多层及高层房屋结构框架设计.

多层及高层房屋结构

钢框架

框架结构特点：

1.平面布置较灵活，刚度分布均匀

2.侧向刚度小，延性较大，自振周期较长，对地震作用不

敏感，一般在不超过30层

框剪结构特点：

1.支撑或剪力墙，双重设防

2.不超过40 60层

筒体结构特点：

框筒结构

1.框架形成的筒体结构，内筒及其它竖向构件主要承受竖

向荷载，外层框架主要承受侧向荷载

2.刚性楼面结构作为框筒的横隔

表4.1 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)

抗震设防烈度结构种类结构体系非抗震

设防6，7 8 9

钢结构

框架

框架-支撑(剪力墙板)

110 110 90 50 各类筒体

260

360

220

300

200

260

140

180 钢框架-混凝土剪力墙

钢框架-混凝土核心筒

220 180 100 70

有混凝土剪力

墙的钢结构

钢框筒-混凝土核心筒220 180 150 70

4.1.2 结构布置提要

光滑曲线构成的凸平面形式：风载体型系数小

采用中心对称或双轴对称的平面形式：减小或避免在风荷载作用下的扭转振动

平面尺寸关系

表4.2 L，l，l'，B'的限值

大洞口平面的长宽比凹凸部分的长宽比

宽度比L/B L/B max l/b l'/B max B'/B max

≤5 ≤4 ≤1.5 ≥1 ≤0.5

平面不规则结构

结构竖向布置

基础

1.

宜设地下室

2.抗震设防基础埋深宜一致, 不宜采用局部地下室

3.基础埋深，天然地基不宜小于H/15，桩基时不宜小于H/20

4.采用钢筋混凝土剪力墙或框剪结构型式

5.设置钢骨(型钢)混凝土的过渡层，一般为2 3层

4.2 楼盖的布置方案和设计4.2.1 楼盖布置原则和方案

楼盖结构作用

1.直接承受竖向荷载并将其传递给竖向构件;

2.横隔作用

方案选择要求

1.建筑设计;

2.较小自重;

3.便于施工;

4.足够的整体刚度

(a )板肋垂直于主梁 (b )板肋平行于主梁 压型钢板组合楼盖

主梁 次梁 主梁

水平剪力的传递形式1.依靠压型钢板的纵向波槽；

2.依靠压型钢板上的压痕、小洞或冲成的不闭合的孔眼；

3.

依靠压型钢板上焊接的横向钢筋；4.设置于端部的锚固件，其中端部锚固件要求在任何情形下都应当设置。

压型钢板与混凝土的连接

(b )

(a ) (c ) (d )

使用阶段

1.非组合板

压型钢板仅作为模板使用，不考虑其承载作用，可按常规钢筋混凝土楼板设计。无须防火。

2.组合板

a.荷载：永久荷载和使用阶段的可变荷载

b.验算内容：强度和变形

c.变形验算的力学模型：单向弯曲简支板

d.承载力验算的力学模型：

按压型钢板上混凝土的厚薄而分别取双向弯曲板或单向弯曲板

验算包括：正截面抗弯承载力、抗冲剪承载力和斜截面抗剪承载力

4.2.2.2 组合梁的设计

翼板的计算厚度

1.普通钢筋混凝土翼板取原厚度h

2.带压型钢板的混凝土翼板取压型钢板顶面以上混凝土厚度h

c 翼板的有效宽度b

，按钢结构设计规范

ce

b= b+b+b

ce0c1c2

式中b0为钢梁上翼缘宽度；b c1，b c2各取梁跨度l的1/6和翼缘板厚度h

的6倍中的较小值。b c1尚不应超过混凝土翼板

c

的1/2；对于中间梁，实际外伸长度s1，b c2不应超过净距S

b

=b c2

c1

组合梁混凝土翼板的有效宽度

(b ) Af>b ce h c f cm (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

f f

组合梁的组合梁的受剪承载力验算

全部剪力由钢梁腹板承受：V h w t w f v

组合梁栓钉连接件验算

剪跨区：沿组合梁跨长，以支座点、弯矩极值点和零点为界线划分

组合梁剪跨区段划分

栓钉连接件总数n

n=V/N v s

V 是剪跨区内混凝土与钢梁叠合面上的纵向剪力：

1.正弯矩区剪跨段(图中剪跨段1，2和5)

V=Af (塑性中和轴位于混凝土翼板内)

V=b ce h c f cm (塑性中和轴位于钢梁截面内)

2.负弯矩区剪跨段(图中剪跨段3和4)

V=A s f sy

栓钉分布：

1.一般均匀分布

2.有较大集中力时，按各分剪力区段的剪力图面积分配，然

后各自均匀分布

集中力作用时栓钉连接件的布置

抗剪连接键的设置受构造等原因的影响不能满足计算要求时，可采用部分抗剪连接设计法，按《钢结构设计规范》的规定计算。

《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ99-98)规定：计算在重力和风力或多遇地震荷载作用组合下的稳定性时，如果层间位移标准值不超过层高的1/250，则带支撑(或剪力墙)框架柱的计算长度系数可取为 =1.0；层间位移标准值不超过层高的1/1000时，纯框架柱的计算长度系数亦可由吴侧移公式计算确定。

GB50017对有支撑框架分为强支撑框架和弱支撑框架。