1、 知识目标知识目标 了解多层及高层建筑的定义、分类及各类结构体系的特了解多层及高层建筑的定义、分类及各类结构体系的特点；了解剪力墙结构、框架点；了解剪力墙结构、框架剪力墙结构体系的特点、适用剪力墙结构体系的特点、适用范围及结构布置原则；掌握框架结构体系的组成、分类及结范围及结构布置原则；掌握框架结构体系的组成、分类及结构布置结构布置；掌握框架结构的设计计算方法；构布置结构布置；掌握框架结构的设计计算方法；技能目标技能目标 初步具有对多层及高层建筑结构合理选型的能力；具有初步具有对多层及高层建筑结构合理选型的能力；具有合理进行框架结构布置的能力及能按照框架结构的构造要求合理进行框架结构布置的能力
2、及能按照框架结构的构造要求正确指导施工；具有识读框架结构平法施工图的能力。正确指导施工；具有识读框架结构平法施工图的能力。划分依据消防车供水能力设置电梯标准划分界限多层：29层，且 28m的建筑物高层：10层，或 28m的建筑物占地面积小、获得建筑面积多：对城市造成热岛效应 或影响周边采光，玻璃幕墙可能造成光污染现象。可提供更多空闲场地：可用作绿化，提供充足的日照、采光和通风效果。结构设计中水平荷载起控制作用（风荷载和地震作用）侧向位移须限制：层间位移过大，将导致承重构件或非承重构件损坏；工程造价较高：竖向交通和防火要求导致。框架结构筒体结构框架-剪力墙结构剪力墙结构常用结构体系组成组成：纵、
3、横梁和立柱组成：纵、横梁和立柱组成特点特点：平面布局灵活，易于：平面布局灵活，易于设置大房间的需要，承受竖设置大房间的需要，承受竖向荷载很合理。向荷载很合理。 框架的抗侧刚度小，框架的抗侧刚度小， 抵抗水平荷载能力较差抵抗水平荷载能力较差。应用应用： 非地震区：非地震区：15152020层层 地震区：地震区： 1010层以下层以下框架结构组成组成：由钢筋混凝土的墙体，组：由钢筋混凝土的墙体，组成房屋的结构体系成房屋的结构体系。特点特点：钢筋混凝土墙体承受竖向：钢筋混凝土墙体承受竖向荷载和水平荷载，有很大的抗侧荷载和水平荷载，有很大的抗侧刚度。刚度。但房屋被剪力墙分割成较小空间，但房屋被剪力墙分
4、割成较小空间，不适用于需大空间的建筑物。不适用于需大空间的建筑物。应用应用：15-5015-50层，用于高层住宅、旅馆、写字楼等。层，用于高层住宅、旅馆、写字楼等。剪力墙结构组成组成：由若干框架和局部剪力：由若干框架和局部剪力墙组成。墙组成。特点特点：竖向荷载主要由框架竖向荷载主要由框架承担，水平荷载主要由剪力墙承担，水平荷载主要由剪力墙承担。兼有框架体系和剪力墙承担。兼有框架体系和剪力墙体系的优点。体系的优点。应用应用：15-3015-30层的办公楼、公层的办公楼、公寓、旅馆等。寓、旅馆等。 北京东华金座，位于北京市宣武区，总建筑面积约10万平方米，建筑高度73.84米，地上20层、地下3层
5、。集商业、娱乐、居住功能为一体，地下室为人防工程及车库，裙房12层为商场、餐厅，裙房3层为会所。4层以上主体建筑分为三部分：18层的北楼为住宅，20层的东西塔楼为酒店式公寓。结构形式为框架剪力墙结构。 框架-剪力墙结构（框剪结构）筒体结构组成组成：由钢筋混凝土墙或框由钢筋混凝土墙或框架柱（框筒）组成。架柱（框筒）组成。特点特点：将剪力墙集中到房屋将剪力墙集中到房屋内部或外围，形成空间封闭筒内部或外围，形成空间封闭筒体，使结构既有极大的抗侧刚体，使结构既有极大的抗侧刚度，同时又能获得较大的空间。度，同时又能获得较大的空间。应用应用：一般用于一般用于4545层左右层左右甚至更高的建筑。甚至更高的建
6、筑。美国西尔斯大厦为成束筒结构。位于芝加哥市。由9个22.9米见方的正方形组成。大厦平面随层数增加而分段收缩，在51层以上切去两个对角正方形，67层以上切去另外两个对角正方形，91层以上又切去三个正方形，只剩下两个正方形到顶。 成束筒结构成束筒结构筒中筒结构筒中筒结构框架核心筒结构框架核心筒结构4、多高层建筑设计一般原则、多高层建筑设计一般原则结构布置原则平面布置简单、规则、对称、减少偏心；平面长度、突出部分的控制：凹角处加强避免出现薄弱部位：角部重叠或细腰部。竖向布置规则、均匀：避免结构错层和局部夹层；刚度均匀连续：由下而上渐小，不突变。控制高宽比保证必要的抗侧移刚度，表9.2设变形缝伸缩缝
7、、沉降缝、防震缝钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比 5、多高层建筑结构的荷载分类及其特点、多高层建筑结构的荷载分类及其特点竖向荷载恒荷载：结构构件和非结构构件的自重楼面活荷载：按荷载规范选用 屋面荷载；均布活载、雪荷载、积灰荷载、 施工检修荷载水平荷载风荷载：水平集中力地震作用：各楼层处的水平集中力作用位置：楼屋面节点处作用方向：迎风面一侧 可能有左风、右风两种可能u 地震作用与荷载的区别在于：荷载是对结构的直接作用，而地震作用是对结构的间接作用。 荷载特点 随高度随高度H增加，水平荷载产生的效应快速增增加，水平荷载产生的效应快速增加，水平荷载将成为控
8、制结构设计的主要因素。加，水平荷载将成为控制结构设计的主要因素。竖向荷载下：结构中仅轴力竖向荷载下：结构中仅轴力N随随H呈线性关系，呈线性关系， M、V并不增加；并不增加；水平荷载下：水平荷载下：M、V均随均随H增加而呈快速增长，增加而呈快速增长， 侧移也增加更快。侧移也增加更快。低层民用建筑：竖向荷载起控制作用低层民用建筑：竖向荷载起控制作用多层建筑：水平荷载与竖向荷载共同起控制作用多层建筑：水平荷载与竖向荷载共同起控制作用高层建筑：水平荷载起控制作用高层建筑：水平荷载起控制作用.组成梁基础柱刚性节点固定连接框架结构类型现浇整体式装配式装配整体式 全部构件现场浇注全部构件现场浇注优点：整体性
9、好、抗震性好、 刚度大、预埋铁少、 平面布置灵活缺点：耗模板量大、工期长、 现场湿作业量大、 冬施需防冻全部构件预制，现场装配连接全部构件预制，现场装配连接优点：省模板、工期短、 构件可标准定型化缺点：预埋件多、整体性差、 抗震性差、用钢量大、 预制构件，现场安装就位，预制构件，现场安装就位，在连接处现浇混凝土形成整体。在连接处现浇混凝土形成整体。优点：省模板、预埋件少、 工期短、用钢量少、 抗震整体性好缺点：施工复杂、增加了现场 混凝土二次浇注工作量 2 2、框架结构的布置、框架结构的布置结构布置原则开间、进深尽可能统一：构件类型规格尽可能少平面应简单、规则、对称：尽可能使受力合理刚度沿高度
10、分布均匀：避免突变、错层、局部夹层控制房屋高宽比H/B4：保证必要的抗侧移刚度 伸缩缝 沉降缝 防震缝 伸缩缝伸缩缝 装配式 室内75m 露天50m 整体式 装配整体式 室内55m 露天35m变形缝对构造、 施工、结构整体性等不利，基础防水不易处理，实际采用可靠的构造措施和施工措施（如设置后 浇带）减少或 避免设缝柱网布置柱网布置生产工艺要求建筑平面布置要求结构受力合理 方便施工布置方式：内廊式、跨度组合式柱网应与建筑分隔墙体布置相协调使竖载下结构内力均匀分布合理易施工：进度快、造价低、保质量 承承 重重 框架框架 布布 置置 横向框架承重 纵向框架承重 纵横向混合承重（预制板、现浇板） 纵横
11、向混合承重（井式楼盖）横向框架承重横向框架承重：横向刚度大横向刚度大、有利于抵抗横向水平 荷载，纵向连系梁较小，利于房屋 采光、通风。纵向框架承重纵向框架承重：横向连系梁较小，利于设备管线 穿行，开间布置灵活，但横向刚横向刚 度差度差。 纵横向混合承重纵横向混合承重：纵横向梁截面均较大(刚度大)， 整体性能好，采用较多。3 3、框架结构受力特点、框架结构受力特点 框架结构（空间体系）纵向平面框架横向平面框架横向平面框架纵向平面框架计算简图杆件杆件用轴线表示节点节点刚接节点层高层高底层柱：基础顶面到一层梁顶其它层柱：各层梁顶之间距离跨度跨度柱轴线间距框架在荷载作用下的内力竖向荷载作用下的内力内力
12、近似计算方法分层法分层法弯矩二次分配法计算简图 分层法计算假定：框架无侧移； 每层横梁上荷载对其它层横梁无影响。 计算思路： 可将一个多层框架分解为多个单层开口框架，使每一框架节点数量大幅度减少，有效地减少了计算工作量。内力近似计算方法分层法分层法弯矩二次分配法框架在荷载作用下的内力竖向荷载作用下的内力计算简图竖载下内力特点M图N图V图框架在荷载作用下的内力竖载下内力特点框架在荷载作用下的内力M图框架梁：呈抛物线形分布，跨中截面+Mmax， 支座截面- Mmax框架柱：呈线性分布，柱上下端M最大V图框架梁：呈线性变化，端部支座截面Vmax框架柱：沿层高呈均匀分布N图框架柱：截面产生轴向压力，“
13、”表示受压框架在荷载作用下的内力内力近似计算方法水平荷载作用下的内力计算简图反弯点法反弯点法D值法反弯点法适用范围： 梁柱刚度之比值ib/ic3反弯点法计算假定：框架横梁刚度无穷大无变形；各层柱上下端节点转角相同： 各柱反弯点位于柱中点， 底层柱位于距柱底2/3层高处。D值法内力近似计算方法框架在荷载作用下的内力水平荷载作用下的内力反弯点法反弯点法D值法适用范围： 梁柱刚度之比值ib/ic3反弯点法计算误差： 假定ib/ic：横梁无变形，节点无 转角；假定各层柱上下端节点转角相同，反 弯点位于柱中点。D值法修正反弯点法修正：柱的侧移刚度修正：调整反弯点高度框架在荷载作用下的内力水平荷载下内力特
14、点M图V图N图+框架在荷载作用下的内力水平荷载下内力特点M图框架梁柱：均呈线性分布，梁、柱支座 截面分别产生 MmaxV图框架梁：各跨内呈均匀分布框架柱：沿各层高内呈均匀分布N图框架柱：截面产生轴向力，部分柱内受拉， 部分柱内受压。“”为压，“+”为拉框架在荷载作用下的内力控制截面及内力组合控制截面结构构件中需要按其内 力进行配筋计算的截面。内力组合寻求结构构件的最不利 内力，作为配筋依据。框架梁端部支座截面+Mmax：确定梁端底部纵筋-Mmax：确定梁端顶部纵筋Vmax：确定箍筋及弯起钢筋+Mmax：确定梁下部纵筋-Mmax：确定跨中可能的 顶部纵筋跨中截面框架在荷载作用下的内力控制截面及内
15、力组合框架梁跨中纵筋跨中纵筋支座负筋跨中可能负筋支座箍筋框架在荷载作用下的内力控制截面及内力组合框架柱端部截面Mmax及相应的N、VNmin及相应的M、VNmax及相应的M、V可能大偏压可能小偏压框架在荷载作用下的内力控制截面及内力组合框架柱端部截面柱上端纵筋柱下端纵筋箍筋框架结构的侧移特点：愈往上层间侧移愈小原因：梁、柱弯曲变形引起特点：愈往上层间侧移愈大原因：柱轴向变形不一致引起侧移组成总体剪切变形总体弯曲变形框架结构的侧移侧移组成总体剪切变形总体弯曲变形 随着H/B的增大，弯曲变形所占比例增大，总体呈现剪切变形。框架结构的侧移特点：愈往上层间侧移愈小原因：梁、柱弯曲变形引起特点：愈往上层
16、间侧移愈大原因：柱轴向变形不一致引起侧移组成总体剪切变形总体弯曲变形层间侧移控制控制原因侧移过大，影响电梯正常运行；填充墙出现裂缝，内部装修层剥落；竖向荷载作用下附加弯矩大。侧移控制i/hi1/550框架梁、柱应分别满足一般梁、柱的有关构造要求。框架梁跨中上部钢筋 212与支座负弯矩钢筋搭接，ll 150mm; 梁支座负筋伸出柱边长度 ln/4，箍筋沿全长均匀设置。框架柱宜采用对称配筋，dmin 12mm，max5%， min0.4%。四、非抗震设计现浇框架的构造要求1、一般构造要求砼强度等级：不应低于C20 大荷载砼柱强度宜高钢筋级别 纵筋：HRB400或HRB335 箍筋：HRB335或H
17、PB235节点区砼：柱砼等级纵筋的接头纵筋的接头1、一般构造要求连接方式：绑扎搭接连接、机械连接或焊接连接 接头位置：受力较小区域，相邻纵筋接头应相互错开接头面积百分率 绑扎搭接和机械连接：不宜大于50% 焊接连接：不应大于50%。接头间隔 机械连接、焊接连接：35d，焊接500mm 绑扎搭接：600mm，搭接长度ll 1.2 la当纵筋d28mm时，不宜采用绑扎搭接接头。1、一般构造要求框架柱纵筋绑扎连接构造2、节点构造梁下部纵筋伸入中间节点锚固：计算不利用其强度不利用其强度时：伸入节点las 12d。计算充分利用抗拉强度充分利用抗拉强度时，锚固在节点内锚固在节点内： 直线锚固： la； 弯
18、折锚固：水平段 0.4la，竖直段上弯15d； 节点外搭接：节点外M较小处设接头 ll la。充分利用抗压强度充分利用抗压强度时，节点直线锚固： 0.7la。中间层中间层中间中间节点节点梁上部纵筋应贯穿中间节点 截断位置根据梁端负弯矩确定。柱纵筋应贯穿中间节点。2、节点构造 柱纵筋应贯穿中间节点中间层中间层中间中间节点节点 当上、下柱筋直径或根数不同时，连接构造如图2、节点构造2、节点构造中间层中间层端节点端节点梁上部纵筋在端节点锚固： 直线锚固： la，且伸过柱中心线 5d。 弯折锚固：伸至节点对边并向下弯折， 弯前水平段 0.4 la， 弯后垂直段长度 15d。梁下部纵筋：锚固要求同中间层
19、中间节点。柱纵筋同中间层中间节点。顶层顶层中间中间节点节点2、节点构造直线锚固： la，且必须伸至柱顶； 柱内纵筋应伸入顶层中间节点并在梁中锚固。弯折锚固1：柱筋伸至柱顶向节点内节点内弯折，弯折前垂直段长度 0.5 la，弯折后水平段长度 12d；框架梁纵筋同中间层中间节点弯折锚固2：当顶层有现浇板h 80mm且 C20时，可向外弯向外弯入框架梁和现浇板内，弯折后水平段长度 12d。顶层顶层中间中间节点节点2、节点构造2、节点构造顶层端节点顶层端节点柱内侧纵筋伸入节点锚固 -同顶层中间节点。梁下部纵筋伸入节点锚固 -同中间层中间节点。 柱外侧纵筋与梁上部纵筋在节点内搭接连接。2、节点构造顶层端
20、节点顶层端节点 柱外侧纵筋与梁上部纵筋在节点内搭接连接。 伸入梁内柱筋截面积 柱外侧纵筋的65%。 当外侧柱筋1.2时，伸入梁内柱筋宜分两批截断，断点距离 20d。 当梁上部纵筋1.2时，弯入柱外侧的梁上部纵筋宜分两批截断，断点距离20d。2、节点构造顶层端节点顶层端节点2、节点构造节点箍筋设置作用作用：约束柱筋和节点核芯区混凝土。构造构造：同柱中，但间距 200mm。中间节点（四边均有梁） 可只设沿周边矩形箍筋，即不设复合箍筋。顶层端节点采用柱顶外侧直线搭接时 应符合纵筋ll内箍筋的构造要求。 3、填充墙构造要求 采用砌体填充墙，必须与框架牢固连接与框架梁底须用块材块材“塞紧塞紧”；与框架柱
21、间应紧密接触，沿高度每隔若干皮砖 用用2 6钢筋与柱拉结钢筋与柱拉结。五、现浇框架抗震构造措施1、结构抗震等级划分依据划分依据：设防烈度、结构类型和房屋高度。划分等级：一、二、三、四级，其中一级抗震要求最高。6度：H 30 m 四级，H 30 m 三级7度：H 30 m 三级，H 30 m 二级8度：H 30 m 二级，H 30 m 一级9度：H 25 m 一级划分界限 混凝土结构抗震等级表混凝土结构抗震等级表 2、一般构造要求、一般构造要求一级框架梁、柱和节点核芯区 C30, 其他各类构件 C20； 9度时 C60，8度时 C70。 纵筋宜用HRB400级、HRB335级钢筋；箍筋宜用HRB
22、335、HRB400和HPB235级钢筋。混凝土强度等级混凝土强度等级 钢筋种类钢筋种类要求要求： 一、二级抗震等级框架，其纵筋抗拉强度实测值与屈服强度实一、二级抗震等级框架，其纵筋抗拉强度实测值与屈服强度实测值比值测值比值 1.25，屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值，屈服强度实测值与屈服强度标准值的比值 1.3。 注意注意：施工中，不宜采用较高强度等级钢筋代替原设计中的纵筋。施工中，不宜采用较高强度等级钢筋代替原设计中的纵筋。纵筋最小锚固长度按纵筋最小锚固长度按laE 取用取用 钢筋锚固钢筋锚固laE确定原则一、二级抗震等级一、二级抗震等级 ： laE1.15 la 三级抗震等级： la
23、E1.05 la四级抗震等级 ： laE 1.0 la 钢筋接头钢筋接头柱纵筋接头宜优先采用焊接或机械连接。柱纵筋接头宜优先采用焊接或机械连接。梁端和柱端箍筋加密区内不宜设接头，否则采用机械连接接头采用机械连接接头。当柱筋每侧4根时，搭接水平面2。接头间隔和接头面积百分率同非抗震设防要求。箍筋箍筋 箍筋须做成封闭式，端部设135弯钩。弯钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）。 箍筋应与纵筋紧贴。当设置附加拉结钢筋时，拉结钢筋必须同时钩住箍筋和纵筋。柱的箍筋形式柱的箍筋形式柱的箍筋形式箍箍 筋筋 截面尺寸截面尺寸高度：ln/ hb 4， hb/bb 4，宽度：bb 200mm，且bb b
24、c/23、框架梁抗震构造要求、框架梁抗震构造要求梁纵向钢筋梁纵向钢筋1）梁端底部、顶面配筋量比值 原因 可能出现正弯矩； 一定受压筋可减小受压高度，提高梁变形能力。限值 一级： 0.5 二、三级： 0.33、框架梁抗震构造要求、框架梁抗震构造要求2）梁端受拉纵筋 限值： 2.5% 原因：提高延性、耗散能量能力三、四级： 2 12。限值一、二级 2 14 两端纵筋较大截面积的1/4 3）梁顶面和底面通长纵筋：原因：地震弯矩的不确定性（反弯点位置不确定） 3、框架梁抗震构造要求、框架梁抗震构造要求5）框架梁支座上部纵筋延伸长度 第一排：ln/3 第二排：ln/44）框架梁内贯通中柱的纵筋 适用：一
25、、二级 要求：d hc/20 6）框架梁下部纵筋伸入节点锚固： 直线锚固时： laE； 弯折锚固时：水平段 0.4 laE ，竖直段上弯15d；与非抗震设防不同之处：均按受拉考虑7）框架梁内纵筋接头 一级抗震时应采用机械连接接头；二、三、四级抗震时，宜采用机械连接接头，也可采用焊接接头或搭接接头。 纵筋接头宜避开箍筋加密区，位于同一区段内的纵筋接头面积不应超过50%；当采用搭接接头时，其搭接长度要足够。 8）梁的箍筋框架梁两端须设置加密封闭式箍筋。框架梁两端须设置加密封闭式箍筋。原因：约束混凝土，提高混凝土变形能力。原因：约束混凝土，提高混凝土变形能力。 箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小
26、直径见下表：箍筋加密区的长度、箍筋的最大间距和最小直径见下表：注：d为纵筋直径；当梁端纵筋2%时，dmin增大2mm。8）梁的箍筋 一级：一级：200mm、20dmin梁端加密区的箍筋肢距梁端加密区的箍筋肢距 二、三级：二、三级：250mm、20dmin 四级：四级： 300mm其中：其中：d为箍筋直径较大值。为箍筋直径较大值。 非加密区箍筋最大间距：不宜大于加密区箍筋间距的非加密区箍筋最大间距：不宜大于加密区箍筋间距的2倍。倍。箍筋必须为封闭箍，弯钩箍筋必须为封闭箍，弯钩135，弯钩平直段长度，弯钩平直段长度 箍筋直径箍筋直径 的的10倍和倍和75mm的较大者。的较大者。4、框架柱抗震构造要
27、求、框架柱抗震构造要求 柱截面尺寸柱截面尺寸 柱的截面宽度和高度均不宜小于柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，柱的剪跨比，柱的剪跨比宜大于宜大于2，截面的长，截面的长边和短边之比不宜大于边和短边之比不宜大于3。 其中，柱的剪跨比其中，柱的剪跨比Mc/Vch0，式中，式中Mc为柱端截面的组合弯矩计算值（取为柱端截面的组合弯矩计算值（取上下端弯矩的较大值），上下端弯矩的较大值），Vc为柱端截面的组合剪力计算值，为柱端截面的组合剪力计算值，h0为柱截面有效高度。为柱截面有效高度。 柱内纵向钢筋柱内纵向钢筋柱中纵筋应符合下列要求：柱中纵筋应符合下列要求： 柱中纵筋宜对称配置。柱中纵筋宜对称配置。
28、当截面尺寸大于当截面尺寸大于400mm时，纵筋间距不宜大于时，纵筋间距不宜大于200mm。 柱中全部纵筋的最小配筋率应满足表柱中全部纵筋的最小配筋率应满足表9-5的规定，同时每一侧配筋率不应的规定，同时每一侧配筋率不应小于小于0.2%。 柱中纵筋总配筋率不应大于柱中纵筋总配筋率不应大于5%；一级且剪跨比；一级且剪跨比 2的柱，每侧纵筋配筋的柱，每侧纵筋配筋率不宜大于率不宜大于1.2%。 边柱、角柱在地震作用组合产生拉力时，柱内纵筋总面积应比计算值增边柱、角柱在地震作用组合产生拉力时，柱内纵筋总面积应比计算值增加加25%。 柱纵筋的连接要求与梁相同，但应避开弯矩较大的位置和柱端箍筋加密柱纵筋的连
29、接要求与梁相同，但应避开弯矩较大的位置和柱端箍筋加密区。区。 框架柱全部纵向钢筋最小配筋百分率(%)注：采用HRB400级热轧钢筋时允许减少0.1，混凝土强度等级高于C60时应增加0.1。 柱的箍筋柱的箍筋 框架柱内箍筋常用形式如图框架柱内箍筋常用形式如图9-20所示。所示。 框架柱的上下两端须设置箍筋加密区。柱箍筋加密区的范围、加框架柱的上下两端须设置箍筋加密区。柱箍筋加密区的范围、加密区内箍筋最大间距和最小直径应按表密区内箍筋最大间距和最小直径应按表9-6采用。采用。框支柱、剪跨比不大于框支柱、剪跨比不大于2的柱以及一、二级抗震设防的框架角柱，应沿柱的柱以及一、二级抗震设防的框架角柱，应沿
30、柱全高加密。短柱由于主要是剪切破坏，因而需要在柱全高范围内加密。全高加密。短柱由于主要是剪切破坏，因而需要在柱全高范围内加密。柱箍筋加密区长度、箍筋最大间距和最小直径注：d为柱纵筋最小直径，h为矩形截面长边尺寸，D为圆柱直径，Hn为柱净高； 柱根指框架底层柱的嵌固部位。 柱箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于柱箍筋加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm，二、三级不宜，二、三级不宜大于大于250mm和和20d（d为箍筋直径较大者），四级不宜大于为箍筋直径较大者），四级不宜大于300mm。至。至少每隔一根纵筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约束。采用拉筋复合箍时，拉少每隔一根纵筋宜在两个方向有箍筋或拉筋约
31、束。采用拉筋复合箍时，拉筋宜紧靠纵筋并钩住封闭箍筋。筋宜紧靠纵筋并钩住封闭箍筋。 柱箍筋非加密区的箍筋间距，一、二级框架柱不应大于柱箍筋非加密区的箍筋间距，一、二级框架柱不应大于10倍纵筋倍纵筋直径，三、四级框架柱不应大于直径，三、四级框架柱不应大于15倍纵筋直径。倍纵筋直径。5、框架节点构造、框架节点构造 框架节点内必须设置足够数量的水平箍筋，箍筋的最大间距、框架节点内必须设置足够数量的水平箍筋，箍筋的最大间距、最小直径与柱加密区的要求相同，或比其要求更高。最小直径与柱加密区的要求相同，或比其要求更高。 柱中纵筋不宜在节点区截断，框架梁上部纵筋应贯穿中间柱中纵筋不宜在节点区截断，框架梁上部纵
32、筋应贯穿中间节点。框架梁、柱中钢筋在节点的配筋构造参见非抗震设防要求节点。框架梁、柱中钢筋在节点的配筋构造参见非抗震设防要求现浇框架，但钢筋的锚固长度应满足相应的纵向受拉钢筋抗震锚现浇框架，但钢筋的锚固长度应满足相应的纵向受拉钢筋抗震锚固长度固长度laE。 7.2 框架结构8.5 框架柱平法施工图 平法设计的意义平法设计的意义 8.5 剪力墙结构简介一、剪力墙结构的布置一、剪力墙结构的布置 剪力墙结构的布置要求满足以下几方面要求：剪力墙结构的布置要求满足以下几方面要求： 剪力墙在平面上应沿结构的主轴方向双向或多向布置，宜使两个方向剪力墙在平面上应沿结构的主轴方向双向或多向布置，宜使两个方向的刚
33、度接近，避免结构某一方向刚度很大而另一方向刚度较小。的刚度接近，避免结构某一方向刚度很大而另一方向刚度较小。 剪力墙结构的平面形状力求简单、规则、对称，墙体布置力求均匀，剪力墙结构的平面形状力求简单、规则、对称，墙体布置力求均匀，使质量中心与刚度中心尽量接近。使质量中心与刚度中心尽量接近。 剪力墙墙体沿建筑物高度宜贯通对齐，上下不错层、不中断，墙厚度剪力墙墙体沿建筑物高度宜贯通对齐，上下不错层、不中断，墙厚度沿竖向宜逐渐减薄，尽量避免竖向刚度突变，在同一结构单元内宜避免错层沿竖向宜逐渐减薄，尽量避免竖向刚度突变，在同一结构单元内宜避免错层及局部夹层。及局部夹层。 剪力墙墙肢截面宜简单、规则，内
34、外墙应对直拉通。剪力墙墙肢截面宜简单、规则，内外墙应对直拉通。 剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，以形成明显的墙肢和连梁，剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，以形成明显的墙肢和连梁，不宜采用错洞墙。洞口设置应避免墙肢刚度相差悬殊。墙肢截面长度与厚度之比不宜采用错洞墙。洞口设置应避免墙肢刚度相差悬殊。墙肢截面长度与厚度之比不宜小于不宜小于3。 当建筑使用功能要求有底层大空间时，可采用底层大空间剪力墙结构当建筑使用功能要求有底层大空间时，可采用底层大空间剪力墙结构（即框支剪力墙），但必须保证一定数量的落地剪力墙。（即框支剪力墙），但必须保证一定数量的落地剪力墙。 在矩形平面的建筑中，落地横向
35、剪力墙的数量不能太少，非抗震设计时不在矩形平面的建筑中，落地横向剪力墙的数量不能太少，非抗震设计时不宜少于全部横向剪力墙的宜少于全部横向剪力墙的30%，抗震设计时不宜少于全部横向剪力墙的，抗震设计时不宜少于全部横向剪力墙的50%。底。底层落地剪力墙和筒体应加厚，并可提高混凝土强度等级以补偿底层的刚度。落地层落地剪力墙和筒体应加厚，并可提高混凝土强度等级以补偿底层的刚度。落地剪力墙和筒体的洞口宜布置在墙体的中部。剪力墙和筒体的洞口宜布置在墙体的中部。 落地剪力墙的间距落地剪力墙的间距lw应符合以下条件：应符合以下条件：非抗震设计时：非抗震设计时：lw3B，lw36m （B为楼面宽度）为楼面宽度）
36、抗震设计时：抗震设计时： lw2B，lw24m （8度抗震设防）度抗震设防） lw2.5B，lw30m （6、7度抗震设防）度抗震设防） 框支剪力墙结构中框支梁上方的一层墙体不宜在边端设门洞，且不得框支剪力墙结构中框支梁上方的一层墙体不宜在边端设门洞，且不得在中柱上方设门洞。落地剪力墙尽量少开门窗洞，若必须开洞时宜布置在墙体在中柱上方设门洞。落地剪力墙尽量少开门窗洞，若必须开洞时宜布置在墙体的中部。的中部。二、剪力墙结构的受力特点二、剪力墙结构的受力特点1、剪力墙结构的受力特点、剪力墙结构的受力特点 剪力墙结构中的墙体既承受竖向荷载，又承受水平荷载，其中承受剪力墙结构中的墙体既承受竖向荷载，又
37、承受水平荷载，其中承受平行于墙面的水平荷载是墙体的主要作用。剪力墙平面内的刚度很大，平行于墙面的水平荷载是墙体的主要作用。剪力墙平面内的刚度很大，而平面外的刚度很小，为了保证剪力墙的侧向稳定，各层楼盖对它的支而平面外的刚度很小，为了保证剪力墙的侧向稳定，各层楼盖对它的支撑作用很重要。在水平荷载作用下，墙体如同一根底部嵌固于基础顶面撑作用很重要。在水平荷载作用下，墙体如同一根底部嵌固于基础顶面的直立悬臂深梁，墙体属于压、弯、剪复合受力状态。的直立悬臂深梁，墙体属于压、弯、剪复合受力状态。 剪力墙结构的内力和位移与墙体开洞大小有关，根据墙体的开洞大剪力墙结构的内力和位移与墙体开洞大小有关，根据墙体
38、的开洞大小和截面应力的分布特点，可将剪力墙分为整截面剪力墙、整体小开口小和截面应力的分布特点，可将剪力墙分为整截面剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙和壁式框架四类（如图）。剪力墙、联肢剪力墙和壁式框架四类（如图）。 剪力墙的类型整截面剪力墙整截面剪力墙 当洞口面积小于整墙截面面积的当洞口面积小于整墙截面面积的15%，且孔洞间距及洞口至墙边距，且孔洞间距及洞口至墙边距离均大于洞口长边尺寸时，这种墙体称为整截面剪力墙。离均大于洞口长边尺寸时，这种墙体称为整截面剪力墙。 在水平荷载作用下，可忽略洞口对墙体应力的影响，整截面剪力墙在水平荷载作用下，可忽略洞口对墙体应力的影响，整截面剪力墙可视为一整体
39、的悬臂弯曲构件。沿水平截面内的正应力呈线性分布，在可视为一整体的悬臂弯曲构件。沿水平截面内的正应力呈线性分布，在墙体两端部达最大值；墙体轴力由上而下逐层增大；墙体弯矩自下而上墙体两端部达最大值；墙体轴力由上而下逐层增大；墙体弯矩自下而上逐渐减小，弯矩图沿墙体高度无突变、无反弯点。其变形以弯曲变形为逐渐减小，弯矩图沿墙体高度无突变、无反弯点。其变形以弯曲变形为主（图主（图9-22b），在结构上部层间侧移较大，愈到底部层间侧移愈小。），在结构上部层间侧移较大，愈到底部层间侧移愈小。 变形 轴力分布（N） 弯矩分布（M） （弯曲变形） （a） （b） （c） （d）整截面剪力墙内力分析整体小开口剪力
40、墙及联肢剪力墙整体小开口剪力墙及联肢剪力墙 若门窗洞口总面积虽超过了墙体总面积的若门窗洞口总面积虽超过了墙体总面积的15%，但墙肢都较宽，洞口，但墙肢都较宽，洞口仍较小，相对于墙肢刚度而言连梁的刚度又很大时，墙的整体性仍然较好，仍较小，相对于墙肢刚度而言连梁的刚度又很大时，墙的整体性仍然较好，这种开洞剪力墙称为整体小开口剪力墙。这种开洞剪力墙称为整体小开口剪力墙。 当剪力墙上开洞规则、且洞口面积较大时，剪力墙已被分割成彼此联当剪力墙上开洞规则、且洞口面积较大时，剪力墙已被分割成彼此联系较弱的若干墙肢，这种墙体称为联肢墙。墙面上开有一排洞口的剪力墙系较弱的若干墙肢，这种墙体称为联肢墙。墙面上开有
41、一排洞口的剪力墙称为双肢剪力墙（简称双肢墙），墙面上开有多排洞口的剪力墙称为多肢称为双肢剪力墙（简称双肢墙），墙面上开有多排洞口的剪力墙称为多肢剪力墙（简称多肢墙）。剪力墙（简称多肢墙）。图9-23 整体小开口墙剪力墙及联肢剪力墙内力分析 变形 墙肢M分布 （整体小开口墙） （联肢墙） （弯曲变形） （a） （b） （c） （d）整体小开口墙剪力墙及联肢剪力墙内力分析 整体小开口剪力墙由于开洞很小，连梁的刚度很大且对墙肢的约束整体小开口剪力墙由于开洞很小，连梁的刚度很大且对墙肢的约束作用很强，整个剪力墙的整体性很好。此时，其受力状态与整截面剪力作用很强，整个剪力墙的整体性很好。此时，其受力状态
42、与整截面剪力墙相接近，截面正应力分布仍以弯曲变形为主，沿水平截面呈线性分布墙相接近，截面正应力分布仍以弯曲变形为主，沿水平截面呈线性分布（图）。（图）。 在联肢剪力墙中，整个剪力墙截面中正应力已不再呈线性分布，在在联肢剪力墙中，整个剪力墙截面中正应力已不再呈线性分布，在墙肢截面中正应力仍基本呈线性分布，在墙肢两端部达较大值，但局部墙肢截面中正应力仍基本呈线性分布，在墙肢两端部达较大值，但局部弯曲正应力的比例加大了（图）。弯曲正应力的比例加大了（图）。 整体小开口剪力墙及联肢剪力墙在水平荷载作用下，沿墙肢高度上整体小开口剪力墙及联肢剪力墙在水平荷载作用下，沿墙肢高度上的弯矩图在连续梁处有突变、个
43、别楼层中会出现反弯点（图）。但两者的弯矩图在连续梁处有突变、个别楼层中会出现反弯点（图）。但两者的变形仍以弯曲变形为主（图）。的变形仍以弯曲变形为主（图）。壁式框架壁式框架 当剪力墙有多列洞口，且洞口尺寸很大时，由于连梁的线刚度接近于当剪力墙有多列洞口，且洞口尺寸很大时，由于连梁的线刚度接近于墙肢的线刚度，整个剪力墙的受力性能接近于框架，故将这类剪力墙视为墙肢的线刚度，整个剪力墙的受力性能接近于框架，故将这类剪力墙视为壁式框架。壁式框架。 在水平荷载作用下，墙肢弯矩沿高度在连梁处有突变，几乎在所有连在水平荷载作用下，墙肢弯矩沿高度在连梁处有突变，几乎在所有连梁之间的墙肢都有反弯点出现；沿水平截
44、面的正应力已不再呈线性分布，梁之间的墙肢都有反弯点出现；沿水平截面的正应力已不再呈线性分布，在墙肢截面中产生较大的局部弯曲正应力。剪力墙的变形以剪切变形为主，在墙肢截面中产生较大的局部弯曲正应力。剪力墙的变形以剪切变形为主，其特点是在结构上部层间侧移较小，愈到底部层间侧移愈大。整个剪力墙其特点是在结构上部层间侧移较小，愈到底部层间侧移愈大。整个剪力墙的受力特点与框架相似。所不同的是，由于壁式框架是宽梁宽柱，故连梁的受力特点与框架相似。所不同的是，由于壁式框架是宽梁宽柱，故连梁和墙肢节点的刚度很大，几乎不产生变形，节点区形成一个刚域（即没有和墙肢节点的刚度很大，几乎不产生变形，节点区形成一个刚域
45、（即没有变形的一个区域）。变形的一个区域）。 壁式框架内力分析 变形 弯矩分布（M） （剪切变形） （a） （b） （c）框支剪力墙结构框支剪力墙结构 框支剪力墙结构的主要特点是侧向刚度在底层楼盖处发生突变。这种框支剪力墙结构的主要特点是侧向刚度在底层楼盖处发生突变。这种框支剪力墙结构在地震作用下往往由于底层框架刚度太弱、强度不足、侧框支剪力墙结构在地震作用下往往由于底层框架刚度太弱、强度不足、侧移过大、延性不足而出现破坏，甚至导致结构倒塌。移过大、延性不足而出现破坏，甚至导致结构倒塌。 由于底层刚度的突变，底层的弯矩和剪力分布也发生突变，框支剪力由于底层刚度的突变，底层的弯矩和剪力分布也发生
46、突变，框支剪力墙的底层框架只承担了很小的弯矩和剪力，而底层大部分的弯矩和剪力由墙的底层框架只承担了很小的弯矩和剪力，而底层大部分的弯矩和剪力由落地剪力墙来承担，从而保证了地震作用下结构的安全。框支剪力墙与落落地剪力墙来承担，从而保证了地震作用下结构的安全。框支剪力墙与落地剪力墙协同工作结构体系以及体系的及弯矩图与剪力图分布如图地剪力墙协同工作结构体系以及体系的及弯矩图与剪力图分布如图9-25所所示。示。图9-25 框支剪力墙与落地剪力墙协同工作结构体系及弯矩、剪力图 框支剪力墙与落地剪力墙 底层框架 底层剪力墙 底层框架 底层剪力墙 协同工作结构体系 M分布 V分布 框支剪力墙与落地剪力墙协同
47、工作结构体系及弯矩、剪力图 7.3 剪力墙结构2、剪力墙结构构件的受力特点、剪力墙结构构件的受力特点墙肢墙肢 在整截面剪力墙中，墙肢处于受压、受弯和受剪状态，而开洞剪力墙的墙在整截面剪力墙中，墙肢处于受压、受弯和受剪状态，而开洞剪力墙的墙肢可能处于受压、受弯和受剪状态，也可能处于受拉、受弯和受剪状态，后者出肢可能处于受压、受弯和受剪状态，也可能处于受拉、受弯和受剪状态，后者出现的机会很少。在墙肢中，其弯矩和剪力均在基底部位达最大值，因此基底截面现的机会很少。在墙肢中，其弯矩和剪力均在基底部位达最大值，因此基底截面是剪力墙设计的控制截面。是剪力墙设计的控制截面。 墙肢的配筋计算与偏心受力柱类似，
48、但也有不同之处。由于剪力墙截面高墙肢的配筋计算与偏心受力柱类似，但也有不同之处。由于剪力墙截面高度大，在墙肢内除在端部正应力较大部位集中配置竖向钢筋外，还应在剪力墙腹度大，在墙肢内除在端部正应力较大部位集中配置竖向钢筋外，还应在剪力墙腹板中设置分布钢筋。墙肢端部的竖向钢筋与墙内的竖向分布钢筋共同承受正截面板中设置分布钢筋。墙肢端部的竖向钢筋与墙内的竖向分布钢筋共同承受正截面受弯承载力，水平分布钢筋承担剪力作用。竖向分布钢筋与水平分布钢筋形成网受弯承载力，水平分布钢筋承担剪力作用。竖向分布钢筋与水平分布钢筋形成网状，还可以抵抗墙面混凝土的收缩及温度应力。状，还可以抵抗墙面混凝土的收缩及温度应力。
