钢筋混凝土多层与高层结构上

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1、第五章钢筋混凝土多层与高层结构第一节多层与高层结构体系第二节框架结构第三节剪力墙结构第四节框架剪力墙结构本章介绍钢筋混凝土多层及高层房屋的结构体系，以及框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构、筒体结构的受力特点、计算方法及构造要求。通过学习，了解钢筋混凝土多层及高层房屋的常用结构体系的特点及适用高度。本章提要高层与多层的界限：《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ-2002（以下简称《高规》）将10层及10层以上或高度大于28m的建筑物称为高层建筑，2~9层且高度不大于28m为多层建筑。高层建筑是随着社会生产力、人们生活的需要发展起来的，是商品化、工业化、城市化的结果。但是当建筑物高度增加时，水

2、平力（风荷载及地震作用）对结构起的作用将愈来愈大。除了结构内力将明显加大外，结构侧向位移增加更快。高层建筑中，结构要使用更多的材料来抵抗水平力，抗侧力成为高层建筑结构设计的主要问题。特别是在地震区，地震作用对高层建筑的威胁也比低层建筑要大，抗震设计应受到加倍重视。下图是结构内力（N，M）、位移（Δ）与高度的关系，弯矩和位移都随高度呈指数曲线上升。结构内力、位移与高度的关系目前，多层与高层建筑常用的结构体系可分为四种类型：框架体系、剪力墙体系、框架—剪力墙体系和筒体体系，各有不同的适用高度和优缺点。第一节多层与高层结构体系一、框架结构体系主要由楼板、梁、柱及基础等承重构件通过结点连接组成，一般由

3、框架梁、柱与基础形成多个平面框架作为主要的承重结构，各平面框架再由联系梁联系起来，形成一个空间结构体系。优点：建筑平面布置灵活、易于设置较大房间、使用方便构件类型少，易于标准化、定型化；可以采用预制构件，也易于采用定型模板而做成现浇结构，有时还可采用现浇柱及预制梁板的半现浇半预制结构。现浇结构的整体性好，抗震性能好，在地震区应优先采用。缺点：抗侧刚度低，２０层以下建筑适用范围：办公楼、餐厅、车间、营业室、教室和实验室等框架结构体系的优缺点及适用范围二、剪力墙结构体系将房屋的内、外墙都做成实体的钢筋混凝土结构，这种体系为剪力墙结构体系。剪力墙的间距受到楼板跨度的限制，一般为3～8m，因而剪力墙结

4、构适用于具有小房间的住宅、旅馆等开间较小的建筑，此时可省去大量砌筑填充墙的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板等先进的施工方法，施工速度很快。现浇钢筋混凝土剪力墙结构的整体性好，刚度大，在水平力作用下侧向变形很小。墙体截面积大，承载力要求也比较容易满足。抗震性能也较好。剪力墙结构的缺点和局限性也是很明显的，主要是剪力墙间距太小，平面布置不灵活，结构自重较大。为了减轻自重和充分利用剪力墙的承载力和刚度，剪力墙的间距要尽可能做大些，一般6m左右为宜。三、框架－剪力墙体系框架结构侧向刚度差，抵抗水平荷载能力较低，地震作用下变形大，但它具有平面灵活、有较大空间、立面处理易于变化等优点。而剪力墙结构则相

5、反，抗侧力刚度、强度大，但限制了使用空间。把两者结合起来，取长补短，在框架中设置一些剪力墙，就成了框架－剪力墙(简称框－剪)体系。在这种体系中，剪力墙常常担负大部分水平荷载，结构总体刚度加大，侧移减小，平面布置灵活、使用方便。。同时，通过框架和剪力墙协同工作，通过变形协调，使各种变形趋于均匀，改善了纯框架或纯剪力墙结构中上部和下部层间变形相差较大的缺点，因而在地震作用下可减少非结构构件的破坏。从框架本身看，上下各层柱的受力也比纯框架柱的受力均匀，因此柱子断面尺寸和配筋都可比较均匀。框-剪体系的适用高度为15～25层，一般不宜超过30层。四、筒体结构体系由剪力墙体系和框架体系演变发展而成，是将剪

6、力墙或密柱框架围合而成一个或多个封闭的筒体（或框筒），组成承受竖向和水平作用的结构称为筒体结构体系。筒体根据开孔的多少，筒体有空腹筒和实腹筒之分。实腹筒一般由电梯井、楼梯间、管道井等形成，开孔少，因其常位于房屋中部，故又称核心筒。空腹筒又称框筒，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。这些横梁称为窗裙梁，梁高一般为0.6～1.22m。由核心筒、框筒等基本单元组成的承重结构体系称为筒体体系。根据房屋高度及其所受水平力的不同，筒体体系可以布置成核心筒结构、框筒结构、筒中筒结构、框架核心筒结构、成束筒结构和多重筒结构等形式。筒中筒结构通常用框筒作为外筒，实腹筒作为内筒。一、框架结构的

7、形式（一）框架的类型按施工方法的不同，框架结构可分为现浇框架、预制框架和现浇预制框架三种类型。第二节框架结构（１）现浇整体式框架：工地现浇优点：结构整体性及抗震性能好，节省钢材；缺点：现场工作量大，模板消耗多，施工周期较长。（２）装配式框架：优点：构件可以在工厂预制，质量容易保证，施工现场的工作量较少，比现浇框架节省模板并能缩短工期；缺点：增加了框架的节点连接，用钢量大整体性较差。（３）装配整体式