多层及高层建筑结构设计4
区分高层与多层的依据
区分高层与多层的依据高层与多层是指建筑物中的楼层结构。
在建筑设计中，对于高层和多层的区分主要是根据建筑物的高度和楼层数量来确定的。
一、高层建筑高层建筑是指建筑物的高度在一定范围内超过一般建筑的建筑物。
一般来说，高层建筑的高度超过50米以上，有些地区甚至规定为100米以上。
高层建筑的特点是结构高度较大，通常需要采用钢筋混凝土或钢结构来支撑建筑物的重量。
由于高层建筑的高度较大，建筑结构和施工工艺上的要求也较高，需要考虑抗震、防火、排烟等安全问题。
高层建筑通常会设有电梯和消防设施，以方便居民或办公人员的出入和应急疏散。
高层建筑的楼层一般较少，一般不超过30层。
高层建筑的使用面积相对较大，可以容纳较多的办公室、住宅或商业空间。
二、多层建筑多层建筑是指建筑物的楼层数量较多的建筑。
一般来说，多层建筑的楼层数量在5层至30层之间，具体的楼层数量根据建筑物的用途和设计要求而定。
多层建筑的特点是结构高度相对较小，一般不超过50米。
多层建筑的结构一般采用砖混结构或钢筋混凝土结构，施工工艺相对较简单。
多层建筑通常也会设有电梯和消防设施，但相对于高层建筑来说，楼层数量较多，每层的使用面积相对较小。
多层建筑一般用作住宅、办公楼、商业空间等。
多层建筑的优点是可以充分利用地上空间，提供更多的使用面积，同时也更具经济性。
三、高层与多层的区别高层与多层的区别主要体现在建筑物的高度和楼层数量上。
高层建筑的高度较大，楼层数量一般较少，一般超过50米，楼层数量不超过30层。
多层建筑的高度相对较小，楼层数量较多，一般不超过50米，楼层数量在5层至30层之间。
高层建筑和多层建筑在结构和施工工艺上也有一定的差异。
高层建筑由于高度较大，需要考虑更多的安全因素，结构和施工工艺相对复杂。
多层建筑的结构和施工工艺相对简单，但也需要满足一定的安全要求。
高层建筑和多层建筑在使用面积和空间利用上也有所不同。
高层建筑的使用面积相对较大，一般可以容纳较多的办公室、住宅或商业空间。
多层及高层钢结构设计资料
多层及高层钢结构设计资料多层和高层钢结构设计资料主要包括以下内容：1.结构需求分析：首先，需要对建筑物的使用要求进行分析，并确定结构所需的承载能力、稳定性、刚度等。
这些要求包括建筑物的用途、设计荷载、倒塌安全系数等。
此外，还需要考虑地震、风荷载等自然灾害的因素。
2.结构形式选择：根据建筑物的使用要求和设计荷载，选择适合的结构形式，如框架结构、管结构、板单元结构等。
其中，框架结构一般适用于多层和高层建筑，可以提供良好的刚性和稳定性。
3.荷载计算：根据规范要求及建筑物的使用要求，计算设计荷载，包括常规荷载（如死荷载、活荷载）、地震荷载、风荷载等。
这些荷载将影响到结构的设计和安全性评估。
4.刚度计算：根据结构形式和设计荷载，计算结构的刚度。
这包括弯曲刚度、剪切刚度和扭转刚度等。
通过考虑结构的刚度，可以确保结构在使用和荷载下的稳定性。
5.钢材选型：根据结构的需求和设计荷载，选择适合的钢材类型和规格。
常见的结构钢材有普通碳素结构钢和高强度钢。
钢材的选型应综合考虑材料的力学性能、可焊性、可加工性等因素。
6.结构连接：选择合适的连接方式和材料，以确保结构各部分之间的传力有效、安全可靠。
此外，还要考虑结构的可拆卸性和维修性，在需要时能够进行维护和更换。
7.结构设计计算：根据规范要求，进行结构的材料计算和构件计算。
材料计算包括截面尺寸设计、抗弯承载力计算等；构件计算包括钢柱、钢梁、节点等的强度和刚度计算。
8.结构设计验算：进行结构设计的验算，包括承载力验算和稳定性验算。
通过对结构的详细分析，确保其在设计荷载下，满足强度和稳定性的要求。
9.结构施工和施工质量控制：根据设计图纸和施工方案，进行结构的施工和质量控制。
包括制定施工顺序和安全措施，配合结构施工中的质量检验和验收。
10.结构监测和维护：在建筑物的使用期间，进行结构的监测和维护。
通过定期的结构安全评估和非破坏性检测，保证结构的安全性和稳定性。
综上所述，多层和高层钢结构设计包括结构需求分析、结构形式选择、荷载计算、刚度计算、钢材选型、结构连接、结构设计计算、结构设计验算、结构施工和施工质量控制、结构监测和维护等内容。
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。
04多层与高层建筑结构
3．框架－剪力墙结构体系
图4.5 框架－剪力墙结构体系
框架－剪力墙结构体系是指由框架和剪 力墙共同作为竖向承重结构的多(高)层 房屋结构体系，如图4.5所示。由于框 架的主要特点是能获得大空间房屋，房 间布置灵活，而其主要弱点是侧向刚度 小，侧移大。而剪力墙结构侧向刚度大， 侧移小，但不能提供灵活的大空间房屋。 框架－剪力墙结构体系则充分发挥他们 各自的特点，既能获得大空间的灵活空 间，又具有较强的侧向刚度。所以这种 结构形式在房屋设计中比较常用。
结构类型
框架－剪 力墙
剪力墙
框支剪力 墙
框支剪力 墙
框架－核 心筒
筒中筒
框架 剪力墙 剪力墙
非底部加强部 位剪力墙
底部加强部 位剪力墙 框支框架
框架
核心筒
内筒
外筒
6度 二 二
二
二 二
一
二
二
二
二
烈度
7度 一 一 一 一 一 特一
一 一 一 一
8度 一 特一 一 一 特一 特一
特一
特一
特一 特一
表4-5 B级高度的高层建筑结构抗震等级
当框架－剪力墙、剪力墙及筒体结构超过A级建筑高度时，应 按B级高度高层建筑考虑。B级高层建筑的各种体系适用高度见 表4-2。
结构体系
框架
框架－剪力墙
全部落地剪
剪
力墙
力
部分框支剪
墙
力墙
筒 框架－核心
体
筒 筒中筒
板柱－剪力墙
非抗震 设计
70 140
150
130
160
200
70
抗震设防烈度
6度 7度 8度
二
≤80
《高层建筑结构设计》PPT课件
交 错 钢 结 构
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5
竖向结构体系（抗侧力体系）的选择
•建筑使用功能 •建筑平面 •建筑高度 •抗震等级 •地质条件 •施工技术 ……
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6
水平承重体系（楼盖体系）及其选择
• 楼（屋）盖体系的作用
➢ 承受竖向荷载 ➢ 连接抗侧力构件，承受其传来的剪力和轴力
• 选择原则
Z=R-S≥0
= Z/ Z
Z= R- S
–在能规承定受的正时常间施内工，和在正规常定使的用条是件可下能，出完现成的预各定种功作能用的概率 –在正 规常 定使 的用 时时 间具 内—有良—好设的计工基作准性期能（50年） –在正 规常 定维 的护 条下 件具 下—有足—够正的常耐设久计性、能正常施工、正常使用 –在 预偶 定然 功事 能件 —发 —四生项时结及构发功生能后仍能保持必需的整体稳定性
➢ 预制板楼盖
预应力空心板楼盖——适用于高度50m以下时，但要求严格（缝内设钢筋、 设现浇 面层、加强板端连接）
预应力大楼板楼盖——与房间同尺寸，双向先张法预应力筋，板边齿槽；吊装问题
➢ 预应力叠合板楼盖
预制RC薄板（50-60mm），上现浇RC。省模板、刚度大、整体性好
➢ 组合楼盖
压型钢板上现浇RC。省模板、自重小、厚度小；用钢量大
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8
0.3结构布置原则
• 1 抗震设防结构布置原则
• （1）选择有利的场地 • （2）保证地基基础的承载力、刚度 • （3）合理设置抗震缝 • （4）应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径 • （5）多道抗震设防能力 • （6）合理选择结构体系 • （7）结构应有足够的刚度 • （8）结构应有足够的结构承载力 • （9）节点的承载力应大于构件的承载力 • （10）结构应有足够的变形能力及耗能能力
建筑结构——多层及高层房屋结构
我国《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程 》将 10层和10层以上的房屋 划为高层建筑。 在1972年召开的国际高层建筑会议上，把高层建筑分为四类： 第一类高层：9—16层（最高到50m）； 第二类高层：17—25层（最高到75m）； 第三类高层：26—40层（最高到100m）； 第四类高层：40层以上（或高度100m以上）。 ３～８层的民用建筑则称为多层房屋。
（２）纵向框架承重方案 楼板放在纵向框架梁上，房屋的横向布置连系梁。当为大开间柱网时可考虑采 用此方案。如图11-3ｂ。
（３）纵横向框架承重体系 两个方向的梁都要承担楼板传来的竖向荷载，梁的截面均较大，房屋双向刚度 均较大。如图11-3Ｃ所示。
图１1-3
３、变形缝设置
变形缝有： 伸缩缝பைடு நூலகம்沉降缝 防震缝
1A2.6.3现浇框架的构造要求
1、一般要求 2、连接构造
1、一般要求
（1）材料尺寸要求
A、 混凝土强度等级不低于Ｃ２０，纵向钢筋采用 Ⅰ级、Ⅱ级钢筋，箍筋采用Ⅰ级钢筋。 B、梁柱混凝土保护层最小厚度应根据框架所处环境条件确定。 C、框架梁柱的截面尺寸最终应根据房屋的侧移验算是否满足规范要求来确定。 D、框架梁柱应分别满足受弯构件和受压构件的构造要求，地震区的框架还应满足抗震设
图11-13
⑤ 框架顶层端节点内纵向钢筋的锚固，见图11-14 。 根据偏心距的大小，梁柱纵向钢筋的截断位置分三种情形：
图11-14
• 上、下柱连接
上、下柱的钢筋宜采用焊接，也可采用搭接。下柱钢筋伸 出搭接长度的要求如图11-15。
图11-15
• 下柱伸入上柱塔接钢筋的根数及直径应 满足上柱要求，见图11-16。
• 柱网布置宜考虑下述原则： a、柱网应规则、整齐、间距合理，传力体
多层高层建筑设计标准是什么
多层高层建筑设计标准是什么多层高层建筑的设计标准主要涉及以下几个方面：1. 结构设计标准：多层高层建筑的结构设计需要符合相应的国家或地方建筑设计规范，如中国的《建筑结构设计规范》、《钢结构设计规范》等。
这些规范包括建筑物承载能力、抗震性能、风荷载和雪荷载等方面的要求，确保建筑结构的安全性和稳定性。
2. 建筑布局和功能区划：多层高层建筑的布局设计需要充分考虑建筑用途和功能需求，合理划分不同功能区域，如居住区、商业区、办公区、公共设施区等。
同时，还需要保证各功能区之间的交通便利和相互隔离，确保建筑使用的便利性和舒适性。
3. 空间布局和内部设计：多层高层建筑的空间布局需要合理规划楼层的使用面积和高度，确定房间数量、大小和布局。
内部设计要考虑人流量、通风采光、消防安全等因素，提供舒适、安全的使用环境。
同时，还要考虑建筑物的外观设计和景观规划，使建筑能够与周围环境相协调。
4. 建筑节能设计标准：多层高层建筑的节能设计要符合国家或地方的建筑节能标准，采取有效的节能措施，如隔热保温材料的使用、采光和通风系统的设计等。
此外，还需要注意建筑的电力、供水和排水系统的设计，提高能源利用效率，减少资源消耗和环境污染。
5. 环境保护和安全设计标准：多层高层建筑的设计需要充分考虑环境保护和安全性。
建筑物的材料选择和施工过程要符合相应的环境保护要求，避免对环境造成污染。
此外，还需要考虑建筑物的消防安全设施的设计，包括疏散通道、自动喷水灭火系统、消防器材等，确保建筑物的安全性和应急处理能力。
总之，多层高层建筑设计的标准主要涉及结构安全、建筑布局、空间设计、节能、环保和安全等方面的要求，旨在确保建筑物的安全性、舒适性和可持续发展。
以上只是对多层高层建筑设计标准的概括，具体的设计要求还需根据国家或地方的相关规范进行详细分析和设计。
高层建筑结构设计的特点
高层建筑结构设计的特点- 结构理论一、高层建筑结构设计的特点高层建筑结构设计与低层、多层建筑结构相比较，结构专业在各专业中占有更重要的位置，不同结构体系的选择，直接关系到建筑平面的布置、立面体形、楼层高度、机电管道的设置、施工技术的要求、施工工期长短和投资造价的高低等。
其主要特点有：（一）水平力是设计主要因素在低层和多层房屋结构中，往往是以重力为代表的竖向荷载控制着结构设计。
而在高层建筑中，尽管竖向荷载仍对结构设计产生重要影响，但水平荷载却起着决定性作用。
因为建筑自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与建筑高度的一次方成正比；而水平荷载对结构产生的倾覆力矩、以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与建筑高度的两次方成正比。
另一方面，对一定高度建筑来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值是随着结构动力性的不同而有较大的变化。
（二）侧移成为控指标与低层或多层建筑不同，结构侧移已成为高层结构设计中的关键因素。
随着建筑高度的增加，水平荷载下结构的侧向变形迅速增大，与建筑高度H的4次方成正比（△＝qH4/8EI）。
另外，高层建筑随着高度的增加、轻质高强材料的应用、新的建筑形式和结构体系的出现、侧向位移的迅速增大，在设计中不仅要求结构具有足够的强度，还要求具有足够的抗推刚度，使结构在水平荷载下产生的侧移被控制在某一限度之内，否则会产生以下情况：1.因侧移产生较大的附加内力，尤其是竖向构件，当侧向位移增大时，偏心加剧，当产生的附加内力值超过一定数值时，将会导致房屋侧塌。
2.使居住人员感到不适或惊慌。
3.使填充墙或建筑装饰开裂或损坏，使机电设备管道损坏，使电梯轨道变型造成不能正常运行。
4.使主体结构构件出现大裂缝，甚至损坏。
（三）抗震设计要求更高有抗震设防的高层建筑结构设计，除要考虑正常使用时的竖向荷载、风荷载外，还必须使结构具有良好的抗震性能，做到小震不坏、大震不倒。
多层框架结构设计
4）《荷载规范》规定的楼面活荷载值，是根据大量调查资 料所得到的等效均布活荷载标准值，且是以楼板的等效均 布活荷载作为楼面活荷载。
5）当竖向活荷载与恒荷载之比小于0.5时，可以不考虑活 荷载的不利布置。工程中常用满布荷载法，即当活荷载作 用相对较小时，把活荷载作用于框架所有的梁上，该法支 座弯矩足够准确，跨中弯矩须乘以1.1～1.2的调整系数。此 法常用活荷载1.5～2.0kN/m2。
主梁截面宽度可取bb = (1/3~1/2)hb，且不宜小于200mm。 为了保证梁的侧向稳定性，梁截面的高宽比（hb/bb）不宜大 于4。（对于一般民用建筑，以选用下限为宜）
当一根框架梁的各跨跨度相差较大时，这种框架梁各 跨的截面宽度应该相同，以利于梁内上部纵筋的贯通和下 部纵筋的锚固；但梁各跨的截面高度应该取不同值。
非抗震设计
高度限制（m）
70
抗震设防烈度
6度
7度 8度 9度
60
55
45
25
高宽比限制
5
4
3
2
框架结构适用于非抗震时的多层及高层建筑，抗震设计时的 多层及小高层建筑（7度区以下）。7度区以下、小于等于3层的多 层建筑可不采用框架结构。
一般8度区高度超过20m采用框架结构不经济，因此6层以上 的建筑结构宜采用框架—剪力墙结构或剪力墙结构。
梁水平加腋厚度可取梁截面高度，其水平尺寸宜满足 下列要求：
bx / lx ≤ 1/2 ， bx / bb ≤ 2/3 ， bb + bx + x ≥ bc/2 梁水平加腋后，改善了梁柱节点的受力性能，故节点有 效宽度bj宜按下列规定取值： 当x = 0时，bj按下式计算：bj ≤ bb + bx 当x≠0时，bj取下列二式计算的较大值：
高层建筑结构设计课件PPT课件
剪力墙构件设计
1 2 3
剪力墙布置
根据建筑平面布置和结构体系要求，合理布置剪 力墙的位置和数量，形成有效的抗侧力体系。
剪力墙截面设计
根据剪力墙的受力特点和荷载要求，选择合适的 截面形状和尺寸，配置水平和竖向钢筋，确保剪 力墙的承载力和延性。
边缘构件设计
针对剪力墙的边缘部位，设置约束边缘构件或构 造边缘构件，提高剪力墙的抗震性能和延性。
竖向荷载及效应
01
02
03
恒荷载
包括结构自重、楼面活荷 载、雪荷载等，是高层建 筑结构设计的主要考虑因 素之一。
活荷载
包括人员、家具、设备等 产生的荷载，以及风、地 震等水平荷载产生的竖向 分力。
竖向荷载效应
主要包括轴力、弯矩和剪 力等，对高层建筑结构的 承载力和稳定性产生重要 影响。
风荷载及效应
框架结构的缺点
侧向刚度小，水平荷载作用下 侧移较大。
框架结构的应用范围
适用于多层及高层民用建筑、 工业厂房等。
剪力墙结构体系
01
02
03
04
剪力墙的组成
由钢筋混凝土墙板组成，承担 竖向荷载和水平荷载。
剪力墙的优点
侧向刚度大，水平荷载作用下 侧移小，整体性好。
剪力墙的缺点
空间分隔不灵活，自重较大。
剪力墙的应用范围
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风压分布
高层建筑结构在风的作用 下，迎风面和背风面的风 压分布不同，导致结构产 生风荷载。
风振效应
风荷载作用下，高层建筑 结构会产生风振响应，包 括顺风向风振和横风向风 振。
风荷载效应
主要包括侧向位移、扭转 效应和舒适度问题等，对 高层建筑结构的抗风设计 具有重要意义。
多层建筑结构设计
多层建筑结构设计第一步是确定建筑物的用途和功能。
建筑物的用途将直接影响到其结构设计。
例如，住宅建筑和办公建筑的结构要求可能不同，因为办公建筑可能需要更大的空间来容纳办公设备和人员。
第二步是确定建筑物的荷载要求。
这包括静态荷载和动态荷载。
静态荷载主要包括建筑物自身的重量和附加的荷载，如家具、设备和装修材料。
动态荷载主要包括风荷载、地震荷载和雪载等外部荷载。
第三步是进行地质勘探和土壤测试。
这是确保建筑物稳定性的重要步骤，因为土壤的类型和条件将直接影响到建筑物的基础选择和设计。
第四步是制定初步结构方案。
这包括选择适当的结构体系，如框架结构、桁架结构、壳体结构等。
结构方案的选择应该根据建筑物的形状、高度和荷载等因素进行综合考虑。
第五步是进行结构设计计算。
这包括确定结构元素的尺寸和截面形状，以满足荷载要求和建筑物的稳定性。
常见的结构设计计算方法包括弹性力学、有限元方法和概率方法等。
第六步是进行结构细化设计。
这包括确定结构各个组件（如梁、柱、楼板等）的详细设计，并进行构件连接和节点设计。
这些设计应该满足建筑物的安全要求和建造成本的控制。
最后一步是进行结构施工图设计。
这是将结构设计转化为可实现的施工图的过程。
结构施工图不仅包括结构布置和细节设计，还包括结构施工过程的安全性和可行性评估。
除了以上一般步骤，多层建筑结构设计还需要考虑到其他因素，如建筑物的材料选择、防火安全、节能设计等。
这些因素将直接影响到建筑物的使用寿命和运行成本。
总之，多层建筑结构设计是一个复杂而细致的过程，需要综合考虑多种因素。
只有在充分理解建筑物的用途和需求的基础上，结合有效的技术手段和工程经验，才能设计出安全、实用和经济的建筑结构。
多层及高层房屋结构
第八章 多高层钢筋混凝土房屋 世界十大高层： 世界十大高层：第四（国家石油公司双塔大楼） 国家石油公司双塔大楼）
国家石油公司双塔大楼位 于吉隆坡市中心美芝律， 于吉隆坡市中心美芝律，高88 层，是当今世界名冠的超级建 巍峨壮观，气势雄壮， 筑。巍峨壮观，气势雄壮，是 马来西亚的骄傲。 马来西亚的骄傲。 它曾以451.9 451.9米的高度打 它曾以451.9米的高度打 破了美国芝加哥希尔斯大楼保 持了22年的最高记录。 22年的最高记录 持了22年的最高记录。这个工 程于1993 12月27日动工 1993年 日动工， 程于1993年12月27日动工， 1996年 13日正式封顶 日正式封顶， 1996年2月13日正式封顶， 1997年建成使用 年建成使用。 1997年建成使用。登上双塔大 楼，整个吉隆坡市秀丽风光尽 收眼底，夜间城内万灯齐放， 收眼底，夜间城内万灯齐放， 景色尤为壮美。 景色尤为壮美。
9.1 多层及高层房屋结构体系
8.1 多层及高层房屋结构体系 框架-剪力墙结构（框剪结构）
第8章 多层及高层 房屋结构
8.1 多层及高层房屋结构体系
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 高层：≥10层，或＞ 28m的建筑物
8.1 多层及高层房屋结构体系
划分界限
8.1 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。
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分层法的计算原理
平面框架竖向荷载作用下的内力分析方法-分层法
梁固端弯矩
节点分配
弯矩传递
弯矩叠加
节点平衡
构件平衡
梁柱剪力 节点平衡柱轴力
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2. 计算的修正
（1）除底层柱外，其他各层柱的线刚度乘以0.9的折 减系数；
计算值； h0—计算方向上截面有效高度。
柱的剪跨比宜大于2，以避免产生剪切破坏，在设计中， 楼梯间、设备层等部位难以避免短柱时，除应验算柱的受剪 承载力以外，还应采取措施提高其延性和抗剪能力。
框架柱截面尺寸应满足抗震要求，矩形截面柱应符合下列 要求：
无地震组合时
Vc 0.25c fcbh0
有地震组合时 剪跨比大于2的柱
式中
f y —受拉钢筋的强度设计值； Es —钢筋的弹性模量； h0 —梁的截面有效高度；
x —混凝土受压区高度；
1 —混凝土强度影响系数。
4 柱截面尺寸的确定
框架柱截面尺寸，可根据柱支承的楼层面积计算由竖向荷 载产生的轴力设计值Nv，(荷载分项系数可取1.25)，按下列 公式估算柱截面积 Ac，然后再确定柱边长。
3、反弯点法的计算步骤 （1）各柱承担的剪力
F3 F2 V21 V22 V23
由结构力学知：两端固定柱的侧向刚度为
则
12i
h2
V21
12i21 h2
2 ,V22
12i22 h2
2
V23
12i23 h2
2
F3 F2 V21 V22 V23
12i2 h2
k
2
2
F3 F2 12i2k
（4） 框架梁在竖向荷载作用下，梁端负弯矩允许考虑 塑性变形内力重分布予以适当降低，可采用调幅系数
对于现浇框架
0.8 ~ 0.9
对于装配整体式框架
0.7 ~ 0.8
为计算方便，在求梁固端弯矩值时先可乘以调幅系数 值， 然后再进行框架弯矩分配计算。
（5）高层建筑在竖向荷载作用下，活荷载一般按均 布考虑，不进行不利分布的计算。但是，当活荷载值较 大（大于4kN/m2）时，应考虑其不利分布对梁跨中弯矩 的影响。
2.框架梁截面惯性矩
在进行框架的内力和位移计算时，现浇楼板、上有现浇叠合 层的预制楼板和楼板虽无现浇叠合层但为拉开预制板板缝且有配 筋的装配整体叠合梁，均可考虑梁的翼缘作用。增大梁的惯性矩。 此时框架梁的惯性矩可按下表取值。
楼板
梁部位
预制楼板
现浇楼板
边框架梁
I=1.2I0 I=1.5I0
中框架梁
I=1.5I0 I=2.0I0
7. 框架沿高度方向各层平面柱网尺寸宜相同。柱 子截面变化时，尽可能使轴线不变，或上下仅有 较小的偏心。
当某楼层高度不等形成错层时，或上部楼层某些框架柱取消形 成不规则框架时，应视不规则程度采取措施加强楼层，如加厚楼 板、增加边梁配筋。
可能形成 短柱
应力集中、楼板受到削弱
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4.2 梁柱截面尺寸的确定及梁刚度取值
(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
其中 fc为混凝土轴心抗压强度设计值，N 为柱轴压比限值见表。 当不能满足公式时，应增大柱截面或提高混凝土强度等级。
结构类型
框架结构 框架-剪力墙
柱轴压比限值
抗震等级 一级 二级 0.70 0.8 0.75 0.85
三级 0.9 0.95
5.柱截面尺寸要求
非抗震设计时，不宜小于250mm,抗震设计时不宜小于 300mm;圆柱截面直径不宜小于350mm;柱剪跨比宜大于2； 柱截面高宽比不宜大于3。
由节点力矩平衡条件
M A 4(ic ic i3 i4 ) 2(ic ic i3 i4 ) 6(ic ic ) 0
M B 4(ic ic i1 i2 ) 2(ic ic i1 i2 ) 6(ic ic ) 0
（2）根据高层建筑层数多、上部各层竖向荷载多数相同或 出入不大、各层层高多数相同和梁柱截面变化较小等特点， 竖向荷载作用下可采用分层法进行简化计算内力。
（3）框架梁端的弯矩调幅只在竖向荷载作用下进行，水平力 作用下梁端弯矩不允许调幅。因此，必须先对竖向荷载作 用下梁端弯矩按调幅计算后的各杆弯矩再与水平力作用下 的各杆弯矩进行组合，而不应采用竖向荷载作用下与水平 力作用下计算所得弯矩组合后再对梁端弯矩进行调幅。
5. 框架结构按抗震设计时，不得采用部分由砌体墙承重之 混合形式。（高规此条为强制性条文）
框架结构中的楼、电梯及局部突出屋顶的电梯机房、楼梯间、 水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。框架结构中有填 充墙时，填充墙在平面和竖向的布置，宜均匀对称，一、二级抗震的 框架，宜采用轻质填充墙，或与框架柔性连接的墙板，粘土砖填充墙 应符合下列要求：
4.4 水平荷载作用下框架结构内力 的近似计算-反弯点法
1、水平荷载作用下框架结构的受力及变形特点
（1）层间相对水平位移引起的柱子变形特点
反弯点在柱的中点
（2）节点转角引起的柱子变形特点
2、计算假定 （1）横梁为无限刚性，即各柱端无转角； （2）底层柱反弯点位于柱下端2/3处，其他各层柱反弯点在柱高中点处。
4.1 框架结构的布置
1．应沿建筑的两个主轴方向都应设置框架。 2．抗震设计的框架结构不宜采用单跨框架。 3.抗震的钢筋混凝土框架柱网一般不宜超过6～8m。
过大的柱网将给实现强柱弱梁及延性框架增加一定困难。
4. 框架梁、柱中心线宜重合。
6-8度抗震设计时不宜大于柱截面在该方向柱宽的1/4，否则可采 取设梁的水平加腋等措施
1.框架梁截面尺寸
框架梁截面尺寸应根据承受竖向荷载的大小、跨度、抗震设防烈 度、混凝土强度等诸多因素综合考虑确定。
框架梁截面高度： 梁截面宽度
hb
1 10
~
1 18
lb
bb
1 4
hb
,
且
200
为了降低楼层高度，或便于通风管道等通行，必要时可设 计成宽度较大的扁梁。此时应根据荷载及跨度情况，满足梁 的挠度限值，扁梁截面高度可取(1/15～1/18)梁跨度。
避免形成上、下层刚度变化过大； 避免形成短柱 减少因抗侧刚度偏心所造成的扭转。 抗震设计时，填充墙及隔墙应注意与框架及楼板拉结，并注意填充墙 及隔墙自身的稳定性；
小柱：支撑楼梯休息平 台梁
短柱 当柱高小于4倍柱截面高度（H/b<4)时形成短柱。
短柱刚度大，易产生剪切破坏。
角柱
由于双向受弯、受剪,加上扭转作用，震害比内柱重。
6. 抗震设计的框架结构中，当楼、电梯间 采用钢筋混凝土墙时，结构分析计算中， 应考虑该剪力墙与框架的协同工作。
如果在框架结构中布置了少量剪力墙(例如楼梯间)，而剪力墙 的抵抗弯矩少于总倾覆力矩的50%时，则规范要求该结构按框架 结构确定构件的抗震等级，但是内力及位移分析仍应按框架-剪力 墙结构进行，否则对剪力墙不利。如因楼、电梯间位置较偏等原 因，不宜作为剪力墙考虑时，可采取将此种剪力墙减薄、开竖缝、 开结构洞、配置少量单排钢筋等方法，以减少墙的作用，此时与 墙相连的柱子，配筋宜适当增加。
无地震组合时 有地震组合时，一级 二、三级
x bhb
x 0.25h0
x
0.35h 0
式中
b—相对界限受压区高度
b
x h
1
1
fy
0.0033Es
抗震等级：结构体系、 房屋高度、设防烈度
如果梁的受压区x不满足上式要求时，应增大梁的截面尺 寸。
在确定梁端混凝土受压区高度时，可考虑梁的受压钢筋 计算在内。
1.假定
（1）所分析柱的上下两端转角以及与该柱相连的所有 各杆远端的节点转角相等；
（2）所分析柱的线刚度与之相邻的上下柱的线刚度均 相等；ic （3）所分析柱及与之相邻上下层柱的弦转角均相等。
2. 转角位移方程
M AB 4iA 2iB 6i
VAB
12i l2
6i l
A
6i l
B
3. 求 与 的关系
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
中间节点
4、反弯点法的计算要点 （1）确定反弯点的高度；←假定柱上下端转角相等 （2）确定各柱的剪力分配系数（抗侧移刚度） ←假定梁柱节
多层及高层砼建筑结构设计
第四章 框架结构设计
目录
绪论 第一章 高层建筑结构体系及布置 第二章 高层建筑结构上的作用 第三章 计算原则及一般规定 第四章 框架结构设计 第五章 剪力墙结构设计 第六章 框架-剪力墙结构
第四章 框架结构设计
4.1 框架结构的布置 4.2 梁、柱截面尺寸的确定 4.3 竖向荷载作用下框架结构内力的近似计算-分层法 4.4 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算-反弯点法 4.5 水平荷载作用下框架结构内力的近似计算-D值法 4.6 框架结构的侧移近似计算 4.7 梁柱截面设计及构造