1、 第八章第八章 多层及高层钢筋混凝土房屋多层及高层钢筋混凝土房屋第一讲第一讲 常用结构常用结构体系的基本概念及特点体系的基本概念及特点; 框架结构框架结构的结构形式及结构布置的结构形式及结构布置.（一）（一） 框架结构的受力特点及构造框架结构的受力特点及构造（二）（二）1.掌握常用结构体系的基本概念及特点掌握常用结构体系的基本概念及特点;2.了解框架结构的结构形式及结构布置了解框架结构的结构形式及结构布置;3.掌握框架结构的受力特点掌握框架结构的受力特点及构造。及构造。 难难 点点重重 点点 1. 1. 框架结构的受力特点框架结构的受力特点及构造。及构造。教学目标教学目标1.框架结构的结构形式
2、及结构布置。框架结构的结构形式及结构布置。 本章主要内容本章主要内容 1. 多层与高层钢筋混凝土房屋多层与高层钢筋混凝土房屋常用结构体系常用结构体系的概念、特点、的概念、特点、 适用范围；适用范围； 2. 框架结构框架结构的受力特点及构造要求；的受力特点及构造要求； 3. 剪力墙结构剪力墙结构的受力特点及构造要求；的受力特点及构造要求； 4. 框架框架剪力墙剪力墙结构的受力特点及一般构造要求。结构的受力特点及一般构造要求。 第一讲第一讲 教学目标：教学目标： 1 1. .了解框架结构、剪力墙结构、框架了解框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构及筒体剪力墙结构及筒体 结构的结构的概念及适用范围概念
3、及适用范围； 2. 2.理解框架结构的理解框架结构的布置原则布置原则； 3. 3.理解理解框架结构的框架结构的受力特点受力特点和和近似计算原理近似计算原理；4.4.理解框架的理解框架的破坏形式、设计原则及构造要求破坏形式、设计原则及构造要求。 关于多层与高层建筑的界限：关于多层与高层建筑的界限： 高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010 2.1.1条10层及1010层层以上或房屋高度大于28m28m的住宅建筑住宅建筑和房屋高度大于24m24m的其他高层其他高层民用建筑；10层及1010层层以上住宅建筑住宅建筑和房屋高度大于24m24m的其他高层其他高层民用建筑； 民用建筑设计通则GB503
4、52-2005 3.1.2条结构构件受力与传力的结构组成方式称为结构体系。目前，钢筋混凝土多层及高层房屋常用的结构体系有框架结构、框架-剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构等。 8.1.1 8.1.1 框架结构框架结构1.1.概念概念由梁和柱为主要构件组成的承受竖向和水平作用的结构。8.1 8.1 常用结构体系常用结构体系 框架结构框架结构 a.a.平面图平面图b.b.立面图立面图2.2.特点特点 a.a.承重结构和围护、分隔构件完全分开，墙只起围护、分隔作用。 b.框架结构在水平荷载下表现出抗侧移刚度小，水平位移大，属于柔性结构。 3. 3.应用应用 广泛应用于多层工业厂房及多高层办公楼、医院、
5、旅馆、教学楼、住宅等。框架结构的最大适用高度？框架结构的最大适用高度？建筑抗震设计规范GB50011-2010 6.1.1条高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-2010 4.4.异形柱框架异形柱框架混凝土异形柱结构技术规程JGJ149-2006特点特点：柱截面宽度等于墙厚，室内墙面平整，便于布置。混凝土异形柱结构技术规程JGJ149-2006最大适用高度最大适用高度：8.1.2 8.1.2 剪力墙结构剪力墙结构1.1.概念概念由剪力墙组成的承受竖向和水平作用的结构。a.剪力墙：实质上是固结于基础的钢筋混凝土墙片，具有很高的抗侧移能力;解析：解析：b.剪力墙作用：既是承重构件，又起围护、分隔作用
6、。剪力墙剪力墙结构结构 a.a.平面图平面图b.b.立面图立面图剪力墙剪力墙2.2.特点特点a.侧向刚度大，整体性好，对承受水平力有利；b.无凸出墙面的梁柱，整齐美观，特别适合居住建筑;c.可使用大模板施工，利于缩短工期，节省人力;d.但剪力墙体系的房间划分受到较大限制。建筑抗震设计规范GB50011-2010 6.1.1条3.3.最大适用高度最大适用高度高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20103.3.最大适用高度最大适用高度a.a.未落地剪力墙未落地剪力墙b.b.框支梁框支梁c.c.框支柱框支柱部分框支剪力墙结构部分框支剪力墙结构8.1.3 8.1.3 框架框架- -剪力墙体系剪力墙体系
7、1.1.概念概念由框架和剪力墙共同承受竖向和水平作用的结构。a.a.平面图平面图b.b.立面图立面图2.2.特点特点a.框架-剪力墙体系的侧向刚度比框架结构大;b.大部分水平力由剪力墙承担，而竖向荷载主要由框架承受，因而用于高层房屋比框架结构更为经济合理；c.同时由于它只在部份位置上有剪力墙，保持了框架结构易于分割空间、立面易于变化等优点。 3. 3.应用应用 框-剪体系广泛应用于多层及高层商住楼、办公楼等建筑中。建筑抗震设计规范GB50011-2010 6.1.1条4.4.最大适用高度最大适用高度高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20104.4.最大适用高度最大适用高度8.1.4 8.1.
8、4 筒体体系筒体体系1.概念概念由竖向筒体为主组成的承受竖向和水平作用的建筑结构。2.2.组成基本单元：组成基本单元：核心筒核心筒、框筒框筒3.3.分类：框筒结构、筒中筒结构、框架分类：框筒结构、筒中筒结构、框架核心筒结构等。核心筒结构等。框架框架- -核心筒核心筒核心筒核心筒a.a.平面图平面图b.b.立面图立面图建筑抗震设计规范GB50011-2010 6.1.1条3.3.最大适用高度最大适用高度高层建筑混凝土结构技术规程JGJ3-20103.3.最大适用高度最大适用高度小结小结由由梁、柱构件梁、柱构件通过节点连接形成的骨架结构通过节点连接形成的骨架结构梁、柱承受竖向和水平荷载，梁、柱承受
9、竖向和水平荷载，墙体墙体起维护作用起维护作用整体性和抗震性均好，且整体性和抗震性均好，且平面布置灵活平面布置灵活，可提供，可提供较大的较大的使用空间使用空间，也可构成丰富多变的，也可构成丰富多变的立面造型立面造型随着随着层数和高度层数和高度的增加，构件截面面积和钢筋用量增多，的增加，构件截面面积和钢筋用量增多，侧向侧向刚度刚度越来越难以满足要求，一般不宜用于过高的建越来越难以满足要求，一般不宜用于过高的建筑，如对于抗震设防烈度为筑，如对于抗震设防烈度为7度度的地区，现浇钢筋混凝土的地区，现浇钢筋混凝土框架结构房屋适用的最大高度一般为框架结构房屋适用的最大高度一般为50米米。u依靠剪力墙承受竖向
10、及水平荷载依靠剪力墙承受竖向及水平荷载u整体性好、刚度大、抗震性能好整体性好、刚度大、抗震性能好，常用于，常用于2050层的高层的高层建筑。层建筑。p在框架中设置一些剪力墙在框架中设置一些剪力墙p既能满足既能满足平面布置灵活平面布置灵活、又能满足、又能满足抗侧力抗侧力要求，一般常要求，一般常用于用于1025层的建筑中。层的建筑中。u剪力墙集剪力墙集中而获得较大的中而获得较大的自由分割空间自由分割空间，多用于写作，多用于写作楼楼u适用于平面或竖向适用于平面或竖向布置复杂、水平荷载大布置复杂、水平荷载大的高层建筑。的高层建筑。8.2 框架结构框架结构 框架结构由框架结构由框架梁框架梁、框架柱框架柱
11、和和基础基础组成。组成。一、概述一、概述 框架梁与框架柱通常为框架梁与框架柱通常为刚接刚接（也可做成（也可做成铰接点铰接点或或半铰节半铰节点点），框架柱），框架柱固结固结于基础顶面，框架填充墙体是于基础顶面，框架填充墙体是维护结构维护结构，但，但对抵抗水平作用有一定的影响。对抵抗水平作用有一定的影响。取出一榀取出一榀横向框架横向框架按按节节点点类类型型铰接框架框架结构的分类：框架结构的分类：刚接框架按按施施工工方方法法现浇式框架装配式框架装配整体式框架梁、柱、楼盖均现浇。梁、柱、楼盖均现浇。整体性强，抗震（振）整体性强，抗震（振）性好性好现场施工工作量大，现场施工工作量大，费模费模梁、柱、楼盖
12、均为预制，梁、柱、楼盖均为预制，通过焊接拼装连接成整通过焊接拼装连接成整体体施工速度快、效率高，施工速度快、效率高，适合标准化、工厂化、适合标准化、工厂化、机械化生产机械化生产用钢量增加、整体性差，用钢量增加、整体性差，抗震（振）能力弱抗震（振）能力弱梁、柱、楼盖均为预制，构件梁、柱、楼盖均为预制，构件吊装就位后，焊接或绑扎节点吊装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，浇筑节点区混凝土，区钢筋，浇筑节点区混凝土，将梁、柱、板连接成整体将梁、柱、板连接成整体具有较好的整体性和抗震（振）具有较好的整体性和抗震（振）能力，又可采用预制构件，减能力，又可采用预制构件，减少现场混凝土浇筑量少现场混凝土浇筑量节点
13、区现场混凝土施工复杂节点区现场混凝土施工复杂二、结构布置二、结构布置框架结构布置的原则为：框架结构布置的原则为：|结构平面形状和立面体形尽可能结构平面形状和立面体形尽可能简单规则简单规则|结构各部分刚度结构各部分刚度均匀对阵均匀对阵，以减少结构产生扭转的可能，以减少结构产生扭转的可能|控制结构的控制结构的高宽比高宽比（一般（一般H/B4为宜），以减少结构在水为宜），以减少结构在水平作用下的侧移平作用下的侧移|尽量统一尽量统一柱网与层高柱网与层高，以减少构件种类规格、简化设计与，以减少构件种类规格、简化设计与施工。施工。满足生产工艺（生活、工作）要求满足生产工艺（生活、工作）要求 满足建筑平面布
14、置的要求。满足建筑平面布置的要求。使结构受力合理使结构受力合理便于施工便于施工柱在两个方向（横、纵向）均有梁拉结，柱在两个方向（横、纵向）均有梁拉结，构成一个构成一个空间受力体系空间受力体系。为计算方便起见，可把空间框架分解为为计算方便起见，可把空间框架分解为纵、纵、横两个方向的平面框架。横两个方向的平面框架。纵向框架和横向框架分别承受各自方向上纵向框架和横向框架分别承受各自方向上的水平力，而楼面荷载按楼盖布置的方式的的水平力，而楼面荷载按楼盖布置的方式的不同按不同的方法传递。不同按不同的方法传递。纵向纵向横横向向纵向纵向单向板单向板预制板u框架框架承重梁（主梁）承重梁（主梁）横向布置，纵向布
15、置横向布置，纵向布置连连系梁系梁。u楼面荷载楼面荷载 横向框架梁横向框架梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基框架承重梁连系梁框架承重梁连系梁u主梁横向布置有利于主梁横向布置有利于提高建筑物的横向抗侧提高建筑物的横向抗侧刚度。刚度。u纵向布置尺寸较小的纵向布置尺寸较小的连系梁，有利于房屋采连系梁，有利于房屋采光和通风。光和通风。预制板u框架框架承重梁（主梁）承重梁（主梁）纵纵向布置，横向布置向布置，横向布置连系梁连系梁。u楼面荷载楼面荷载 纵向框架梁纵向框架梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基u横向连系梁尺寸较小，有横向连系梁尺寸较小，有利于设备管线的穿行，可利于设备管线的穿行，可获得较高的室内
16、净高。获得较高的室内净高。u房屋横向抗侧刚度较差，房屋横向抗侧刚度较差，进深尺寸受预制板长度限制。进深尺寸受预制板长度限制。框架承重梁连系梁u框架纵横向均布置承框架纵横向均布置承重梁。重梁。u楼面荷载楼面荷载 纵、横向框架纵、横向框架梁梁 框架柱框架柱 基础基础 地基地基u具有较好的整体工作性能，具有较好的整体工作性能，对抗震有利。对抗震有利。框架承重梁框架承重梁双向板双向板双向板框架承重梁框架承重梁变形缝包括：变形缝包括：伸缩缝、沉降缝、防震缝。伸缩缝、沉降缝、防震缝。应应尽量不设或少设缝尽量不设或少设缝，以简化构造、方便施工、降低造价、，以简化构造、方便施工、降低造价、提高结构的整体性和空
17、间刚度。提高结构的整体性和空间刚度。必须设缝时应尽量必须设缝时应尽量一缝多用一缝多用。 在非地震地区，沉降缝可兼作伸缩缝在非地震地区，沉降缝可兼作伸缩缝 在地震地区，伸缩缝或沉降缝应符合防震缝的要求。在地震地区，伸缩缝或沉降缝应符合防震缝的要求。 伸缩缝伸缩缝 为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生过大为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生过大伸缩变形或裂缝而设置的，伸缩缝仅将伸缩变形或裂缝而设置的，伸缩缝仅将基础以上的房屋分基础以上的房屋分开开。钢筋混凝土框架结构的伸缩缝最大间。钢筋混凝土框架结构的伸缩缝最大间距如表距如表1 1。沉降缝沉降缝 为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中产生裂
18、缝而设为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中产生裂缝而设置的，沉降缝必须将置的，沉降缝必须将房屋连同基础一起分开房屋连同基础一起分开。 环境条件环境条件框架类别框架类别室内或土中室内或土中露天露天装配式装配式75755050现浇式现浇式55553535表表1 1钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距（钢筋混凝土框架结构伸缩缝最大间距（m)m) 防震缝防震缝当建筑平面当建筑平面过长过长、高度或刚度高度或刚度相差过大以及各结构单元的相差过大以及各结构单元的地基条地基条件件有较大差异时，钢筋混凝土框架结构应考虑设置防震缝。有较大差异时，钢筋混凝土框架结构应考虑设置防震缝。 防震缝的防震缝的最小宽度最小宽度当高
19、度不超过当高度不超过15m15m时可采用时可采用70mm70mm；超过；超过15m15m时，时，6 6度每增加度每增加5m5m，7 7度每增加度每增加4m4m，8 8度每增加度每增加3m3m，9 9度每增加度每增加2m2m宜加宽宜加宽20mm20mm。防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型防震缝两侧结构类型不同时，宜按需要较宽防震缝的结构类型和较低房屋高度确定缝宽。和较低房屋高度确定缝宽。 第一讲第一讲 框架结构的受力特点及构造框架结构的受力特点及构造（二）（二）纵向纵向横向横向空间受力体系空间受力体系平面结构平面结构简化简化简化简化纵向框架纵向框架横向框架横向框架横向框架横向
20、框架 为高次超静定结构，可用结构力学方法求得在荷载作用下的内力和位移，但工作量极大，非常复杂。为高次超静定结构，可用结构力学方法求得在荷载作用下的内力和位移，但工作量极大，非常复杂。 为简化计算（手算），可采用为简化计算（手算），可采用近似计算方法近似计算方法计算内力和位移。计算内力和位移。 近似计算方法近似计算方法一、计算简图一、计算简图取典型一取典型一榀框架进榀框架进行计算行计算计算单元取该榀横计算单元取该榀横向框架及其左右相向框架及其左右相邻各一半开间邻各一半开间框架梁跨度取柱轴线框架梁跨度取柱轴线间距离间距离除底层外，框架柱的除底层外，框架柱的长度取建筑层高长度取建筑层高底层柱的高度取
21、基础底层柱的高度取基础顶面到二层楼板顶面顶面到二层楼板顶面之间的距离之间的距离梁、柱节点为刚接节梁、柱节点为刚接节点点框架柱下端固结于基框架柱下端固结于基础顶面础顶面水平荷载水平荷载竖向荷载竖向荷载 自重及楼（屋面）活荷载，一般为分布荷载，有时也有集中荷载。自重及楼（屋面）活荷载，一般为分布荷载，有时也有集中荷载。 风荷载和水平地震作用，一般简化为作用于节点的水平集中力。风荷载和水平地震作用，一般简化为作用于节点的水平集中力。二、竖向荷载作用下的分层法二、竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法=+=+竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法=+=+水平荷载作用下
22、的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架计算简图风载作用下框架计算简图风载作用下框架柱剪力图风载作用下框架柱剪力图三、水平荷载作用下的反弯点法和三、水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架计算简图风载作用下框架计算简图水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架弯矩图风载作用下框架弯矩图反弯点反弯点反弯点反弯点hyhy：反弯点：反弯点高度比高度比节点弯矩节点弯矩 欲想求得框架在水平荷载下的弯矩图，需要求得欲想求得框架在水平荷载下的弯矩图，需要求得柱间剪力柱间剪力V和和反弯点高度反弯点高度yh。 和和的任务就是来确定在框架在节点水平
23、荷载作用下的任务就是来确定在框架在节点水平荷载作用下柱间剪力柱间剪力V和和反弯点高度反弯点高度yh。水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法反弯点法反弯点法一、基本假定一、基本假定1、求各柱剪力时，假定各柱上、下端都、求各柱剪力时，假定各柱上、下端都不发生角位移不发生角位移，即认为梁的线刚度与柱，即认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大的线刚度之比为无限大2、除底层外，其余各层柱的上、下端转、除底层外，其余各层柱的上、下端转角均相同。底层柱，反弯点位于角均相同。底层柱，反弯点位于2/3层高层高处。处。楼层柱：反
24、弯点位于层高的中点楼层柱：反弯点位于层高的中点底层柱：反弯点位于底层柱：反弯点位于2/3层高处层高处3、梁端弯矩可由节点弯矩不平衡条件求、梁端弯矩可由节点弯矩不平衡条件求出不平衡弯矩，再按节点左右梁线刚度出不平衡弯矩，再按节点左右梁线刚度进行分配。进行分配。水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法 反弯点法适用于反弯点法适用于:层数较少、柱线刚度较小、梁线刚度较大（梁柱线刚度比大于层数较少、柱线刚度较小、梁线刚度较大（梁柱线刚度比大于3）的结构）的结构二、反弯点法的适用范围二、反弯点法的适用范围 不满足上述适用范围的框架，可采用不满足上述适用范围的框架，可采用D值法值法计
25、算。计算。 D 值值 法法 D值法在反弯点法的基础上，对反弯点法中值法在反弯点法的基础上，对反弯点法中梁柱线刚度比的影响梁柱线刚度比的影响和和反弯点高度反弯点高度进行了修正，又称为进行了修正，又称为“改进反弯点法改进反弯点法”。212hiD 2c12hiD底层柱：y=2/3楼层柱：y=1/2y=y0+y1+y2+y3 1 结构布置原则1 1）框架结构的平面布置和沿高度方向的布置原则应符合“规则结构”的规定。2 2）框架应双向设置，梁中线与柱中线之间的偏心距不宜大于柱宽的l4。3 3）框架结构中的填充墙在平面和竖向的布置宜均匀对称，砌体填充墙宜与柱脱开或采用柔性连接。4）砌体砂浆强度不低于M5，
26、墙顶与框架梁密切结合； 钢筋混凝土框架的主要缺点是，随着房屋高度和层数的增加，在水平地震作用下的侧向刚度将难以满足要求。 二、一般规定墙中沿框架柱全高设置拉筋。5 5）墙长5m时，墙顶宜与框架梁有拉结。6 6）墙长超过层高2倍，宜设钢筋混凝土构造柱。7 7）墙高超过4m时，墙体半高宜设置与柱连接，且沿墙全长贯通的钢筋混凝土水平系梁。 框架单独柱基有下列情况宜沿两个主轴方向设置基础细梁：a、一级框架和类场地的二级框架；b、各柱基承受的重力荷载代表值差别较大；c、基础埋深较深或埋深差别较大；d、桩基承台之间；e、地基主要受力层范围内有液化土层、软弱土层和严重不均匀土层。2 2 截面尺寸选择截面尺寸
27、选择1 1） 梁的截面尺寸梁的截面尺寸v 梁的截面梁的截面宽度宽度不宜小于不宜小于200200mmmm；v 截面截面高宽比高宽比不宜大于不宜大于4 4；v 净净跨跨与截面与截面高高度之度之比比不宜小于不宜小于4 4。2 2） 柱的截面尺寸柱的截面尺寸v 柱的截面柱的截面宽度和高度宽度和高度均不宜小于均不宜小于300300mmmm；圆柱直径不宜小于圆柱直径不宜小于350350mm mm ；v 截面长边与短的截面长边与短的边长比边长比不宜大于不宜大于3 3 ；v 剪跨比剪跨比宜大于宜大于2 2；v 柱的截面尺寸需满足柱的柱的截面尺寸需满足柱的轴压比轴压比的要求。（轴压比是指柱组合的轴的要求。（轴压
28、比是指柱组合的轴压力设计值压力设计值N N与柱的全截面面积与柱的全截面面积A A和混凝土轴心抗压强度设计值和混凝土轴心抗压强度设计值fcfc的的乘积的比值，即乘积的比值，即 u uN N = N / f = N / fc c A A ）（1 1）砼的强度等级）砼的强度等级 钢筋砼框架强度等级不宜低于钢筋砼框架强度等级不宜低于C15C15，当采用，当采用HRB335HRB335（二级钢筋）（二级钢筋）钢筋，砼强度等级不宜低于钢筋，砼强度等级不宜低于C20C20；当采用当采用HRB400HRB400、RRB400RRB400钢筋以及对承受重复荷载的构钢筋以及对承受重复荷载的构件，砼强度等级不得低于
29、件，砼强度等级不得低于C20C20。 框架的梁、柱节点，当按一级抗震等级设计时，框架的梁、柱节点，当按一级抗震等级设计时，其砼强度等级不应低于其砼强度等级不应低于C30C30，当按二、三、四级抗震，当按二、三、四级抗震等级设计时，砼强度等级不应低于等级设计时，砼强度等级不应低于C20C20；1.1.一般构造要求一般构造要求8.2.4 8.2.4 框架结构的构造框架结构的构造下一页（2）钢筋的选用）钢筋的选用 纵筋纵筋：HRB400、HRB500；箍筋箍筋：HPB300、HRB400（3）配筋形式）配筋形式 梁一般不采用梁一般不采用弯起钢筋弯起钢筋抗剪抗剪，柱一般采用，柱一般采用对称配筋对称配筋
30、，配筋率配筋率应满足规范要求。应满足规范要求。（4）箍筋）箍筋 框架框架节点节点范围内应设置范围内应设置水平箍筋水平箍筋，间距间距不宜大于不宜大于250mm，并应符合箍筋的构造要求。，并应符合箍筋的构造要求。 现浇框架的连接主要是指现浇框架的连接主要是指梁与柱梁与柱、柱与柱柱与柱及及柱与基础柱与基础之间的配筋构造。之间的配筋构造。（1） 梁与柱连接梁与柱连接现浇框架的梁柱节点，一般做成现浇框架的梁柱节点，一般做成刚性节点刚性节点。图图9 表示中间层表示中间层中节点中节点。图图10 表示中间层表示中间层端节点端节点。图图11 表示顶层表示顶层中节点中节点。 图图12 表示顶层表示顶层端节点端节点
31、。2.连接连接构造配筋构造配筋图图9 框架框架中间节点中间节点梁纵向钢筋的锚固梁纵向钢筋的锚固（a）节点中的）节点中的直线锚固直线锚固 （b）节点中的）节点中的弯折锚固弯折锚固（b）节点范围）节点范围外搭接外搭接图图10 框架中间层框架中间层端节点端节点梁纵向钢筋的锚固梁纵向钢筋的锚固 图图11 顶层中节点柱纵向钢筋的锚固顶层中节点柱纵向钢筋的锚固图图12 梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在梁上部纵向钢筋与柱外侧纵向钢筋在顶层端节点顶层端节点的搭接的搭接 （a）位于节点外侧和梁端顶部的）位于节点外侧和梁端顶部的弯折搭接接头弯折搭接接头（b）位于柱顶外侧的）位于柱顶外侧的直线搭接接头直线搭接接头（
32、2 2） 柱与柱连接连接柱与柱连接连接上下柱的钢筋的连接宜采用焊接，也可采用搭接。上下柱的钢筋的连接宜采用焊接，也可采用搭接。 当柱每边钢筋不多于当柱每边钢筋不多于4 4根根时，可在时，可在一个水平面上接头一个水平面上接头；当柱每边钢筋为；当柱每边钢筋为5858根时，可在根时，可在两个水平面两个水平面上接头；当柱每边钢筋为上接头；当柱每边钢筋为912912根根时，可在时，可在三个水平面三个水平面上接头，见上接头，见图图1313。 下柱伸入上柱下柱伸入上柱搭接钢筋的根数搭接钢筋的根数及直径应满足上柱要求。及直径应满足上柱要求。 如如图图1414。图13 上下柱钢筋接头 （a) 每边钢筋4根；（b
33、) 每边钢筋58根；(c) 每边钢筋912根 第八章第八章 多层及高层钢筋混凝土房屋多层及高层钢筋混凝土房屋第二讲第二讲 框架结构的受力特点及构造（一）框架结构的受力特点及构造（一） 1. 1.掌握框架结构的受力特点及配筋构造要求。掌握框架结构的受力特点及配筋构造要求。 难难 点点重重 点点 1. 1. 框架结构受力特点；框架结构受力特点； 2. 2. 框架结构构造要求。框架结构构造要求。教学目标教学目标纵向纵向横向横向空间受力体系空间受力体系平面结构平面结构简化简化简化简化纵向框架纵向框架横向框架横向框架横向框架横向框架 为高次超静定结构，可用结构力学方法求得在荷载作用下的内力和位移，但工作
34、量极大，非常复杂。为高次超静定结构，可用结构力学方法求得在荷载作用下的内力和位移，但工作量极大，非常复杂。 为简化计算（手算），可采用为简化计算（手算），可采用近似计算方法近似计算方法计算内力和位移。计算内力和位移。 近似计算方法近似计算方法一、计算简图一、计算简图取典型一取典型一榀框架进榀框架进行计算行计算计算单元取该榀横计算单元取该榀横向框架及其左右相向框架及其左右相邻各一半开间邻各一半开间框架梁跨度取柱轴线框架梁跨度取柱轴线间距离间距离除底层外，框架柱的除底层外，框架柱的长度取建筑层高长度取建筑层高底层柱的高度取基础底层柱的高度取基础顶面到二层楼板顶面顶面到二层楼板顶面之间的距离之间的距
35、离梁、柱节点为刚接节梁、柱节点为刚接节点点框架柱下端固结于基框架柱下端固结于基础顶面础顶面水平荷载水平荷载竖向荷载竖向荷载 自重及楼（屋面）活荷载，一般为分布荷载，有时也有集中荷载。自重及楼（屋面）活荷载，一般为分布荷载，有时也有集中荷载。 风荷载和水平地震作用，一般简化为作用于节点的水平集中力。风荷载和水平地震作用，一般简化为作用于节点的水平集中力。二、竖向荷载作用下的分层法二、竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法=+=+竖向荷载作用下的分层法竖向荷载作用下的分层法=+=+水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架计算简图风载作
36、用下框架计算简图风载作用下框架柱剪力图风载作用下框架柱剪力图三、水平荷载作用下的反弯点法和三、水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架计算简图风载作用下框架计算简图水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法风载作用下框架弯矩图风载作用下框架弯矩图反弯点反弯点反弯点反弯点hyhy：反弯点：反弯点高度比高度比节点弯矩节点弯矩 欲想求得框架在水平荷载下的弯矩图，需要求得欲想求得框架在水平荷载下的弯矩图，需要求得柱间剪力柱间剪力V和和反弯点高度反弯点高度yh。 和和的任务就是来确定在框架在节点水平荷载作用下的任务就是来确定在框架在节点水平荷载作用下柱间剪力柱间剪力V和和反
37、弯点高度反弯点高度yh。水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法反弯点法反弯点法一、基本假定一、基本假定1、求各柱剪力时，假定各柱上、下端都、求各柱剪力时，假定各柱上、下端都不发生角位移，即认为梁的线刚度与柱不发生角位移，即认为梁的线刚度与柱的线刚度之比为无限大的线刚度之比为无限大2、除底层外，其余各层柱的上、下端转、除底层外，其余各层柱的上、下端转角均相同。底层柱，反弯点位于角均相同。底层柱，反弯点位于2/3层高层高处。处。楼层柱：反弯点位于层高的中点楼层柱：反弯点位于层高的中点底层柱：反弯点位于底层柱：反弯
38、点位于2/3层高处层高处3、梁端弯矩可由节点弯矩不平衡条件求、梁端弯矩可由节点弯矩不平衡条件求出不平衡弯矩，再按节点左右梁线刚度出不平衡弯矩，再按节点左右梁线刚度进行分配。进行分配。水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法 反弯点法适用于反弯点法适用于:层数较少、柱线刚度较小、梁线刚度较大（梁柱线刚度比大于层数较少、柱线刚度较小、梁线刚度较大（梁柱线刚度比大于3）的结构）的结构二、反弯点法的适用范围二、反弯点法的适用范围 不满足上述适用范围的框架，可采用不满足上述适用范围的框架，可采用D值法值法计算。计算。 D 值值 法法 D值法在反弯点法的基础上，对反弯点法中值法在反弯
39、点法的基础上，对反弯点法中梁柱线刚度比的影响梁柱线刚度比的影响和和反弯点高度反弯点高度进行了修正，又称为进行了修正，又称为“改进反弯点法改进反弯点法”。212hiD 2c12hiD底层柱：y=2/3楼层柱：y=1/2y=y0+y1+y2+y3水平荷载作用下的反弯点法和水平荷载作用下的反弯点法和D值法值法y=y0+y1+y2+y3y0y1y2 y3标准反弯点高度比标准反弯点高度比由由水平荷载形式水平荷载形式、梁柱线刚度比梁柱线刚度比、结构总层数及该柱所在层次结构总层数及该柱所在层次查得查得反映上下横梁线刚度比对反弯点高度的影响反映上下横梁线刚度比对反弯点高度的影响由由柱上下横梁线刚度比柱上下横梁
40、线刚度比查得查得反映上下层层高变化对反弯点高度的影响反映上下层层高变化对反弯点高度的影响y2由由上层层高与该层层高比上层层高与该层层高比查得查得y3由由下层层高与该层层高比下层层高与该层层高比查得查得查表查表查表查表查表查表（1 1）砼的强度等级）砼的强度等级 钢筋砼框架强度等级不宜低于钢筋砼框架强度等级不宜低于C15C15，当采用，当采用HRB335HRB335（二级钢筋）（二级钢筋）钢筋，砼强度等级不宜低于钢筋，砼强度等级不宜低于C20C20；当采用当采用HRB400HRB400、RRB400RRB400钢筋以及对承受重复荷载的构钢筋以及对承受重复荷载的构件，砼强度等级不得低于件，砼强度等
41、级不得低于C20C20。 框架的梁、柱节点，当按一级抗震等级设计时，框架的梁、柱节点，当按一级抗震等级设计时，其砼强度等级不应低于其砼强度等级不应低于C30C30，当按二、三、四级抗震，当按二、三、四级抗震等级设计时，砼强度等级不应低于等级设计时，砼强度等级不应低于C20C20；1.1.一般构造要求一般构造要求8.2.4 8.2.4 框架结构的构造框架结构的构造下一页（2）钢筋的选用）钢筋的选用 纵筋纵筋：HRB400、HRB500；箍筋箍筋：HPB300、HRB400（3）配筋形式）配筋形式 梁一般不采用梁一般不采用弯起钢筋弯起钢筋抗剪抗剪，柱一般采用，柱一般采用对称配筋对称配筋，配筋率配筋
42、率应满足规范要求。应满足规范要求。（4）箍筋）箍筋 框架框架节点节点范围内应设置范围内应设置水平箍筋水平箍筋，间距间距不宜大于不宜大于250mm，并应符合箍筋的构造要求。，并应符合箍筋的构造要求。 2 2 截面尺寸选择截面尺寸选择1 1） 梁的截面尺寸梁的截面尺寸v 梁的截面梁的截面宽度宽度不宜小于不宜小于200200mmmm；v 截面截面高宽比高宽比不宜大于不宜大于4 4；v 净净跨跨与截面与截面高高度之度之比比不宜小于不宜小于4 4。2 2） 柱的截面尺寸柱的截面尺寸v 柱的截面柱的截面宽度和高度宽度和高度均不宜小于均不宜小于300300mmmm；圆柱直径不宜小于圆柱直径不宜小于35035
43、0mm mm ；v 截面长边与短的截面长边与短的边长比边长比不宜大于不宜大于3 3 ；v 剪跨比剪跨比宜大于宜大于2 2；v 柱的截面尺寸需满足柱的柱的截面尺寸需满足柱的轴压比轴压比的要求。（的要求。（轴压比轴压比是指柱组合的轴是指柱组合的轴压力设计值压力设计值N N与柱的全截面面积与柱的全截面面积A A和混凝土轴心抗压强度设计值和混凝土轴心抗压强度设计值fcfc的的乘积的比值，即乘积的比值，即 u uN N = N / f = N / fc c A A ） 第二讲第二讲 框架结构的受力特点及构造框架结构的受力特点及构造（二）（二）3.基本符号基本符号受拉钢筋基本锚固长度：受拉钢筋基本锚固长度
44、：受拉钢筋锚固长度：受拉钢筋锚固长度：受拉钢筋抗震锚固长度：受拉钢筋抗震锚固长度：受拉钢筋抗震基本锚固长度：受拉钢筋抗震基本锚固长度： 第八章第八章 多层及高层钢筋混凝土房屋多层及高层钢筋混凝土房屋第三讲第三讲 剪力墙结构的受力特点及构造（一）剪力墙结构的受力特点及构造（一） 1. 1.掌握剪力墙结构的受力特点及配筋构造要求。掌握剪力墙结构的受力特点及配筋构造要求。 难难 点点重重 点点 1. 1. 剪力墙结构受力特点；剪力墙结构受力特点； 2. 2. 剪力墙结构构造要求。剪力墙结构构造要求。教学目标教学目标8.3.1 8.3.1 剪力墙结构的受力特点剪力墙结构的受力特点1 1）小开间横墙承重
45、）小开间横墙承重特点：特点：每开间设置承重横墙，间距为每开间设置承重横墙，间距为2.72.7.9m.9m，适用于住宅、旅馆等小开间建筑。，适用于住宅、旅馆等小开间建筑。优点：优点：不需要隔墙；采用短向楼板，节约钢筋等。不需要隔墙；采用短向楼板，节约钢筋等。缺点：缺点：横墙数量多，承载力未充分利用，建筑平面布置不灵活，房屋自重及侧向刚度大，水平地震作用大。横墙数量多，承载力未充分利用，建筑平面布置不灵活，房屋自重及侧向刚度大，水平地震作用大。大开间距纵、横墙承重大开间距纵、横墙承重小开间横墙承重小开间横墙承重大开间横墙承重大开间横墙承重墙体承重方案墙体承重方案2 2）大开间横墙承重）大开间横墙承
46、重特点：特点：每两开间设置一道承重横墙，间距一般每两开间设置一道承重横墙，间距一般6 68m8m。楼盖多采用混凝土梁式板或无粘结预应力混凝土平板。楼盖多采用混凝土梁式板或无粘结预应力混凝土平板。优点：优点：使用空间大，平面布置灵活；自重较轻，基础费用相对较少。使用空间大，平面布置灵活；自重较轻，基础费用相对较少。缺点：缺点：楼盖跨度大，楼盖材料增多。楼盖跨度大，楼盖材料增多。3 3）大间距纵、横墙承重）大间距纵、横墙承重特点：特点：每两开间设置一道横墙，间距为每两开间设置一道横墙，间距为8m8m左右。楼盖采用混凝土双向板，或在每两道横墙之间布置一根进深梁，形成纵、横墙混合承重。左右。楼盖采用混
47、凝土双向板，或在每两道横墙之间布置一根进深梁，形成纵、横墙混合承重。 从使用功能、技术经济指标、受力性能等方面来看，大间距方案较优越。目前趋向于采用大间距、大进深、大模板、无粘结预应力混凝土楼板的剪力墙结构体系。从使用功能、技术经济指标、受力性能等方面来看，大间距方案较优越。目前趋向于采用大间距、大进深、大模板、无粘结预应力混凝土楼板的剪力墙结构体系。1 1）宜）宜沿主轴方向双向或多向布置沿主轴方向双向或多向布置，不同方向的剪力墙宜，不同方向的剪力墙宜联结在一起联结在一起，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使，应尽量拉通、对直；抗震设计时，宜使两个方向侧向刚度接近两个方向侧向刚度接近；剪力墙墙肢
48、截面宜；剪力墙墙肢截面宜简单、规则简单、规则。2 2）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度过大，不仅加大自重，还会使地震力增大。）剪力墙布置不宜太密，使结构具有适宜的侧向刚度；若侧向刚度过大，不仅加大自重，还会使地震力增大。3 3）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。）剪力墙宜自下到上连续布置，避免刚度突变。 4 4）剪力墙长度较大时，可通过）剪力墙长度较大时，可通过开设洞口开设洞口将长墙分成若干均匀的独立墙段。将长墙分成若干均匀的独立墙段。墙段的长度墙段的长度不宜大于不宜大于8m8m。 剪力墙的布置原则剪力墙的布置原则 5 5）剪力墙的）剪力墙的门窗洞口宜上下对齐，成
49、列布置门窗洞口宜上下对齐，成列布置。宜避免使用错洞墙和叠合错洞墙。宜避免使用错洞墙和叠合错洞墙。6 6）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，可加强剪力墙平面外的抗弯刚度和承载力（可在墙内设置）当剪力墙与平面外方向的梁连结时，可加强剪力墙平面外的抗弯刚度和承载力（可在墙内设置扶壁柱扶壁柱、暗柱暗柱或与梁相连的或与梁相连的型钢型钢等措施）；或减小梁端弯矩的措施（如设计为铰接或半刚接）。等措施）；或减小梁端弯矩的措施（如设计为铰接或半刚接）。7 7）短肢剪力墙是指墙肢截面）短肢剪力墙是指墙肢截面长度与厚度之比为长度与厚度之比为58的剪力墙的剪力墙，高层结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙
50、结构的最大适用高度应适当降低。，高层结构不应采用全部为短肢剪力墙的剪力墙结构。短肢剪力墙结构的最大适用高度应适当降低。剪力墙结构平面协同工作分析剪力墙结构平面协同工作分析1 1）在竖向荷载作用下，各片剪力墙承受的压力可近似按）在竖向荷载作用下，各片剪力墙承受的压力可近似按各肢剪力墙负荷面积分配各肢剪力墙负荷面积分配；2）在水平荷载作用下，各片剪力墙承受的水平荷载可按）在水平荷载作用下，各片剪力墙承受的水平荷载可按结构平面协同工作分析结构平面协同工作分析。即即研究研究水平荷载在各榀剪力墙之间分配问题水平荷载在各榀剪力墙之间分配问题的一种的一种简化分析方法简化分析方法。剪力墙结构平面图剪力墙结构平
