第4章多层及高层房屋结构

(多层和高层混凝土房屋结构抗震构造)随着经济的发展和科技的进步，高层和多层混凝土房屋已成为城市中不可或缺的一部分。

然而，因为地震带的存在，混凝土房屋的抗震能力已经成为造房的一大难题，所以建筑工程师在设计这些房屋时必须考虑到抗震结构。

本文将主要讨论多层和高层混凝土房屋的抗震构造设计理念和方法。

一、高层混凝土房屋结构高层建筑的设计不同于低层建筑，其中最重要的不同之一便是要使高层建筑更具有抵抗地震的能力。

其次，高层建筑的结构也需要考虑到建筑板块的分布，以及高层建筑内的组织、布局和核心结构——也就是构建承载大楼重量的一些支柱。

由于立柱会影响高层建筑的正常使用，因此设计师需要考虑到杆塔的尺寸和材料以及维护的易用性。

在设计高层混凝土建筑抗震结构时，必须分析评估高层建筑地震荷载和受力特征。

其中，地震荷载可以分为静力荷载和动力荷载。

其中的动力荷载需要通过应用等效静力方法来进行分析。

同时，在构建高层建筑时还需要注意以下几点：1. 充分考虑楼层的物理性质和建筑布局，以及每个楼层板块的固定方式。

2. 尽可能地使用轻型材料，比如钢材制成的框架、空气轻质混凝土、高强度钢纤维混凝土等，以此来减轻建筑的重量。

3. 合适的结构，如双层杆塔或双层墙板等，可以增强建筑的整体抗震性能。

4. 使用具有抗震性能的墙板和固有摩擦阻力墙。

5. 控制建筑的破坏，即减少破坏点的数量。

二、多层混凝土房屋结构在多层混凝土房屋结构中，地震荷载可以分为两种，即静力荷载和动力荷载。

静力荷载为房屋自身重量，动态荷载为地震力。

其作用机制可以分为动力相似性和变形相似性。

与高层建筑类似，在设计多层混凝土房屋结构时也须注意以下几点：1. 在构建房屋之前需要细致分析建筑物地震响应特征，以确定其最佳设计方案。

同时需要考虑到房屋所需的预制墙板和预制楼板的数量和尺寸。

2. 确定建筑物的稳定路径及构造特点，如墙板、柱子等的尺寸、间距及其材料与层高等因素。

3. 尽可能使用具有良好强度和韧性的材料，如钢材、纤维混凝土、空气轻质混凝土等可有效加固混凝土结构。

建筑结构——多层及高层房屋结构在我们生活的城市中，多层及高层房屋随处可见。

这些建筑不仅为我们提供了居住、工作和娱乐的空间，其独特的结构设计更是保障了我们的安全和舒适。

那么，什么是多层及高层房屋结构呢？它们又是如何支撑起这些高大而坚固的建筑的呢？多层房屋通常指的是四层到六层的建筑，而高层房屋一般是七层及以上。

它们的结构类型多种多样，常见的有砖混结构、框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构以及筒体结构等。

砖混结构是多层房屋中较为常见的一种。

它主要由砖砌体和混凝土构造柱、圈梁组成。

砖砌体承受竖向荷载，而构造柱和圈梁则增强了房屋的整体性和抗震性能。

这种结构施工简单，成本较低，但由于砖砌体的强度有限，所以房屋的开间和进深一般较小，而且抗震能力相对较弱。

框架结构则在多层和高层房屋中都有应用。

它由梁、柱组成框架来承受竖向和水平荷载。

框架结构的优点是空间布置灵活，可以根据需要自由分隔房间。

但框架节点应力集中，侧向刚度较小，在地震作用下容易产生较大的水平位移。

剪力墙结构主要用于高层房屋，它利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。

剪力墙就像一道道坚固的墙壁，具有很大的侧向刚度，能够有效地抵抗水平荷载，如风力和地震力。

不过，剪力墙结构的空间布置相对不够灵活。

框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点。

在框架结构中布置一定数量的剪力墙，既保证了空间的灵活性，又提高了结构的抗侧力能力。

这种结构在高层房屋中应用广泛，能够适应不同的建筑功能和造型要求。

筒体结构是一种更加高效的结构形式，适用于超高层建筑。

它可以分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。

筒体结构具有极大的侧向刚度和承载力，能够有效地抵抗风荷载和地震作用。

在多层及高层房屋的结构设计中，荷载的考虑至关重要。

竖向荷载包括房屋自身的重量、家具设备的重量以及人员的重量等。

而水平荷载，如风力和地震力，对于高层房屋的影响更为显著。

为了抵抗水平荷载，结构需要具备足够的侧向刚度和抗震能力。

《工程结构抗震设计》习题与思考题第一章地震基础知识与工程结构抗震设防1、地震按其成因分为几种类型？按其震源深浅又分为哪几种类型？2、试述构造地震成因的局部机制和宏观背景？3、试分析地震动的空间分布规律及其震害现象4、地震波包含了哪几种波？它们的传播特点是什么？对地面运动影响如何？5、什么是地震震级？什么是地震烈度？两者有何关联？6、地震基本烈度的含义是什么？7、为什么要进行设计地震分组？8、试列出三座城市的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和所属的设计地震分组9、什么是建筑抗震三水准设防目标和两阶段设计方法？10、我国规范根据重要性将抗震类别分为哪几类，不同类别的建筑对应的抗震设防标准是什么？11、什么是建筑抗震概念设计？包括哪些方面的内容？12、根据经验公式，某次地震释放的能量大约是5×1024尔格，它对应的里氏震级是多少？第二章场地、地基和基础抗震1、什么是场地，怎样划分场地土类型和场地类别？2、简述选择建筑场地的相关规定3、如何确定地基抗震承载力？简述天然地基抗震承载力的验算方法4、已知某建筑场地的钻孔资料见下表，试计算该场地土层的自振周期，并按《抗震规范》的规定来确定该建筑场地的类别土层资料5、什么是砂土液化？液化会造成哪些危害？影响液化的主要因素有哪些？6、怎样判别地基土的液化，如何确定地基土液化的危害程度？7、简述可液化地基的抗液化措施第三章 工程结构地震反应分析与抗震验算1、什么是地震作用？如何确定结构的地震作用？2、地震系数和动力系数的物理意义是什么？通过什么途径确定这两个系数？3、 影响地震反应谱形状的因素有哪些？设计用反应谱如何反映这些因素影响的？4、简述确定结构地震作用的底部剪力法和振型分解反应谱法的基本原理和步骤？5、何谓求水平地震作用效应的平方和开方法（SRSS ），写出其表达式，说明其基本假定和适用范围6、简述计算地震作用的方法和适用范围7、什么叫鞭端效应？设计时如何考虑这种效应？8、什么叫结构的刚心和质心？结构的扭转地震效应是如何产生的？9、哪些结构需要考虑竖向地震作用？如何计算竖向地震作用？10、 什么是结构或构件恢复力特征曲线，反映了结构或构件的什么性能？11、地震动的三要素是什么？采用时程分析法选取地震波时如何考虑这三要素？12、 抗震设计中如何考虑结构的地震作用？依据的原则是什么？13、什么是承载力抗震调整系数？为什么要引入这一系数？14、什么是楼层屈服强度系数？怎样确定结构薄弱层或部位？15、一单层单跨框架如图1所示。

*第1章绪论1、震级和烈度有什么区别和联系？震级是表示地震大小的一种度量，只跟地震释放能量的多少有关，而烈度则表示某一区域的地表和建筑物受一次地震影响的平均强烈的程度。

烈度不仅跟震级有关，同时还跟震源深度、距离震中的远近以及地震波通过的介质条件等多种因素有关。

一次地震只有一个震级，但不同的地点有不同的烈度。

2.如何考虑不同类型建筑的抗震设防？规范将建筑物按其用途分为四类：甲类（特殊设防类）、乙类（重点设防类）、丙类（标准设防类）、丁类（适度设防类）。

1 ）标准设防类，应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用，达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。

2 ）重点设防类，应按高于本地区抗震设防烈度一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施；地基基础的抗震措施，应符合有关规定。

同时，应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

3 ）特殊设防类，应按高于本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施；但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。

同时，应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。

4 ）适度设防类，允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施，但抗震设防烈度为6度时不应降低。

一般情况下，仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。

3.怎样理解小震、中震与大震？小震就是发生机会较多的地震，50年年限，被超越概率为%；中震，10%；大震是罕遇的地震，2%。

4、概念设计、抗震计算、构造措施三者之间的关系？建筑抗震设计包括三个层次：概念设计、抗震计算、构造措施。

概念设计在总体上把握抗震设计的基本原则；抗震计算为建筑抗震设计提供定量手段；构造措施则可以在保证结构整体性、加强局部薄弱环节等意义上保证抗震计算结果的有效性。

他们是一个不可割裂的整体。

5.试讨论结构延性与结构抗震的内在联系。

第一篇多层与高层建筑结构砖混结构：一般所指是由钢筋混凝土楼（屋）盖和砖墙承重的结构体系。

混合结构房屋是指同一房屋结构体系中采用两种或者两种以上不同材料组成承重结构。

目前一般所指是由钢筋混凝土楼（屋）盖和砖墙承重的结构体系（也称砖混结构）。

墙体构造要求：1.须注意横墙间距的大小、2.纵墙宜尽可能贯通，3.墙体要适当加设壁柱。

4、墙体要适当设置伸缩缝。

5、墙体要适当设置沉降缝钢筋混凝土楼盖根据施工方法的不同，可分为装配式和现浇式。

装配式楼盖的选型中，铺板式楼盖是当前最常用的一种形式。

常用的预制铺板的截面形式有：实心平板，空心板和槽形板。

房屋采用空心板，走道采用实心平板或槽形板为宜。

现浇式楼盖的结构形式有：单向板肋形楼盖和双向板肋形楼盖。

单向板肋梁楼盖荷载传递路线为：板—次梁—柱（或墙）--基础—地基双向板肋梁楼盖荷载传递路线为：板—梁—柱（或墙）--基础—地基现浇式楼盖结构平面布置就是在建筑平面上进行梁、板的布置。

肋梁楼盖一般由板、次梁和主梁三种构件组成。

第二章框架结构体系框架是由梁和柱刚性连接的骨架结构。

框架的结构特点就在于“刚节点”。

框架结构由梁板式结构和无梁式结构组成。

梁板式结构由梁、板、柱三种基本构件组成。

多用于多层与高层房屋建筑上。

无梁式结构式有板和柱子组成的结构实质是无梁楼盖结构。

按框架的施工方法划分可分为四类：现浇整体式框架、装配式框架、半现浇框架、装配整体式框架。

按承重结构划分：全框架、内框架。

按框架的构件划分：短柱单梁式、长柱单梁式、组合单元式。

装配式接头形式：梁与柱的接头：1暗牛腿刚接方式、2明牛腿刚接方式柱与柱的接头方式：木式焊接连接。

梁与板的接头方式：叠合梁式。

框架的布置：主要承重框架横向布置、主要承重框架纵向布置、主要承重框架纵横两向布置。

现浇无梁楼盖结构由板、柱帽及柱子组成。

装配式无梁楼盖结构由跨中板、柱上板和柱帽组成。

双向板式由双向跨中板、柱上板和柱帽组成。

第三章剪力墙结构体系剪力墙主要效能在于提高房屋的抗侧力刚度。

浅谈多层及高层房屋主体结构施工方案在工业与民用建筑建筑中，多层及高层房屋的类型繁多，应用甚广。

但多层和高层房屋之间并没有明确的界限和特征，根据国际房屋建筑会议和分类，一般指9层及9层以上的房屋为高层房屋，9层以下的房屋为多层房屋。

当房屋的总高度超过100米时，则称为超高层房屋。

随着房屋高度的增加，房屋所承受的水平荷载也愈大，房屋的高宽比也愈大，其侧向刚度也就愈差。

因此，随着房屋高度的的增加，如何有效地提高结构抵抗水平荷载的能力和侧向刚度，也就成为主要问题，必然对结构体系带来变化。

所以随着房屋由低层向高层的发展，其结构体系也就由混合结构发展为钢筋混凝土的框架结构、框梁剪力墙结构、剪力墙结构和筒体结构。

结构体系与施工方案有密切的关系，在进行多层及高层房屋设计时，应同时研究施工条件和施工方案，施工时，则要深入了解结构体系的特点及其对施工的要求，方能正确选择施工方案。

多层与高层房屋主体结构的施工，有相同和不同之处。

逐层施工的方法和各工种的施工工艺是相同之处；而房屋建筑对起重机械和脚手架的特殊要求，以及高空作业因“高”而带来的施工差异，则是不同之处。

一、框架体系框架体系具有平面布置灵活，容易满足生产工艺和使用要求，梁、柱、板等构件便于定型化，能实现工业化施工，所以在多层及高层房屋中是应用较多的一种结构体系。

框架结构的形式主要有梁板式和无梁式两大类。

梁板式框架是由柱、主梁、连系梁及楼板组成。

根据梁板布置方向不同，其承重方案有横向框架承重，纵向框架承重，纵横向框架承重，纵横向框架混合承重等三种。

框架按节点构造不同，又有铰接点和刚节点之分。

若纵横与柱连接均为刚接，则称横刚纵刚方案；纵横梁与柱连接均为铰接称横铰纵铰方案；若横梁与柱刚接、纵梁与柱铰接，则称横刚纵铰方案。

装配式框架的全部构件均为预制，然后进行吊装。

其优点是节约模板、缩短工期，但是连接节点的用钢量大、焊接工作量大，尤其当荷载大、振动大，需采用刚性连接时，节点的构造较难处理；且在焊接时，必须注意消除焊接变形和焊接应力。