大小对分层
l02
实际结构
计算简图
第三章 多层框架结构设计 变截面柱或者具有悬挑部分时框架结构的计算简图
第三章 多层框架结构设计
§3.2 框架内力分析
3.2.1竖向荷载作用下内力近似计算—分层法
1. 竖向荷载作用下框架结构的内力计算方法 2. 竖向荷载作用下框架结构的受力特点
➢ 1）竖向荷载作用下，框架结构的侧移较小，若不计侧移，即
表1 框架梁惯性矩取值
楼板类型
边框架梁
中框架梁
现浇楼板
I=1.5I0
I=2.0I0
装配整体式楼板
I=1.2I0
I=1.5I0
装配式楼板
I=I0
I=I0
注：
I0为梁按矩形截面计算的惯性矩，I0
1 12
bh3。
第三章 多层框架结构设计
梁截面惯性矩
在结构内力与位移计算中，与梁一起现浇的楼板可作为 框架梁的翼缘，每一侧翼缘的有效宽度可取至板厚的6倍； 装配整体式楼面视其整体性可取等于或小于6倍；无现浇面 层的装配式楼面，楼板的作用不予考虑。设计中，为简化计 算，也可按下式近似确定梁截面惯性矩I：
传递系数修正
第三章 多层框架结构设计
5. 分层法的计算步骤
➢（1）画出分层框架计算简图。 ➢（2）计算框架梁柱的线刚度，注意除底层柱外的其余各层柱线刚
3.1多层高层钢结构体系
一、框架结构
框架结构的主要优点:
平面布置较灵活 刚度分布均匀 延性较大 自振周期较长 对地震作用不敏感
一、框架结构
青岛某钢结构住宅
二、框-剪结构
框架结构上布置适当的剪力墙
设置剪力墙
二、框-剪结构
在侧向荷载的作用下， 纯框架结构的侧向位移： 剪切变形模式 抗剪结构的侧向位移： 弯曲变形模式
八、多层结构房屋
单纯采用框架结构或斜撑(或 剪力墙)体系；
剪力 可用于不超过40～60层的高层建筑
支撑沿房屋两个方向布置，狭长形截面的建筑也 可布置在短边；地震区，一般沿同一竖向柱距内 连续布置。
三、框-支结构
成都世纪新城超五星级酒店 框-支结构
三、框-支结构
钢支撑的布置，可分为中心支撑和偏心支撑两大 类。中心支撑是指支撑的两端都直接连接在梁柱 节点上，而偏心支撑是至少有一端偏离了梁柱节 点，直接连在梁上，连接点与柱之间的一段梁形 成耗能梁段。
二者组合（框剪结构）： 显著减少了纯框架结构的侧向位移 ，具
有双重设防的优点。
二、框-剪结构
钢结构住宅示范工程 --武汉世纪家园
12
二、框剪结构
框剪结构的特点：
用于地震区时，具有双重设防的优点
剪力墙为抗侧力结构
可用于不超过40～60层的高层建筑
剪力墙按材料和结构形式分为： 钢筋混凝土剪力墙:需采取构造措施
22
四、框-筒结构
重要概念：剪力滞后（Shear Lag）
在框-筒结构中，形成筒体的构面内存在的剪切变 形，即为剪力滞后。
为了避免严重的剪力滞后造成角柱的轴力过大， 通常可采取两个措施： 1）控制框筒平面的长宽比不宜过大； 2）加大框筒梁和柱的线刚度之比 。
住宅多层和高层的定义标准
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混凝土结构设计
第 三 章
民用建筑楼面均布活荷载标准值及其准永久值系数
项次 类 别
标准值 (kN/m 2 ) 2.0
第 三 章
2、沉降缝的处理方式：
a. 设挑梁 (板)
b. 简支式
缝宽：伸、沉二缝合一。
H < 10m = 50mm H > 10m = 70mm
图3.1.4
3 、抗震缝： 应考虑地震时，不会由于振动的撞击 而破坏房屋。
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防震缝的最小宽度： 规范
高度
P50
设计烈度
6
≤15m >15m 100 每增加5m+20
2.0 2.5 3.0 3.5
ψq
1 2 3 4
住宅、宿舍、旅馆、办公楼、 托儿所、幼儿园、医院病房 教室、阅览室、会计室、试验室 食堂、办公楼中的一般资料档案室
0.4 0.5 0.5 0.3 0.3
第 三 章
礼堂、剧场、电影院、体育场及体 育馆的看台：(1) 有固定座位 (2) 无固定座位
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3.竖向荷载作用下的计算方法： 框架结构的内力与位移可按弹性方法计算，框架
梁及连梁等构件可考虑局部塑性变形引起的内力重分
布。
采用电脑计算时，宜按空间结构如计算程序TAT
进行计算；手算时可沿框架结构的两个正交主轴划分 为若干个平面进行计算，当框架的间距相等，外形尺 寸和荷载大小相同时，可取其中一榀框架进行计算。 常用的竖向荷载的计算方法有： 1.分层法 2.迭代法 3. 系数法
员、一般工具、零星原料和成品的自重，可按均布活载2kN/m2，
生产车间的楼梯活载3.5kN/m2 。 ③在任何情况下工业建筑楼面活荷载的组合值和频遇值 系数不应小于0.7，准永久系数不应小于0.6。
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3. 屋面均布活荷载：
1.工业与民用建筑屋面水平投影上的均布活荷载：不上人
时0.5kN/m2 ，上人时2.0kN/m2 ，屋顶花园3.0kN/m2 。 2.屋面均布活荷载不应与雪荷载同时考虑。
7
100 每增加4m+20
8
100 每增加3m+20
9
100 每增加2m+20
设置原则： ⑴建筑平面突出部分较长处 ⑵房屋有错层，且楼面高差较大>500mm处 ⑶房屋各部分的刚度，高度及重量相差悬殊处。
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温度伸缩缝
抗震缝：
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沉降缝
沉降缝
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梁：M、V 柱：M、N、V 除了满足承载力条件外，还需控制变形值 ––– 侧移量 []=1/550）
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图3.1.1
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根据结构上荷载传力的途径不同，框架结构有三 种结构布置形式:横向承重、纵向承重、纵横向承重。
图3.1.2
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框架梁、柱轴线宜重合，梁、柱轴线间的最大偏 心距不宜大于柱截面在该方向边长的1/4，否则应按下 图加掖：
bx / lx
1 2
bx / bb
2 3
bx bb x bc / 2
框架节点有效宽度bj宜符合下列 要求：
x0 ，b j bx bb x0 ，b j bx bb x
4. 屋面均布活荷载：
屋面水平投影上的雪荷载标准值：
sk = r s0 2. 风荷载 ––– 考虑高层时的风振系数。
wk = z s z w0
z ––– 风振系数 混凝土结构设计
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第三章
多层及高层建筑(框架)
本章重点：
1.了解框架结构的特点和适应范围 2.熟悉框架结构的布置原则与方法 3.熟悉梁、柱截面尺寸及框架计算简图的确定方法
4.掌握框架结构在竖向和横向荷载作用下的内力计算方法
5.掌握框架结构的内力组合原则
6.熟悉框架结构在水平荷载作用下的侧移验算方法
7.熟悉梁、柱截面尺寸及框架计算简图的确定方法
框架荷载总图
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§3.4
内力计算 竖向荷载
恒载 楼、屋面活载
1.按其作用方 向分荷载类型 水平荷载
雪载、施工荷载
风载 地震作用
分层法 2.竖向荷载计 算方法 迭代法
系数法
反弯点法
3.水平荷载计算方法
D值法 门架法
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3.4.1 竖向荷载的计算 1.楼面荷载分配原则： （1）单向板（2）双向板 （3）预制板 （4）对于三角形及梯形荷载，为了 简化计算，可以按教材附表12.1(P298)换算成等效 均布荷载计算
§3.2
框架杆件的截面尺寸和计算简图
3.2.1 梁柱截面的选择
• 形式： 梁：
图3.2.1 混凝土结构设计
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图3.2.2
柱：方形、矩形 (边柱)
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尺寸：
框架结构为超静定结构，分析内力与杆件 的截面尺寸有关，所以应合理初设。
1 1 梁： hb ( ~ )l0 8 18 1 1 bb ( ~ )hb 2 4
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2.竖向荷载最不利布置：对于高层建筑当活 荷载不大于4.0kN/m2，可不考虑 ；对于多层 则应考虑 （1）逐跨布置法 （2）最不利荷载布置法：P191
（3）分层布置法或分跨布置法 （4）满布荷载法：当活载与恒载的比值不 大于1时，可不考虑活荷载的最不利布置， 但跨中弯矩要乘以1.1～1.2的扩大系数
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定义：
框架结构——由横梁与立柱组成的杆件体系，节 点全部或大部分为刚性连接，层数一般不超过20层。
框架结构的优点： 1.结构轻巧、便于布置； 2.整体性优于砖混结构和内框架承重结构；
3.可形成大的使用空间
4.施工方便： 5.比较经济。 ≥10层或高度≥28m的建筑为高层建筑，非地震区的钢筋 第 三 混凝土房屋高宽比应≤5（原规程） 混凝土结构设计
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分跨布置法
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思考题: 1.什么叫框架结构? 高层与多层如何区分?
2.框架结构梁、柱的抗弯线刚度怎样表示?考虑板 参与工作，梁惯性矩怎样取值?考虑板砼带裂缝工 作的弹塑性性质弯矩如何调整？
3.框架结构的竖向荷载要否进行最不利布置?
4.框架结构的计算简图如何确定?
件应考虑偏心影响，倾斜 度 i 1/8时，按水平计算。
当梁在端部加腋时，若端 部截面高度与跨中截面高 度之比小于1.6时可不考虑 加腋影响。
图3.2.5
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图3.2.6
当柱为变截面时，取上柱中心线间的距离
作为计算跨度计算内力。
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3.3
荷载
恒载 ––– 自重、抹灰重、土压力、预加力
现浇框架节点
装配式框架节点
构造焊缝不小于
装配整体式框架节点
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考虑板参与工作：
现浇框架 装配整体式框架 装配式框架
中框架 边框架 2 I0 1.5I0 1.5I0 1.2I0 I0 I0
I0 ––– 按矩形截面梁计算的惯性矩。
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楼面结构上的局部荷载可按规范方法折算成等效 均布荷载。
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2. 工业建筑楼面活荷载：
①工业建筑楼面在生产使用或安装检修时，由设备、管 道、运输工具及可能拆移的隔墙产生的局部荷载，均应按实际 情况考虑或采用等效均布活荷载代替。 ②工业建筑楼面上无设备区域的操作荷载，包括操作人
后结果，对柱而言，为相邻两个单层柱结果之和。
注意： 1. 由于多层框架在节点处有转角，而分
成单层框架时假定为嵌固，需调整，即将除底层柱
外的各柱线刚度0.9，传递系数由1/2改为1/3。
2.分层法适用于节点梁柱线刚度ib / ic 3，结
构和荷载沿高度比较均匀的多层框架计算。
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取 M = (0.6 ~ 0.8)M0，验算初估的b h
(简支状态)
M、V应满足：
M 1 fcbh
2 0
对于宽扁梁： 1 1 梁： hb ( ~ )l0 18 25
bb (1 ~ 3)hb
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V 0.25c fcbh0
对于多层框架柱，其截面尺寸可以按以下估算：
章
《高层建筑混凝土结构技术规程》（ JGJ3-2011 ） 定义为： 10层及10层以上或房屋高度超过28米的住宅 建筑结构和房屋高度大于24m的其他高层民用建 筑结构（1.0.2条）
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§3.1
结构布置
3.1.1 竖向承重结构的组成和布置 在竖向力和水平力作用下，梁柱产生内力：
设计楼面梁，对表中（ 1 ）负荷面积超过 25m2 或 （2）~（4）负荷面积 50m2，折减系数取0.9，其 余见荷载规范和教材。
活荷载按楼层数的折减系数
墙、柱、基础计算截面以上的楼层数 1 2~3 4~5 6~8 9~20 >20