多层及高层钢筋混凝土房屋结构 PPT
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结构抗震第五章多层和高层钢筋混凝土结构房屋
它的优点是平面布置灵活，自身重量较轻，因 而产生的地震作用也小，如果设计合理，它具有 很好的延伸性能，能耗散地震输入到结构的能量；
缺点是侧向刚度较小，地震时会产生较大的水 平变形，易引起非结构构件的破坏，有时甚至造2 成 主体结构的破坏。
抗震墙
框架-抗震墙 框架房屋
3
纯框架结构用于１２层４０m以下的建筑。 （２）钢筋混凝土框架——剪力墙结构:是剪力墙和 框架共同工作的结构体系。为克服框架体系和剪力墙体系 各自的缺点，发挥其长处，在框架结构中设置一定数量的 剪力墙，便形成框架——剪力墙结构体系。
3.选择结构体系，还要注意经济指标。多高层房屋一般 用钢量大，造价高，因而要尽量选择轻质高强和多功能的 建筑材料，减轻自重，降低造价。
25
二、结构布置
1.柱网布置及规则建筑
柱网布置要简单规整，刚度分布均匀，使房屋结构具有
良好的抗震性能。常见的柱网形式有方格式和内廊式。 （1）在平面布置方面，尽可能满足局部突出的尺寸不
（6）楼梯间、电梯间不宜设置在结构单元的两端及拐
角处，因为单元角部扭转应力较大，受力复杂，容易造成
破坏。
32
§5.4 框架结构的抗震计算
它的优点是平面布置灵活，自重较剪力墙结构轻，而 刚度又较框架结构大，因而能较为有效地控制结构在地震 时产生的地震作用和变形。
另外，框架结构为剪切变形，结构上部层间变形小， 下部层间变形大；而剪力墙结构为弯曲型变形，结构上部
4
层间变形大，下部层间变形小，而当框架和剪力墙两种结
结构共同工作时，相互之间有所协调，结果是框架下部层 间变形和剪力墙上部层间变形减小，因而使结构的变形均 匀合理。
（2）为减小地震作用，应尽量减轻结构自重并降低重 心位置，可将设备层或大型设备布置在建筑物的地下室、 底层或下部几层。
缺点是侧向刚度较小，地震时会产生较大的水 平变形，易引起非结构构件的破坏，有时甚至造2 成 主体结构的破坏。
抗震墙
框架-抗震墙 框架房屋
3
纯框架结构用于１２层４０m以下的建筑。 （２）钢筋混凝土框架——剪力墙结构:是剪力墙和 框架共同工作的结构体系。为克服框架体系和剪力墙体系 各自的缺点，发挥其长处，在框架结构中设置一定数量的 剪力墙，便形成框架——剪力墙结构体系。
3.选择结构体系，还要注意经济指标。多高层房屋一般 用钢量大，造价高，因而要尽量选择轻质高强和多功能的 建筑材料，减轻自重，降低造价。
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二、结构布置
1.柱网布置及规则建筑
柱网布置要简单规整，刚度分布均匀，使房屋结构具有
良好的抗震性能。常见的柱网形式有方格式和内廊式。 （1）在平面布置方面，尽可能满足局部突出的尺寸不
（6）楼梯间、电梯间不宜设置在结构单元的两端及拐
角处，因为单元角部扭转应力较大，受力复杂，容易造成
破坏。
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§5.4 框架结构的抗震计算
它的优点是平面布置灵活，自重较剪力墙结构轻，而 刚度又较框架结构大，因而能较为有效地控制结构在地震 时产生的地震作用和变形。
另外，框架结构为剪切变形，结构上部层间变形小， 下部层间变形大；而剪力墙结构为弯曲型变形，结构上部
4
层间变形大，下部层间变形小，而当框架和剪力墙两种结
结构共同工作时，相互之间有所协调，结果是框架下部层 间变形和剪力墙上部层间变形减小，因而使结构的变形均 匀合理。
（2）为减小地震作用，应尽量减轻结构自重并降低重 心位置，可将设备层或大型设备布置在建筑物的地下室、 底层或下部几层。
高层建筑的结构体系ppt课件
B、构造的优缺陷： 优点 ：
①建筑平面布置灵敏，分隔方便； ②施工简便，设计合理时构造有较好的塑性变形才干； ③外墙采用轻质填充资料时，构造自重小。
缺陷：侧向刚度小，抵抗侧向变形才干差。限制了 框架构造的建造高度。
C、构造的位移特征： 框架构造在程度力作用下的受力变形特点：侧 移两部分组成：梁柱弯曲变形产生的侧移和柱轴向变 形产生的。 程度荷载作用下，框架梁柱中的内力有弯矩、剪 力和轴力，在弯矩作用下，梁柱发生弯曲，且有反弯 点，梁柱弯曲引起框架的整体侧向位移。框架构造下 部的梁柱内力大，层间变形大，愈到上部层间变形愈 小，框架的整体变形呈现剪切型。
剪力墙间距〔m〕(取较小值)
表2－1
抗震设防烈度
楼、屋盖类 型
非抗震设计
6度、7度
8度
9度
现浇
5.0B，60
4.0B，50
3.0B，40
2.0B，30
装配整体
3.5B，50
3.0B，40
2.5B，30
－
注：1.B为楼面宽度，单位为“m〞； 2.现浇层厚度大于60mm的叠合楼板可以作为现浇板思索。
框架－剪力墙构造体系中，剪 力墙布置应留意以下几点：〔分散、 均匀、对称、上下贯穿、带翼缘〕
筒体构造
巨型框架构造
框架-筒体 构造
筒中筒构造 成束筒构造
2.2.3 高层建筑竖向承重构造的 选型 •1、框竖架向构造承体重系构造的类型及特点
• 剪力墙构造体系 • 框架－剪力墙〔框架－筒体〕构造体系 • 筒中筒构造体系 • 多筒体系——成束筒和巨型框架
• 框架构造体系
A、构造构成 框架：梁和柱刚结而成的平面构造体系。框 架接受构造的竖向和程度作用，称为框架构造体 系。从施工方面看，可以是整表达浇也可以是装 配式或装配整体式。
高层建筑结构.ppt
板) 各类筒体
5 6 6.5
5
4
6
5
6
5
3 4 5
钢框架-混凝土剪力
墙
5
有混凝土 钢框架-混凝土核心
5
剪力墙的
筒
钢结构
钢框筒-混凝土核心 筒
6
5
4
4
5
4
4
5
5
4
最大适用高度是经验性的规定，突破高度限制的建 筑已经建成，当积累了更多的经验以后在修订规程时适 用的最大高度也会改变。
高宽比限制值更是一个经验性的规定，符合高宽比 限制值要求的建筑比较容易满足侧移限制，而侧移限制 才是最根本的要求，如果各方面都能满足规范要求，突 破高宽比限制值是可能的。
房屋高度是指室外地面至主要屋面高度，不包括局 部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。
房屋宽度是指平面中短方向宽度。
在复杂体型的高层建筑中，可按所考虑方向的最小 投影宽度计算高宽比，但对突出建筑物平面很小的局部 结构（如楼梯间、电梯间等），一般不应包含在计算宽 度内。
对于不宜采用最小投影宽度计算高宽比的情况，应 根据实际情况确定合理的计算方法。对带有裙房的高层 建筑，当裙房的面积和刚度较大时，计算高宽比的房屋 高度和宽度可按裙房以上部分考虑。
倾覆力矩使框筒一边的翼缘框架柱受拉、另一边 翼缘框架柱受压、腹板框架柱则有拉有压，表现出 “筒”空间受力的特点。
如果是完全空间作用，则翼缘框架中所有柱的轴 力应该是相等的，腹板框架柱的轴力成直线分布，但 实际上并非如此，翼缘框架柱的轴力成抛物线型分布， 角柱的轴力大于平均值，远离角柱的柱轴力小于平均 值。
五、 成束筒结构
两个或两个以上的框筒排列在一起成“束”状， 称为成束筒。
5 6 6.5
5
4
6
5
6
5
3 4 5
钢框架-混凝土剪力
墙
5
有混凝土 钢框架-混凝土核心
5
剪力墙的
筒
钢结构
钢框筒-混凝土核心 筒
6
5
4
4
5
4
4
5
5
4
最大适用高度是经验性的规定，突破高度限制的建 筑已经建成，当积累了更多的经验以后在修订规程时适 用的最大高度也会改变。
高宽比限制值更是一个经验性的规定，符合高宽比 限制值要求的建筑比较容易满足侧移限制，而侧移限制 才是最根本的要求，如果各方面都能满足规范要求，突 破高宽比限制值是可能的。
房屋高度是指室外地面至主要屋面高度，不包括局 部突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。
房屋宽度是指平面中短方向宽度。
在复杂体型的高层建筑中，可按所考虑方向的最小 投影宽度计算高宽比，但对突出建筑物平面很小的局部 结构（如楼梯间、电梯间等），一般不应包含在计算宽 度内。
对于不宜采用最小投影宽度计算高宽比的情况，应 根据实际情况确定合理的计算方法。对带有裙房的高层 建筑，当裙房的面积和刚度较大时，计算高宽比的房屋 高度和宽度可按裙房以上部分考虑。
倾覆力矩使框筒一边的翼缘框架柱受拉、另一边 翼缘框架柱受压、腹板框架柱则有拉有压，表现出 “筒”空间受力的特点。
如果是完全空间作用，则翼缘框架中所有柱的轴 力应该是相等的，腹板框架柱的轴力成直线分布，但 实际上并非如此，翼缘框架柱的轴力成抛物线型分布， 角柱的轴力大于平均值，远离角柱的柱轴力小于平均 值。
五、 成束筒结构
两个或两个以上的框筒排列在一起成“束”状， 称为成束筒。
5_多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计
⑶ 薄弱层的层间弹塑性位移计算 up pue
⑷ 层间弹塑性位移验算
up [p]H
框架计算步骤
①确定计算简图、几何参数计算、静力荷载统计。
②地震作用计算：用底部剪力法计算水平地震作用及 层间剪力 T a FEk Vi
③内力计算：用D值法计算水平作用下的内力（并同时 进行弹性层间位移验算）；用分层法或弯矩二次分配 法计算重力荷载代表值作用下的内力。
分配两次， 传递一次。
竖向荷载下梁端剪力和柱轴力计算计算
五、内力组合 通过内力计算，获得了在不同荷载作用下产生的构
件内力标准值。根据可能出现的最不利情况进行构件的 内力组合所得设计内力值，进行截面设计.
一般有两种组合： （1）、 地震作用效应与重力荷载代表值效应的组合
S1.2SG E1.3SE h
注意：第9层考虑鞭梢作用。第8层考虑顶点附加地震作用。
（5）弹性层间变形验算
（6）．地震作用下框架的内力分析
作为例题，此处取横向框架KJ－4为例，KJ－4柱端弯矩计 算结果详见表5．20.
柱剪力分配
V im
D im Di
Vi
M下Vimyh y为反弯点高度；
M上Vim1yih
V ij
M
下 c
M
M~c上i
M
上 cu i
K i1
M M~c下 ,i1
Ki1 Ki
Mc上 ui
取小者
上 cu i
Mc下 ui1
Ki
c、 计算第i层第j根柱的受剪承载力
Vyij
M~c上ij M~c下ij Hni
M
上 cij
d、 第i层各柱总的屈服强度
M
下 cij
V yij
多层及高层钢筋混凝土房屋抗震设计框架结构部分
(略）
25
作业：假定框架构造旳办公楼全部柱截面尺寸均为 500×500mm,不考虑梁刚度对柱刚度旳影响。
1）计算1个柱（1层）旳抗侧刚度，计算1榀（1层）框架 旳抗侧刚度，计算构造旳层间抗侧刚度。
2）用顶点位移法计算该建筑旳基本自振周期。 3）计算1榀框架上旳地震作用。 4）用反弯点法计算地震作用下框架构造旳内力。
26
§5.4 钢筋混凝土框架构造构件设计 （一）、框架梁抗震设计 1、设计要求及计算要点： ⑴梁形成塑性铰后仍有足够旳受剪承载力(强剪弱弯） ——设计剪力旳取值。 ⑵梁筋屈服后，塑性铰区段应有很好旳延性和耗能能力 ——延性设计问题。 ⑶处理好梁筋旳锚固问题（强锚固）。 2、框架梁受剪承载力验算 ⑴ 梁剪力设计值
9
（1)反弯点法 反弯点法合用条件：层数较少，梁柱线刚度比不小于3
时。反弯点位置：上部 0.5H ， 底层 0.7H
10
内力计算环节： 层间剪力分配到柱——计算柱弯矩 ——根据节点平衡计算梁弯矩。
怎样分配？
11
(2)、D值法（改善反弯点法） 考虑上下梁刚度旳影响，对反弯点位置加以修正。 计算环节如下：
Vc
1
RE
(0.2c
fcbh0 )
41
短柱
Vc
1
RE
(0.15
fcb
h0 )
⑶ 柱斜截面受剪承载力
Vc
1
RE
( 1.05
1
ftbh0
f yv
Asv s
h0
0.056N )
H n 2h0
1时取1 3时取3
N 0.3 fcbh 时取N 0.3 fcbh
RE 0.85
42
4、 加强柱端约束（构造设计）
8多层及高层钢筋砼房屋
纵向框架承重
纵向框架承重，横向布置连系梁。 房屋的横向刚度小，横向抗侧移刚 度小。房间布置灵活，有利采光和 通风。有利获得较高净空。 应用较少。采用集中通风系统的 厂房常采用这种方案。
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
按照承重方案的不同划分为: 横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框 架双向承重。
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1 常用结构体系
8.1.1 框架结构
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
填充墙
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
柱网布置：有内廊式、等跨式和不等跨式。 满足建筑功能的要求、结构受力合理、方便施工。
内廊式
等跨式
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
8 多层及高层钢筋砼房屋
8 多层及高层钢筋砼房屋
在中国，多层及高层房屋日益增多，广泛应用于住宅、商场、办 公楼、旅馆、轻工业厂房等建筑。
《高层钢筋混凝土结构技术规程》（JGJ3－2001，2002.9.1实施） 规定： 10层和10层以上或房屋高度大于28m的建筑物为高层建筑。
多层建筑 10层以下、高度不超过28m的建筑
纵横向框架承重
纵横向框架承重，可使两个方向 都获得较大的刚度。 柱网尺寸为正方形或接近正方形、 地震区的多层框架房屋，以及由于 工艺要求需双向承重的厂房常采用 这种布置方案。
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
框架结构承受的荷载包括竖向荷载和水平荷载。 竖向荷载包括结构自重及楼屋面活荷载。水平荷载主要为风荷载 和水平地震作用。
8.1.1 框架结构
连系梁
框架结构：由梁、柱组ห้องสมุดไป่ตู้。
纵向框架承重，横向布置连系梁。 房屋的横向刚度小，横向抗侧移刚 度小。房间布置灵活，有利采光和 通风。有利获得较高净空。 应用较少。采用集中通风系统的 厂房常采用这种方案。
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
按照承重方案的不同划分为: 横向框架承重、纵向框架承重和纵横向框 架双向承重。
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1 常用结构体系
8.1.1 框架结构
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
填充墙
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
柱网布置：有内廊式、等跨式和不等跨式。 满足建筑功能的要求、结构受力合理、方便施工。
内廊式
等跨式
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
8 多层及高层钢筋砼房屋
8 多层及高层钢筋砼房屋
在中国，多层及高层房屋日益增多，广泛应用于住宅、商场、办 公楼、旅馆、轻工业厂房等建筑。
《高层钢筋混凝土结构技术规程》（JGJ3－2001，2002.9.1实施） 规定： 10层和10层以上或房屋高度大于28m的建筑物为高层建筑。
多层建筑 10层以下、高度不超过28m的建筑
纵横向框架承重
纵横向框架承重，可使两个方向 都获得较大的刚度。 柱网尺寸为正方形或接近正方形、 地震区的多层框架房屋，以及由于 工艺要求需双向承重的厂房常采用 这种布置方案。
8 多层及高层钢筋砼房屋
8.1.1 框架结构
框架结构承受的荷载包括竖向荷载和水平荷载。 竖向荷载包括结构自重及楼屋面活荷载。水平荷载主要为风荷载 和水平地震作用。
8.1.1 框架结构
连系梁
框架结构：由梁、柱组ห้องสมุดไป่ตู้。
多层及高层房屋钢框架结构
4.3 柱和支撑的设计
4.3.1 框架柱设计概要
➢柱截面形式: 箱形、焊接工字形、H型钢、圆管等 ➢截面估计：按1.2N的轴心受压构件，34层作一次截面变
化，厚度不宜超过100mm ➢板件宽厚比，见下表 ➢长细比：多层(12层)框架柱在68度设防时不应大于120，
9度设防时不应大于100。高层(>12层)框架柱在设防烈度 为6，7以及8和9度时，分别为120，80以及60
bc1= bc2
组合梁混凝土翼板的有效宽度
(a) Afbcehcfcm (塑性中和轴在混凝土受压翼板内)
(b) Af>bcehcfcm (塑性中和轴在钢梁截面内) 正弯矩时组合梁横截面抗弯承载力计算图
2.负弯矩作用时
MMp+Asfsy(y3+/y4 /2)
As
组合梁塑性中和轴 钢梁塑性中和轴
y4 y3
多层(12 层)
高层(>12 层)
7度 8度 9度 6度 7度 8度 9度
13 11 9 9 8 8 7
33 30 27 25 23 23 21
31 28 25 23 21 21 19
42 40 40 38
➢ 截面形式：
1. 双轴对称截面 2. 单轴对称截面，采取防止绕对称轴屈曲的构造措施
➢ P-效应导致的附加效应：
多层(12层) 按压杆设计
150
按拉杆设计 200
120 120 150 150
高层(>12层)
120
90 60
➢ 板件宽厚比： 1. 6度抗震设防和非抗震设防：按《钢结构设计规范》(GB50017) 2. 抗震设防结构：
板件名称
翼缘外伸部分 工字形截面腹板
钢筋混凝土多层及高层框架结构
常用结构体系钢筋混凝土多层及高层房屋有框架结构、框架一剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构四种主要的结构体系。
1、框架结构框架结构房屋（是由梁、柱组成的框架承重体系，内、外墙仅起围护和分隔的作用。
框架结构的优点是能够提供较大的室内空间，平面布置灵活，因而适用于各种多层工业厂房和仓库。
缺点：在水平荷载下表现出抗侧移刚度小，水平位移大。
因此，框架结构房屋一般不超过15层。
2、剪力墙结构剪立墙结构示意图广州白云宾馆当房屋层数更多时，水平荷载的影响进一步加大，可采用剪力墙结构，此种结构的刚度较大，在水平荷载下侧移小，但平面布置不灵活，适用于15〜35层的小开间的民用建筑高层房屋。
广州白云宾馆（33层、112M＞采用的就是剪力墙结构。
3、框架——剪力墙结构为了弥补框架结构随房屋层数增加，水平荷载迅速增大而抗侧移刚度不足的缺点，可在框架结构中增设钢筋混凝土剪力墙形成框架一剪力墙结构。
在框架一剪力墙结构房屋中，框架负担竖向荷载为主，而剪力墙将负担绝大部分水平荷载。
多用于16〜25层的工业与民用建筑中（如办公楼、旅馆、公寓、住宅及工业厂房〉。
4、筒体结构简体结构是将剪力墙集中到房屋的内部和外围形成空间封闭筒体，使整个结构体系既具有极大的抗侧移刚度，又能因剪力墙的集中而获得较大的空间，使建筑平面获得良好的灵活性，因为抗侧移刚度较大，适用于更高的高层房屋（＞30 层，＞100m＞o筒体结构有单筒体结构（包括框架核心筒和框架外框筒〉、筒中筒结构和成束筒结构等三种形式（图7-2＞o横向框架承重横向框架承重布置方案是板、连系梁沿房屋纵向布置，框架承重梁沿横向布置（图7-3＞，有利于增加房屋横向刚度。
缺点是因为主梁截面尺寸较大，当房屋需要较大空间时，其净空较小。
纵向框架承重纵向框架承重布置方案是板、连系梁沿房屋横向布置，框架承重梁沿纵向布置。
优点是通风、采光好，有利于楼层净高的有效利用，可设置较多的架空管道，故适用于某些工业厂房，但因其横向刚度较差，在民用建筑中一般采用较少。
多层及高层建筑结构设计课件
房屋适用高度和高宽比
A级高度钢筋混凝土乙、丙类高层建筑的最大适用高度（m）
结构类型
框架
非抗震
70 60
6度
55
7度
8度
45
9度
25
框架-剪力墙
全部落地剪力墙 剪力墙 部分框支剪力墙 筒体 板柱-抗震墙 框架-核芯筒 筒中筒
140
150 130 160 200 70
130
140 120 150 180 40
楼层承载力突变
抗侧力结构的层间受剪承载力小于相邻上一楼层的80％
结构竖向布置原则
结构沿竖向刚度突变有下述原因: 结构的竖向体系突变 1.建筑顶部内收形成塔楼。 2.楼层外调内收。 结构体系的变化 1.剪力墙结构或框筒结构的底部大空间需要，底层或底部若干层剪力 墙不落地，可能产生刚度突变。 2.中部楼层部分剪力墙中断。 3.顶层设置空旷的大空间，取消部分剪力墙或内柱。
结构平面布置原则
平面尺寸L、l、l’的限值
设防烈度 6度、7度 8度、9度 L/B ≤6.0 ≤5.0 l/Bmax ≤0.35 ≤0.3 l/b ≤2.0 ≤1.5 L’/Bmax ≥1.0 ≥1.0
结构竖向布置原则
抗震设防的建筑结构竖向布置应使体型规则、均匀，避免有 较大的外调和内收，结构的承载力和刚度宜自下而上逐渐地减小， 避免抗侧力结构的刚度和承载力突变。
基础结构布置
基础类型 基础选型原则 基础埋深 基础底板厚度
基础类型 钢筋混凝土筏板基础：当高层建筑层数不多，地基土质
较好、上部结构轴线间距较小且荷载不大时，可以采用钢筋混凝 土筏形基础。
箱形基础：箱形基础具有较大的结构刚度和整体性，适用于
上部荷载较大而地基土较软弱的情况。
多层及高层房屋_钢结构
mm厚钢板做剪力墙，研究表明，在侧 向刚度相同时，钢板剪力墙的框剪结构比框架结 构用钢量少。
框筒结构
❖框筒结构是筒体结构的一种结构布置（筒中筒） ❖适用的建筑高度可超过90层（因横向刚度较大）
结构及受力特点：
1）内部设置剪力墙式的内筒，与及其他竖向构件 主要承受竖向荷载；
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；
主要优点
（1）重量轻
（2）抗震性能好
（3）施工周期短
（4）工业化程度高
（5）环保效果好
1
天津丽苑钢结构住宅
天
津
丽
苑
钢
结
构
住
宅
2
莱钢开发的钢结构住宅
3
全国最大的 钢结构住宅 示范工程--武 汉世纪家园
项目
4
5
6
4.1 多、高层房屋结构的组成
2）外筒体采用密排框架柱和各层楼盖处的深梁刚 接，形成一个悬臂筒（竖直方向）以承受侧向 荷载；
3）同时设置刚性楼面结构作为框筒的横隔。
束筒结构
由各筒体之间共用筒壁的一束筒状结构组成(减缓 框筒结构的剪力滞后效应)P171
可将各筒体在不同的高度中止 可较灵活地组成平面形式
筒体
密柱深梁的钢结构筒体 钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)
结构类型
6、7度 7度
8度
9度
（0.15g） （0.15g）
（0.4g）
0.2g 0.3g
框架
110
框架—中心支撑
220
框架—偏心支撑
240
（延性支撑）
筒体（框筒、筒中 300 筒，桁架筒，束筒）
和巨型框架
90
框筒结构
❖框筒结构是筒体结构的一种结构布置（筒中筒） ❖适用的建筑高度可超过90层（因横向刚度较大）
结构及受力特点：
1）内部设置剪力墙式的内筒，与及其他竖向构件 主要承受竖向荷载；
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；
主要优点
（1）重量轻
（2）抗震性能好
（3）施工周期短
（4）工业化程度高
（5）环保效果好
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天津丽苑钢结构住宅
天
津
丽
苑
钢
结
构
住
宅
2
莱钢开发的钢结构住宅
3
全国最大的 钢结构住宅 示范工程--武 汉世纪家园
项目
4
5
6
4.1 多、高层房屋结构的组成
2）外筒体采用密排框架柱和各层楼盖处的深梁刚 接，形成一个悬臂筒（竖直方向）以承受侧向 荷载；
3）同时设置刚性楼面结构作为框筒的横隔。
束筒结构
由各筒体之间共用筒壁的一束筒状结构组成(减缓 框筒结构的剪力滞后效应)P171
可将各筒体在不同的高度中止 可较灵活地组成平面形式
筒体
密柱深梁的钢结构筒体 钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)
结构类型
6、7度 7度
8度
9度
（0.15g） （0.15g）
（0.4g）
0.2g 0.3g
框架
110
框架—中心支撑
220
框架—偏心支撑
240
（延性支撑）
筒体（框筒、筒中 300 筒，桁架筒，束筒）
和巨型框架
90
多层与高层课件
第八章 多层与高层
第一节 多层与高层房屋结构体系
多层及高层钢筋混凝土房屋的常用结构体系可分为四种类型： 框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构和筒体结构，各 有不同的适用高度和优缺点。
高层与多层的界限： 1. 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2002（以下简 称《高规》） 10层及10层以上或大于28m的房屋为高层建筑； （High-rise building） 2. 2-9层且高度不大于28米的建筑则为多层建筑。 （Multistory building）
世界十大高层：第一（台北101大楼 ）
被称为“台北新地标”的 101大楼于 1998年1月动工，主 体工程于2003年10月完工。有 世界最大且最重的“风阻尼器”， 还有两台世界最高速的电梯，从 一楼到89楼，只要39秒的时间。
在世界高楼协会颁发的证书 里，台北101大楼拿下了“世界 高楼”四项指标中的三项世界之 最，即“最高建筑物”（508m） “最高使用楼层”(438m)和 “最高屋顶高度”(448m)。
第八章 多层与高层
下图是结构内力（N，M）、位移（Δ）与高度的关 系，弯矩和位移都随高度呈指数曲线上升。
结构内力、位移与高度的关系
第八章 多层与高层
本章内容
第一节 多层与高层房屋的结构体系 第二节 多层框架结构的布置及形式 第三节 框架结构的侧移与内力计算 第四节 框架的内力组合 第五节 框架结构的构造要求
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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 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。
结 构 布 置 原 则
整体式 装配整体式 室内≤55m 平面应简单、规则、对称：尽可能使受力合理 露天≤35m
刚度沿高度分布均匀：避免突变、错层、局部夹层 控制房屋高宽比H/B≤4：保证必要的抗侧移刚度
布置方式：内廊式、跨度组合式
柱网应与建筑分隔墙体布置相协调
生产工艺要求
建筑平面布置要求
柱网布置
结构受力合理
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。
应用：15-50层，用于高层住宅、旅馆、写字楼等。
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。
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
承 重 框架 布 置
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。
纵向框架承重：横向连系梁较小，利于设备管线 穿行，开间布置灵活，但横向刚 度差。
预制构件，现场安装就位， 全部构件现场浇注 全部构件预制，现场装配连接 在连接处现浇混凝土形成整体。
变形缝对构造、 施工、结构整体性等不 利，基础防水不易处理， 伸缩缝 实际采用可靠的构造措 装配式 施和施工措施（如设置 室内≤75m 2、框架结构的布置 后 浇带）减少或 露天≤50m 避免设缝 开间、进深尽可能统一：构件类型规格尽可能少
恒荷载：结构构件和非结构构件的自重
竖 向 荷 载
楼面活荷载：按《荷载规范》选用 屋面荷载；均布活载、雪荷载、积灰荷载、 施工检修荷载
作用位置：楼屋面节点处
水 平 荷 载
风荷载：水平集中力
作用方向：迎风面一侧
可能有左风、 右风两种可能
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。
模块8 多层及高层钢 筋混凝土房屋结构
知识目标 了解多层及高层建筑的定义、分类及各类结构体系的特 点；了解剪力墙结构、框架—剪力墙结构体系的特点、适用 范围及结构布置原则；掌握框架结构体系的组成、分类及结 构布置结构布置；掌握框架结构的设计计算方法；
技能目标 初步具有对多层及高层建筑结构合理选型的能力；具有 合理进行框架结构布置的能力及能按照框架结构的构造要求 正确指导施工；具有识读框架结构平法施工图的能力。
8.2 框架结构
1、框架结构的组成和分类
梁 刚性节点
组成
柱
固定连接 基础
框 架 结 构 类 型
现浇整体式
装配式
装配整体式
优点：整体性好、抗震性好、 优点：省模板、工期短、 优点：省模板、预埋件少、 刚度大、预埋铁少、 工期短、用钢量少、 构件可标准定型化…… 平面布置灵活…… 抗震整体性好…… 缺点：预埋件多、整体性差、 缺点：耗模板量大、工期长、 缺点：施工复杂、增加了现场 抗震性差、用钢量大、 现场湿作业量大、 混凝土二次浇注工作量 …… 冬施需防冻 …… ……
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
4、多高层建筑设计一般原则
钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比 ①简单、规则、对称、减少偏心； 抗震设防烈度 平面布置 结构体系 ②平面长度、突出部分的控制：凹角处加强 非抗震设计 6度、7度 8度 9度 ③避免出现薄弱部位：角部重叠或细腰部。
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。
框架、板柱-剪力墙
结 构 布 置 原 则
竖向布置
5
5
4
2
①规则、均匀：避免结构错层和局部夹层； 5 5 4 3 框架-剪力墙 ②刚度均匀连续：由下而上渐小，不突变。
6
6
剪力墙 控制高宽比
筒中筒 框架-核心筒
6
6
5
5
4
4
保证必要的抗侧移刚度，表9.2 伸缩缝、沉降缝、防震缝
设变形缝
5、多高层建筑结构的荷载分类及其特点
8.1 概述
1、多高层的划分
划分依据 消防车供水能力
设置电梯标准
多层：2~9层，且≯28m的建筑物
划分界限
高层：≥10层，或＞ 28m的建筑物
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。
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 载 特 点
竖向荷载下：结构中仅轴力N随H呈线性关系， 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。 低层民用建筑：竖向荷载起控制作用 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.
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。
3、多高层结构常用结构体系
框架结构
剪力墙结构
常用结构体系
框架-剪力墙结构 筒体结构
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。 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