第13章多层和高层框架结构

第三节多层与高层建筑结构体系10层及10层以上或高度超过28m的住宅和高度超过24m的其他高层民用建筑为高层建筑。

一、多层砌体结构(一)概述在同一房屋结构体系中，采用两种或两种以上不同材料组成承重结构体系的房屋，称为混合结构房屋。

砖砌体结构是指由钢筋混凝土楼(屋)盖和砖墙承重的结构体系(亦称砖混结构)。

砌体结构一般是指采用钢筋混凝土楼(屋)盖和用砖或其他块体(如：混凝土砌块)砌筑的承重墙组成的结构体系。

木楼(屋)盖与砖墙承重的结构体系，称为砖木结构，目前很少采用。

(二)砌体结构的优缺点和应用范围1．主要优点(1)主要承重结构(承重墙)是用砖(或其他块体)砌筑而成的，这种材料任何地区都有，便于就地取材。

常用的墙体材料有：a．烧结普通砖：黏土砖、煤矸石砖、页岩砖、煤矸石页岩砖；b．烧结多孔砖：黏土多孔砖(P型、M型)、煤矸石多孔砖、页岩多孔砖；c．蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖；d．混凝土小型空心砌块。

(2)墙体既是围护和分隔的需要，又可作为承重结构，一举两得。

(3)砌体结构的刚度一般比较较大。

(4)施工比较简单，进度快，技术要求低，施工设备简单。

2．主要缺点(1)砌体强度比混凝土强度低得多，故建造房屋的层数有限，一般不超过7层。

(2)砌体是脆性材料，抗压能力尚可，抗拉、抗剪强度都很低，因此抗震性能较差。

(3)多层砌体房屋一般宜采用刚性方案，故其横墙间距受到限制，因此不可能获得较大的空间，故一般只能用于住宅、普通办公楼、学校、小型医院等民用建筑以及中小型工业建筑。

(三)砖砌体房屋的墙体布置方案1．横墙承重方案楼层的荷载通过板梁传至横墙，横墙作为主要承重竖向构件，纵墙仅起围护、分隔、自承重及形成整体作用。

优点：横墙较密，房屋横向刚度较大，整体刚度好。

外纵墙不是承重墙，因此立面处理比较方便，可以开设较大的门窗洞口。

抗震性能较好。

缺点：横墙间距较密，房间布置的灵活性差，故多用于宿舍、住宅等居住建筑。

2．纵墙承重方案其受力特点是：板荷载传给梁，再由梁传给纵墙。

多层、⾼层框架结构设计统⼀技术措施多层、⾼层框架结构设计统⼀技术措施⼀、板厚（跨度及荷载较⼤的板尚应满⾜设计要求）1、楼⾯板卧室、厨、卫、阳台100开间≥3.9m卧室110开⾓窗卧室1/22板跨且不⼩于150客厅（短向板跨）3.9~4m单向板（或接近单向板）1204.2m单向板（或接近单向板）1304.2m双向板1204.3~4.5m双向板130电梯机房1502、屋⾯板：110(10层或28.000m以下) 150(18层以上) 120(11层或28.00m以上~18层)，但跨度较⼤的板，尚应满⾜设计要求，坡屋⾯厚度应加⼤100。

3、楼电梯间屋⾯1104、电梯间及开较⼤洞⼝周边楼板120（板筋双层双向通长）5、楼梯梯板厚度：⼀般楼梯厚度取楼梯跨度的1/28，消防楼梯取楼梯跨度的1/26。

楼梯梯板厚度表（⼀）⼀般楼梯⼀般楼梯配筋表(板厚取楼梯跨度的1/28) （砼C25、HRB335）消防楼梯⼆、计算输⼊荷载恒载表（仅适⽤于住宅做⼀般装修，当装修要求⾼或需吊顶时要相应加⼤）卫⽣间按回填400计算客厅、餐厅、商铺楼⾯：板厚x26+1.7屋⾯板板厚x26+3.5楼梯8.0 (⽤于梯板厚⼩于150和跨度较⼩板，否则应相应增加)需回填的卫⽣间回填厚x20+板厚x26+1.41、活载阳台 2.5连通阳台 3.5上⼈屋⾯ 2.0不上⼈屋⾯0.5消防疏散楼梯间 3.5带浴缸卫⽣间 4.0电梯机房7.0办公室、教室、餐厅、医院门诊部的⾛廊、门庭、楼梯 2.5其余区域 2.0商铺 3.5消防通道16（分项系数1.0，单向板楼盖和⽆梁楼盖）或12（双向板楼盖）2、砌体填充墙线荷载(3m层⾼)，采⽤容重不⼤于7KN/m3的加⽓混凝⼟砌块250厚7.3(外)200厚 6.3(外) 6.0(内)150厚 5.0有凸窗处：视同实体墙外墙开⼤窗处：根据开窗⽐例按实体墙折减0.5~0.8阳台栏杆 3.0三、抗震设防烈度和抗震等级（应符合GB50011-2001表6.1.2）四、结构布置建筑、结构标⾼在武汉地区相同，其他地区按要求1、墙厚度为200时，普通剪⼒墙墙长≥1700，短肢剪⼒墙墙长⼀般为1000。

高层建筑结构体系一，框架结构体系与多层框架结构体系相似，高层建筑中框架结构体系也由，横向框架所组成，形成空间框架结构体系，以承受竖向荷载和水平力的作用。

优点：框架结构具有布置灵活，造型活泼等优点，容易满足建筑使用功能的要求，如会议厅，餐厅等。

框架结构可以具有较好的延性和抗震性能。

缺点：但框架结构构件断面尺寸较小，结构的抗侧刚度较小，水平位移大，在地震作用下容易由于大变形而引起非结构构件的损坏，因此其建设高度受到限制，一般在非地震区不宜超过60m，在地震区不宜超过50m。

二，剪力墙结构体系剪力墙结构是利用建筑物的外墙和永久性内墙的位置布置钢筋混凝土承重墙的结构，剪力墙既能承受竖向荷载，又能承受水平力。

一般来说，剪力墙的宽度和高度与整个房屋的宽度和高度相同，宽大十几米或更大，高达几十米以上。

而它的厚度侧很薄，一般为160——300mm，较厚的可达500mm。

剪力墙结构常被用于高层住宅和旅馆建筑中，因为这类建筑物的隔墙位置较为固定。

三，框架剪力墙结构框架剪力墙结构体系是由于框架和剪力墙共同作为承重结构的受力体系。

它克服了框架结构抗侧力刚度小的缺点，弥补了剪力墙结构开间过小的缺点，即可使建筑平面灵活布置，又能对常见的30层以下的高度建筑提供足够的抗侧刚度。

因而在实际工程中被广泛应用。

四，筒体结构筒体结构体系包括框筒结构，筒中筒结构，框架核心筒结构，多重筒结构和束筒结构等。

1，框筒结构框筒结构是由周边密集柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构。

为保证翼缘框架在抵抗侧向荷载中的作用。

以充分发挥筒的空间工作性能，一般要求墙面上窗洞面积不宜大于墙面总面积的50%，周边柱轴线间距为2.0——3.0m，不宜大于4.5m，窗裙梁截面高度一般为0.6——1.2m，截面宽度为0.3——0.5m，整个结构的高宽比宜大于3，结构平面的长宽比不宜大于2。

为减少楼盖结构的内力和绕度，中间往往要布置一些柱子，以承受楼面竖向荷载，如图2，筒中筒结构在高层建筑中，往往有一定数量的电梯间或楼梯间，及设备井道，这时可把电梯间，楼梯间及设备井道的墙布置成钢筋混凝土墙，它既可以承受竖向荷载，又可承受水平力作用。

第十三讲钢结构房屋抗震设计规定蔡益燕一、多层和高层钢结构房屋1．前言我国89年版抗震规范，除单层钢结构厂房外，没有其它钢结构内容。

我国过去钢材产量有限，钢结构在工程中应用很少。

随着钢材产量的增加，国家要求积极发展钢结构，新规范除保留单层钢结构房屋外，还增加了第八章“多层与高层钢结构房屋”，使钢结构抗震设计的内容大大充实，以适应钢结构发展的需要。

我国《钢结构设计规范》GBJ17不包含抗震内容。

因此，地震区的房屋钢结构设计，除应符合钢结构设计规范外，还应符合抗震规范的有关规定。

与行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》（以下简称《高钢规程》）相比，新的抗震规范第八章对高层钢结构的设计与施工作出了不少新规定。

今后，凡是《高钢规程》中与抗震规范不一致之处，应按抗震规范的规定执行，且不应比其低。

但抗震规范中未列入而《高钢规程》中已列入的，在该规程修订前仍可执行。

本章在适用的高层钢结构体系中未列入钢框架－混凝土剪力墙（核心筒），是考虑到对这种体系的性能尚未进行系统研究。

1994年的美国北岭(Northridge)地震和1995年的日本阪神地震是两次震害特别严重的地震，尤其是钢结构焊接刚架连接的破坏十分严重。

美国该地区的钢框架房屋破坏达100多幢，日本破坏的也不少，震后两国都进行了大量研究，对破坏原因进行了分析，采取了相应措施，制订了新标准。

由于美、日是钢结构应用最多的国家，它们的新标准引起了各国钢结构设计、施工和研究人员的关注，在这次我国抗震规范修订中也有若干反映。

本介绍对于行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》中已有规定而这次变更不大的内容只作一般介绍，着重说明这次修订中的新内容。

多层工业建筑钢结构的抗震设计另有规定，列入本章附录，这里不拟作介绍。

2．材料对抗震钢结构钢材的基本要求, 是参考AISC钢结构房屋抗震规定提出的。

这些要求是:⑴强屈比大于1.2; ⑵有明显的屈服台阶;⑶伸长率大于20%(标距50mm); ⑷有良好可焊性。

混凝土结构设计（A）第三次形成性考核（第十三章钢筋混凝土多层框架结构）一、判断题1．框架结构广泛在多高层建筑中应用，它的特点是建筑平面布置灵活，可以形成较大的使用空间以满足车间、餐厅、实验室、会议室、营业室等要求。

（√）2．民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在6～12米之间，工业建筑的柱网尺寸一般在6～9米之间。

（×）3．伸缩缝主要使用来解决由于房屋过长所带来的温度应力问题，主要与房屋的长度有关。

（√）4．框架结构的近似手算方法，包括水平荷载作用下的分层法，竖向荷载作用下的反弯点法和改进反弯点法（D值法）。

（×）5．利用分层法进行框架结构竖向荷载作用下的内力分析时，必须考虑框架的侧移。

（×）6．采用调整框架柱的线刚度来考虑支座转动的影响，其方法是：（1）除底层以外其他各层柱的线刚度均乘的折减系数；（2）除底层以外其他各层柱的弯矩传递系数取为1/3。

（√）7．框架结构中，如果柱上下端转角相同，反弯点就在柱高的中央；如果柱上下端转角不同，则反弯点偏向转角较小的一端，亦即偏向约束刚度较大的一端。

（×）8．框架结构若某层柱的上下横梁线刚度不同，则该层柱的反弯点位置将向横梁刚度较小的一侧偏移。

（√）9．必须指出，我国有关规范规定，弯矩调幅只对水平荷载作用下的内力进行，即竖向荷载作用下产生的弯矩不参加调幅，因此，弯矩调幅应在内力组合之前进行。

（×）10．框架梁在截面配筋计算时应采用构件端部截面的内力，而不是轴线处的内力。

（√）二、选择题1．框架柱的平面位置由房屋的使用要求形成平面柱网尺寸来确定，民用框架结构房屋常用的柱网尺寸一般在（C）米之间。

A．3～6 B．4～6C．6～9 D．6～122．（B ）优点在于开间布置比较灵活，但房屋的横向刚度较差，楼板的跨度也较大，因此在实际工程中采用较少。

A．横向框架承重体系B．纵向框架承重体系C．混合承重体系3．（C）优点是可以有利于抵抗来自纵横两个方向的风荷载和地震作用，框架结构具有交好的整体工作性能。