第四章_多高层房屋结构
高层建筑结构设计-第4章-结构设计基本规定
高层建筑结构设计广西大学土木建筑工程学院贺盛第四章结构设计基本规定4.6 舒适度验算4.7 抗震设防类别4.8 抗震等级4.9 变形缝设置4.1 适用最大高度及高宽比4.2 结构布置的规则性4.3 承载力验算4.4 荷载效应组合4.5 变形验算本章重点➢掌握各类房屋的适用最大高度及高宽比➢掌握各类结构布置原则及规则性判别方法➢掌握荷载效应组合及承载力验算方法➢掌握变形验算方法➢了解舒适度验算方法➢掌握各类建筑抗震等级确定方法➢熟悉各种变形缝的类型及设置原则4.1 适用最大高度及高宽比结构设计首先需根据房屋高度、抗震设防、设防烈度等因素，确定一个与之匹配的、经济且合理的结构体系，以使结构效能得到充分发挥，材料强度得到充分利用。
《建筑结构抗震设计规范》GB50011-2010（以下简称《抗规》）、《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ3-2010（以下简称《高混规》）及《高层民用建筑钢结构设计规程》JGJ-2015（以下简称《高钢规》）规定了钢筋混凝土结构、钢结构及混合结构房屋建筑的最大适用高度。
将钢筋混凝土结构房屋划分为A与B级。
当房屋高度满足下表时，为A级。
当钢筋混凝土结构房屋高度不满足上表，但满足下表时，为B级。
当房屋高度不满足下表时，为超限高层建筑。
民用钢结构房屋的最大适用高度如下表所示。
表中筒体不包括钢筋混凝土筒。
混合结构房屋的最大适用高度如下表所示。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比房屋建筑适用的高跨比，是对结构刚度、整体稳定承载能力及经济合理性的宏观控制指标。
当结构设计满足承载力、稳定、抗倾覆、变形及舒适度等基本条件之后，仅从结构安全角度考虑，高宽比限值不是必须满足的。
高宽比主要影响结构设计的经济性。
钢筋混凝土结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.1.2 房屋建筑适用的高宽比钢结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
混合结构房屋建筑的适用高宽比如下表。
4.2 结构布置的规则性建筑平面可分为板式和塔式两大类。
21多层及高层房屋结构的组成
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1. 框架结构：
优点是平面布置较灵活，刚度分布均匀，延性较大， 自振周期较长，对பைடு நூலகம்震作用不敏感，侧向刚度小。
柱距一般控制在6~9m范围内，次梁间距以3~4m为 宜；一般不超过30层时比较经济。
美国休斯敦印地安纳广场大厦——框架结构
高121m(29层)，平面尺寸为43.7m43.7m的正方形， 柱距约7.6m。
在地下室与上层钢结构之间可设置钢骨(型钢)混凝土 的过渡层，以平缓过渡抗推刚度。
过渡层一般为2~3层，可部分位于地下。
采用框架-支撑体系时，竖向连续布置的支撑桁架， 在地下部分应该用钢筋混凝土剪力墙并一直延伸到基 础。
为使楼层水平力作用沿平面分布均匀,减轻结构的扭转振 动，应使建筑平面尽可能采用方形、矩形、圆形、正多边形 等简单平面形式。
在某些情况下,由于城市规划对街道景观的要求以及建筑场 地的限制,高层建筑不可能全部采用简单平面形式,当需要采 用不规则L形、T形、十字形等比较复杂的平面形式时,应将凸 出部分厚度与宽度的比值控制在规范允许的范围之内,同时, 在结构平面布置时,应尽可能使结构处于对称状态。
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四根角柱是由H型钢与混凝土的组合结构， 据称该大楼与位于风荷载仅为香港一半的纽约的某 面积和高度均相同的建筑物相比，结构耗钢量减少 约40％。
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八片支撑的平面位置图
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非抗震设防的多层(≤12层)钢结构房屋，可不设 双重抗侧力体系，可采用单纯框架或斜撑(或剪力墙) 结构体系。
阵风作用下实测到的屋顶 最大横向位移仅为0.46m(不足 计算值1．02m的50％)，约为 其高度的1／950，证明框筒结 构具有良好的抗侧力性能。
多、高层房屋结构的分析和设计计算
对质量及刚度沿高度分布比较均匀的结构，基本 自振周期可用下列公式近似计算：
Un——结构顶层假想侧移(m)。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
初步计算时，结构的基本自振周期按经验公式估算： n—建筑物层数(不包括地下部分及屋顶小塔楼) 。
Tg=0.4s （Ⅱ类场地，第二组)
T=1.5s(Tg∽5Tg）地震影响系数
T=4s(5Tg∽6s）地震影响系数 T=0~0.1s 地震影响系数 0.45 max∼2 max T=0.1s~Tg地震影响系数2 max
0.015 0.012
0.023∼0.05 0.05
0.027 0.021
0.036∼0.09 0.09
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(2)振型分解反应谱法
对不计扭转影响的结构，振型分解反应谱法可仅考虑 平移作用下的地震效应组合，并应符合下列规定： (a) j振型i层质点的水平地震作用标准值
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
(b) 水平地震作用效应(弯矩、剪力、轴向力和变形) ：
突出屋面的小塔楼，应按每层一个质点进行地震作用计 算和振型效应组合。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
顶部突出物：底部剪力法计算顶部突出物的地震作用， 可按所在的高度作为一个质点，按其实际定量计算所得水平 地震作用放大3倍后，设计该突出部分的结构。
增大影响宜向下考虑1~2层，但不再往下传递。
多、高层房屋结构的分析和设计计 算
基本自振周期 T1：
(3)竖向地震作用
(房地产管理)多高层房屋结构设计
多高层房屋结构设计第1章：一般要求本课程仅限于多高层钢筋混凝土结构。
凡涉及具体数据，设计时请参照现行有效的相关标准、规范（含地方标准）执行。
一、高度及高宽比1. 建筑高度自室外地面至房屋主要屋面的高度，不包括突出屋面的电梯机房、水箱、构架等高度。
2. 高层建筑10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑以及建筑高度大于24m的其他高层民用建筑混凝土结构。
3. 适用高度钢筋混凝土高层建筑分为A级高度和B级高度高层建筑，其中B级高度高层建筑的最大适用高度比A级高度高层建筑的最大适用高度更高，因此B级高度高层建筑的设计控制更为严格。
A级高度钢筋混凝土高层建筑的最大适用高度（m)平面和竖向不规则的结构，或出现其它有规定的不利情况，建筑的最大适用高度应适当降低。
具体限值应以现行有效的标准、规范（包括地方标准）为准。
4. 适用的最大高宽比出于经济方面的考虑，高层建筑应对高宽比进行控制。
钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比（m)二、高层建筑的特殊性1. 受力特点高层建筑高度大，自重大，对结构材料性能提出了更高要求；风荷载及地震作用造成的侧移与高度成四次方关系，倾覆弯矩与高度成三次方关系，因此对结构体系提出了更高要求。
2. 工程造价高层建筑由于承载力安全要求、舒适性要求、抗震防灾要求以及装饰效果等要求，且建筑体量一般较大，工程造价高，因此对结构优化设计提出了更高要求。
3. 环境影响高层建筑一般人流量大、功能复杂，人流组织和疏散、物资供应、交通布局、污物处理、废气排放等与功能环境有关的问题对设计提出了更高要求。
4. 灾害后果高层建筑在遭遇强烈地震、火灾、爆炸等偶然事件时可能引发灾难性后果，因此高层建筑在抵御上述偶然事件方面对设计提出了更高的要求。
三、高层钢筋混凝土结构竖向体系1. 框架结构：由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。
特点：容易形成较大功能空间，且建筑空间布置灵活，易于分隔，便于使用功能改造。
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
第四章 多高层房屋结构
组合楼板和组合梁
压 型 钢 板 组 合 楼 板 组 合 楼 板
组合板 非组合板
考虑压型钢板对组合 楼板承载力的贡献
一般形式组合梁 压型钢板组合梁
预制钢筋混凝土板组合梁
组 合 梁
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组合楼板设计时的基本原则
组合楼板的设计考虑两个受力阶段：
1)施工阶段:对作为浇注混凝土底模的压型钢板进 行强度和变形验算. 2)使用阶段:对于非组合板，压型钢板仅作为模板 使用；验算组合板在永久荷载和使用段的可变荷
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4.1.2 结构布置提要
需抗震设防时平面尺寸关系
平面的长宽比
L/ B L / Bmax
凹凸部分的长宽比
l/b l '/ Bmax
大洞口宽度比
B ' / Bmax
≤5
≤4
≤1.5
≥1
≤0.5
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4.1.2 结构布置提要
抗侧力构件设置部位
抗侧力构件布置状况→水平荷载下出现扭转? 1)抗侧力刚度中心应和水平合力线尽量接近；
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梁系的构成
4.2.1 楼盖布置原则和方案
梁系
用于矩形平面
用于正方形平面
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4.2.1 楼盖布置原则和方案
梁系布置时考虑的因素
钢梁的间距要与上覆楼板类型相协调，尽量取楼 板经济跨度以内；（压型钢板组合楼板取2～3m） 主梁应与竖向抗侧力构件直接相连；（充分发挥 整体空间作用） 竖向构件纵横两个方向均应有主梁与之相连，以 保证两个方向的长细比不致相差悬殊； 梁系布置应能使尽量多的楼面重力荷载份额传递 到竖向构件；
钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)
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4.1.1 多、高层房屋结构的类别
第四章多高层框架结构
n
Fi
i j
为水平荷载在j层
产生的层间剪力。
➢ 求柱端弯矩
逐层取脱离体，利用上式求得各柱剪力后，根据各层反弯 点位置，可以求出柱上、下端的弯矩
底层柱：
M
t c1k
V1k
h1 3
M
b c1k
V1k
2h1 3
其余层柱：
M
t cjk
M
b cjk
V jk
hj 2
Vj1hj/2
Vjkhj/ 2
M BA
6i
u AB h
杆件中点的弯矩为零，称为反弯点。
在工程设计中，底层柱的反弯点取为距基础顶面2/3柱高处；其余各层
柱的反弯点取为柱高的中点。
二、计算方法（框架结构共n层，m-1跨）
➢ 求柱剪力 将框架在某一层的 反弯点切开。
根据平衡条件，有
Fn u j1
Fj
Vj1
F1
u jk u jm Vjk Vjm
节点：视构造情况可以是
刚节点也可以是铰接点
4.3.3.2 计算简图
用轴线表示框架梁和柱，用节点表示梁与柱之间的连 接，用节点间的距离表示梁或柱的长度。
➢ 框架梁的计算跨度即为框架柱轴线之间的距离 ➢ 柱（除底层外）的计算高度即为各层层高（当各层
梁截面尺寸相同时）
➢ 底层柱的下端，一般取至基础顶面。 ➢ 当上、下层柱截面形心轴不重合时，将顶层柱的形心线
u
AB
抗侧刚度
D
为：D
12ic h2
对于j层第k柱，其侧移为 u jk ，相应的剪力可表示为 V jk D jk u jk （物理条件）
根据平衡条件、几何条件和物理条件，可求得
Vjk
多高层结构课程设计
多高层结构课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够掌握多高层建筑的基本结构特点，理解各部分的功能与相互关系。
2. 学生能够描述多高层建筑在设计过程中考虑的主要因素，如抗风、抗震、荷载等。
3. 学生能够了解多高层建筑的分类及我国多高层建筑的发展现状。
技能目标：1. 学生能够运用所学知识分析多高层建筑的结构问题，并提出合理的解决方案。
2. 学生能够通过实际案例，分析多高层建筑的设计原理，提高空间想象能力和创新能力。
3. 学生能够运用计算工具进行简单的多高层建筑结构分析，提高计算和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对建筑学科的热爱，激发学习兴趣，提高主动探究精神。
2. 增强学生对我国建筑文化的自豪感，培养民族自信心。
3. 培养学生的团队协作意识，提高沟通与交流能力。
4. 引导学生关注建筑与环境的和谐共生，培养绿色环保意识。
本课程针对年级特点，注重理论与实践相结合，培养学生的实际操作能力和创新能力。
通过多高层结构课程的学习，使学生能够更好地理解建筑物的结构特点，为未来从事建筑及相关领域工作奠定基础。
同时，课程设计关注学生的情感态度价值观培养，提高学生的综合素质。
二、教学内容1. 多高层建筑概述：介绍多高层建筑的定义、分类、发展历程及其在我国的应用现状。
教材章节：第一章第一节2. 多高层建筑结构特点：讲解框架结构、剪力墙结构、筒体结构等常见多高层建筑结构类型及其受力特点。
教材章节：第一章第二节3. 多高层建筑设计原则：分析多高层建筑在设计过程中应考虑的主要因素，如荷载、抗风、抗震等。
教材章节：第二章4. 多高层建筑结构分析：介绍多高层建筑结构分析方法，如静力平衡法、有限元法等，并结合实际案例进行分析。
教材章节：第三章5. 多高层建筑结构与材料：讲解多高层建筑中常用的建筑材料及结构性能要求。
教材章节：第四章6. 多高层建筑案例分析：分析国内外典型多高层建筑案例，了解其设计原理和结构特点。
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
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、高层框架结构》课件
包括土方开挖、基 础垫层施工、基础 结构施工等。
装修工程
包括内外墙装修、 楼地面装修、门窗 安装等。
施工准备
包括技术准备、物 资准备、施工现场 准备等。
主体结构施工
包括框架柱、梁、 板等构件的施工。
竣工验收
包括工程验收、资 料整理和归档等。
施工质量控制与安全保障
施工质量控制
建立完善的质量管理体系，加强质量 监督和检测，确保各道工序的施工质 量符合设计和规范要求。
04
多、高层框架结构的施工方法
施工方法的选择
施工方法选择的原则
根据工程特点、规模、地质条件、施工环境、施工条件、工 期要求、现有施工设备和技术水平等因素综合考虑，选择经 济合理、技术先进、安全可靠的施工方法。
常见施工方法
常见的多、高层框架结构的施工方法有预制装配式施工、滑 模施工、爬模施工等。
施工工艺流程
《多、高层框架结构》PPT课件
目录
• 框架结构的定义与特点 • 多、高层框架结构的分析方法 • 多、高层框架结构的抗震设计 • 多、高层框架结构的施工方法 • 多、高层框架结构的工程实例
01
框架结构的定义与特点
框架结构的定义
框架结构的定义
框架结构是一种由横梁和立柱组成的 结构形式，通过节点连接而成。它利 用梁和柱之间的传递力和弯矩来承受 垂直和水平荷载，实现建筑物的支撑 和稳定。
框架结构的组成
框架结构主要由横梁、立柱、节点和 楼板等部分组成。其中，横梁和立柱 通过节点连接，形成整体受力体系， 楼板则通过预应力筋或混凝土浇筑在 框架上，起到传递荷载的作用。
框架结构的受力特点
框架结构的受力特点是利用梁和柱之 间的传递力和弯矩来承受垂直和水平 荷载。在水平方向上，框架结构通过 节点连接的梁和柱形成整体受力体系 ，能够承受水平荷载；在垂直方向上 ，框架结构通过楼板和梁的相互作用 ，将荷载传递到立柱上，再由立柱向 下传递至基础。
多层与高层建筑结构
第一篇多层与高层建筑结构砖混结构：一般所指是由钢筋混凝土楼（屋）盖和砖墙承重的结构体系。
混合结构房屋是指同一房屋结构体系中采用两种或者两种以上不同材料组成承重结构。
目前一般所指是由钢筋混凝土楼（屋）盖和砖墙承重的结构体系（也称砖混结构）。
墙体构造要求：1.须注意横墙间距的大小、2.纵墙宜尽可能贯通，3.墙体要适当加设壁柱。
4、墙体要适当设置伸缩缝。
5、墙体要适当设置沉降缝钢筋混凝土楼盖根据施工方法的不同，可分为装配式和现浇式。
装配式楼盖的选型中，铺板式楼盖是当前最常用的一种形式。
常用的预制铺板的截面形式有：实心平板，空心板和槽形板。
房屋采用空心板，走道采用实心平板或槽形板为宜。
现浇式楼盖的结构形式有：单向板肋形楼盖和双向板肋形楼盖。
单向板肋梁楼盖荷载传递路线为：板—次梁—柱（或墙）--基础—地基双向板肋梁楼盖荷载传递路线为：板—梁—柱（或墙）--基础—地基现浇式楼盖结构平面布置就是在建筑平面上进行梁、板的布置。
肋梁楼盖一般由板、次梁和主梁三种构件组成。
第二章框架结构体系框架是由梁和柱刚性连接的骨架结构。
框架的结构特点就在于“刚节点”。
框架结构由梁板式结构和无梁式结构组成。
梁板式结构由梁、板、柱三种基本构件组成。
多用于多层与高层房屋建筑上。
无梁式结构式有板和柱子组成的结构实质是无梁楼盖结构。
按框架的施工方法划分可分为四类：现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架、装配整体式框架。
按承重结构划分：全框架、内框架。
按框架的构件划分：短柱单梁式、长柱单梁式、组合单元式。
装配式接头形式：梁与柱的接头：1暗牛腿刚接方式、2明牛腿刚接方式柱与柱的接头方式：木式焊接连接。
梁与板的接头方式：叠合梁式。
框架的布置：主要承重框架横向布置、主要承重框架纵向布置、主要承重框架纵横两向布置。
现浇无梁楼盖结构由板、柱帽及柱子组成。
装配式无梁楼盖结构由跨中板、柱上板和柱帽组成。
双向板式由双向跨中板、柱上板和柱帽组成。
第三章剪力墙结构体系剪力墙主要效能在于提高房屋的抗侧力刚度。
多高层建筑结构体系分类
多高层建筑结构体系分类多高层房屋结构体系包括水平结构体系（楼、屋盖系统）和竖向结构体系（墙、柱）。
其中水平结构体系中的楼（屋）盖结构承受并传递竖向荷载给竖向构件。
并作为刚性楼盖利用其平面内的无限刚度协调各抗侧构件的变形和位移；竖向构件承受并传递竖向荷载。
竖向结构体系的墙、柱与水平结构体系中的梁板共同组成房屋的抗侧空间结构，共同抵抗侧向力作用。
多高层建筑的结构体系主要有框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、框支剪力墙结构，高层建筑结构体系中还有筒体结构（包括框架—核心筒结构、筒中筒结构）以及其他复杂高层结构形式，如带转换层高层建筑结构形式，多塔结构形式，另外还有型钢—混凝土构件组合的混合结构形式等。
下面就常见的几种结构体系作一些阐述。
1.框架结构体系框架结构体系由框架梁、柱、板等主要构件组成。
按照框架布置方向的不同，框架结构体系可分为横向布置、纵向布置和双向布置三种框架结构形式。
横向框架布置形式是20世纪90年代以前常用的一种框架布置形式。
由于当时的条件限制，内力分析主要是采用手算方式进行，计算机辅助设计只能进行简单的平面框架内力分析，所以房屋建筑往往布置为横向框架、纵向联系梁的结构形式，其特点是横向框架承担竖向荷载和平行于房屋横向的水平荷载。
2.剪力墙结构体系剪力墙结构体系是指竖向承重结构由剪力墙组成的一种房屋结构体系。
剪力墙的主要作用除承受并传递竖向荷载作用外，还承担平行于墙体平面的水平剪力。
《建筑抗震设计规范》GB 50011—2001把剪力墙称为抗震墙。
剪力墙承受竖向荷载及水平荷载的能力都较大。
其特点是整体性好，侧向刚度大，水平力作用下侧移小，并且由于没有梁、柱等外露构件，可以不影响房屋的使用功能。
缺点是不能提供大空间房屋，结构延性较差。
剪力墙结构适用范围较大，从十几层到几十层都很常见，由于剪力墙结构能承受更大的竖向力和水平力作用，横向刚度大，因此比框架更适合用于高层建筑的结构体系布置中。
《土木工程概论》第4章 建筑工程
《土木工程概论》
学习 目标
1、能复述建筑、工程及建筑工程的含义； 2、能区分建筑的分类，并根据建筑物特征判断属于何种建筑； 3、掌握建筑结构的基本构件，为后续学习造价计量计价提供 理论基础； 4、了解单层、多层、高层和超高层建筑之间的区分和常用结 构体系，熟悉建筑结构体系的选用。
CONTENTS
一、多高层建筑结构体系
4、框架—剪力墙结构
又称为框—剪结构，是指在框架结构中，布置一定数量的剪力墙，共同 作为承重结构的结构体系。
特点
框架与剪力墙协同受力，剪力墙承受绝大 部分水平荷载，框架则以承受竖向荷载为 主，承 载 力 增 强 。
限制了办公布置的灵活性，适用于办公楼、 旅馆、住宅等。
一、多高层建筑结构体系
一、多高层建筑结构体系
一、多高层建筑结构体系
1、墙承重结构
由墙体承受屋顶和楼板荷载，并连同自重一起将垂直荷载传递至基础 和地基。即以墙体、梁板、基础等构件组成承重结构系统。
横墙承重
承重墙体主要由横墙组成，楼面的荷载依 次通过楼板—横墙—基础—地基。
一、多高层建筑结构体系
横墙承重
优点： 1. 建筑物横向刚度比较强，整体性好。 2. 门窗设置受限较小。 缺点： 横墙较多，建筑空间组合不够灵活。
三、钢筋混凝土结构建筑
装配式混凝土的发展历程
我国装配式建筑发展比国外稍慢，大致可以分为起步阶段、鼎盛阶段、停滞阶段和全新阶 段四个阶段。十四五时期我国将力争于2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，绿色低 碳的装配式建筑也正在引领着建筑行业转型发展。
三、钢筋混凝土结构建筑
装配式混凝土相关政策
2019年3月，住，助力装配式装修 发展质量。
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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。
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束筒结构
4.1.1 多、高层房屋结构的类别
由各筒体之间共用筒壁的一束筒状结 构组成
可将各筒体在不同的高度中止 可较灵活地组成平面形式
密柱深梁的钢结构筒体 筒体
多层钢结构住宅的开发和建造已得到重视。
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天津丽苑钢结构住宅 天 津 丽 苑 钢 结 构 住 宅
4
青岛即墨钢结构住宅
莱钢开发的青岛即墨钢结构住宅
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4.1 多、高层房屋结构的组成
本节内容 4.1.1 多、高层房屋结构的类别 4.1.2 结构布置提要
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结构类型
4.1.1 多、高层房屋结构的类别
常见类型：框架结构、框剪结构、筒体结构
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需抗震设防时平面尺寸关系
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4.1.2 结构布置提要
抗侧力构件设置部位
❖ 抗侧力构件布置状况→水平荷载下出现扭转? 1)抗侧力刚度中心应和水平合力线尽量接近 ； 2)度量抗侧力构件布置状况的力学参量: 偏心率
任一层的偏心率大于0.15时， 称为平面不规则结构。
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平面不规则结构
4.1.2 结构布置提要
剪力墙 ：
钢筋混凝土结构:需采取构造措施
钢板结构
(8～9mmΒιβλιοθήκη 钢板) 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。
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框筒结构
4.1.1 多、高层房屋结构的类别
❖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
4.1.1 多、高层房屋结构的类别
15
4.1.1 多、高层房屋结构的类别
支撑框筒结构或桁架筒体结构
支撑系统覆盖了整 个建筑物表面；
是较框筒结构更为 优越的抗侧力体系。
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۞单纯采用框架结构或斜撑(或 剪力墙)体系；
1）框架体系： 未必所有的梁柱都刚性连接 2）斜撑体系： 少数柱之间设斜撑 （梁柱连接可做成铰接） ۞少数柱参与抗侧力体系； ۞梁柱刚性连接构造复杂，应
➢ 任一层的偏心率大于0.15时；
➢ 结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方 向的尺度，超过该方向建筑总尺寸的25％；
➢ 楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该层 总面积的50％；
➢ 抗水平力构件既不平行又不对称于侧力体系的两 个互相垂直的主轴。
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防震逢设置问题
4.1.2 结构布置提要
❖ 防震逢设置不当而导致高层建筑在地震时相互碰 撞的破坏后果是严重的；
相邻楼层质量之比超过1.5 立面收进尺寸的比例为L1/L < 0.75 竖向抗侧力构件不连续 任一楼层抗侧力构件的总剪承载力
小于其相邻上层的80％
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共和银行中心 26
4.1.2 结构布置提要
框筒结构布置时的注意事项
框筒结构高宽比不宜小于4；（更好地发挥框 筒的立体作用）
内筒的边长不宜小于相应外框筒边长的1/3；
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框架结构
4.1.1 多、高层房屋结构的类别
最早用于高层建筑 柱距宜控制在6～9m范围内 次梁间距一般以3～4m为宜
框架结构的主要优点:
平面布置较灵活 刚度分布均匀 延性较大 自振周期较长 对地震作用不敏感8
框剪结构
4.1.1 多、高层房屋结构的类别
❖ 框架结构上设置适当的支撑或剪力墙
❖ 亦可二者皆设置
第4章
多层及高层房屋结构
1
本章内容
4.1 多、高层房屋结构的组成 4.2 楼盖的布置方案和设计 4.3 柱和支撑的设计 4.4 多、高层房屋结构的分析和设计计算
2
多、高层钢结构的认识
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: 重量轻 抗震性能好
工业化程度高 施工周期短 环保效果好
❖ 高层建筑在发生地震时具有很大的侧向位移，防 震缝的合理设置是困难的；
❖ 因此高层建筑一般不宜设置防震缝； ❖ 高层钢结构建筑，一般也无须设置温度缝； ❖ 地震区的多高层建筑，应当建立精细的力学模型
，作较精确的地震分析，并采取相应的措施提高 其薄弱部位和构件的抗震能力。
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结构竖向布置
4.1.2 结构布置提要
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侧向位移模式
4.1.1 多、高层房屋结构的类别
在侧向荷载的作用下， 纯框架结构： 剪切变形模式 抗剪结构： 弯曲变形模式 二者组合（框剪结构）： 显著减少了纯框架结构的侧向位移
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4.1.1 多、高层房屋结构的类别
框剪结构的特点
用于地震区时，具有双重设防的优点 可用于不超过40～60层的高层建筑
钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)
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4.1.1 多、高层房屋结构的类别
钢结构和有混凝土剪力墙的 钢结构高层建筑的适用高度（m）
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芯筒体系
亦称悬挂结构； 打破了密柱深梁对建筑设计的
桎梏； 实现优势互补；（充分发挥钢
结构抗拉强度高和钢筋混凝土 结构抗压性能好的优势） 通常设置一些称为帽桁架和腰 桁架的水平桁架。
使结构各层的抗侧力刚度中心与水平合力中心接近 重合；
各层的刚度中心应接近在同一竖直线上； 要强调建筑开间、进深的尽量统一； 多高层房屋的横向刚度、风振加速度还和其高宽比
有关，其限值为：
设防烈度 最大高宽比
6， 7 6.5
8
9
6.0
5.5
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4.1.2 结构布置提要
竖向布置的不规则结构
楼层刚度小于其相邻上层刚度的70%，且连续三 层总的刚度降代超过50%
框筒柱距一般为1.5 ~ 3.0m，且不宜大于层高 ；
框筒的开洞面积不宜大于其总面积的50％；
内外筒之间的进深一般控制在10 ~ 16m之间
内筒亦为框筒时，其柱距宜与外框筒柱距相
该尽量少用； ۞抗侧力体系也可混合使用。
多层结构房屋
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4.1.1 多、高层房屋结构的类别
多层房屋的抗侧力结构
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4.1.2 结构布置提要
❖多层房屋应首选由光滑曲线构成的平面形式； (为了减少风压作用) ❖尽可能地采用中心对称或双轴对称的平面形式 ； (以减小或避免在风荷载作用下的扭转振动) ❖避免以狭长形作平面形式； (因风荷载作用会产生严重的剪切滞后现象) ❖框筒结构采用矩形平面形式时，应控制其平面 长度比小于1.5；（不满足时，宜采用束筒结构） ❖需抗震设防时平面尺寸关系应符合要求。