1、8 多层及高层钢筋混凝土房屋多层及高层钢筋混凝土房屋本章介绍钢筋混凝土多层及高层房屋的结构体系，以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、框架及框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构剪力墙结构、筒体结构的受力特点、构造要求和抗震措施。通过学习，了解钢筋的受力特点、构造要求和抗震措施。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；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；理解框架结构、剪力墙结构、框架理解框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结剪力墙结构、筒体结构的受力特点、构造要求以及框架结构、剪力墙结构、框构的受力特
2、点、构造要求以及框架结构、剪力墙结构、框架架剪力墙结构、筒体结构抗震设计的一般规定和抗震构剪力墙结构、筒体结构抗震设计的一般规定和抗震构造措施。造措施。本章提要本章提要第1页，共104页。10层及10层以上或高度大于28m的房屋称为高层建筑，否则为多层建筑。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。第2页，共104页。图8.1是结构内力（N，M）、位移（）与高度的关系，弯矩和位移都随高度呈指数曲线上升。高层建筑中，结构要使用更多的
3、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。第3页，共104页。图8.1 结构内力、位移与高度的关系第4页，共104页。本本 章章 内内 容容8.1 常用结构体系常用结构体系 8.2 框架结构框架结构 8.3 剪力墙结构剪力墙结构8.4 框架剪力墙结构简介框架剪力墙结构简介8.5 多层及高层钢筋混凝土房屋措施多层及高层钢筋混凝土房屋措施 第5页，共104页。8.1 常用结构体系常用结构体系多层及高层钢筋混凝土房屋的常用结构体系可分为四种类型：框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构和筒体结构，各有不同的适
4、用高度和优缺点。第6页，共104页。当采用梁、柱组成的框架体系作为建筑竖向承重结构，并同时承受水平荷载时，称其为框架结构体系。其中，连系平面框架以组成空间体系结构的梁称为连系梁，框架结构中承受主要荷载的梁称之为框架梁，如图8.2所示。图8.3为框架结构柱网布置的几种常见形式。框架结构的优点是建筑平面布置灵活，可做成需要较大空间的会议室、餐厅、办公室及工业车间、实验室等，加隔墙后，也可做成小房间。8.1.1 框架结构体系框架结构体系 第7页，共104页。通常，框架结构的梁、柱断面尺寸都不能太大，否则影响使用面积。如果在地震区建造较高的框架结构，必须选择既减轻重量，又能经受较大变形的隔墙材料和构造
5、做法。框架结构的适用层数为615层，非地震区也可建到1520层。柱截面为L形、T形、Z形或十字形的框架结构称为异型柱框架，其柱截面厚度一般为180300mm，目前一般用于非抗震设计或按6、7度抗震设计的12层以下的建筑中。第8页，共104页。图8.2 框架结构构件第9页，共104页。图8.3 框架柱网布置举例第10页，共104页。如图8.4所示，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38m，因而剪力墙结构适用于具有小房间的住宅、旅馆等建筑，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
6、度很快。8.1.2 剪力墙结构体系剪力墙结构体系 第11页，共104页。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。剪力墙的抗震性能也较好。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。第12页，共104页。图8.4 剪力墙结构的平面第13页，共104页。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。而剪力墙结构则相反，抗侧力刚
7、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，如图8.5。8.1.3 框架框架剪力墙体系剪力墙体系 第14页，共104页。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。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1525层，一般不宜超过30层。第15页，共104页。图8.
8、5 北京饭店平面布置第16页，共104页。由筒体为主组成的承受竖向和水平作用的结构称为筒体结构体系。筒体是由若干片剪力墙围合而成的封闭井筒式结构，其受力与一个固定于基础上的筒形悬臂构件相似。根据开孔的多少，筒体有空腹筒和实腹筒之分，如图8.6所示。空腹筒一般由电梯井、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0.61.22m。8.1.4 简体简体体系体系 第17页，共104页。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
9、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，如图8.7。第18页，共104页。图8.6 筒体示意（a）实腹筒；（b）空腹筒 第19页，共104页。图8.7 筒体体系类别第20页，共104页。8.2 框架结构框架结构（1）全现浇框架全现浇框架的全部构件均为现浇钢筋混凝土构件。其优点是，整体性及抗震性能好，预埋铁件少，较其他形式的框架节省钢材等。缺点是模板消耗量大，现场湿作业多，施工周期长，在寒冷地区冬季施工困难等。对使用要求较高、功能复杂或处于地震高烈度区域的框架房屋，宜采用全现浇框架。8.2.1 框架结
10、构类型框架结构类型 第21页，共104页。（2）装配式框架装配式框架系指梁、板、柱全部预制，然后在现场通过焊接拼装连接成整体的框架结构。装配式框架的构件可采用先进的生产工艺在工厂进行大批量生产，在现场以先进的组织处理方式进行机械化装配，因而构件质量容易保证，并可节约大量模板，改善施工条件，加快施工进度，但结构整体性差，节点预埋件多，总用钢量较全现浇框架多，施工需要大型运输和拼装机械，在地震区不宜采用。第22页，共104页。（3）装配整体式框架装配整体式框架是将预制梁、柱和板在现场安装就位后，焊接或绑扎节点区钢筋，在构件连接处现浇混凝土使之成为整体框架结构。与全装配式框架相比，装配整体式框架保证
11、了节点的刚性，提高了框架的整体性，省去了大部分预埋铁件，节点用钢量减少，但增加了现场浇筑混凝土量。装配整体式框架是常用的框架形式之一。第23页，共104页。（4）半现浇框架这种框架是将部分构件现浇，部分预制装配而形成的。常见的做法有两种：一种是梁、柱现浇，板预制；另一种是柱现浇，梁、板预制。半现浇框架的施工方法比全现浇简单，而整体受力性能比全装配优越。梁、柱现浇，节点构造简单，整体性较好；而楼板预制，又比全现浇框架节约模板，省去了现场支模的麻烦。半现浇框架是目前采用最多的框架形式之一。第24页，共104页。框架结构承受的荷载包括竖向荷载和水平荷载。竖向荷载包括结构自重及楼（屋）面活荷载，一般为
12、分布荷载，有时有集中荷载。水平荷载主要为风荷载。框架结构是一个空间结构体系，沿房屋的长向和短向可分别视为纵向框架和横向框架。纵、横向框架分别承受纵向和横向水平荷载，而竖向荷载传递路线则根据楼（屋）布置方式而不同。现浇板楼（屋）盖主要向距离较近的梁上传递，预制板楼盖传至支承板的梁上。8.2.2 框架结构的受力特点框架结构的受力特点 第25页，共104页。在高层框架结构中，竖向荷载的作用与多层建筑相似，柱内轴力随层增加而增加，而水平荷载的内力和位移则将成为控制因素。其侧移由两部分组成：第一部分侧移由柱和梁的弯曲变形产生。柱和梁都有反弯点，形成侧向变形。框架下部的梁、柱内力大，层间变形也大，愈到上部
13、层间变形愈小，如图8.8（a）。第二部分侧移由柱的轴向变形产生。在水平力作用下，柱的拉伸和压缩使结构出现侧移。这种侧移在上部各层较大，愈到底部层间变形愈小，如图8.8（b）。第26页，共104页。高层建筑不仅需要较大的承载能力，而且需要较大的刚度。框架抗侧刚度主要取决于梁、柱的截面尺寸。通常梁柱截面惯性较小，侧向变形较大，所以称框架结构为柔性结构。除装配式框架外，一般可将框架结构的梁、柱节点视为刚接节点，柱固结于基础顶面，所以框架结构多为高次超静定结构，如图8.9所示。竖向活荷载具有不确定性。梁、柱的内力将随竖向活荷载的位置而变化。图8.9(a)、(b)分别为梁跨中和支座产生最大弯矩的活荷载位
14、置。第27页，共104页。风荷载也具有不确定性，梁、柱可能受到反号的弯矩作用，所以框架柱一般采用对称配筋。图8.10为框架结构在竖向荷载和水平荷载作用下的内力图。由图可见，梁、柱端弯矩、剪力、轴力都较大，跨度较小的中间跨度框架梁甚至出现了上部受拉的情况。第28页，共104页。图8.8 框架结构在水平荷载作用下的受力变形第29页，共104页。图8.9 竖向活荷载最不利位置（a）梁跨中弯矩最不利荷载位置；（b）梁支座弯矩最不利活荷载位置 第30页，共104页。图8.10 框架结构的内力图（a）竖向荷载作用下的内力图；（b）左向水平荷载作用下的内力图第31页，共104页。构件连接是框架设计的一个重要
15、组成部分。只有通过构件之间的相互连接，结构才能成为一个整体。现浇框架的连接构造，主要是梁与柱、柱与柱之间的配筋构造。框架梁、柱的纵向钢筋在框架节点区的锚固和搭接，应符合下列要求（图8.11）：8.2.3 现浇框架节点构造现浇框架节点构造 第32页，共104页。（1）顶层中节点柱纵向钢筋和边节点柱内侧纵向钢筋应伸至柱顶；当从梁底边计算的直线锚固长度不小于la时，可不必水平弯折，否则应向柱内或梁、板水平弯折；当充分利用柱纵向钢筋的抗拉强度时，其锚固段弯折前的竖直投影长度不应小于0.5la，弯折后的水平投影长度不宜小于12倍的柱纵向钢筋直径。第33页，共104页。（2）顶层端节点处，在梁宽范围以内的
16、柱外侧纵向钢筋可与梁上部纵向钢筋搭接，搭接长度不应小于1.5la；在梁宽范围以外的柱外侧纵向钢筋可伸入现浇板内，其伸入长度与伸入梁内的相同。当柱外侧纵向钢筋的配筋率大于1.2%时，伸入梁内的柱纵向钢筋宜分两批截断，其截断点之间的距离不宜小于20倍的柱纵向钢筋直径。第34页，共104页。（3）梁上部纵向钢筋伸入端节点的锚固长度，直线锚固时不应小于la，且伸过柱中心线的长度不宜小于5倍的梁纵向钢筋直径；当柱截面尺寸不足时，梁上部纵向钢筋应伸至节点对边并向下弯折，锚固段弯折前的水平投影长度不应小于0.4la，弯折后的竖直投影长度应取15倍的梁纵向钢筋直径。第35页，共104页。（4）当计算中不利用梁
17、下部纵向钢筋的强度时，其伸入节点内的锚固长度应取不小于12倍的梁纵向钢筋直径。当计算中充分利用梁下部钢筋的抗拉强度时，梁下部纵向钢筋可采用直线方式或向上90弯折方式锚固于节点内，直线锚固时的锚固长度不应小于la；弯折锚固时，锚固段的水平投影长度不应小于0.4la，竖直投影长度应取15倍的梁纵向钢筋直径。第36页，共104页。图8.11 非抗震设计时框架梁、柱纵向钢筋在节点区的锚固要求第37页，共104页。8.3 剪力墙结构剪力墙结构为保证墙体的稳定及浇灌混凝土的质量，钢筋混凝土剪力墙的截面厚度不应小于楼层净高的1/25，也不应小于140mm。采用装配式楼板时，楼板搁置不能切断或过多削弱剪力墙沿
18、高度的连续性，剪力墙至少应有60%面积与上层相连。在决定墙厚时也应考虑这一因素。钢筋混凝土剪力墙中，混凝土不宜低于C20级。第38页，共104页。剪力墙的配筋有单排及双排配筋两种形式，见图8.12（a）、（b）、（c）、(d)。单排配筋施工方便，但当墙厚度较大时，表面易出现温度收缩裂缝。在山墙及楼梯间一侧的剪力墙，常常有墙体平面外的偏心。因此在多数情况下剪力墙都宜配置双排钢筋，双排钢筋之间要设置拉结筋。第39页，共104页。剪力墙分布钢筋的配置应符合下列要求：一般剪力墙竖向和水平分布筋的配筋率，一、二、三级抗震设计时均不应小于0.25%，四级抗震设计和非抗震设计时均不应小于0.20%；一般剪力
19、墙竖向和水平分布钢筋间距均不应大于300mm，分布钢筋直径均不应小于8mm。剪力墙竖向及水平分布钢筋的搭接连接，如图8.12所示。剪力墙上开洞时，洞口边缘必须配置钢筋，必要时应配斜筋以抵抗洞口角部的应力集中。第40页，共104页。当洞口较大，按整体小开口墙或联肢墙计算剪力墙内力时，洞口边的钢筋按连梁及墙肢截面计算要求配置，如洞口较小，按整体计算时，洞口按构造要求配置钢筋。每边不少于212，钢筋伸过洞口边至少600mm或la，如图8.13所示。当开的洞口很小（如穿管道需要的小洞），未切断分布筋时，可利用分布筋作洞口边的钢筋。当洞口切断分布筋时，则洞口边应放置构造钢筋，其面积不小于切断的分布筋或不
20、小于28。第41页，共104页。图8.12 剪力墙截面配筋形式（a）双排筋；（b）单排筋；（c）暗柱；（d）明柱第42页，共104页。图8.12 剪力墙截面配筋形式（a）双排筋；（b）单排筋；（c）暗柱；（d）明柱第43页，共104页。图8.13 洞口配筋(a)门窗洞口；(b)小洞口 第44页，共104页。8.4 框架剪力墙结构简介框架剪力墙结构简介框架-剪力墙结构是由框架和剪力墙两类抗侧力单元组成，这两类抗侧力单元的变形和受力特点不同。剪力墙的变形以弯曲型为主，框架的变形以剪切型为主。在框-剪结构中，框架和剪力墙由楼盖连接起来而共同变形。剪力墙负担大部分水平力；另外，框架和剪力墙分担水平力的
21、比例，房屋上部、下部是变化的。8.4.1 框架剪力墙结构的受力特点框架剪力墙结构的受力特点 第45页，共104页。在房屋下部，由于剪力墙变形增大，框架变形减小，使得下部剪力墙担负更多剪力，而框架下部担负的剪力较少。在上部，情况恰好相反，剪力墙担负外载减小，而框架担负剪力增大。这样，就使框架上部和下部所受剪力均匀化。从协同变形曲线可以看出，框架结构的层间变形在下部小于纯框架，在上部小于纯剪力墙，因此各层的层间变形也将趋于均匀化。第46页，共104页。框-剪结构中，剪力墙是主要的抗侧力构件，承担着大部分剪力，因此构造上应加强。剪力墙的厚度不应小于160mm，也不应小于h/20（h为层高）。剪力墙墙
22、板的竖向和水平方向分布钢筋的配筋率均不应小于0.2%，直径不应小于8mm，间距不应大于300mm，并至少采用双排布置。各排分布钢筋间应设拉筋，拉筋直径不小于6mm，间距不应大于600mm。8.4.2 框架剪力墙的构造要求框架剪力墙的构造要求 第47页，共104页。剪力墙周边应设置梁（或暗梁）和端柱组成边框。剪力墙水平和竖向分布钢筋的搭接长度不应小于1.2la。同排水平分布钢筋的连接如图8.14。竖向分布钢筋可在同一高度搭接。剪力墙洞口上、下两边的水平纵向钢筋不应少于2根直径12mm的钢筋，钢筋截面面积分别不宜小于洞口截断面的水平分布钢筋总截面面积的1/2。连系梁配筋构造如图8.15。第48页，
23、共104页。当剪力墙墙面开有非连续小洞口，且在整体计算中不考虑其影响时，应将洞口处被截断的分布筋量分别集中配置在洞口上、下和左、右两边，且钢筋直径不应小于12mm，如图8.16（a）。穿过连系梁的管道宜预埋套管，洞口上、下的有效高度不宜小于梁高的1/3，且不宜小于200mm，洞口处宜配置补强钢筋，如图8.16（b）。第49页，共104页。图8.14 剪力墙内分布钢筋的连接 第50页，共104页。图8.15 连系梁配筋构造 第51页，共104页。图8.16 洞口补强配筋示意(a)剪力墙洞口补强；(b)连系梁洞口补强 第52页，共104页。8.5 多层及高层钢筋混凝土房屋措施多层及高层钢筋混凝土房
24、屋措施地震是指由于人工爆破、矿山开采、工程活动以及火山爆发、地壳的运动所引起的地面震动。地震可分为诱发地震和天然地震两大类。诱发地震主要是由于人工爆破、矿山开采及工程活动（如兴建水库）所引发的地震。诱发地震一般都不太强烈，仅有个别情况（如水库地震）会造成严重的地震灾害。8.5.1 地震基本知识地震基本知识 8.5.1.1 地震及其破坏作用地震及其破坏作用第53页，共104页。天然地震主要有构造地震与火山地震。后者由火山爆发所引起，前者由地壳构造运动所产生。比较而言，构造地震发生次数多（占地震发生总数约90%）、影响范围广，是建筑抗震设防研究的对象，以下所称地震均指构造地震。地震时会释放出巨大的
25、能量，从而造成地震灾害。第54页，共104页。地震灾害分为原生地震、次生地震，由地震造成的地面和房屋的破坏，主要表现有：（1）地表破坏现象。表现为地裂缝、地面下沉、喷水冒砂和滑坡等形式。（2）房屋结构破坏。表现为墙体裂缝、钢筋混凝土构件开裂或酥裂等。第55页，共104页。地震震级表示地震本身能量大小的一种度量，其数值是根据地震仪记录到的地震波图表确定。震级用M表示。地震震级每增加一级，地震所释放的能量约增加30倍。大于2.5级的浅震，在震中附近地区的人就有感觉，叫做有感地震；5级以上的地震会造成明显的破坏，叫做破坏性地震。世界上已记录到的最大地震的震级为8.9级。8.5.1.2 地震震级和烈度
26、地震震级和烈度第56页，共104页。地震烈度是指某一区域的地表和各类建筑物遭受某一次地震影响的平均强弱程度。一次地震，表示地震大小的震级只有一个。然而，由于同一次地震对不同地点的影响不一样，随着距离震中的远近会出现多种不同的烈度。一般来说，距离震中近，烈度就高；距离震中越远，烈度也越低。为评定地震烈度而建立起来的标准叫地震烈度表。不同国家所规定的地震烈度表往往是不同的，我国规定的地震烈度见表8.1（详见P169）。第57页，共104页。（1）抗震设防的依据一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般场地条件下按一定的概率（我国取10%）可能遭遇到的最大地震烈度称为基本烈度。抗震设防烈度是指按国家
27、规定的权限批准作为一个地区抗震设防依据的地震烈度。一般取基本烈度。8.5.1.3 建筑地震设防建筑地震设防第58页，共104页。（2）建筑抗震设防分类建筑应根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类、丙类、丁类四个抗震设防类别。甲类建筑应属于重大建筑工程和地震时可能发生严重次发性灾害的建筑，乙类建筑应属于地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的建筑，丙类建筑应属于除甲、乙、丁类以外的一般建筑，丁类建筑应属于抗震次要建筑。第59页，共104页。（3）抗震设防标准抗震设防标准是指衡量抗震设防要求的尺度，由抗震设防烈度和建筑使用功能的重要性确定。甲类建筑，地震作用应高于本地区抗震设防烈度的要求，其值应按批准的
28、地震安全性评价结果确定；抗震措施，当抗震设防烈度为68度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求。第60页，共104页。乙类建筑，地震作用应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施，一般情况下，当抗震设防烈度为68度时，应符合本地区抗震设防烈度提高一度的要求，当为9度时，应符合比9度抗震设防更高的要求；地震基础的抗震措施，应符合有关规定。对较小的乙类建筑，当其结构改用抗震性能较好的结构类型时，应允许仍按本地区抗震设防烈度的要求采取抗震措施。第61页，共104页。丙类建筑，地震作用和抗震措施均应符合本地区抗震设防烈度的要求。丁类建筑，一般情况下，地震作
29、用仍应符合本地区抗震设防烈度的要求；抗震措施应允许比本地抗震设防烈度的要求适当降低，但抗震设防烈度为6度时不应降低。抗震设防烈度为6度时，除本规范有具体规定外，对乙、丙、丁类建筑可不进行地震作用计算。第62页，共104页。（4）抗震设防的目的抗震设防的目的是在一定的经济条件下，最大限度地限制和减轻建筑物的地震破坏，保障人民生命财产的安全。为了实现这一目的，近年来，许多国家的抗震设计规范都趋向于以“小震不坏、中震可修、大震不倒”作为建筑抗震设计的基本准则。第63页，共104页。“小震不坏”即当遭受低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时，一般不受损坏或不需修理仍可继续使用；“中震可修”即遭受相当于
30、本地区抗震设防烈度的地震影响时，建筑物可能损坏，经一般修理或不需修理仍可继续使用；“大震不倒”即当遭受到本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时，建筑物不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。第64页，共104页。所谓建筑抗震概念设计指根据地震灾害和工程经验等所形成的基本设计原则和设计思想，进行建筑和结构总体布置并确定细部构造的过程。建筑抗震概念设计的基本内容和要求如下：（1）场地和地基的要求同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上；同一结构单元不宜部分采用天然地基、部分采用桩基；8.5.1.4 抗震设计的基本要求抗震设计的基本要求第65页，共104页。地基为软弱粘性土、液化土、新近填土或严重
31、不均匀土时，应估计地震时地基不均匀沉降或其他不利影响，并采取相应的措施。（2）建筑设计和建筑结构的规则性同建筑设计时应符合抗震设计要求，不应采用严重不规则的设计方案。第66页，共104页。（3）结构体系的要求应具有明确的计算简图和合理的地震作用传递途径。应避免因部分结构或构件破坏而导致整个结构丧失抗震能力或对重力荷载的承载能力。应具备必要的抗震能力、良好的变形能力和消耗地震能量的能力。对可能出现的薄弱部位，应采取措施提高抗震能力。第67页，共104页。（1）钢筋混凝土框架房屋的震害结构层间屈服强度有明显的薄弱楼层 柱端与节点的破坏较为突出砌体填充墙的破坏较为普遍防震缝的震害也很普遍8.5.2
32、多层及高层钢筋混凝土房屋抗震措施多层及高层钢筋混凝土房屋抗震措施 8.5.2.1 震害特点震害特点第68页，共104页。（2）高层钢筋混凝土抗震墙结构和钢筋混凝土框架抗震墙结构房屋的震害设有抗震墙的钢筋混凝土结构有良好的抗震性能连系梁和墙肢底层的破坏是抗震墙的主要震害第69页，共104页。(1)钢筋混凝土高层建筑房屋的适用高度和高宽比钢筋混凝土高层建筑结构的最大适用高度和高宽比应分为A级和B级。B级高度高层建筑结构的最大适用高度和高宽比可较A级适当放宽，其结构抗震等级、有关的计算和构造措施应相应严格。A级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表8.3（详见P173）的规定，框架剪
33、力墙、剪力墙和筒体结构高层建筑，其高度超过表8.3（详见P173）的规定时，为B级高度高层建筑。8.5.2.2 抗震设计的一般规定抗震设计的一般规定第70页，共104页。B级高度钢筋混凝土乙类和丙类高层建筑的最大适用高度应符合表8.4（详见P173）的规定。A级、B级高度钢筋混凝土高层建筑结构适用的最大高宽比分别应符合表8.5（详见P173）和表8.6（详见P174）的规定。第71页，共104页。（2）抗震等级钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。丙类建筑的抗震等级按表8.7（详见P174）、表8.8（详见P175）确定。第72页，共
34、104页。钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：框架抗震墙结构，在基本震型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。第73页，共104页。当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级
35、。抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按表8.3确定抗震等级。其中，8度乙类建筑高度超过表8.3规定的范围时，应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。第74页，共104页。（3）防震缝高层钢筋混凝土房屋宜避免采用规范规定的不规则建筑结构方案，不设防震缝；当需要设置防震缝时，应符合下列规定：框架结构房屋的防震缝最小宽度，当高度不超过15m时，可采用70mm；超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。第75页，共104页。框架抗震墙结构房屋的防震缝宽度可用项规定数值的70%，抗震墙结构房屋的防震缝宽度可采用项规定数值的50%，且均不宜小于70mm。防
36、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。第76页，共104页。(4)抗撞墙8、9度框架结构房屋防震缝两侧结构高度、刚度或层高相差较大时，可在缝两侧房屋的尽端沿全高设置垂直于防震缝的抗撞墙，每一侧抗撞墙的数量不应少于两道，宜分别对称布置，墙肢长度可不大于一个柱距，框架和抗撞墙的内力应按设置和不设置抗撞墙两种情况分别进行分析，并按不利情况取值。防震缝两侧抗撞墙的端柱和框架的边柱，箍筋应沿房屋全高加密。第77页，共104页。（5）纵向钢筋锚固和连接纵向受拉钢筋的抗震锚固长度laE应按下式计算：laE=la(8.1)现浇钢筋混凝土框架梁、柱的纵向受力钢筋的连接方法，
37、一、二级框架柱的各部位及三级框架柱的底层宜采用机械连接接头，也可采用绑扎搭接或焊接接头；三级框架柱的其他部位和四级框架柱可采用绑扎搭接或焊接接头。一级框架梁宜采用机械连接接头，二、三、四级框架梁可采用绑扎搭接或焊接接头。第78页，共104页。焊接或绑扎接头均不宜位于构件最大弯矩处，且宜避开梁端、柱端的箍筋加密区。当无法避免时，应采用机械连接接头，且钢筋接头面积百分率不应超过50%。当采用绑扎搭接接头时，其搭接长度不应小于下式计算值：llE=laE(8.2)第79页，共104页。（6）箍筋的要求箍筋末端应作135的弯钩，弯钩的平直部分的长度不应小于10d（d为箍筋直径），高层建筑中尚不应小于75
38、mm，如图8.17所示。在纵向受力钢筋搭接长度范围内的箍筋直径不应小于搭接钢筋较大直径的0.25倍，间距不应大于搭接钢筋较小直径的5倍，且不应大于100mm。第80页，共104页。图8.17箍筋的端部构造第81页，共104页。(1)框架结构的抗震措施1)梁的截面尺寸宜符合下列各项要求：截面宽度不宜小于200mm；截面高宽比不宜大于4；净跨与截面高度之比不宜小于4。采用梁宽大于柱宽的扁梁时，楼板应现浇，梁中线宜与柱中线重合，扁梁应双向布置，且不宜用于一级框架结构。扁梁的截面尺寸应符合下列要求，并应满足现行有关规范对挠度和裂缝宽度的规定：bb2bcbbbc+hbhb16d8.5.2.3 抗震构造措
39、施抗震构造措施第82页，共104页。2)梁的纵向钢筋配置应符合下列各项要求：梁端纵向受拉钢筋的配筋率不应大于2.5%，且计入受压钢筋的梁端混凝土受压区高度和有效高度之比，一级不应大于0.25，二、三级不应大于0.35；梁端截面的底面和顶面纵向钢筋配置筋量的比值，除按计算确定外，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3。第83页，共104页。3)梁端箍筋加密区的长度，箍筋的最大间距和最小直径应按表8.9（详见P177）采用，当梁端纵向受拉钢筋配筋率大于2%时，表中箍筋最小直径应增大2mm。梁端加密区的箍筋肢距，一级不宜大于200mm和20倍箍筋直径的较大值，二、三级不宜大于250mm和20倍箍
40、筋直径的较大值，四级不宜大于300mm。第84页，共104页。4)柱的截面尺寸宜符合下列各项要求：截面的宽度和高度均不宜小于300mm；圆柱直径不宜小于350mm；剪跨比宜大于2；截面长边与短边的边长比不宜大于3。柱轴压比不宜超过表8.10（详见P177）的规定；建造于类场地且较高的高层建筑，柱轴压比限值应适当减小。柱的钢筋配置应符合下列各项要求：纵向钢筋的最小总配筋率应按表8.11（详见P178）采用，同时每一侧配筋不应小于0.2%；对建于类场地且较高的高层建筑，表中的数值应增加0.1。第85页，共104页。5)柱的纵向钢筋配置应符合下列各项要求：宜对称配置；截面尺寸大于400mm的柱，纵向
41、钢筋间距不宜大于200mm；柱总配筋率不应大于5%；一级且剪跨比不大于2的柱，每侧纵向钢筋配筋率不宜大于1.2%；边柱、角柱及抗震墙端柱在地震作用组合产生小偏心受拉时，柱内纵筋总截面面积应比计算值增加25%；柱纵向钢筋的绑扎接头应避开柱端的箍筋加密柱箍筋的类别见图8.18。第86页，共104页。6)柱的箍筋加密范围应按下列规定采用：柱端，取截面高度（圆柱直径）、柱净高的1/6和500mm三者的最大值；底层柱，柱根不小于柱净高的1/3。当有刚性地面时，除柱端外尚应取刚性地面上下各500mm；剪跨比不大于2的柱和因设置填充墙等形成的柱净高与柱截面高度之比不大于4的柱，取全高。一般情况下，加密区箍筋
42、的最大间距和最小直径应按表8.12（详见P178）采用。第87页，共104页。7）框架梁、柱纵向钢筋在节点核心区的锚固和搭接框架在框架中间层中间节点的上部纵向钢筋应贯穿中间节点。一、二级的下部纵向钢筋伸入中间节点的锚固长度不应小于laE，且伸过中心线不应小于5d，如图8.19(a)所示。当纵向钢筋在端节点内的水平锚固长度不够时，沿柱节点外边向下弯折，经弯折后的水平投影长度，不应小于0.4laE，垂直投影长度取15d，如图8.19(b)。第88页，共104页。当柱纵向钢筋在节点内的竖向锚固长度不够时，应伸至柱顶后向内水平弯折，弯折前的锚固段竖向投影长度不应小于0.5laE，弯折后的水平投影长度取
43、12d，如图8.19(c)。当该柱筋位于顶部第一层时，伸至柱内边后，宜向下弯折不小于8d（d为外侧柱纵向钢筋直径）后截断，如图8.19(d)。当梁、柱配筋率较高时，顶层端节点处的梁上部纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋的搭接连接也可沿柱外边设置（图8.19(e)）。第89页，共104页。柱纵向钢筋不应在中间各层节点内截断。高层框架梁、柱纵向钢筋在节点核心区的锚固和搭接见图8.20。第90页，共104页。(2)抗震墙结构抗震构造措施1)抗震墙的厚度，一、二级不应小于160mm且不应小于层高的1/20，三、四级不应小于140mm且不应小于层高的1/25。底部加强部位的墙厚，一、二级不宜小于200mm且不宜小
44、于层高的1/16；无端柱或翼墙时不应小于层高的1/12。第91页，共104页。2)抗震墙竖、横向分布钢筋的配筋，应符合下列要求：一、二、三级抗震墙的竖向和横向分布钢筋最小配筋率均不应小于0.25%；四级抗震墙不应小于0.20%；钢筋最大间距不应小于300mm，最小直径不应小于8mm。部分框支抗震墙结构的抗震墙底部加强部位，纵向及横向分布钢筋配筋率均不应小于0.3%，钢筋间距不应大于200mm。第92页，共104页。3)抗震墙两端和洞口两侧应设置边缘构件，并应符合下列要求：抗震墙结构，一、二级抗震墙底部加强部位及相邻的上一层应按表8.14设置约束边缘构件。部分框支抗震墙结构，一、二级落地抗震墙底
45、部加强部位及相邻的上一层的两端应设置符合约束边缘构件要求的翼墙或端柱，洞口两侧应设置约束边缘构件；不落地抗震墙应在底部加强部位及相邻的上一层的墙肢两端设置约束边缘构件。第93页，共104页。一、二级抗震墙的其他部位和三、四级抗震墙，均应按表8.14（详见P181）设置构造边缘构件。第94页，共104页。4)抗震墙的约束边缘构件包括暗柱、端柱和翼墙，如图8.21所示。一、二级抗震墙约束边缘构件在设置箍筋范围内（即图8.21中阴影部分）的纵向钢筋配筋率分别不应小于1.2%和1.0%。5)抗震墙的构造边缘构件的范围宜按图8.21采用；构造边缘构件的配筋应满足受弯承载力要求，并宜符合表8.15（详见P
46、182）的要求。第95页，共104页。6）抗震墙的墙肢长度不大于墙厚的3倍时，应按柱的要求进行设计，箍筋应沿全高加密。7）一、二级抗震墙跨高比不大于2且墙厚不小于200mm的连系梁，除普通箍筋外宜另设斜向交叉构造钢筋。8）顶层连系梁的纵向钢筋锚固长度范围内应设置箍筋，如图8.15。第96页，共104页。(3)框架抗震墙结构抗震构造措施抗震墙的厚度不应小于160mm且不应小于层高的1/20，底部加强部位的抗震墙厚度不应小于200mm且不应小于层高的1/16，抗震墙的周边应设置梁（或暗梁）和端柱组成的边框；端柱截面宜与同层框架柱相同，并应满足框架结构柱的抗震要求；抗震墙底部加强部位的端柱和紧靠抗震
47、墙洞口的端柱宜按柱箍筋加密区的要求沿全高加密箍筋。第97页，共104页。抗震墙的竖向和横向分布钢筋配筋率均不应小于0.25%，并应双排布置，拉筋间距不应大于600mm，直径不应小于6mm。框架抗震墙结构的其他抗震构造措施应符合对框架和抗震墙的有关要求。第98页，共104页。图8.18柱箍筋的类别第99页，共104页。图8.19框架梁、柱纵向钢筋在节点区的锚固和搭接（a）中间层中间节点；（b）中间层端节点；（c）顶层中间节点；（d）、（e）顶层端节点第100页，共104页。图8.19框架梁、柱纵向钢筋在节点区的锚固和搭接（a）中间层中间节点；（b）中间层端节点；（c）顶层中间节点；（d）、（e）顶层端节点第101页，共104页。图8.20高层框架梁、柱纵向钢筋 第102页，共104页。图8.21抗震墙的约束边缘构件第103页，共104页。图8.15 连系梁配筋构造 第104页，共104页。
