1、 建筑结构基础CONTENTS目 录多、高层框架结构的计算简图与荷载框 架 结 构剪力墙结构框架-剪力墙结构6.16.26.36.4项目6 多、高层建筑结构学习目标项目6 多、高层建筑结构了解多、高层建筑常用的结构体系，熟悉多高层框架结构的布置原则。掌握多、高层框架结构的计算简图及荷载的相关知识。掌握多、高层框架结构的构造要求。PART6.1多、高层框架结构的计算简图与荷载6.1.1 多、高层框架结构的计算简图 进行框架结构计算时，为方便起见，常忽略结构纵向和横向之间的空间联系、忽略各构件的抗扭作用，将横向框架和纵向框架分别按平面框架进行分析计算，如图6-1（a）、(b)所示。通常，横向框架的
2、间距、荷载都相同，因此常取有代表性的一榀中间横向框架作为计算单元。纵向框架上的荷载往往各不相同，故常有中列柱和边列柱的区别。中列柱纵向框架的计算单元宽度可各取两侧跨距的一半，边列柱纵向框架的计算单元宽度可取一侧跨距的一半。取出的平面框架所承受的竖向荷载与楼盖结构的布置情况有关，当采用现浇楼盖时，楼面分布荷载一般可按角平分线传至相应两侧的梁上，对图6-1（c）所示的梯形竖向分布荷载往往可简化成均匀竖向荷载，水平荷载则简化成节点集中力，如图6-1（c）、(d)所示。6.1.1 多、高层框架结构的计算简图图图6 6-1 1 多高层框架结构的计算单元和计算简图多高层框架结构的计算单元和计算简图6.1.
3、2 多、高层框架结构的荷载 多、高层框架结构的荷载分为竖向荷载和水平荷载两类。对低层民用建筑，结构设计中起控制作用的是竖向荷载；对多层建筑，水平荷载和竖向荷载共同起控制作用；对高层建筑，水平荷载（风荷载和水平地震作用）起控制作用。6.1.2 多、高层框架结构的荷载 1.竖向荷载 竖向荷载包括结构构件和非结构构件的自重（恒荷载）、楼面活荷载、屋面均布活荷载和雪荷载等。（1）自重（恒荷载）。竖向荷载中的恒荷载按相应材料和构件的自重，根据建筑结构荷载规范（GB 500092012）的规定进行计算。（2）楼面活荷载。楼面活荷载按建筑结构荷载规范（GB 500092012）的规定选用，当有特殊要求时，应
4、按实际情况考虑。简化计算时，一般不考虑活荷载的不利布置，按活荷载满布考虑。6.1.2 多、高层框架结构的荷载 （3）屋面均布活荷载（见附表4）。采用不上人屋面时，屋面活荷载标准值取0.7 kN/m2；当施工或维修荷载较大时，应按实际情况采用。采用上人屋面时，屋面活荷载标准值取2.0 kN/m2；当兼作其他用途时，应按相应楼面活荷载采用。（4）雪荷载。屋面均布活荷载不应与雪荷载组合。6.1.2 多、高层框架结构的荷载 2.水平荷载 水平荷载主要包括风荷载和水平地震作用。（1）风荷载。对于高层建筑结构，风荷载是结构承受的主要水平荷载之一。作用在建筑物表面的风荷载，主要取决于风压（吸）力的大小、建筑
5、物的体型、地面粗糙程度及建筑物的动力特性等有关因素。垂直于建筑物表面的风荷载一般按静荷载考虑。层数较少的建筑物，风荷载产生的振动一般很小，设计时可不考虑。高层建筑对风的动力作用比较敏感，建筑物越柔，自振周期就越长，风的动力作用也就越显著。高度大于30 m且高宽比大于1.5的高层建筑，要利用风振系数z来考虑风的动力作用。6.1.2 多、高层框架结构的荷载 为了方便计算，可将沿建筑物高度分布作用的风荷载简化为节点集中荷载，分别作用于各层楼面和屋面处，并合并于迎风面一侧。对某一楼面，取相邻上、下各半层高度范围内分布荷载之和，并且该分布荷载按均布考虑。一般风荷载要考虑左风和右风两种可能。（2）水平地震
6、作用。地震作用是地震时作用在建筑物上的惯性力，一般当抗震设防烈度在6度以上时考虑。6.1.2 多、高层框架结构的荷载 地震时，房屋在地震波的作用下既上下颠簸又左右摇晃，这时房屋既受到垂直方向的地震作用，又受到水平方向的地震作用，分别称为竖向地震作用和水平地震作用。在一般建筑物中，竖向地震作用并不明显，只有在抗震设防烈度为9度及9度以上的地震区，竖向地震作用的影响才比较明显。因此，建筑抗震设计规范（GB 500112010）规定，对于在抗震设防烈度为8、9度时的大跨度和长悬臂结构及9度时的高层建筑，应计算竖向地震作用，其余的建筑物不需要考虑竖向地震作用的影响。PART6.2框 架 结 构6.2.
7、1 框架结构的组成与布置 1.框架结构的组成 框架结构是指钢筋混凝土梁和柱连接而形成的承重结构体系，框架既作为竖向承重结构，同时又承受水平荷载。现浇框架的梁与柱节点的连接处一般为刚性连接，框架柱与基础通常为刚接。框架梁和框架柱是框架结构的主要承重构件。为使框架结构具有良好的受力性能，框架梁宜拉通、对直，框架柱宜上下对中，梁、柱轴线宜在同一竖向平面内。6.2.1 框架结构的组成与布置 框架结构的墙体一般不承重，只起分隔和围护作用，墙体在框架主体施工完成后砌筑而成。框架填充墙通常采用较轻质的材料，以减轻房屋的重量，减小地震作用。填充墙与框架梁、柱之间应采用必要的连接构造，以增加墙体的整体性和抗震性
8、。6.2.1 框架结构的组成与布置 2.框架结构的布置1 1）布置原则）布置原则 （1）平面形状和立面体形状应力求简单、规则、对称及减少偏心，以使受力更加合理。（2）尽量统一柱网与层高，减少构件的类型和规格，以方便工程设计和施工。（3）为避免建筑产生过大的侧移，房屋的高宽比不宜过大，一般不宜大于4。（4）当建筑物平面较长，或平面复杂、不对称，或各部分刚度、高度、重量相差悬殊时，应设置必要的变形缝。6.2.1 框架结构的组成与布置2 2）柱网布置和层高）柱网布置和层高 框架结构的柱网和层高应根据生产工艺、使用要求、建筑材料、施工条件等因素综合考虑，既要保证结构受力合理，又要符合一定的建筑模数。多
9、层工业厂房的柱网布置方式主要有内廊式和跨度组合式两类，如图6-2所示。图图6 6-2 2 多层工业厂房的柱网布置方式多层工业厂房的柱网布置方式6.2.1 框架结构的组成与布置 内廊式柱网一般为对称三跨，边跨跨度（进深）一般采用6 m、6.6 m和6.9 m三种，中间走廊宽有2.4 m、2.7 m和3.0 m三种，开间方向的柱距为3.67.2 m。跨度组合式柱网的常用跨度有6 m、7.5 m、8.0 m和12.0 m四种，柱距常采用6 m。多层厂房的层高一般有36 m、3.9 m、4.5 m、4.8 m和5.4 m。民用框架结构的柱网和层高因房屋用途的不同而变化较大，但通常以300 mm为模数，
10、常用的跨度为4.8 m、5.1 m、6 m、6.6 m和6.9 m，常用层高为3.0 m、3.6 m、3.9 m和4.2 m。6.2.1 框架结构的组成与布置3 3）承重框架的布置）承重框架的布置 框架结构体系中主要承受楼面和屋面荷载的梁称为框架梁，其他的梁称为连系梁。框架梁和柱组成主要承重框架，连系梁和柱组成非主要承重框架。对于平面形状为矩形的框架结构，长向称为纵向，短向称为横向。承重框架的布置方案可分为以下三种:（1）横向框架承重方案。横向框架承重方案是指在横向布置框架梁，在纵向布置次梁或连系梁，楼板沿纵向布置的承重方案，如图6-3（a）所示。6.2.1 框架结构的组成与布置图图6 6-3
11、 3 承重框架的布置方案承重框架的布置方案6.2.1 框架结构的组成与布置 横向框架具有较大的横向刚度，有利于抵抗横向水平荷载。而次梁或连系梁的截面较小，有利于建筑室内的采光和通风。因此，横向框架承重方案在实际工程中应用较多。（2）纵向框架承重方案。纵向框架承重方案是指在纵向布置框架梁，在横向布置次梁或连系梁，楼板沿横向布置，如图6-3（b）所示。在纵向框架承重方案中，次梁或连系梁的高度较小，有利于设备管线的穿行，可获得较高的室内净空，且开间布置较灵活，可以有效地利用室内空间，但其横向刚度较差，故只适用于层数较少的建筑。6.2.1 框架结构的组成与布置 （3）纵、横向框架混合承重方案。纵、横向
12、框架混合承重方案是指在纵、横两个方向均布置框架梁以承担楼面荷载的承重方案，如图6-3（c）、（d）所示。当采用现浇双向板或井字梁楼盖时，常采用这种方案。由于纵、横向框架梁均承担荷载，梁截面均较大，故可使房屋两个方向都获得较大的刚度，因此有较好的整体工作性能。6.2.2 框架结构的组成与布置 框架结构一般是高次超静定结构，因此必须先确定构件的截面形式和尺寸后才能进行结构分析。6.2.2 框架结构的组成与布置 1.框架梁、柱的截面形状及尺寸1 1）框架梁）框架梁 框架梁的截面形状一般为矩形。当结构整体现浇时，楼板可作为梁的翼缘，梁截面就成为T形或倒L形；在装配式框架中，框架梁截面可做成矩形、T形或
13、花篮形。框架梁的截面尺寸应满足框架结构的强度和刚度要求。6.2.2 框架结构的组成与布置 框架梁的截面高度可根据梁的跨度、约束条件及荷载大小进行估算，即现浇式框架hb=(1/121/10)l，装配式框架hb=(1/101/8)l。其中，l为框架梁的跨度。当框架梁为单跨或荷载较大时，取大值；当框架梁为多跨或荷载较小时，取小值。为防止梁发生剪切破坏，梁高hb不宜大于ln/4，ln为梁净跨。框架梁的截面宽度可取bb=(1/31/2)hb，为了保证端部节点传力可靠，梁宽bb不宜小于柱宽的1/2，且不宜小于200 mm。6.2.2 框架结构的组成与布置2 2）框架柱）框架柱 框架柱的截面形式一般采用矩形
14、或正方形，其截面尺寸可参考同类建筑确定或由柱所承受的轴力估算，也可近似取柱截面高度hc=(1/151/10)H（H为层高），且不宜小于400 mm；柱截面宽度可取bc=(1/1.51)hc，且不宜小于300 mm。为了避免柱发生剪切破坏，柱净高与截面长边之比宜大于4。6.2.2 框架结构的组成与布置 2.现浇框架的一般构造要求 现浇框架的一般构造要求如下：（1）钢筋混凝土框架的混凝土强度等级不宜低于C25，高层框架柱可提高到C30C50。为了保证梁、柱节点的承载力和延性，要求现浇框架节点区的混凝土强度等级应不低于同层柱的混凝土强度等级。由于施工过程中节点区的混凝土与梁同时浇筑，因此要求梁、柱混
15、凝土的强度等级相差不宜大于5 MPa。（2）梁、柱的纵向受力钢筋宜采用HRB335级、HRB400级、HRB500级、HRBF335级、HRBF400级和HRBF500级，箍筋宜采用HPB300级、HRB335级、HRBF335级和HRB400级。6.2.2 框架结构的组成与布置 （3）框架梁（柱）应分别满足受弯构件和受压构件的一般构造要求，地震区的框架还应满足抗震设计的要求。（4）框架梁在跨中上部应配置不少于212的架立钢筋与梁支座的负弯矩钢筋搭接，搭接长度不应小于150 mm（非抗震设计）。框架梁支座截面的负弯矩钢筋自柱边缘算起的长度不应小于ln/4。框架梁的箍筋沿梁全长范围内设置，箍筋的
16、构造要求与一般梁相同。（5）框架柱宜采用对称配筋，柱中全部纵向受力钢筋的配筋率在无抗震设防要求时不应超过5%，也不应小于0.4%（按全截面面积计算）。6.2.2 框架结构的组成与布置 （6）框架柱箍筋应为封闭式，箍筋最小直径和最大间距要求与一般柱相同。当柱每侧纵向钢筋多于3根时，应设置复合箍筋；但当柱的短边不大于400 mm，且纵筋根数不多于4根时，可不设复合箍筋。6.2.2 框架结构的组成与布置 3.非抗震设计时现浇框架的节点构造 框架节点是形成框架结构整体受力体系的重要组成部分，它作为柱的一部分起到向下层传递内力的作用，同时又是梁的支座，承受本层梁传来的荷载，因此节点区处于复杂的受力状态。
17、现浇框架的梁、柱节点应做成刚性节点，在非抗震设计时，主要通过采取适当的节点构造措施来保证框架结构的整体空间受力性能。6.2.2 框架结构的组成与布置1 1）中间层中间节点）中间层中间节点 框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点，框架梁下部纵向钢筋伸入中间节点范围内的锚固长度应按下列要求取用：（1）计算中不利用其强度时，伸入节点的锚固长度las不应小于12d。6.2.2 框架结构的组成与布置 （2）当计算中充分利用钢筋的抗拉强度时，应锚固在节点内。可采用直线锚固形式，钢筋的锚固长度不应小于la，如图6-4（a）所示；当框架柱截面较小而直线锚固长度不足时，宜采用钢筋端部加锚头的机械锚固措施，也可采用将钢
18、筋伸至柱对边向上弯折90的锚固形式，其中弯前水平段的长度不应小于0.4la，弯后垂直段长度取为15d，如图6-4（b）所示；框架梁下部纵向钢筋也可贯穿框架节点区，在节点以外梁中弯矩较小部位设置搭接接头，搭接长度的起始点至节点或支座边缘的距离不应小于1.5h0，搭接长度ll应满足受拉钢筋的搭接长度要求，如图6-4（c）所示。6.2.2 框架结构的组成与布置图图6 6-4 4 中间层中间节点中梁纵向钢筋的锚固与搭接中间层中间节点中梁纵向钢筋的锚固与搭接6.2.2 框架结构的组成与布置 （3）当计算中充分利用钢筋的抗压强度时，伸入节点的直线锚固长度不应小于0.7la。框架柱的纵向钢筋应贯穿中间层的中
19、间节点和中间层的端节点，柱纵向钢筋的接头应设在节点区以外、弯矩较小的区域，纵筋的搭接长度应满足ll1.2la。当柱每侧纵筋不超过4根时，可在同一截面搭接；当每侧纵筋超过4根时，应分批搭接。当上、下层柱中纵筋的直径和根数相同时，纵筋的连接构造如图6-5所示；6.2.2 框架结构的组成与布置图图6 6-5 5 上、下层柱中纵筋的直径上、下层柱中纵筋的直径和根数相同时纵筋的连接构造和根数相同时纵筋的连接构造6.2.2 框架结构的组成与布置图图6 6-6 6 上、下层柱中纵筋的直径和根上、下层柱中纵筋的直径和根数不同时纵筋的连接构造数不同时纵筋的连接构造 当上、下层柱中纵筋的直径和根数不同时，纵筋的连
20、接构造如图6-6所示。在搭接接头范围内，箍筋间距应不大于5d（d为柱中较小纵筋的直径），且不应大于100 mm。当纵向钢筋的直径大于25 mm时，不宜采用绑扎搭接接头。6.2.2 框架结构的组成与布置2 2）中间层端节点）中间层端节点 （1）采用直线锚固形式时，锚固长度不应小于la，且伸过柱中心线的长度不小于5d，如图6-7（a）所示。图图6 6-7 7 中间层端节点中梁纵向钢筋的锚固形式中间层端节点中梁纵向钢筋的锚固形式6.2.2 框架结构的组成与布置 （2）当柱截面尺寸不满足直线锚固要求时，可采用钢筋端部加机械锚头的锚固方式，纵筋宜伸至柱外侧纵筋内边，包括机械锚头在内的水平投影的长度不应小
21、于0.4lab，如图6-7（b）所示。（3）梁上纵筋也可采用90弯折的锚固形式，此时梁上部纵筋应伸至柱外侧纵筋内边并向节点内弯折，其弯前的水平段长度不应小于0.4lab，弯后垂直段长度不应小于15d，如图6-7（c）所示。梁下部纵向钢筋伸入端节点范围内的锚固要求与中间层节点相同。6.2.2 框架结构的组成与布置3 3）顶层中间节点）顶层中间节点 柱内纵向钢筋应伸入顶层中间节点并在梁中锚固，其锚固长度应符合下列要求：（1）柱纵向钢筋可采用直线方式锚固，其锚固长度不应小于la，且必须伸至柱顶，如图6-8（a）所示。图图6 6-8 8 顶层中间节点中柱纵向钢筋的锚固顶层中间节点中柱纵向钢筋的锚固6.
22、2.2 框架结构的组成与布置 （2）当节点处梁截面的高度较小时，可采取90弯折锚固措施，如图6-8（b）所示。即将柱纵筋伸至柱顶，然后水平弯折，弯折前的垂直段长度不应小于0.5lab，弯折方向可分为两种形式：向节点内弯折，弯折后的水平段长度不宜小于12d；向节点外弯折，适用于当柱顶有现浇板且板厚不小于100 mm时，弯折后的水平段长度不宜小于12d。（3）当节点处梁截面尺寸不足时，也可采取带锚头的机械锚固措施。此时，包括机械锚头在内的竖向锚固长度不应小于0.5lab，如图6-8（c）所示。6.2.2 框架结构的组成与布置4 4）顶层端节点）顶层端节点 顶层端节点柱内侧纵向钢筋的锚固要求与顶层中
23、间节点的纵向钢筋相同。顶层柱外侧纵向钢筋与梁上部纵向钢筋在端节点内为搭接连接。其搭接方案有如下两种：6.2.2 框架结构的组成与布置 （1）搭接接头沿顶层端节点外侧及梁端顶部布置，如图6-9（a）所示。该方案适用于梁上部和柱外侧钢筋不太多的情况。此时，搭接长度不应小于1.5lab，其中伸入梁内的柱外侧钢筋截面的面积不宜小于其全部面积的65%；梁宽范围以外的柱外侧钢筋宜沿节点顶部伸至柱内边锚固。当柱筋位于柱顶第一层时，伸至柱内边后宜向下弯折不小于8d（d为柱外侧纵向钢筋的直径）后截断；当柱筋位于柱顶第二层时，可不向下弯折。当柱顶有厚度不小于100 mm的现浇板时，梁宽范围以外的柱外侧钢筋也可伸入
24、现浇板内，其长度与伸入梁内的柱筋相同。梁上部纵筋应伸至节点外侧并向下弯至梁下边缘高度后截断。6.2.2 框架结构的组成与布置 （2）搭接接头沿节点柱顶外侧直线布置，如图6-9（b）所示。该方案适用于梁上部和柱外侧钢筋较多的情况。此时，搭接长度自柱顶算起不应小于1.7lab。当梁上部纵筋配筋率大于1.2%时，弯入柱外侧的梁上部纵筋除应满足以上规定的搭接长度外，宜分两批截断，其截断点之间的距离不宜小于20d（d为梁上部纵向钢筋的直径）。图图6 6-9 9 顶层端节点梁、柱纵向钢筋在节点的搭接顶层端节点梁、柱纵向钢筋在节点的搭接6.2.2 框架结构的组成与布置5 5）框架节点内的箍筋设置）框架节点内
25、的箍筋设置 在框架节点内应设置必要的水平箍筋以约束柱的纵向钢筋和节点核心区的混凝土。对非抗震设计的框架节点，其箍筋构造应符合柱中箍筋的构造规定，但间距不宜大于250 mm。对四边均有梁与之相连的中间节点，节点内可只设置沿周边的矩形箍筋，而不设复合箍筋。当顶层端节点内设有梁上部纵向钢筋和柱外侧纵向钢筋的搭接接头时，节点内的水平箍筋应符合规范对纵向受力钢筋搭接长度范围内箍筋的构造要求。非抗震设计时，框架梁、柱纵向钢筋布置的构造要求如图6-10所示。6.2.2 框架结构的组成与布置图图6 6-10 10 框架梁、柱纵向钢筋布置图的构造要求框架梁、柱纵向钢筋布置图的构造要求6.2.2 框架结构的组成与
26、布置 4.填充墙的构造要求 砌体填充墙的上部与框架梁底之间必须用块材塞紧。墙与框架柱的连接方法有以下两种：（1）墙与框架柱之间留缝，并用钢筋柔性连接，计算时不考虑墙对框架抗侧移能力的影响。（2）刚性连接，即墙与柱紧密接触，填充墙在框架中起斜压杆的作用，从而提高框架的抗侧移刚度。填充墙应优先选择轻质墙板，并与框架牢固连接。当采用砌块砌体时，应在柱与填充墙的交接处沿高度每隔若干皮块材用26钢筋与柱拉结。拉结筋应锚入柱中，并伸进填充墙内适当长度。PART6.3剪力墙结构6.3.1 剪力墙结构的布置原则 剪力墙结构中的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
27、支撑作用很重要。剪力墙的下部一般固接于基础顶面，构成竖向悬臂构件，习惯上称为落地剪力墙。剪力墙既可以承受水平荷载，也可以承受竖向荷载，而其承受平行于墙体平面的水平荷载最有利。在抗震设防区，水平荷载还包括水平地震作用，因此钢筋混凝土剪力墙也称为抗震墙。6.3.1 剪力墙结构的布置原则 剪力墙宜沿结构的主轴方向双向或多向布置，以使两个方向的刚度接近，避免结构在两个方向上的刚度相差很大。剪力墙宜沿建筑物高度方向贯通对齐，上下不错层、不中断，以避免沿高度方向墙体刚度产生突变。较长的剪力墙可用楼板或弱的连梁分为若干个独立墙段，每个独立墙段的总高度与长度之比不宜小于2。剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置
28、，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很大。墙肢截面长度与厚度之比不宜小于3。6.3.1 剪力墙结构的布置原则 多层大空间剪力墙结构的底层应设置成落地剪力墙或筒体。在平面形状为长矩形的建筑中，落地横向剪力墙的数量不能太少，一般不宜少于全部横向剪力墙的30%（非抗震设计）。底层落地剪力墙和筒体应加厚，并可提高混凝土的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。非抗震设计时，落地剪力墙的间距lw应不大于3B（B为楼面宽度），且不大于36 m。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 1.剪力墙的最小厚度 剪力墙的厚度不应太小，以保证墙体平面的刚度、稳定
29、性及浇筑混凝土的质量。钢筋混凝土剪力墙的截面厚度不应小于140 mm，且不应小于楼层高度的1/25。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 2.墙肢的配筋构造1 1）墙肢端部纵向钢筋）墙肢端部纵向钢筋 剪力墙两端和洞口两侧应按规定设置边缘构件。在墙肢两端应集中配置直径较大的竖向受力钢筋，与墙内的竖向分布钢筋共同承担墙的正截面受弯承载力。端部竖筋应设置于由箍筋或水平分布钢筋和拉筋约束的边缘构件内。当墙肢端部有端柱时，其钢筋分布如图6-11（a）所示；当墙肢端部无端柱时，应设置构造暗柱，如图6-11（b）所示。6.3.2 剪力墙结构的构造要求图图6 6-11 11 墙肢端部配筋构造墙肢端部配筋构造6.3
30、.2 剪力墙结构的构造要求 非抗震设计时，剪力墙端部应按构造配置不少于4根的直径为12 mm的竖向受力钢筋或2根直径为16 mm的钢筋；沿竖向钢筋的方向宜配置直径不小于6 mm、间距为250 mm的拉筋。端柱及暗柱内纵向钢筋的连接和锚固要求宜与框架柱相同。非抗震设计时，剪力墙纵向钢筋的最小锚固长度应取la。6.3.2 剪力墙结构的构造要求2 2）墙身分布钢筋）墙身分布钢筋 剪力墙墙身分布钢筋有水平分布钢筋和竖向分布钢筋两种，其作用是：使剪力墙有一定的延性，破坏前有明显的位移和征兆，防止其突然脆性破坏；当混凝土受剪破坏后，钢筋仍有足够的抗剪能力，使剪力墙不会突然倒塌；减少和防止产生温度裂缝；当施
31、工拆模或其他原因使剪力墙产生裂缝时，能有效地控制裂缝的持续发展。剪力墙分布钢筋的配筋方式有单排配筋和多排配筋。虽然单排配筋施工方便，但当墙体厚度较大时，表面易出现温度收缩裂缝。因此，当高层建筑的剪力墙厚度较大时，不应采用单排配筋。剪力墙中的分布钢筋应满足如下构造要求。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 （1）当剪力墙厚度大于160 mm时，应采用双排配筋；结构中重要部位的剪力墙，当其厚度不大于160 mm时，也宜配置双排分布钢筋网。双排分布钢筋网应沿墙的两个侧面布置，且应采用拉筋连接，拉筋应与外皮钢筋钩牢。因为施工是先立竖向分布钢筋，后绑水平分布钢筋，所以为了施工方便，竖向分布钢筋宜在内侧，水平
32、分布钢筋宜在外侧，并且多采用水平分布钢筋与竖向分布钢筋同直径、同间距。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 （2）剪力墙中水平分布钢筋和竖向分布钢筋的配筋率均不应小于0.20%，其直径不应小于8 mm，间距不应大于300 mm；拉筋直径不宜小于6 mm，间距不宜大于600 mm。（3）剪力墙水平分布钢筋应伸至墙端，并向内水平弯折10d(d为水平分布钢筋的直径)后截断。当剪力墙端部有翼墙或转角墙时，内墙两侧和外墙内侧的水平分布钢筋应伸至翼墙或转角墙外边，并分别向两侧水平弯折15d后截断，如图6-12(a)所示；在转角墙处，外墙外侧的水平分布钢筋应在墙端外角处弯入翼墙，并与翼墙外侧水平分布钢筋搭接，且
33、搭接长度不小于1.2la，如图6-12(b)所示。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 （4）剪力墙水平分布钢筋的搭接长度不应小于1.2la，同排水平分布钢筋的搭接接头之间及上、下相邻水平分布钢筋的搭接接头之间沿水平方向的净间距不宜小于500 mm，如图6-12(c)所示。图图6 6-12 12 剪力墙水平分布钢筋的连接构造剪力墙水平分布钢筋的连接构造6.3.2 剪力墙结构的构造要求 （5）剪力墙竖向分布钢筋可在同一截面上搭接，搭接长度不应小于1.2la，且不应小于300 mm。当分布钢筋的直径大于25 mm时，不宜采用搭接接头。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 3.连梁的配筋构造 连梁的配筋应符
34、合以下构造要求：（1）剪力墙连梁顶面、底面纵向受力钢筋的两端应伸进墙内，其锚固长度不应小于la。（2）连梁应沿全长配置箍筋，箍筋直径不宜小于6 mm，间距不宜大于150 mm。（3）在顶层连梁纵向钢筋伸入墙内的锚固长度范围内应配置间距不大于150 mm的构造箍筋，箍筋直径应与该连梁跨内的箍筋直径相同。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 （4）墙体水平分布钢筋应作为连梁的腰筋在连梁范围内拉通连续配置；当连梁截面的高度大于700 mm时，其两侧面沿梁高范围设置的纵向构造钢筋（腰筋）的直径不应小于10 mm，间距不应大于200 mm。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 4.剪力墙洞口的补强措施 高层建筑
35、混凝土结构技术规程（JGJ 32010）规定，当剪力墙墙面开有非连续小洞口（洞口各边长度小于800 mm）时，应将洞口处被截断的分布钢筋的配置量分别集中配置在洞口的上、下和左、右两边，且钢筋直径不应小于12 mm，自洞口边伸入墙内的长度应不小于la，如图6-13（a）所示；剪力墙洞口上、下两边的水平纵向钢筋，除应满足洞口连梁正截面受弯承载力要求外，还不应少于2根，且其截面面积不宜小于洞口截断的水平分布钢筋总截面面积的1/2。6.3.2 剪力墙结构的构造要求 穿过连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200 mm，洞口处宜配置补强钢筋，如图6-13（b）所示。
36、图图6 6-13 13 剪力强洞口补强钢筋剪力强洞口补强钢筋PART6.4框架-剪力墙结构6.4.1 框架-剪力墙结构概述 高层建筑中的纯框架结构或剪力墙结构，其受力和变形特性不同。框架结构的杆件稀疏且截面尺寸小，在侧向荷载作用下一般呈剪切变形，高度中段的层间位移较大，刚度和强度方面均不能适应高度较大的高层建筑。但正因为竖向杆件少而小，对房屋的平面布置有利，因此，若设计处理得当，框架结构会具有较好的延性，有利于抗震。剪力墙结构由于墙的截面高度大、单片墙的刚度大、抗弯能力高，在侧向力的作用下，一般呈弯曲变形，顶部附近楼层的层间位移较大，因而刚度和强度均较大，故可用于高度较大的高层建筑。其缺点是墙
37、（特别是墙较多时）将空间分割，不利于平面布置，墙的抗剪强度弱于抗弯强度，易出现由于剪切造成的脆性破坏。6.4.1 框架-剪力墙结构概述 由框架和剪力墙共同承受竖向和水平荷载的结构，称为框架-剪力墙结构。框架-剪力墙结构在布置合理的情况下，可以同时发挥框架和剪力墙两者的优点而相互制约另一者的缺点，使结构具有较大的整体刚度，侧向变形介于剪切变形和弯曲变形之间而使层间相对位移变化较缓和，平面布置较易获得更大空间，两种结构形成抗震的两道防线等，因而框架-剪力墙结构可应用于具有多种使用功能的高层建筑房屋，如办公楼、饭店、公寓、住宅、教学楼、试验楼、医院等。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 1.双向抗侧
38、力体系 在框架-剪力墙结构中，剪力墙是主要的抗侧力构件，布置适量的剪力墙是其基本特点。采用这种结构时应在两个主轴方向均布置剪力墙，形成双向抗侧力体系。因为如果仅在一个主轴方向布置剪力墙，将会造成两个主轴方向的抗侧刚度悬殊，无剪力墙的一个方向刚度不足且带有纯框架的性质，与有剪力墙的另一方向不协调，容易造成结构整体扭转。一般情况下，对于矩形、L形、T形、I形和口字形平面，剪力墙可沿纵、横两个方向布置；对圆形和弧形平面，可沿径向和环向布置；对于三角形、三叉形及其他复杂平面，可沿平面和各个翼肢部分的纵向、横向或斜向等两个或三个主轴方向布置。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 2.剪力墙的布置1 1）剪
39、力墙的布置原则）剪力墙的布置原则 在框架-剪力墙结构中，由于剪力墙的刚度较大，其数量和布置不同时对结构的整体刚度与刚心位置影响很大，因此处理好剪力墙的布置是框架-剪力墙结构设计中的重要问题。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 （1）剪力墙的数量要适当，剪力墙设置过多则结构抗推刚度太大，地震力加大，同时使框架不能充分发挥作用。实例分析表明，在其他条件不变的情况下，当剪力墙的抗弯刚度增大1倍时，侧向位移仅减小13%19%，而地震力将增大20%，因此，增加过多的剪力墙是不经济的。通常剪力墙的数量以使结构层间的位移角不超过规范规定的限值为宜。但剪力墙设置过少，会造成抗推刚度不足，使得框架-剪力墙结构体
40、系蜕变为框架结构体系，这不符合设计要求，因此要保持框架-剪力墙结构体系的特性，沿每一主轴方向剪力墙所承担的地震倾覆力矩不应小于整个结构体系总地震倾覆力矩的50%。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 （2）剪力墙布置应与建筑使用要求相结合，在进行建筑初步设计时就要考虑剪力墙的合理布置。为了既不影响使用，又能满足结构的受力要求，每个方向剪力墙的布置均应尽量遵循“分散、均匀、周边、对称”四准则。分散。分散的目的是使地震力分散作用于刚度大致相等的多片剪力墙上。如果地震力集中作用到一、两片刚度很大的剪力墙上，会造成如下不良后果：墙体内力很大，截面设计困难；墙体底面的过大倾覆力矩造成基础设计不合理；主要受
41、力剪力墙一旦破坏，其余较弱剪力墙和框架很难额外负担起该剪力墙转嫁来的很大地震力，以致被各个击破。因此，单片剪力墙底部承担的水平剪力不应超过结构底部总水平剪力的30%。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 均匀。要求同方向的各片剪力墙比较均匀地布置在建筑平面的各个区段内，而不是集中布置在某一区段内，以防止因楼盖产生过大水平变形导致地震力在各榀框架之间的不均匀分配。周边。要求剪力墙尽可能地沿结构平面的周边布置，以获得结构抗力的最大水平力臂，充分提高整个结构的抗扭能力。当平面形状凹凸较大时，宜在凸出部分的端部附近布置剪力墙。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 对称。要求剪力墙尽量做到对称布置。如果在平
42、面上难以做到对称布置时，可以通过调整剪力墙的长度和厚度来使整体结构的刚度中心尽量与房屋质量中心接近，以减少地震时结构的扭转振动。此外，在建筑物恒载较大的部位宜布置剪力墙，它将有利于减少结构偏心并提高剪力墙的弯、剪承载力。在确定结构的刚度中心时，还应考虑框架间砌体填充墙对刚度的贡献。在一个独立结构单元内，同一方向的各片剪力墙不宜全部是单肢墙，应适宜多设置一些双肢墙或多肢墙，以避免同方向所有剪力墙同时在底部屈服而形成不稳定的侧移结构。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置2 2）剪力墙的平面位置）剪力墙的平面位置 （1）在每一独立结构单元的纵向和横向，均应沿两条以上的且相距较远的轴线设置剪力墙，使结构
43、具有尽可能大的抗扭能力。（2）一般情况下，剪力墙宜布置在下述各个部位：竖向荷载较大处。这样由较大重力荷载（质量）引起的较大地震作用可以直接传到剪力墙上。平面形状变化处或楼盖水平刚度剧变处。这样可以消除地震时在该部位楼板中引起的应力集中效应。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 (3)楼梯间、电梯间以及楼板较大洞口的两侧，且尽量与靠近的抗侧力结构结合布置，不宜孤立地布置在单片抗侧力结构或柱网以外的中间部分。一般情况下，切忌仅在较大洞口的一侧设置剪力墙，以避免已被洞口严重削弱的楼板承受过大的水平地震剪力。(4)剪力墙应避开需要在墙面上开设大洞的位置。(5)在独立结构单元的端部，按照楼面的使用要求，横
44、向剪力墙可以布置在外墙处，也可以退进一到两个开间，但离外墙面的距离不宜超过8 m。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 (6)防震缝的两侧不宜设置成对的剪力墙，以免给施工支模、拆模及基础设计带来困难。(7)房屋较长时，刚度较大的纵向剪力墙不宜设置在房屋两端的端开间或附近，以免纵向框架梁和楼板因受到过长区段的变形约束而产生较大的混凝土收缩与温度应力，从而造成楼盖梁板开裂。如果同一纵向轴线上两片纵向剪力墙之间的距离过大，则各层楼盖均应在该间距中点附近的某开间内设置横贯房屋全宽的施工“后浇带”，以消除混凝土的收缩影响。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 (8)为了用较少的墙体获取较大的纵、横向抗推刚度
45、和受弯承载力，纵、横向剪力墙尽可能组成L形、T形、I形或布置成口字形，使一个方向的墙成为另一方向墙的翼墙，增大抗侧、抗扭刚度；对于同一横向轴线上的两片剪力墙，可利用各楼层较高截面的框架梁把它们组成双肢墙。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置3 3）剪力墙的竖向布置）剪力墙的竖向布置 (1)所有剪力墙均应上下对齐，没有错位，并从底到顶连续设置，不得中断，避免刚度突变。(2)房屋顶层若布置为大空间的舞厅、礼堂或宴会厅，大部分剪力墙必须在顶层的楼板处中止，被中止的各片剪力墙应在顶层以下的两三层内逐渐减少或减薄，以避免刚度突变给顶层结构带来不利的变形集中效应。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 (3)为
46、使楼层抗推刚度做到连续、均匀地变化，剪力墙从上到下应分段减薄，并双面对称收进，每次减薄量宜为2050 mm，且不超过墙厚的25%。此外，剪力墙的减薄和混凝土强度等级的降低不应位于同一楼层。(4)框架-剪力墙体系中的剪力墙，数量少，墙体剪应力较大，因此，墙面应避免开大洞，而且要少开洞；洞口应布置在墙面的中心部位，避免开在端部或紧靠柱边，洞口距柱边的距离不宜小于墙厚的2倍；对于任一楼层，洞口面积与墙面面积的比值不应大于1/6，洞口上方梁的截面高度不应小于层高的1/5；各楼层的洞口还应上下对齐。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置4 4）剪力墙的最大间距）剪力墙的最大间距 长矩形平面或平面有一部分较长
47、的建筑中，横向剪力墙沿长方向的间距不宜过大。因为间距过大时，两墙之间的楼盖在其平面内变形过大，不能满足平面内刚性的要求，造成处于该区间的框架不能与邻近的剪力墙协同工作而增加负担。因此，要限制剪力墙的间距不要超过表6-1所列数值。当两墙之间的楼盖有较大开洞，该段楼盖的平面刚度会变差，因此剪力墙的间距应适当减小。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置6.4.2 框架-剪力墙结构的布置5 5）剪力墙的片数和长度）剪力墙的片数和长度 （1）由于剪力墙承担大部分的水平荷载，成为主要的抗侧力单元，因而不宜仅设置一道剪力墙，更不宜为了加大截面惯性矩而设置一道很长的墙。因此，在一个独立结构单元内沿每一主轴方向分开
48、设置的剪力墙均不宜少于3片。（2）同方向各片剪力墙的抗推刚度对比值应大体与各片剪力墙所负担的水平荷载面积内的各楼层重力荷载总值相对应。水平荷载面积指某一片剪力墙与左右剪力墙间距中点线之间所包围的楼面面积。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 （3）为使剪力墙保持弯曲型构件的特性，具有足够的延性，不发生脆性的剪切破坏，每一片剪力墙（包括单片墙、小开洞墙）或多肢墙墙肢的总高度与其长度的比值H/L不宜小于3，其中每一墙肢的长度不宜大于8 m。过长的墙肢可以利用高度不小于2/3层高的施工洞口划分成两个以上的较窄墙肢，施工洞口可用砌体填补。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置6 6）剪力墙的边框）剪力墙的边
49、框 （1）除电梯间、楼梯间处的剪力墙已组成筒体的情况外，对于其他单片剪力墙，框架柱应该作为剪力墙的边缘构件被保留，以增强剪力墙的受弯承载力和稳定性。对比试验结果表明，框架柱取消后，剪力墙的承载力将下降30%。6.4.2 框架-剪力墙结构的布置 （2）各楼层与剪力墙重合的框架梁最好也予以保留。对比试验结果表明，取消框架梁后，剪力墙的极限承载力将下降10%。因此，当建筑的使用功能不允许设置明梁时，也应在每层楼盖处的墙内设置宽度与墙厚相同的暗梁，暗梁的截面高度可取墙厚的2倍或与该片框架梁的截面等高。（3）为了保证框架对剪力墙的约束作用，剪力墙的中心线应与框架柱的中心线重合。在任何情况下，剪力墙中心线
50、偏离框架中心线的距离不宜大于该方向柱截面边长（柱宽）的1/4。6.4.3 框架-剪力墙结构的一般规定 1.框架-剪力墙结构的形式 框架-剪力墙结构由框架和剪力墙两种结构组成，形式是多样而且是可变的，主要根据建筑平面布局和结构受力灵活处理。在布置上一般可采用下列几种形式：框架与剪力墙（单片墙、联肢墙或较小井筒）分开布置，各自形成比较独立的抗侧力片；在框架结构的若干跨内嵌入剪力墙（框架相应跨的柱和梁称为该片墙的边框，称为带边框剪力墙）；在单片抗侧力结构内连续分别布置框架和剪力墙，框架和剪力墙混合组成抗侧力片等；上述两种或三种形式的混合。6.4.3 框架-剪力墙结构的一般规定 无论是哪种形式，它都是
