多层及高层钢筋混凝土结构PPT教案

7.2 框架结构
7.2 框架结构
横向框架承重：横向刚度大、有利于抵抗横向水平 荷载，纵向连系梁较小，利于房屋 采光、通风。
承
横向框架承重
纵向框架承重
纵向框架承重：横向连系梁较小，利于设备管线
重
穿行，开间布置灵活，但横向刚
框 架
度差。
布 置 纵横向混合承重：纵横向梁截面均较大(刚度大)，
纵横向混合承重（预制板整、现体浇性板）能好，纵采横向用混合较承多重（。井式楼盖）
总
侧
例增大，
体
移
总体呈现
弯
剪切变形
曲
。
变
形
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框 侧移组成 架 结 构 的 侧 移 侧移控制
总体剪切变形 总体弯曲变形
原因：梁、柱弯曲变形引起 特点：愈往上层间侧移愈小 原因：柱轴向变形不一致引起 特点：愈往上层间侧移愈大
控制原因
侧移过大，影响电梯正常运行； 填充墙出现裂缝，内部装修层剥落； 竖向荷载作用下附加弯矩大。
梁支座负筋伸出柱边长度≮ln/4，箍筋沿全长均匀设置。
⑹框架柱宜采用对称配筋，dmin≮12mm，ρmax≤5%，
ρmin≥0.4%。
7.2 框架结构
1、一般构造要求
纵筋的接头
连接方式：绑扎搭接连接、机械连接或焊接连接 接头位置：受力较小区域，相邻纵筋接头应相互错开 接头面积百分率 绑扎搭接和机械连接：不宜大于50%
寓、旅馆等。
北京东华金座，位于北京市宣武区，总建筑面积 约10万平方米，建筑高度73.84米，地上20层、地 下3层。集商业、娱乐、居住功能为一体，地下室 为人防工程及车库，裙房12层为商场、餐厅，裙 房3层为会所。4层以上主体建筑分为三部分：18 层的北楼为住宅，20层的东西塔楼为酒店式公寓 。结构形式为框架剪力墙结构。
7.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体系
常用几种筒体结构 ：
框架核心筒结构
筒中筒结构
成束筒结构
7.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体系
4、多高层建筑设计一般原则
钢筋混凝土①高简层单建、筑规结则构、适对用称的、最减大少高偏宽心比； 表9.2
结
平面布置
结构体系
内力近似计算方法
分层法
弯矩二次分配法
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
竖
载
下
内
力
特
点
M图
V 图
N 图
－
－
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
竖 载
M 图
框架梁：呈抛物线形分布，跨中截面+Mmax， 支座截面- Mmax
框架柱：呈线性分布，柱上下端M最大
下
内
V 框架梁：呈线性变化，端部支座截面Vmax
多层及高层钢筋混凝土结构
会计学
1
7.1 多层及高层房屋结构体系 2、高层建筑结构特点
⑴占地面积小、获得建筑面积多：对城市造成热岛效应 或影响周边采光，玻璃幕墙可能造成光污染现象。 ⑵可提供更多空闲场地：可用作绿化，提供充足的日照、采 光和通风效果。 ⑶结构设计中水平荷载起控制作用（风荷载和地震作用） ⑷侧向位移须限制：层间位移过大，将导致承重构件或非承 重构件损坏； ⑸工程造价较高：竖向交通和防火要求导致。
7.1 多层及高层房屋结构体系
5、多高层建筑结构的荷载分类及其特点
随高度H增加，水平荷载产生的效应快速增 加，水平荷载将成为控制结构设计的主要因素。
荷 竖向荷载下：结构中仅轴力N随H呈线性关系，
载 特
M、V并不增加； 水平荷载下：M、V均随H增加而呈快速增长，
侧移也增加更快。
点
低层民用建筑：竖向荷载起控制作用
刚度沿高度分布均匀：避免突变、错避层免、设缝局部夹层
置
原
控制房屋高宽比H/B≤4：保证必要的抗侧移刚度
则
设置必要的变形缝
7.2 框架结构
7.2 框架结构
布置方式：内廊式、跨度组合式
生产工艺要求
柱网应与建筑分隔墙体布置相协调 建筑平面布置要求
柱网布置
结构受力合理
使竖载下结构内力均匀分布合理
方便施工
易施工：进度快、造价低、保质量
刚工构度期件大短可、、标预用准埋钢定铁量型少少化、、…… 缺缺缺点点点：：：耗施平现抗混预抗模工面场震凝埋震板复布湿整 土件性量杂置 作体 二多差大、灵 业性 次、、、增活 量好 浇整用工加大…注…体钢期、… 了工…性量长现作差大、场量、、
冬……施……需防冻……
7.2 框架结构
变形缝对构造
7.2 框架结构
②③平避面免非长出抗度现震、薄设突弱计出部部位分：的角抗控部震制重设：叠防凹或烈角细度处腰加部强。
构 布
6度、7度 8度 9 度
框竖架向、布板置柱-剪力墙①规则、均5 匀：避免结5构错层和局4 部夹层2 ；
置
②刚度均匀连续：由下而上渐小，不突变。
框架-剪力墙
5
5
4
3
原 则
控制高宽比
剪力墙
保证必要6的抗侧移刚6度，表9.25
7.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体系
3、多高层结构常用结构体系
框架结构
常用结构体系
剪力墙结构
筒体结构
框架-剪力墙结构
9.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体系 框架结构
组成：纵、横梁和立柱组成
特点：平面布局灵活，易于 设置大房间的需要，承受竖 向荷载很合理。
分层法
弯矩二次分配法
竖
向
分层法计算假定：
荷
①框架无侧移；
载
②每层横梁上荷载对其它层横梁无影响。
作
用
计算思路：
下
可将一个多层框架分解为多个单层
的
开口框架，使每一框架节点数量大幅度
内
减少，有效地减少了计算工作量。
力
计算简图
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
竖
向
荷
载
作
用
下
的
内
力
计算简图
层间侧移控制
△i/hi≤1/550
7.2 框架结构
四、非抗震设计现浇框架的构造要求
1、一般构造要求
⑴砼强度等级：不应低于C20 ——大荷载砼柱强度宜高
⑵钢筋级别 纵筋：HRB400或HRB335
箍筋：HRB335或HPB235
⑶节点区砼：≥柱砼等级
⑷框架梁、柱应分别满足一般梁、柱的有关构造要求。
⑸框架梁跨中上部钢筋≮2Φ12与支座负弯矩钢筋搭接，ll≮150mm;
7.1 多层及高层房屋结构体系
5、多高层建筑结构的荷载分类及其特点
作用位置：楼屋面节点处
风荷载：水平集中力
水
作用方向：迎风面一侧
平
可能有左风、
荷
右风两种可能
载
地震作用：各楼层处的水平集中力
地震作用与荷载的区别在于：荷载是对结构的直接 作用，而地震作用是对结构的间接作用。
7.1 多层及高层房屋结构体系
、
施工
2、框架结构的布置伸缩缝 装配式
、结构整体性 等不利，基础
开间、进深室 露尽内 天可≤≤75能50mm统一：构件类型防，水实规不 际格易 采尽处 用可理 可能少
结
整体式
靠的构造措施
平面应简单装、配规整则体、式对称：尽可和能施使工受措力施合（理
构 布
室内≤55m 露天≤35m
如设置后 浇 带）减少或
荷
载
下
V 框架梁：各跨内呈均匀分布
内
图 框架柱：沿各层高内呈均匀分布
力
特
N 框架柱：截面产生轴向力，部分柱内受拉，
点
图
部分柱内受压。“－”为压，“+”为拉
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
控
+Mmax：确定梁端底部纵筋
制 截 面 及
框 控制截端座面部 截—支 面—力结进构行构配件筋中-M计需m算要ax的按：截确其面定内。梁端顶部纵筋
7.2 框架结构
7.2 框架结构
本节小结
⑴框架结构的类型：整体式、装配式、装配整体 式，应了解各类型特点；
⑵框架结构布置原则：建筑方案的确定应考虑结 构受力的合理性，宜简单、规则、对称、均匀。
⑶承重框架的布置方案：横向、纵向、纵横向承 重，各方案的利弊应了解。
注意：承重方案与框架类型的区别！
7.2 框架结构
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框 侧移组成 架 结 构 的 侧 移
总体剪切变形 总体弯曲变形
原因：梁、柱弯曲变形引起 特点：愈往上层间侧移愈小 原因：柱轴向变形不一致引起 特点：愈往上层间侧移愈大
7.2 框架结构
7.2 框架结构
总
体
剪
框 侧移组成
切 变
架
形
结
随着
构
H/B的增大
的
，弯曲变
形所占比
的
各柱反弯点位于柱中点，
内
力
计算简图
底层柱位于距柱底2/3层高处。
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
内力近似计算方法
反弯点法
D值法
水
D值法适用范围：
平
梁柱刚度之比值ib/ic＜3
荷
反弯点法计算误差：
载 作
① 假定ib/ic＝∞：横梁无变形，节点无 转角；
用
②假定各层柱上下端节点转角相同，反
架
Vmax：确定#43;件Mm的a最x：不确利定梁下部纵筋
组
截面 内力，作为-M配m筋ax依：据确。定跨中可能的
合
顶部纵筋
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
控 制 截
面框 及架 内梁
力 组 合
跨中可能负筋
支座箍筋
支座负筋
跨中纵筋 跨中纵筋
应用：15-50层，用于高层住宅、旅馆、写字楼等。
7.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体系 框架-剪力墙结构（框剪结构）
组成：由若干框架和局部剪力 墙组成。
特点：竖向荷载主要由框架
承担，水平荷载主要由剪力墙 承担。兼有框架体系和剪力墙 体系的优点。
应用：15-30层的办公楼、公
7.2 框架结构
7.2 框架结构
可
能
框架在荷载作用下的内力
大
偏
控
压
制
截框 面架 及柱
内
端 部 截 面
力
│Mmax│及相应的N、V Nmin及相应的M、V Nmax及相应的M、V
组
合
可能小偏压
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
控
制
截框 面架 及柱
内
端 部 截 面
箍筋
力
组
合
柱上端纵筋 柱下端纵筋
框架的抗侧刚度小， 抵抗水平荷载能力较差。
应用： 非地震区：15－20层 地震区： 10层以下
7.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体 系剪力墙结构
组成：由钢筋混凝土的墙体，组
成房屋的结构体系。
特点：钢筋混凝土墙体承受竖向 荷载和水平荷载，有很大的抗侧 刚度。 但房屋被剪力墙分割成较小空间 ，不适用于需大空间的建筑物。
力
图 框架柱：沿层高呈均匀分布
特
点
N 图
框架柱：截面产生轴向压力，“－”表示受压
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
内力近似计算方法
反弯点法
D值法
水
反弯点法适用范围：
平
荷
梁柱刚度之比值ib/ic≥3
载
反弯点法计算假定：
作 用
①框架横梁刚度无穷大——无变形；
下
②各层柱上下端节点转角相同：
4
设变框架形筒-中核缝筒心筒 伸缩缝、6沉降缝、防6震缝
5
4
7.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体系
5、多高层建筑结构的荷载分类及其特点
恒荷载：结构构件和非结构构件的自重
竖
向
楼面活荷载：按《荷载规范》选用
荷
载
屋面荷载；均布活载、雪荷载、积灰荷载、
施工检修荷载
7.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体系
7.1 多层及高层房屋结构体系 筒体结构
组成：由钢筋混凝土墙或框
架柱（框筒）组成。
特点：将剪力墙集中到房屋
内部或外围，形成空间封闭筒 体，使结构既有极大的抗侧刚 度，同时又能获得较大的空间 。
应用：一般用于45层左右
甚至更高的建筑。
美国西尔斯大厦为成束筒结构。位于芝加哥市。由9 个22.9米见方的正方形组成。大厦平面随层数增加 而分段收缩，在51层以上切去两个对角正方形，67 层以上切去另外两个对角正方形，91层以上又切去 三个正方形，只剩下两个正方形到顶。
下 的
弯点位于柱中点。
内
D值法——修正反弯点法
力
修正①：柱的侧移刚度
修正②：调整反弯点高度
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
水
平
荷
载
下
内
力
特
M图
点
V 图
N 图
+
+
－
－
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框架在荷载作用下的内力
水 平
M 框架梁柱：均呈线性分布，梁、柱支座
图
截面分别产生± Mmax
7.2 框架结构 3、框架结构受力特点
计算简图 框架结构（空间体系）
纵向平面框架 横向平面框架
杆件——用轴线表示 节点——刚接节点 层高
底层柱：基础顶面到一层梁顶 其它层柱：各层梁顶之间距离
跨度——柱轴线间距
横向平面框架
纵向平面框架
7.2 框架结构
7.2 框架结构
内力近似计算方法
框架在荷载作用下的内力
焊接连接：不应大于50%。 接头间隔 机械连接、焊接连接：≥35d，焊接≥500mm
多层建筑：水平荷载与竖向荷载共同起控制作用
高层建筑：水平荷载起控制作用.
9.1 多层及高层房屋结构体系
7.2 框架结构
1、框架结构的组成和分类
梁
组成
柱
基础
刚性节点 固定连接
7.2 框架结构
7.2 框架结构
框
现浇整体式
架
结 构
装配式
类
型
装配整体式
在全连部接预构全处制件现部构预浇构件制混，件，凝现现现土场场场形安浇装成装注配整就连体位接。， 优优点点：：整省体模性板好、、预工抗埋期震件短性少、好、、