多层及高层钢筋混凝土房屋

5.1.1 框架结构体系
1.概念 主要由楼板、梁、柱及基础等承重构件通过结点连接 组成，一般由框架梁、柱与基础形成多个平面框架（一个 框架平面称为榀）作为主要的承重结构，若干榀框架再由 联系梁联系起来，形成一个空间结构体系。
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框架结构
2.特点
将承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙只起围护、分隔作 用。
当高层剪力墙结构的底部要求有较大空间时，可将底部一层 或几层部份剪力墙设计为框支剪力墙，形成部份框支剪力墙体系。
部分框支剪力墙结构属竖向不规则结构，上、下层不同结构 的内力和变形通过转换层传递，抗震性能较差，烈度为9度的地 区不应采用。
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5.1.3 框架-剪力墙体系 1.概念
框架结构侧向刚度差，抵抗水平 荷载能力较低，地震作用下变形大，但 它具有平面灵活、有较大空间、立面处 理易于变化等优点。而剪力墙结构则相 反，抗侧力刚度、强度大，但限制了使 用空间。把两者结合起来，取长补短， 在框架结构中的适当部位增设一定数量 的钢筋混凝土剪力墙，形成的框架和剪 力墙结合在一起共同承受竖向和水平力 5 的体系叫做框架-剪力墙体系简称框-剪 体系。
第一讲 教学目标：
1.了解框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构及筒体 结构的概念及组成 ； 上述四种结构体系的适用范围； 2.理解全现浇框架、半现浇框架、装配式框架及装配整体 式框架的含义及其优缺点； 3.掌握框架体系中承重框架的布置方案、柱网布置及常 用层高、变形缝的设置要求。
关于多层与高层建筑的界限，各国有不同的标准。 《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高 规》）以10层及10层以上或高度大于28m的住宅建筑和房屋 高度大于24m的其他高层民用建筑。 《民用建筑设计通则》JGJ37-87和《高层民用建筑设计防火 规范》均以10层及10层以上或高度大于24m的房屋为高层建 筑。
6.异形柱框架的概念 柱截面为L形、T形、Z型或十字形（图8.1.2）的 框架结构称为异形柱框架。其柱截面厚度与墙厚相同， 一般为180～300mm。
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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。
缺点：但其抗震性能较差。
适用范围：一般用于非抗震设计或按6、7度抗震设计 的12层以下的建筑。
目前，多层房屋多采用钢筋混凝土结构，高层房屋常采用 钢筋混凝土结构、钢结构、钢-混凝土混合结构。
高层建筑是随着社会生产力、人们生活的需要发展起来的， 是商品化、工业化、城市化的结果。但是当建筑物高度增加时， 水平力（风荷载及地震作用）对结构起的作用将愈来愈大。除了 结构内力将明显加大外，结构侧向位移增加更快。
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筒体结构
5.1.1
5.1.1
除上述四种常用结构体系外，高层建筑中尚有悬挂 结构、巨型框架结构、巨型桁架结构、悬挑结构等新的 竖向承重结构体系（图5.1.8），但目前应用较少。
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§5.2 钢筋混凝土框架结构
5.2.1 框架结构的类型
框架结构按施工方法可分为全现浇式框架、半现浇式 框架、装配式框架和装配整体式框架四种形式。
空腹筒又称框筒，由布置在房屋四周的密排立柱和截面高度 很大的横梁组成。筒体体系就是由核心筒、框筒等基本单元组成 的。
2.类型 根据房屋高度及其所受水平力的不同，筒体体系可以 布置成核心筒结构、框筒结构、筒中筒结构、框架-核心筒 结构、成束筒结构和多重筒结构等形式。筒中筒结构通常 用框筒作外筒，实腹筒作内筒。
5.1.4 筒体体系
1.概念 由剪力墙体系和框架体系演变发展而成，是将剪力 墙或密柱框架围合而成一个或多个封闭的筒体（或框筒）， 组成承受竖向和水平作用的结构称为筒体结构体系。
筒体根据开孔的多少，筒体有空腹筒和实腹筒之分。 实腹筒一般由电梯井、楼梯间、管道井等形成，开孔少，因
其常位于房屋中部，故又称核心筒。
1.全现浇框架：全部构件均在现场浇筑。 (1)特点 整体性及抗震性能好，预埋铁件少，较其它形式的框 架节省钢材，建筑平面布置较灵活等；但是模板消耗量大， 现场湿作业多，施工周期长，在寒冷地区冬季施工困难等。
高层建筑中，结构要使用更多的材料来抵抗水平力，抗侧力 成为高层建筑结构设计的主要问题。抗震设计应受到加倍重视。
下图是结构内力（V，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：
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§5.1 常用结构体系
结构构件受力与传力的结构组成方式称为结构体系。 目前，钢筋混凝土多层及高层房屋常用的结构体系有框架 体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒体体系等。
5.1.2 剪力墙体系
1.概念 由纵向和横向钢筋混凝土墙体互相连接作为竖向承 重和抵抗侧力的结构称为剪力墙结构。剪力墙实质上是 固结于基础的钢筋混凝土墙片，具有很高的抗侧移能力。 因其既承担竖向荷载，又承担水平荷载—剪力，故名剪 力墙。一般情况下，剪力墙结构楼盖内不设梁，楼板直 接支承在墙上，墙体既是承重构件，又起围护、分隔作 用。
3.优点：
（1）建筑平面布置灵活、空间划分方便，易于满足生产工艺和使 用要求；
（2）具有较高的承载力和较好的整体性。
4.缺点：
框架结构在水平荷载下表现出抗侧移刚度小，水平位移大的特 点，属于柔性结构。
5.应用
广泛应用于多层工业厂房及多高层办公楼、医院、旅馆、教学 楼、住宅等。框架结构的适用高度为6～15层，非地震区也可建到 15～20层。
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2.优点 （1）钢筋混凝土剪力墙结构横墙多，侧向刚度大，整体性 好，对承受水平力有利； （2）无凸出墙面的梁柱，整齐美观，特别适合居住建筑， 并可使用大模板、隧道模、滑升模板等先进施工方法，利于缩短 工期，节省人力。 3.缺点 剪力墙间距太小，房间划分受到较大限制，结构自重较大。 4.应用 一般用于住宅、旅馆等开间要求较小的建筑，适用高度为 15～50层。
2.特点 框架-剪力墙体系大部分水平力由剪力墙承担，而竖 向荷载主要由框架承受，因而用于高层房屋比框架结构 更为经济合理；同时由于它只在部份位置上有剪力墙， 因而，框架-剪力墙体系有易于分割空间（平面布置灵 活）、立面易于变化、抗震性能好、侧向刚度较大等优 点。 3.应用
框-剪体系广泛应用于多层及高层办公楼、旅馆等 建筑中。适用高度为15～25层，一般不宜超过30层。