建筑結(jié)構(gòu) 第五章 鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu)

1、第五章第五章 鋼筋混凝土多層鋼筋混凝土多層與高層結(jié)構(gòu)與高層結(jié)構(gòu)第一節(jié)第一節(jié) 多層與高層結(jié)構(gòu)體系多層與高層結(jié)構(gòu)體系第二節(jié)第二節(jié) 框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu) 第三節(jié)第三節(jié) 剪力墻結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)第四節(jié)第四節(jié) 框架剪力墻結(jié)構(gòu)框架剪力墻結(jié)構(gòu) 本章介紹鋼筋混凝土多層及高層房屋的結(jié)構(gòu)體系，以及框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)的受力特點、計算方法及構(gòu)造要求。通過學習，了解鋼筋混凝土多層及高層房屋的常用結(jié)構(gòu)體系的特點及適用高度。 本章提要本章提要高層與多層的界限： 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ-2002（以下簡稱高規(guī)）將10層及10層以上或高度大于28m的建筑物稱為高層建筑，29層且高度不大于28m為多

2、層建筑。 高層建筑是隨著社會生產(chǎn)力、人們生活的需要發(fā)展起來的，是商品化、工業(yè)化、城市化的結(jié)果。但是當建筑物高度增加時，水平力（風荷載及地震作用）對結(jié)構(gòu)起的作用將愈來愈大。除了結(jié)構(gòu)內(nèi)力將明顯加大外，結(jié)構(gòu)側(cè)向位移增加更快。高層建筑中，結(jié)構(gòu)要使用更多的材料來抵抗水平力，抗側(cè)力成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要問題。特別是在地震區(qū)，地震作用對高層建筑的威脅也比低層建筑要大，抗震設(shè)計應(yīng)受到加倍重視。 下圖是結(jié)構(gòu)內(nèi)力（N，M）、位移（）與高度的關(guān)系，彎矩和位移都隨高度呈指數(shù)曲線上升。結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系 目前，多層與高層建筑常用的結(jié)構(gòu)體系可分為四種類型：框架體系、剪力墻體系、框架剪

3、力墻體系和筒體體系，各有不同的適用高度和優(yōu)缺點。 主要由梁和柱為主要構(gòu)件組成的承受豎向和水平作用主要由梁和柱為主要構(gòu)件組成的承受豎向和水平作用 的結(jié)構(gòu)稱的結(jié)構(gòu)稱為框架結(jié)構(gòu)，具體為框架結(jié)構(gòu)，具體樓板、梁、柱及基礎(chǔ)樓板、梁、柱及基礎(chǔ)等承重構(gòu)件通過結(jié)點連接等承重構(gòu)件通過結(jié)點連接組成，一般組成，一般由框架梁、柱與基礎(chǔ)形成多個平面框架由框架梁、柱與基礎(chǔ)形成多個平面框架作為主要的承作為主要的承重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由聯(lián)系梁聯(lián)系起來，形成一個空間結(jié)構(gòu)體重結(jié)構(gòu)，各平面框架再由聯(lián)系梁聯(lián)系起來，形成一個空間結(jié)構(gòu)體系。系。優(yōu)點：建筑平面布置靈活、易于設(shè)置較大房間、使用方便構(gòu)件類型少，易于標準化、定型化；可以采用預制構(gòu)

4、件，也易于采用定型模板而做成現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，有時還可采用現(xiàn)澆柱及預制梁板的半現(xiàn)澆半預制結(jié)構(gòu)。現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)的整體性好，抗震性能好，在地震區(qū)應(yīng)優(yōu)先采用。：抗側(cè)剛度低，層以下建筑適用范圍：辦公樓、餐廳、車間、營業(yè)室、教室和實驗室等將承重結(jié)構(gòu)和圍護、分隔構(gòu)件分開，墻只起到圍護及分隔作用。 通俗講通俗講 將房屋的內(nèi)、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)將房屋的內(nèi)、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，將建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，這種體系將建筑物的墻體作為豎向承重和抵抗側(cè)力的結(jié)構(gòu)，這種體系為為剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系。 剪力墻的間距受到樓板跨度的限制，一般為剪力墻的間距受到樓板跨度的限制，一般為3 38m8

5、m，因而，因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于具有小房間的住宅、旅館等開間較小的建剪力墻結(jié)構(gòu)適用于具有小房間的住宅、旅館等開間較小的建筑，此時可省去大量砌筑填充墻的工序及材料，如果采用滑筑，此時可省去大量砌筑填充墻的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先進的施工方法，施工速度很快。升模板及大模板等先進的施工方法，施工速度很快。一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)樓蓋內(nèi)不設(shè)梁，采用現(xiàn)澆樓板直接一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)樓蓋內(nèi)不設(shè)梁，采用現(xiàn)澆樓板直接支承在鋼筋混凝土墻上，墻體既承擔豎向荷載，又承擔水平支承在鋼筋混凝土墻上，墻體既承擔豎向荷載，又承擔水平荷載產(chǎn)生的剪力，同時兼起圍護分隔作用；當建筑底部需要荷載產(chǎn)生的剪力，同時兼起圍

6、護分隔作用；當建筑底部需要較大空間時，可將底層或者底部幾層部分剪力墻取消，用框較大空間時，可將底層或者底部幾層部分剪力墻取消，用框架來代替，就形成了框支剪力墻。架來代替，就形成了框支剪力墻。 現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大，在整體性好，剛度大，在水平力作用下側(cè)向變形很小。墻體截面積大，承載力要求也水平力作用下側(cè)向變形很小。墻體截面積大，承載力要求也比較容易滿足。抗震性能也較好比較容易滿足?？拐鹦阅芤草^好。 剪力墻結(jié)構(gòu)的剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點和局限性缺點和局限性也是很明顯的，主要是也是很明顯的，主要是剪力剪力墻間距太小，平面布置不靈活，結(jié)構(gòu)自重較大墻間距太小，平面

7、布置不靈活，結(jié)構(gòu)自重較大。為了減輕自重和充分利用剪力墻的承載力和剛度，剪力為了減輕自重和充分利用剪力墻的承載力和剛度，剪力墻的間距要盡可能做大些，一般墻的間距要盡可能做大些，一般6m6m左右為宜。左右為宜。 剪力墻體系的適用高度為剪力墻體系的適用高度為15-5015-50層，常用于住宅、旅館等層，常用于住宅、旅館等開間較小的高層建筑。開間較小的高層建筑。 框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度差，抵抗水平荷載能力較低，地震作用下變形大，但它具有平面靈活、有較大空間、立面處理易于變化等優(yōu)點。而剪力墻結(jié)構(gòu)則相反，抗側(cè)力剛度、強度大，但限制了使用空間。把兩者結(jié)合起來，取長補短，在框架中設(shè)置一些剪力墻，就成了框架剪力墻(簡

8、稱框剪)體系。 該體系由于綜合框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點，其中豎向荷載主要由框架承擔，水平荷載則主要由剪力墻承擔。 在這種體系中，剪力墻常常擔負大部分水平荷載，在這種體系中，剪力墻常常擔負大部分水平荷載，結(jié)結(jié)構(gòu)總體剛度加大，側(cè)移減小，平面布置靈活、使用方便。構(gòu)總體剛度加大，側(cè)移減小，平面布置靈活、使用方便。同時，通過框架和剪力墻協(xié)同工作，通過變形協(xié)調(diào)，使各同時，通過框架和剪力墻協(xié)同工作，通過變形協(xié)調(diào)，使各種變形趨于均勻，改善了純框架或純剪力墻結(jié)構(gòu)中上部和種變形趨于均勻，改善了純框架或純剪力墻結(jié)構(gòu)中上部和下部層間變形相差較大的缺點，因而在地震作用下可減少下部層間變形相差較大的缺點，因而在地震作用

9、下可減少非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。從框架本身看，上下各層柱的受力也非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。從框架本身看，上下各層柱的受力也比純框架柱的受力均勻，因此柱子斷面尺寸和配筋都可比比純框架柱的受力均勻，因此柱子斷面尺寸和配筋都可比較均勻。較均勻?？蚩? -剪體系的適用高度為剪體系的適用高度為15152525層，一般不宜超過層，一般不宜超過3030層。層。 隨著房屋樓層數(shù)、高度的增加和抗震設(shè)防要求的提高，上述基于平面工作狀態(tài)的框架、剪力墻所組成的高層建筑結(jié)構(gòu)體系便不能滿足要求了，在這種情況下，應(yīng)使剪力墻構(gòu)成空間薄壁筒體，成為豎向懸壁箱形粱，或使框架的柱子密集排列，使梁的剛度加強成為框筒，以一個或多個簡體作為主要抵抗水

10、平力的結(jié)構(gòu)稱為筒體結(jié)構(gòu)。筒體根據(jù)開孔的多少，筒體有筒體根據(jù)開孔的多少，筒體有空腹筒空腹筒和和實腹筒實腹筒之分。之分。 實腹筒實腹筒一般由電梯井、樓梯間、管道井等形成，開孔少，一般由電梯井、樓梯間、管道井等形成，開孔少，因其常位于房屋中部，故又稱因其常位于房屋中部，故又稱核心筒核心筒?？崭雇部崭雇灿址Q又稱框筒框筒，由布置在房屋四周的密排立柱和截面、，由布置在房屋四周的密排立柱和截面、高度很大的橫梁組成。這些橫梁稱為高度很大的橫梁組成。這些橫梁稱為窗裙梁窗裙梁，梁高一般為，梁高一般為0.60.61.22m1.22m。由核心筒、框筒等基本單元組成的承重結(jié)構(gòu)體系稱為由核心筒、框筒等基本單元組成的承重結(jié)

11、構(gòu)體系稱為筒體體筒體體系系。根據(jù)房屋高度及其所受水平力的不同，筒體體系可以布置。根據(jù)房屋高度及其所受水平力的不同，筒體體系可以布置成核心筒結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、框架成核心筒結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)、核心筒結(jié)構(gòu)、成束筒結(jié)構(gòu)和多重筒結(jié)構(gòu)等形式。筒中筒結(jié)構(gòu)通常用框筒作為成束筒結(jié)構(gòu)和多重筒結(jié)構(gòu)等形式。筒中筒結(jié)構(gòu)通常用框筒作為外筒，實腹筒作為內(nèi)筒。外筒，實腹筒作為內(nèi)筒。 （一）框架的類型 按施工方法的不同，框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆框架、裝配式框架和現(xiàn)澆預制框架三種類型。v （）全現(xiàn)澆整體式框架（）全現(xiàn)澆整體式框架：全部構(gòu)件都在現(xiàn)場工地現(xiàn)澆而成。：全部構(gòu)件都在現(xiàn)場工地現(xiàn)澆而成。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)

12、整體性及抗震性能好，平面布置比較靈活，預埋件少，優(yōu)點：結(jié)構(gòu)整體性及抗震性能好，平面布置比較靈活，預埋件少，節(jié)省鋼材；節(jié)省鋼材；缺點：現(xiàn)場工作量大，模板消耗多，施工周期較長。北方冬季施工缺點：現(xiàn)場工作量大，模板消耗多，施工周期較長。北方冬季施工困難。困難。適用范圍：對功能復雜，使用要求高，抗震性能要求高的多、高層適用范圍：對功能復雜，使用要求高，抗震性能要求高的多、高層框架?？蚣堋?v （）半現(xiàn)澆式框架（）半現(xiàn)澆式框架：將房屋結(jié)構(gòu)中的梁板柱部分現(xiàn)澆部分裝配：將房屋結(jié)構(gòu)中的梁板柱部分現(xiàn)澆部分裝配而形成的結(jié)構(gòu)形式：一種是梁柱現(xiàn)澆，板預制，另一種是柱現(xiàn)澆，而形成的結(jié)構(gòu)形式：一種是梁柱現(xiàn)澆，板預制，另一

13、種是柱現(xiàn)澆，梁板預制。梁板預制。優(yōu)點：施工簡單，整體性較全裝配式好，又比全現(xiàn)澆式節(jié)約模板，優(yōu)點：施工簡單，整體性較全裝配式好，又比全現(xiàn)澆式節(jié)約模板，省去現(xiàn)場支模省去現(xiàn)場支模 （一）框架的類型 按施工方法的不同，框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆框架、裝配式框架和現(xiàn)澆預制框架三種類型。v （3）裝配式框架）裝配式框架：構(gòu)件（梁板柱）全部預制，然后在施工現(xiàn)場：構(gòu)件（梁板柱）全部預制，然后在施工現(xiàn)場進行安裝就位，對于預埋件焊接而形成的框架結(jié)構(gòu)。進行安裝就位，對于預埋件焊接而形成的框架結(jié)構(gòu)。優(yōu)點：構(gòu)件可以在工廠預制，質(zhì)量容易保證，節(jié)約模板，施工現(xiàn)場優(yōu)點：構(gòu)件可以在工廠預制，質(zhì)量容易保證，節(jié)約模板，施工現(xiàn)場的工作量較少

14、，比現(xiàn)澆框架節(jié)省模板并能縮短工期，可以做到的工作量較少，比現(xiàn)澆框架節(jié)省模板并能縮短工期，可以做到構(gòu)件的標準化和定型化；構(gòu)件的標準化和定型化；缺點：預埋件多，增加了框架的節(jié)點連接，用鋼量大整體性較差，缺點：預埋件多，增加了框架的節(jié)點連接，用鋼量大整體性較差，同時施工時需要大型運輸和吊裝機械，不適用于震區(qū)。同時施工時需要大型運輸和吊裝機械，不適用于震區(qū)。 v （4）裝配整體式框架：）裝配整體式框架：框架構(gòu)件（梁板柱）全部預制，在現(xiàn)場框架構(gòu)件（梁板柱）全部預制，在現(xiàn)場安裝就位后，再在構(gòu)件連接處局部現(xiàn)澆混凝土使之成為整體。安裝就位后，再在構(gòu)件連接處局部現(xiàn)澆混凝土使之成為整體。 其梁板柱可以在工廠預制，

15、在施工現(xiàn)場將構(gòu)件吊裝就位，再用現(xiàn)其梁板柱可以在工廠預制，在施工現(xiàn)場將構(gòu)件吊裝就位，再用現(xiàn)澆混凝土將框架連接成整體，因而這種框架兼?zhèn)淞饲皟煞N框架澆混凝土將框架連接成整體，因而這種框架兼?zhèn)淞饲皟煞N框架的優(yōu)點，節(jié)約模板和縮短工期，省去了眾多的預埋件，節(jié)點用的優(yōu)點，節(jié)約模板和縮短工期，省去了眾多的預埋件，節(jié)點用鋼量少，保證了節(jié)點的剛度，結(jié)構(gòu)整體性較好。鋼量少，保證了節(jié)點的剛度，結(jié)構(gòu)整體性較好。缺點：增加了現(xiàn)場澆筑混凝土的工作量，施工相對復雜。缺點：增加了現(xiàn)場澆筑混凝土的工作量，施工相對復雜。 n框架結(jié)構(gòu)框架結(jié)構(gòu)是由若干個平面框架通過連系梁的連接而形成的空是由若干個平面框架通過連系梁的連接而形成的空間結(jié)

16、構(gòu)體系。在該結(jié)構(gòu)中，主要承受露面和屋面荷載的梁稱為框架間結(jié)構(gòu)體系。在該結(jié)構(gòu)中，主要承受露面和屋面荷載的梁稱為框架梁，而另一方向的梁稱為連系梁，樓蓋的荷載可傳遞到縱橫兩個方梁，而另一方向的梁稱為連系梁，樓蓋的荷載可傳遞到縱橫兩個方向的框架上，其中框架梁和柱組成主要承重框架，連系梁和柱組成向的框架上，其中框架梁和柱組成主要承重框架，連系梁和柱組成非主要承重框架，若采用雙向板，則縱橫框架都是承重框架。非主要承重框架，若采用雙向板，則縱橫框架都是承重框架。n在這個體系中，平面框架是基本的承重結(jié)構(gòu)，按其布置方向在這個體系中，平面框架是基本的承重結(jié)構(gòu)，按其布置方向的不同，的不同，框架體系可以分為下列三種：

17、框架體系可以分為下列三種：n（1） 橫向框架承重方案橫向框架承重方案n在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的橫向布置。在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的橫向布置。n沿房屋的縱向設(shè)置板和連系梁，沿房屋的縱向設(shè)置板和連系梁，見圖見圖 (a) 。 （二）框架結(jié)構(gòu)布置（二）框架結(jié)構(gòu)布置這種布置方案的優(yōu)點是：這種布置方案的優(yōu)點是：(1)(1)框架外柱寬度可收小，能滿足建筑立面要求；框架外柱寬度可收小，能滿足建筑立面要求；(2)(2)外墻不承重，其自重由連系梁傳給橫向承重框架柱，故對縱向墻外墻不承重，其自重由連系梁傳給橫向承重框架柱，故對縱向墻沿開窗限制建筑上的室內(nèi)采光的要求；沿開窗限制建筑上的室內(nèi)采

18、光的要求；(3)(3)由于一般進深大于開間，采取橫向承重框架時，樓板沿縱向（即由于一般進深大于開間，采取橫向承重框架時，樓板沿縱向（即開間方向）布置，跨度可以相對小些，樓板結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟合理。開間方向）布置，跨度可以相對小些，樓板結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟合理。如采用裝配式預制樓板時，則運輸和吊裝也較為方便。如采用裝配式預制樓板時，則運輸和吊裝也較為方便。目前，一般工業(yè)與民用建筑多采用這種橫向承重框架的布置方案。目前，一般工業(yè)與民用建筑多采用這種橫向承重框架的布置方案。n（2） 縱向框架承重方案縱向框架承重方案n在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的縱向布在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的縱向布置。沿房屋

19、的橫向設(shè)置板和連系梁，置。沿房屋的橫向設(shè)置板和連系梁，見圖見圖 (b)。 優(yōu)點：采用該方案時，房間布置靈活，采光和通風好，有利于提高房屋凈高缺點：橫向剛度較差，只適用于層數(shù)較少的房屋。n（3） 縱橫向框架混合承重方案縱橫向框架混合承重方案n在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的縱、橫在這種布置方案中，主要承重框架沿房屋的縱、橫向布置，向布置，見圖見圖(c)。 承重框架沿房屋縱向與橫向同時布置，可以有利于滿足來自兩個不同方向的抗風和抗震要求。雖然有時樓板僅沿一個方向布置或者采用雙向樓板，但是縱橫兩個方向的框架均具有足夠的強度和剛度。 目前，地震區(qū)的多層框架房屋及要求承重的工業(yè)廠房常采用該方案 柱

20、網(wǎng)布置和層高柱網(wǎng)定義：單層廠房、多層廠房中，承重結(jié)構(gòu)柱子在平面排列時形成的網(wǎng)格稱為柱網(wǎng)柱網(wǎng)的尺寸由柱距和跨度確定。廠房柱網(wǎng)的確定就是確定跨度、柱距。確定跨度的因素：1）生產(chǎn)工藝中生產(chǎn)設(shè)備的大小布置方式。2）車間內(nèi)部寬度。3）跨度尺寸滿足廠房建筑模式協(xié)調(diào)標準(GBJ6-86)的要求。確定柱距：我國單層工業(yè)廠房設(shè)計主要采用裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系，基本柱距為6M。當結(jié)構(gòu)為磚混體系時柱距應(yīng)當小于4m，可以為3.9m,3.6m,3.3m柱網(wǎng)的優(yōu)點：1.有統(tǒng)一的模數(shù)，方便施工；2.使用現(xiàn)澆鋼筋混凝土，結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，有良好的抗震性；3.方便室內(nèi)布置。可以在柱與柱之間建非承重隔墻，以對空間進行任意分隔。也可不建

21、任何墻體，創(chuàng)造開敞的辦公空間或公共空間。變形縫是伸縮縫、沉降縫和防震縫的總稱。根據(jù)建筑物在外界因素作用下常會產(chǎn)生變形，導致開裂甚至破壞。變形縫是針對這種情況而預留的構(gòu)造縫。伸縮縫伸縮縫：建筑構(gòu)件因溫度和濕度等因素的變化會產(chǎn)生脹縮變形。為此，通常在建筑物適當?shù)牟课辉O(shè)置垂直縫隙，自基礎(chǔ)以上將房屋的墻體、樓板層、 屋頂?shù)葮?gòu)件斷開，將建筑物分離成幾個獨立的部分。為克服過大的溫度差而設(shè)置的縫，基礎(chǔ)可不斷開，從基礎(chǔ)頂面至屋頂沿結(jié)構(gòu)斷開?？拐鹂p抗震縫：為使建筑物較規(guī)則，以期有利于結(jié)構(gòu)抗震而設(shè)置的縫，基礎(chǔ)可不斷開。它的設(shè)置目的是將大型建筑物分隔為較小的部分，形成相對獨立的防震單元，避免因地震造成建筑物整體震動

22、不協(xié)調(diào)，而產(chǎn)生破壞。防震縫的設(shè)置主要與建筑平面形狀、高差、剛度、質(zhì)量分布等因素有關(guān)。設(shè)置防震縫后，應(yīng)使各結(jié)構(gòu)單元簡單規(guī)則，剛度和質(zhì)量分布均勻，以避免地震作用下的扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。為避免各單元之間互相碰撞，防震縫寬度不得小于70mm。沉降縫沉降縫： 指同一建筑物高低相差懸殊，上部荷載分布不均勻，或建在不同地基土壤上時，為避免不均勻沉降使墻體或其它結(jié)構(gòu)部位開裂而設(shè)置的建筑構(gòu)造縫。沉降縫把建筑物劃分成幾個段落，自成系統(tǒng)，從基礎(chǔ)、墻體、樓板到房頂各不連接。縫寬一般為3070毫米。將建筑物或構(gòu)筑物從基礎(chǔ)至頂部完全分隔成段的豎直縫。借以避免各段不均勻下沉而產(chǎn)生裂縫。通常設(shè)置在建筑高低、荷載或地基承載力差別很大的各

23、部分之間，以及在新舊建筑的聯(lián)接處。沉降縫的設(shè)置，主要與基礎(chǔ)受到的上部荷載及場地地質(zhì)條件有關(guān)。當上部荷載差異較大，則應(yīng)設(shè)沉降縫；沉降縫可利用挑梁或擱置預制板、梁等方法做成。 作用于框架結(jié)構(gòu)上的荷載有作用于框架結(jié)構(gòu)上的荷載有豎向荷載豎向荷載和和水平荷載水平荷載以及地震以及地震作用作用 豎向荷載豎向荷載包括結(jié)構(gòu)自重、樓面荷載、雪載等。豎向荷載包括結(jié)構(gòu)自重、樓面荷載、雪載等。豎向荷載一般為一般為均布荷載均布荷載。 水平荷載水平荷載為風荷載。沿建筑物高度按均勻分布荷載考慮，為風荷載。沿建筑物高度按均勻分布荷載考慮，水平荷載均簡化為水平荷載均簡化為作用于框架節(jié)點上作用于框架節(jié)點上集中力，集中力，即折算成作

24、用于樓層節(jié)點位置的水平集中力。 地震作用主要是水平地震作用，在抗震設(shè)防烈度6度以上需要考慮。二、二、 框架結(jié)構(gòu)的受力特點框架結(jié)構(gòu)的受力特點（一）框架結(jié)構(gòu)的荷載（一）框架結(jié)構(gòu)的荷載1.豎向荷載豎向荷載在多層框架結(jié)構(gòu)中，影響結(jié)構(gòu)內(nèi)力的主要是豎向荷載，而結(jié)構(gòu)變形則主要考慮梁在豎向荷載作用下的擾度；在高層框架結(jié)構(gòu)中，豎向荷載的作用于多層建筑相似，柱內(nèi)軸力隨著層數(shù)的增加而增加。2.水平荷載水平荷載框架下部的梁，柱內(nèi)力大，層間變形也大，越到上部層間變形越??；框架的層數(shù)越多，產(chǎn)生的水平位移越大，框架的內(nèi)力也隨層數(shù)的增加而迅速增長，層數(shù)超過一定程度時，水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)利遠遠大于豎向荷載產(chǎn)生的內(nèi)力。這時，水平荷

25、載對設(shè)計起主要控制作用。n框架結(jié)構(gòu)層數(shù)較少時，豎向荷載起控制作用，框架結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟。n當房屋向更高的層數(shù)發(fā)展時，采用框架結(jié)構(gòu)將會產(chǎn)生矛盾：n（）強度方面：由于層數(shù)和高度的增加，豎向荷載和水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力都要相應(yīng)增大，特別是水平荷載產(chǎn)生的內(nèi)力增加更快。當高度達到一定的數(shù)值，框架中將產(chǎn)生相當大的內(nèi)力。n（）剛度方面：隨著房屋高度的增加，在水平荷載作用下，框架結(jié)構(gòu)本身柔性較大，水平位移成為重要的控制因素。n要滿足強度和剛度的要求，就必須增大構(gòu)件的截面尺寸，太大不經(jīng)濟，甚至不合理。合理層數(shù)是615層，最經(jīng)濟是10層左右。高寬比：結(jié)論結(jié)論框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖n框架結(jié)構(gòu)體系房屋是由橫向框

26、架和縱向框架組成的空間結(jié)構(gòu)。一般情況下，橫向和縱向框架都是均勻布置的，各榀框架的剛度基本相同；作用在房屋上的荷載，如恒載、雪荷載、風荷載一般也是均勻分布的。因此，在荷載作用下，不論是橫向還是縱向，各榀框架將產(chǎn)生大致相同的內(nèi)力，相互之間不會產(chǎn)生大的約束力，故可單獨取出一片框架作為計算單元。在縱橫向布置時，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同特點進行分析，并對荷載進行適當簡化?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的計算簡圖框架結(jié)構(gòu)的計算簡圖節(jié)點簡化簡圖節(jié)點簡化簡圖n框架支座可分為固定支座和鉸支座。當為現(xiàn)澆鋼筋混凝土柱時，一般設(shè)計成固定支座（a）；當為預制杯形基礎(chǔ)時，則應(yīng)視構(gòu)造措施不同分別簡化為固定支座見（b）和鉸支座（c）。（一）框架梁（一）框

27、架梁三、現(xiàn)澆框架的構(gòu)造要求三、現(xiàn)澆框架的構(gòu)造要求框架梁的截面形狀在整體式框架中以T形和倒L形為主；在裝配式框架中一般采用矩形，也可做成T形和花籃形；裝配整體式框架中常做成花籃形。 框架柱截面形狀一般為矩形或正方形，也可根據(jù)需要做成圓形或其它形狀?？蚣芰旱慕孛娓叨瓤筛鶕?jù)梁的跨度、約束條件及荷載大小進行選擇，一般取梁高1/81/12l，其中l(wèi)為梁的跨度，當框架梁為單跨或荷載較大時取大值，當架梁為多跨或荷載較小時取小值。為防止梁發(fā)生剪切破壞，梁高h不宜大于1/4凈跨?？蚣芰旱慕孛鎸挾瓤扇?1/31/2)h為了使端部節(jié)點傳為可靠，梁寬b不宜小于柱寬的1/2，且不應(yīng)小于200mm。 為了降低樓層高度或便

28、于管道鋪設(shè)，也可將框架梁設(shè)計成寬度較大的扁梁，扁梁的截面高度可取(1/151/18)l。 當采用疊合梁時，后澆部分截面高度不宜小于120mm。 框架連系梁的截面高度可按(1/121/15)l確定，寬度不宜小于梁高的1/4。 （一）框架梁縱筋（一）框架梁縱筋梁縱向受拉鋼筋除應(yīng)滿足受彎承載力的要求外，還應(yīng)考慮溫度變化、混凝土收縮引起附加應(yīng)力的影響。縱向受拉鋼筋的最小配筋率在支座處不應(yīng)小于0.25%，跨中處不應(yīng)小于0.20%。梁跨中截面的上部架立筋不應(yīng)小于212，架立筋與梁支座負筋的搭接長度為1.2la 。 框架頂層梁端節(jié)點處的負鋼筋伸人邊柱的錨固長度不應(yīng)小于1.2 la ，框架其余層梁端節(jié)點處的負

29、鋼筋伸入邊柱的錨固長度不應(yīng)小于la ，當上部縱筋在端節(jié)點內(nèi)水平錨固長度不足時，應(yīng)伸至柱邊后再向下彎折，彎折前的水平投影長度不應(yīng)小于0.40 la ，彎折后垂直長度不應(yīng)小于15d。 梁支座截面下部至少有2根縱筋伸入柱中，伸人柱內(nèi)長度不應(yīng)小于人，如水平錨固長度不足需要彎折時，則彎折前的水平錨固長度不應(yīng)小于15d。梁支座截面的負彎矩鋼筋自柱邊緣算起的長度不應(yīng)小于 ln /4。（一）框架梁箍筋（一）框架梁箍筋梁端箍筋應(yīng)該加密，箍筋加密區(qū)的范圍按規(guī)范要求，詳見表5-2，當梁端縱筋配筋率大于2%時，表中箍筋最小直徑應(yīng)增大2mm。梁的箍筋沿梁全長范圍內(nèi)設(shè)置，第一排箍筋一般設(shè)置在距離節(jié)點邊緣50mm處。箍筋最

30、小直徑和最大間距的要求與一般梁相同，即一級不大于200mm和20d（d為箍筋直徑較大者），二三級不大于250mm和20d，四級不大于300mm。（二）框架柱截面尺寸（二）框架柱截面尺寸柱截面高度可取 1/15 1/20H ，H為層高；柱截面寬度可1 2/3h ，并按下述方法進行初步結(jié)算。 框架柱承受豎向荷載為主時，可先按負荷面積估算出柱軸力，再按軸心受壓柱驗算。考慮到彎矩影響，適當將柱軸力乘以1.21.4的放大系數(shù)。柱的截面高度不宜小于400mm，寬度不宜小于350mm。為避免發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于4。 （二）框架柱縱筋（二）框架柱縱筋框架可能受到來自兩個方向的水平荷載作用，

31、框架柱的縱向鋼筋宜采用對稱配筋?？蚣苤v筋的最小直徑不應(yīng)小于12mm，全部縱向鋼筋的配筋率 不小于0.4%，也不大于5%。 為了對柱截面核心混凝土形成良好的約束，減小箍筋自由長度，縱向鋼筋的間距不應(yīng)大于200mm；為了保證縱向鋼筋有較好的粘結(jié)能力，縱筋之間的凈距不應(yīng)小于50mm。柱縱向鋼筋搭接位置應(yīng)在受力較小區(qū)域，搭接長度為1.2 。當柱每側(cè)縱筋不超過4根時，可在同一截面搭接;每側(cè)縱筋超過4根時，應(yīng)分批搭接?？v向鋼筋直徑大于22mm時，宜采用焊接接頭。 框架頂層柱的縱向鋼筋應(yīng)錨固在柱頂或梁內(nèi)，錨固長度由梁底算起不小于 。（二）框架柱箍筋（二）框架柱箍筋（二）框架柱箍筋（二）框架柱箍筋箍筋應(yīng)為封

32、閉式，箍筋間距不應(yīng)大于400mm，且不應(yīng)大于柱短邊尺寸；同時，在綁扎骨架中，箍筋直徑不應(yīng)小于d/4（d為縱向鋼筋的最大直徑），且不應(yīng)小于6mm。當柱中全部縱向受力鋼筋的配筋率超過3%時，箍筋直徑不宜小于8mm，間距不應(yīng)大于10d且不應(yīng)大于200mm，最好焊接成封閉式。 當柱每側(cè)縱向鋼筋多于3根時，應(yīng)設(shè)置復合箍筋；但當柱的短邊不大于400mm，且縱筋根數(shù)不多于4根時，可不設(shè)復合箍筋。 柱縱向鋼筋搭接長度范圍內(nèi)，當縱筋受力時，箍筋間距不應(yīng)大于10d，且不應(yīng)大于200mm；當縱筋受拉時，箍筋間距不應(yīng)大于5d且不應(yīng)大于100mm。箍筋彎鉤要適當加長，以繞過搭接的2根縱筋。柱箍筋加密區(qū)的箍筋肢距，一級不

33、宜大于200mm，二三級不宜大于250mm和20d，四級不宜大于300mm。至少每隔一根縱筋宜在兩個方向上有箍筋約束，當采用復合箍筋時，拉筋緊靠縱筋并鉤住封閉箍筋。n現(xiàn)澆框架的連接現(xiàn)澆框架的連接主要是指主要是指梁與柱梁與柱及及柱與柱柱與柱之間的配筋之間的配筋構(gòu)造。構(gòu)造。 n（1） 上下柱連接上下柱連接n上下柱的鋼筋的連接宜采用焊接，也可采用搭接。上下柱的鋼筋的連接宜采用焊接，也可采用搭接。 n當柱每邊鋼筋不多于當柱每邊鋼筋不多于4根時，可在一個水平面上接根時，可在一個水平面上接頭；當柱每邊鋼筋為頭；當柱每邊鋼筋為58根時，可在兩個水平面上接頭；根時，可在兩個水平面上接頭；當柱每邊鋼筋為當柱每邊鋼筋為98根時，可在三個水平面上接頭，見根時，可在三個水平面上接頭，見下圖。下圖。 n下柱伸入上柱搭接鋼筋的根數(shù)及直徑應(yīng)滿足上柱下柱伸入上柱搭接鋼筋的根數(shù)及直徑應(yīng)滿足上柱要求。要求。 如后圖如后圖 。（二）連接構(gòu)造（二）連接構(gòu)造圖圖 上下柱鋼筋接頭上下柱鋼筋接頭 （a) 每邊鋼筋4根；（b) 每邊鋼筋58根；(c) 每邊鋼筋98根 圖圖 上下柱截面不等時的鋼筋接頭上下柱截面不等時的鋼筋接頭 (a) b/a1/6時；(b