第五章 多高层房屋建筑结构基本知识
《建筑结构基础知识》PPT课件
而 s 迅速发展，并形成一个明显的屈服台阶（流幅）。
屈服台阶的下限c′点之应力称为 屈服强度。
（3）强化阶段（cd 段）——cd 段为上升曲线。经过流幅后， 其内部结构重新排列，抗拉能力再提高。最高点 d 之
应力称为极限强度。
注意： ① c y （屈服强度）为钢筋之强度计算指标； ② d b （极限强度），它为钢筋之最大强度；
2)钢筋的强度设计值
在建筑结构构件按承载能力极限状态设计时，钢筋强度必须
取设计值。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
钢筋强度设计值
或薄壁空间结构为合理；如采用钢材，以网架结构或斜拉结构
3）经济性 以造价和维持费来衡量 其代价应与预期
相符合
建
土建费用
（材料、劳力、施工机械与设备等）
生产水平、施工技术、
筑 总造
建筑设备费用
劳动效率等密切相关
如价机械化程度高，材料价格低于劳力价格，则较多采用预制装配
化程度高的钢结构与
预应力砼结构；如劳力价格低于材料价格，故使用大量人力与小
2)钢筋的种类 和等级
热轧 钢筋
由低碳钢或 普通低合金钢
在高温下轧制而成
普通 钢筋
HPB 235级（Ⅰ级）的表面光圆钢筋 HRB 335级（Ⅱ级）的表面带肋钢筋 HRB 400级（Ⅲ级） 的表面带肋钢 RRB400级 （Ⅲ级）余热处理带肋钢
光圆钢筋
螺纹肋钢筋
月牙肋钢筋
冶金部规定：HPB235级（Ⅰ级）钢筋外形轧成光面；HRB335级（Ⅱ级）钢筋、 HRB400级（Ⅲ级）钢筋轧成螺旋纹、月牙纹或人字纹
预应力钢绞线、钢丝和热处理钢筋的强度标准值根据极限fp抗tk 拉强 表示，见表5.3。
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。
多层与高层建筑结构课件
多层与高层建筑结构课件一、多层与高层建筑结构的定义与分类在我们的城市中，多层和高层建筑如林立的巨人，承载着人们的生活和工作。
那么，什么是多层与高层建筑结构呢？多层建筑通常指的是层数在 4 6 层的建筑，而高层建筑则一般指层数超过一定高度的建筑，这个高度的标准在不同的国家和地区可能会有所不同。
从结构类型上来看，多层与高层建筑结构可以分为以下几种主要类型：1、框架结构：由梁和柱组成框架来承受竖向和水平荷载。
这种结构的空间布置灵活，适用于多种建筑功能。
2、剪力墙结构：主要依靠墙体来抵抗水平荷载，具有较好的侧向刚度。
3、框架剪力墙结构：结合了框架和剪力墙的优点，既能提供较大的空间，又能保证较好的抗侧力性能。
4、筒体结构：包括框筒、筒中筒等形式，具有很强的抗侧力能力，适用于超高层建筑。
二、多层与高层建筑结构的荷载要理解多层与高层建筑结构，就必须清楚它们所承受的荷载。
荷载主要包括以下几类：1、竖向荷载：这主要是指建筑物自身的重量，包括结构自重、楼面和屋面的恒载，以及家具、人员等活载。
2、水平荷载：风荷载和地震作用是水平荷载的主要来源。
在高层建筑中，水平荷载往往对结构的安全性和稳定性起着决定性的作用。
风荷载的大小取决于风速、建筑的体型和周围环境等因素。
而地震作用则与建筑所在的地区的地震烈度、场地条件以及建筑的自振特性等有关。
三、多层与高层建筑结构的设计原则在设计多层与高层建筑结构时，需要遵循一系列的原则：1、安全性：这是首要原则，结构必须能够在各种荷载作用下保持稳定，不发生倒塌或严重破坏。
2、适用性：要满足建筑的使用功能要求，例如空间布局、采光通风等。
3、耐久性：确保结构在设计使用年限内能够正常工作，抵抗环境侵蚀和材料老化等影响。
为了实现这些原则，设计师需要进行详细的计算和分析，包括结构的内力分析、变形计算等。
四、多层与高层建筑结构的材料选择合适的材料是保证结构性能的基础。
常见的结构材料有：1、钢材：具有强度高、韧性好的特点，但价格相对较高。
多层及高层钢筋混凝土房屋结构讲义
框架-剪力墙结构
140 130 120 100
50
剪力墙结 全部落地剪力墙结构 150 140 120 100
60
构
部份框支剪力墙结构 130 120 100 80 不应采用
筒体结构
框架-核心筒结构 筒中筒结构
160 150 130 100
70
200 180 150 120
80
注：房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局 部突出屋顶部份）。
三、框架-剪力墙结构体系
特点：框架-剪力墙结构的侧向刚度较大，抗震性较好，具有平 面布置灵活、使用方便的特点，广泛应用于办公楼和宾馆等公 共建筑中，框架-剪力墙体系的适用高度为15～25层，一般不宜 超过30层（如图7-3所示 ）
多层及高层钢筋混凝土房屋结构培训 讲义(PP T38页)
第七章 多层及高层钢筋混凝土房屋结构
四、筒体结构体系
筒体体系是由剪力墙体系和框架剪力墙体系演变发展而成， 是将剪力墙或密柱框架围合成一个或多个封闭的筒体，以筒体承 受房屋的大部分或全部竖向荷载和水平荷载的结构体系。
筒体体系刚度大，可形成较大的内部空间且平面布置灵活， 广泛应用于写字楼等超高层公共建筑。
多层及高层钢筋混凝土房屋结构培训 讲义(PP T38页)
第七章 多层及高层钢筋混凝土房屋结构
《建筑结构基础与识图》 多层及高层钢筋混凝土房屋结构培训讲义(PPT38页)
承重框架的布置方案有以下三种：
(a)
(b)
(c)
(a)横向布置方案； (b)纵向布置方案； (c)纵横向混合布置方案
多层及高层钢筋混凝土房屋结构培训 讲义(PP T38页)
第七章 多层及高层钢筋混凝土房屋结构
多层及高层房屋
多层及高层房屋一、《考试大纲》的规定结构体系及布置、框架近似运算、迭合梁、剪力墙结构、框-剪结构、框一剪结构设计要点、基础二、重点内容1.结构体系和布置多层及高层房屋常用的结构体系包括框架体系、剪力墙体系、框架一剪力墙体系、筒体体系。
(1)框架体系框架体系是指竖向承重结构全部由框架所组成的多(高)层房屋结构体系。
按照框架布置方向的不同,框架体系可分为横向布置,纵向布置及纵横双向布置等三种。
框架结构用以承担竖向荷载是合理的,在非地震区框架结构一样可建至15层,最高可达20层左右。
框架结构在水平荷载作用下,房屋的抗侧移刚度小,水平位移大,故一样称它为柔性结构体系。
(2)剪力墙体系剪力墙是一片高大的钢筋混凝土墙体。
剪力墙既承担竖向荷载又承担水平荷载,因剪力墙在其自身平面内有专门大的侧向刚度,在水平面方向有刚性楼孟的支承,一样称此种结构体系为刚性结构体系。
板式(条式)体型的剪力墙一样均按横向布置。
通常剪力墙的咨询距为3. 3～8m。
当剪力墙开有门窗洞口时,宜上下各层对齐,幸免显现错洞墙,门窗洞口宜平均布置。
(3)框架-剪力墙体系框架-剪力墙体系是指由框架和剪力墙共同承担竖向荷载和侧向力的承重结构体系。
在框架-剪力墙结构中,竖向荷载要紧由框架承担,水平荷载则要紧由剪力承担。
在一样情形下,剪力墙约可承担70 %～90 %的水平荷载。
剪力墙的布置除应满足使用要求外,宜放在恒载较大处,并宜尽量平均对称,以免整个房屋在水平力作用下发生扭转。
为了增加房屋的抗扭能力,剪力墙宜布置在房屋各区段的两端。
在平面形状或刚度有变化处,宜设置剪力墙,以加强薄弱环节。
(4)筒体体系简体体系是指由单个或几个简体作为竖向承重结构的高层房屋结构体系。
筒体可由实心钢筋混凝土或密集柱(称框筒)构成。
在实际工程中,简体常和框架、剪力墙等结构同时应用。
结构布置时,一样应考虑以下原则:(1)应满足建筑使用要求,在布置结构时,应考虑施工上技术先进,提高工业化程度等因素。
多、高层房屋结构
多、高层房屋结构1. 引言随着城市人口的增长和土地资源的有限性，多、高层房屋结构在城市建设中扮演着重要的角色。
多、高层房屋结构的设计和建造需要考虑多种因素，包括土地使用效率、抗震能力、材料成本等。
本文将介绍多、高层房屋结构的基本概念、设计原则和常见的结构形式。
2. 多、高层房屋结构的基本概念多、高层房屋结构主要指的是超过一定高度（通常大于6层）的建筑物结构。
它们可以是住宅楼、办公楼、商业综合体等。
多、高层房屋结构的设计需考虑以下要素：2.1. 荷载荷载是指建筑物承受的各种力的作用，包括重力、风力、地震力等。
在设计多、高层房屋结构时，需要根据当地的气候条件和地震烈度确定合理的荷载标准，以确保建筑物的稳定性和安全性。
2.2. 材料多、高层房屋结构的材料选择具有重要意义。
常见的结构材料包括钢、混凝土和木材。
钢材具有高强度和耐腐蚀性，因此在构建高层建筑时常用于骨架结构。
混凝土则常被用于楼板和墙体的构建。
而木材则常用于低层建筑或一些特殊设计要求的高层建筑。
2.3. 结构形式多、高层房屋结构的结构形式多种多样，包括框架结构、筒体结构、悬臂结构等。
框架结构是最常见的结构形式，它通过柱、梁等构件来承载荷载。
筒体结构多用于超高层建筑，通过筒体的整体性来抵抗荷载。
悬臂结构则通过悬挑的方式来承载荷载，常见于桥梁和大型体育场馆。
3. 多、高层房屋结构的设计原则在设计多、高层房屋结构时，需要遵循一些基本的设计原则，以确保建筑物的稳定性和安全性。
3.1. 强度和刚度多、高层房屋结构必须具备足够的强度和刚度，以承受荷载的作用。
在设计过程中，需要根据荷载的大小和性质来选择合适的材料和结构形式，并进行强度和刚度的计算。
3.2. 布局和平衡多、高层房屋结构的布局和平衡对于整个建筑物的稳定性至关重要。
合理的布局和平衡可以减小结构的位移和变形，从而提高建筑物的抗震性能。
在设计过程中，需要考虑结构的层间平衡、荷载的分配等因素。
3.3. 抗震设计抗震设计是多、高层房屋结构设计中非常重要的一部分。
建筑结构基础与识图：多高层建筑结构常见结构体系
框架 – 剪力墙结构体系
筒体结构体系
由单个或多个筒体所组成的空间结构体系。筒体是由若干片剪力墙或密柱框架围 合而成。筒体体系因为刚度大，可形成较大的内部空间且平面布置灵活，广泛应 用于写字楼等超高层公共建筑。
实腹筒
开孔多少
筒 体 结 构 体
空腹筒
所受水平力及房屋高度
实腹筒一般由楼梯间、电梯井、管道井等形成， 开孔少，常位于房屋中部，故又称核心筒
框架结构
框架结构
剪力墙结构
组成：由纵向和横向钢筋混凝土的墙体互相 连接构成
特点：刚度大、空间整体性好、抗震性能好， 对承受水平荷载有力。 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：适用高度为15-50层，用于高层住宅、 旅馆等。
剪力墙结构
广州白云宾馆：33层，112.45米，剪力墙结构，1976年建成，国内首 栋百米高层。
应用：15-25层的办公楼、宾馆等，一 般不宜超过30层。
小贴士：北京东华金座项目，位于北京市 宣武区牛街，建筑高度73.84米，地上20层、 地下3层。东华金座集商业、娱乐、居住功 能为一体，地下室为人防工程及车库，裙 房1、2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。
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,其中立柱柱距一般为1.20～3.0m， 横梁的梁高一般为0.6～1.20m。
筒中筒结构 框架-核心筒结构 成束筒结构 多重筒结构
筒体结构体系
筒体结构体系
框架-核心筒
筒中筒
成束筒
多层和高层钢筋混凝土结构房屋
五、构件在极限破坏前不发生明显的脆性破坏
主要抗侧力的钢筋混凝土构件的极限破坏应以构件弯 曲时主筋受拉屈服破坏为主，应避免变形性能差的混凝土 首先压溃或剪切破坏，以及钢筋锚固失效和粘接破坏。 延性破坏和脆性破坏两者的变形性能差别很大，与其 相关的因素有：抗剪和抗弯承载力之比、剪跨比、剪压比、 轴压比、主筋率、配筋率、箍筋形式、混凝土和钢筋材料、 钢筋连接和锚固方式等。 规范中许多规定都属于这方面的要求。
6、框架梁
震害多发生于梁端。在地震作用下梁端纵向钢筋屈服，出现上下贯 通的垂直裂缝和交叉裂缝。破坏的主要原因是梁端屈服后产生的剪力较 大，超过了梁的受剪承载力，梁内箍筋配置较稀，以及反复荷载作用下 混凝土抗剪强度降低等。
二、填充墙的震害
砌体填充墙刚度大而承载力低，首先承受地震作用而遭 破坏。一般7度即出现裂缝，8度和8度以上地震作用下，裂 缝明显增加，甚至部分倒塌，一般是上轻下重，空心砌体墙 重于实心砌体墙，砌块墙重于砖墙。 框架-剪力墙结构上部较严重，框架结构下部震害严重。 填充墙破坏的主要原 因是：墙体受剪承载力低， 变形能力小，墙体与框架 缺乏有效的拉结，在往复 变形时墙体易发生剪切破 坏和散落。
4、抗震墙的边框梁、柱
抗震墙的端部钢筋配置在柱截面内。 框架梁应保留，当无法设置明梁时应设置暗梁。 暗梁的高度、纵筋、箍筋与明梁相同，配置在墙身内。
七、钢筋混凝土框架的结构体系 1、钢筋混凝土框架结构宜对称布置
2、钢筋混凝土框架的梁、柱构件应避免剪切破坏 构件弯曲破坏形成的极限剪力应小于构件斜截面的极 限剪力。 “强剪弱弯” 3、钢筋混凝土框架的梁、柱构 件之间应设置成“强柱弱梁”
4、梁柱节点的承载力宜大于梁、柱构件的承载力。
“更强的节点”
八、框架-剪力墙结构的结构布置
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
多层与高层建筑结构课件
多层与高层建筑结构课件一、引言随着城市化进程的加速，多层与高层建筑如雨后春笋般在城市中矗立。
了解多层与高层建筑结构的特点、设计原则和施工要点，对于建筑行业的从业者和相关专业的学生来说至关重要。
本课件将系统地介绍多层与高层建筑结构的相关知识，帮助您建立起对这一领域的全面认识。
二、多层与高层建筑的界定在建筑领域，多层建筑通常指 4 6 层的建筑，而高层建筑则一般指7 层及 7 层以上的建筑。
然而，具体的划分标准在不同的国家和地区可能会有所差异。
从结构设计的角度来看，多层建筑和高层建筑在荷载传递、抗震要求等方面存在明显的区别。
三、多层建筑结构类型（一）砖混结构砖混结构是多层建筑中常见的一种结构形式。
它由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。
砖砌体承受竖向荷载，构造柱和圈梁则增强了建筑的整体性和抗震性能。
这种结构施工简单、造价较低，但抗震能力相对较弱。
（二）框架结构框架结构由梁、柱组成框架，共同承受竖向和水平荷载。
框架结构的空间布置灵活，可以满足不同的建筑功能需求。
但框架节点处的应力集中，对施工质量要求较高。
（三）剪力墙结构剪力墙结构中，剪力墙承担大部分的水平和竖向荷载。
剪力墙的抗侧刚度大，能有效抵抗水平地震作用，但建筑内部空间相对较小。
四、高层建筑结构类型（一）框架剪力墙结构框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。
框架部分承担竖向荷载，剪力墙承担大部分水平荷载。
这种结构在高层建筑中应用广泛，既能提供较大的使用空间，又有较好的抗震性能。
（二）筒体结构筒体结构包括框筒、筒中筒和束筒等形式。
筒体具有很大的抗侧刚度和承载能力，适用于超高层建筑。
（三）钢结构钢结构强度高、重量轻，施工速度快。
但钢结构的防火、防腐性能较差，需要采取相应的防护措施。
五、多层与高层建筑结构的荷载（一）竖向荷载包括恒载（如结构自重、固定设备重量等）和活载（如人员、家具、设备等的重量）。
在设计中，需要准确计算竖向荷载的大小和分布，以确保结构的安全性和稳定性。
多高层钢结构PPT课件
纽约市贸中心大厦外筒中心梁柱安装单元
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筒
( 支撑桁架 + 框架 )
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筒
( 钢砼剪力墙 )
钢框架 或 钢筒
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基本单元的组合
钢框架 支撑桁架 筒
钢框架 支撑桁架 筒
钢框架体系
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基本单元的组合
钢框架 支撑桁架 筒
钢框架 支撑桁架 筒
520~637
19
460
568~715
20
245
401~510
26
284
490~608
19
401
≥540
17
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冷弯试验 试件厚度
1.0a 1.5a 1.5a 1.5a 1.5a 2.0a 2.0a
钢种
低碳钢 低合金钢 低合金钢 低合金钢
低碳钢 低碳钢 低合金钢
构件截面 柱
框架梁
次梁 楼板
结构种类
结构体系 钢框架
非抗震 设防
110
抗震设防烈度
6、7
8
9
110
90
70
钢结构 框架-支撑（剪力墙板） 260
220
200
140
各类筒体
360
300
第50页/共296页
260
180
抗弯钢架
剪切形
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弯曲型
(a)
()
()
单榀支撑桁架的弯曲变形、剪切变形及组合变形
第52页/共296页
偏交支撑特点
用于地震烈度大的地区
A、存在一小段耗能梁段 B、地震作用时，耗能梁段先屈服，消耗地震能量，保护支撑杆
高层建筑结构ppt课件
二、高层建筑结构体系
2. 剪力墙结构
框支剪力墙
楼电梯间
框支剪力墙 落地剪力墙
3×4800=14400
9×5400=48600
10
4350 550 5200 6800 5200
二、高层建筑结构体系
3. 框架-剪力墙结构
组成
*由框架和剪力墙共同承受竖向和 水平荷载的结构体系称为框架-剪力 墙结构体系。在整个结构体系中， 剪力墙负担决大部分的水平荷载， 框架以负担竖向荷载为主，分工合 理，物尽其用
5200 6800 5200 550 4350 5200
剪力墙
框架
6×7500＝45000
剪力墙
框架
7500
7500
7500 4950 7500 4950 7500
17×4650＝79050
11
二、高层建筑结构体系
3. 框架-剪力墙结构
H
变形特征和应用范围
*水平荷载作用下，框架和 剪力墙协调工作，使房屋各 层变形趋于均匀，在水平荷 载下的侧移呈弯剪型
31
三、结构布置的原则
4. 抗震缝、沉降缝和伸缩缝的布置
当房屋过长或过宽时
当结构不同部位荷载差异较 大地基土压缩性有显著差异
当平面形状复杂、高度方向 有高差、质量分布不均匀
伸缩缝（教材表5-6） 沉降缝 抗震缝（教材表5-5）
32
四、荷载与作用
1. 竖向荷载
一般竖向荷载
按《建筑结构荷载规范》计算， 规范中未规定的楼面活荷载可 按教材表5-7采用
*框架-剪力墙结构体系一般用于25层以下为宜，最高不超过35层。但若
布置合理，也可更高。
12
二、高层建筑结构体系
多层及高层建筑结构设计概述
back
作业：如图为两层两跨框架，各层横梁上作用均布线荷载。图 中括号内的数值表示杆件的相对线刚度值；梁跨度值与柱高度 值均以mm为单位。试用分层法计算各杆件的弯矩，并绘出弯 矩图。
点转角为零
随着层数的增加，柱子的截面尺寸加大，梁柱线刚度比值 减少，节点转角不能忽略，反弯点法的计算误差增大，须 修正。
back
思考题：
结合反弯点法的计算假定，说明反弯点法计 算框架结构在水平荷载作用下内力的适用范围。
4.5 水平荷载作用下框架结构内力 的近似计算-D值法
4.5.1 柱的侧向刚度
(1)仅有风荷载作用或无地震作用组合时
N (1.05 ~ 1.1)Nv
N Ac fc (2)有水平地震作用组合时
N Nv
为增大系数，框架结构外柱取1.3,不等跨内柱取1.25，等
跨内柱取1.2；框剪结构外柱取1.1～1.2，内柱取1.0。
（3）有地震作用组合时柱所需截面面积为：
Ac
N
N fc
h2
12i21
V21
h2 12i2k
h2
F3 F2
12i22
V22
h2 12i2k
h2
F3 F2
12i23
V23
h2 12i2k
h2
F3 F2
（2）各柱柱端弯矩
M
u 21
V21
h 2
同理可求出其他柱柱端弯矩
（3）梁端弯矩
边节点
M
l b
M
u c
M
b c
高层建筑结构设计知识点
高层建筑结构设计知识点随着城市的发展和人口的增长，高层建筑如雨后春笋般涌现。
高层建筑结构设计是一项复杂而关键的工作，它不仅要确保建筑的安全性和稳定性，还要满足使用功能和美观的要求。
下面让我们来了解一些高层建筑结构设计的重要知识点。
一、结构体系的选择高层建筑的结构体系多种多样，常见的有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构等。
框架结构由梁和柱组成，具有较好的空间灵活性，但抗侧刚度相对较小，适用于层数较低的建筑。
剪力墙结构则依靠墙体来抵抗水平荷载，其抗侧刚度大，但空间布置不够灵活。
框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点，既能提供较大的空间，又具有较好的抗侧性能，是许多高层建筑常用的结构形式。
筒体结构包括框筒、筒中筒等，具有很强的抗侧能力，适用于超高层建筑。
在选择结构体系时，需要综合考虑建筑的高度、功能、抗震要求、经济因素等。
例如，对于高度较高、抗震要求严格的建筑，筒体结构可能是更合适的选择；而对于商业建筑，需要较大的空间灵活性，框架剪力墙结构可能更能满足需求。
二、风荷载和地震作用风荷载和地震作用是高层建筑结构设计中必须考虑的重要水平荷载。
风荷载的大小与建筑的高度、体型、地理位置等因素有关。
高层建筑由于高度较大，风荷载对其影响较为显著。
在设计时，需要通过风洞试验或规范中的计算方法确定风荷载的大小和分布，并采取相应的抗风措施，如增加结构的刚度、设置抗风构件等。
地震作用是另一个不可忽视的因素。
地震的发生具有不确定性和随机性，因此在设计时需要根据建筑所在地区的抗震设防烈度、场地类别等进行抗震计算和设计。
通常采用反应谱法或时程分析法来计算地震作用，并通过合理的结构布置和抗震构造措施来提高结构的抗震性能。
三、结构分析方法在高层建筑结构设计中，常用的结构分析方法包括静力分析和动力分析。
静力分析是最基本的分析方法，用于计算结构在恒载、活载和风荷载等作用下的内力和变形。
常见的静力分析方法有分层法、D 值法等。
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联肢剪力墙（双肢、多肢）
壁式框架（洞口大、墙肢宽度小）
整体剪力墙
整体小开口墙
联肢剪力墙
壁式框架
结构布置：沿主要轴线布置，尽量布置得规则、
拉通、对直且上下连续布置；抗震设计中应尽量
避免单向有墙。
1、平面为矩形、T形、L形：沿纵横两个方向布置
2、平面为三角形、Y形：沿三个方向布置
3、平面为多边形、圆形、弧形：沿环、径向布置
3、材料强度等级
混凝土：不低于C20，梁柱强度等级相差不宜 大于1个标号，超过时将节点处理成与柱相同 钢筋：HRB335和HRB400
3、配筋要求
墙中分布钢筋：一级抗震设计时，高层建筑一般
剪力墙中的分布钢筋配置如何？（配筋率、间距、
直径、分排、拉筋情况等）
墙中受力钢筋：均匀分布
剪力墙钢筋的锚固和连接：搭接超过50%，需错开
车库，而上部为住宅、旅馆、办公室的高层建筑。
优缺点：
抗侧力：剪力墙>框支剪力墙>框架剪力墙>框架
空间布置：框架>框架剪力墙>框支剪力墙>剪力墙
三、框架-剪力墙结构
框架-剪力墙体系：由梁、柱、剪力墙组成承重体系，
剪力墙沿主轴布置，遵循“均匀、对称、分散、周
边”
的原则。
优缺点：变形性能优于纯剪力墙，抗震性能优于 纯框架。 适用：适用于16~25层的工业与民用建筑。 类型： 框架与剪力墙分开布置 在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙 在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙
上述两种或三种的混合
结构布置： 1、抗震剪力墙：宜贯通房屋全高，不能开大洞口， 横、纵向剪力墙宜相连，剪力墙宜上下对齐。 2、横向剪力墙：宜均匀对称地设置在建筑物的端部 附近、楼（电）梯间、平面形状变化处及恒载较 大处。 3、纵向剪力墙：宜布置在单元的中间区段内，当房 屋纵向较长时，不宜集中在房屋的两端布置。
连梁配筋： 连梁的腰筋如何配置？
洞口配筋：
（1）墙面开非连续小洞口（b≤800mm）：洞口周围
布置加强筋，且d≥12mm。
（2）管道穿过连梁：h1≥1/3hb且h1≥200mm，洞口
布置加强筋且进行承载力验算。
框支剪力墙：局部或部分剪力墙不能落地，直接
落在下层框架梁上。适合于底部为商场、餐馆、
究竟多高的建筑算作高层建筑，世界各国 的划分标准并不完全一致。 1、美国： 22—25m以上、7层以上的建筑称为高层建筑。 2、英国： 24.3m( 80feet )以上的建筑定为高层建筑。
３、法国： 超过50m的住宅或28m以上的其它建筑为高层 建筑。 4、德国： 建筑高度超过22m为高层建筑。
四、筒体结构
筒体结构体系：由框架-剪力墙演变而来，将剪力墙
集中到房屋的内部或外部形成封闭筒体。
优缺点：抗侧移刚度和空间刚度均较大，抗扭性 和抗震性能好，平面布置灵活且造型美观。 适用：适用于高层和超高层。 类型： 框架核心筒 框筒 筒中筒
束筒
框架核心筒：外部框架柱距
4~5m 内部剪力墙薄筒
非抗震时
抗震时
二、剪力墙结构
剪力墙体系：由剪力墙组成承重体系，剪力墙沿主 要轴线布置，承受水平和竖向荷载。
优缺点：整体性强，抗侧刚度大，抗震性好；但 平面布置受限且自重大。 适用：适用于15~35层的住宅、公寓、旅馆等小开 间民用建筑。 类型：开口宜上下对齐、成列布置 整体剪力墙（≤15%且间距>l1） 整体小开口墙（>15%）
框筒：外部密柱深梁框架
角柱截面和刚度大
筒中筒：外部密柱深梁框架 内部剪力墙薄筒
内外筒间距不大于12m
高度不宜低于80m 高宽比不应小于3
束筒：圆形和正多边形
平面尺寸大
结构布置： 1、平面布置 平面形状首选圆形、正多边形，边数越多越好； 采用矩形时，长宽比不宜大于1.5且不应大于2， 否则做束筒；三角形宜切角，且角部宜设角柱或 角筒，筒壁加厚；内筒厚度由下到上应均匀减小， 常用400~500mm，且筒中筒的内筒宜居中并保证 足够的面积。 平面尺寸和构件截面尺寸：密柱？外框筒梁？
吉 隆 坡 石 油 大 厦
美国目前最高的建筑，高 442m,110层，1974年建成。 钢结构，位于芝加哥市。 总建筑面积为416000平方 米，电梯104部。
西 尔 斯 大 厦
Sears Tower,Chicago
World Trade Center
110floors,417m
New York,1973
1931年建成，高 381m，102层，钢 结构。其建筑面 积为208879平方 米，电梯73部。
纽 约 帝 国 大 厦
Empire State Building, New York.
高度420.5m，88层， 钢—混凝土结构。 1998年建成。总建筑 面积为289500平方米， 电梯130部，总造价 5.4亿美元。
第五章 多高层房屋建筑结 构基本知识
高度509m，101 层，2004年建成
Taipei,101
台 北 国 际 金 融 中 心
高度451.9m，88层， 钢—混凝土结构。1998 年建成，位于马来西亚 首都吉隆坡。总建筑面 积395000平方米，共有 电梯78部。
Petronas Towers, Kuala Lumpur Malaysia.
优缺点：能获得较大空间，平面布置灵活；但侧
向刚度小，使用高度受限。
适用：适用于高度不超过45m的办公楼、住宅、
商店、医院、旅馆、学校及多层工业厂房中。
类型：全现浇（梁、板、柱）
半现浇（梁、柱或柱）
装配式
装配整体式
结构布置：
1、柱网和层高：柱网布置决定开间和进深，柱网尺
寸和层高一般以300mm为模数，应尽量均匀对称、
≤ 8层
第一类 9～16层 高度≤50m
高层建筑
第二类 17～25层 高度≤75m
第三类 25～40层 高度≤100m
超高层建筑
＞40层 高度＞100m
我国关于高层建筑的规定
我国《民用建筑设计通则》规定：
10层及10层以上的住宅建筑以及高度超过24ｍ的 公共建筑和综合性建筑为高层建筑，而高度超过 100m时，不论是住宅建筑还是公共建筑，一律称为 超高层建筑。
2、竖向布置 适用高度不宜低于60m；高宽比要求？ 开孔率：不大于50%，框筒不宜大于40%，避免细 高和扁宽的洞口 3、楼盖：密肋楼盖、平板体系、扁梁梁板体系等， 框筒和束筒结构可设内柱。
构造要求： 1、楼盖：宜采用现浇楼盖 2、截面厚度：以带边框剪力墙为例，抗震设计时， 一二级剪力墙的底部加强部位应h≥200mm且 h≥1/16层高；其余情况h≥160mm且h≥1/20层高。 3、构件设计：剪力墙宜按工字型设计，与剪力墙重 合的框架梁可保留或做成暗梁。 4、配筋：墙中分布钢筋配筋率抗震设计≥0.25%，非 抗震设计≥0.2%；至少双排；拉筋？边框柱配筋？
5、比利时：
25m以上的建筑为高层建筑。
６、日本： 5—15层建筑为高层建筑，超过15层的建筑 为超高层建筑。
7、前苏联：
10层及10层以上的住宅或7层以上的其他建
筑为高层建筑。 ◆除日本以外，其他各国均把100m以上的 建筑定为超高层建筑。
国际标准
1972年的国际高层建筑会议,给出了如下标准, 得到了大多数国家的赞同: 多层建筑
上 海 金 茂 大 厦
Jin Mao Tower, Shanghai.
内陆最高大楼，高度 492m，地上101层， 2008年建成。
Jin Mao Tower, Shanghai.
上 海 环 球 金 融 中 心
迪 拜 塔
高度828m，共162层，2010年建成，世界第一 摩天大楼。
高层建筑的界定
h/b≤3
2、材料强度等级 混凝土：不低于C20，梁柱强度等级相差不宜 大于1个标号，超过时将节点处理成与柱相同 钢筋：HRB335和HRB400 3、配件计算 梁：受弯构件正截面和斜截面承载力计算—变 形和裂缝宽度验算—构造要求 柱：偏心受压
4、配筋构造要求 梁：纵筋和箍筋（18mm与20mm受拉搭接） 柱：纵筋、箍筋以及纵筋和箍筋的连接 梁柱节点的构造要求：主要是钢筋锚固和搭接方 面的要求，分抗震和非抗震两种情况。
《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002) 则规定： 10层及10层以上或房屋高度超过28m的建筑物作 为高层建筑。
多高层建筑结构体系的总体布置原则
1、结构平面形状 平面布置应简单、规则、对齐、堆成，宜采
用方形、矩形、圆形、Y形等有利于抵抗水平荷
载的建筑平面。平面长度不宜过长，突出部分
体型简单，并减少构件的种类和规格。
2、结构布置方案：横向、纵向、纵横向混合
横向方案：承重梁沿横向 横向刚度大
主梁截面大
净空小
纵向方案：承重梁沿纵向 横向刚度小 净空大 工业厂房
纵横向混合方案：承重梁沿纵、横向
柱网近正方形 楼面活荷载较大 现浇整体式
构件设计： 1、梁柱截面尺寸 梁：矩形、T形、I形； h=(1/10~1/18)l0 且 h≤1/4ln b≥1/4h 且b≤200mm 柱：矩形、T形、I形、圆形； b≥250mm ，d≥350mm
长度不宜过大。
2、结构竖向布置
结构竖向布置要做到刚度均匀而连续，避
免薄弱层。高层建筑结构宜设置地下室。
3、房屋适用高度和高宽比
钢筋混凝土高层结构的最大适用高度和高 宽比分为A级和B级。
抗震设防烈度——结构体系——建筑高度—— 抗震等级
一、框架结构
框架体系：由梁、柱组成承重体系，内、外墙仅起 围截面厚度：
抗震设计：底部加强部位（1/8墙肢高和底部两层 二者较大值；墙高超过150m，取1/10墙肢高）、 其他部位。 非抗震设计：≥160mm 2、轴压比： 底部加强部位 约束边缘构件（暗柱、翼墙、端柱、L形墙）