建筑结构——多层及高层房屋结构

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。

第11讲多（高）层房屋钢结构——结构体系类型及其特点（一）1、多层房屋钢结构的结构体系类型有哪些?阐述各自的抗侧力单元。

答：多层房屋钢结构常见结构类型有纯框架体系、柱-支撑体系和框-支撑体系。

如果抗侧刚度不满足，还可采用双重抗侧力体系,主要采用钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系。

纯框架体系的抗侧力单元为平面框架，柱-支撑体系的抗侧力单元为支撑，框-支撑体系的抗侧力单元为无支撑的平面框架和支撑；钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系的抗侧力单元除了钢框架外，还分别由支撑、剪力墙以及核心筒作为抗侧力单元。

2、试述纯框架体系在水平荷载作用下的受力和变形特征?答：水平荷载作用下梁柱刚接的框架结构如同空腹桁架结构，结构一侧的部分柱脚产生轴向拉力，另一侧的部分柱脚则产生轴向压力，这些轴向力将形成力偶，平衡外部水平荷载产生的倾覆力矩；另外，楼层剪力使该层框架柱产生弯矩和剪力，而柱端弯矩又使框架梁两端产生反对称的梁端弯矩和剪力。

平面框架结构在水平荷载作用下的变形包括两部分，一部分是由于水平荷载作用下的倾覆力矩使竖向构件(柱)承受轴向拉力或压力，进而使结构整体产生弯曲变形；另一部分为各层梁、柱在剪力作用下引起的框架整体剪切变形。

因此，框架整体侧移曲线呈剪切型。

3、框架结构有哪些优点？适于多少层的钢结构房屋？答：优点：无承重墙，使建筑设计具有一定的自由度；外墙采用非承重构件，可使建筑立面设计灵活多变；轻质墙体的使用还可以大大降低房屋自重，减小地震作用，降低结构和基础造价；构件易于标准化生产，施工速度快，而且结构各部分的刚度比较均匀，自振周期长，对地震作用不敏感。

适用层数：因框架结构的抗侧刚度较小，适于30层以下的房屋建筑。

在地震区，一般不超过15层。

4、试述框架-支撑体系在水平荷载下的变形特点？答：在框架-支撑体系中，框架属于剪切型构件，支撑近似于弯曲型构件。

当楼板可视为刚性体且结构不发生整体扭转时，在刚性楼盖的协调下，使各榀框架与各个支撑的变形相互协调—致，因此，框架-支撑体系可以简化成用刚性连杆将框架与支撑并联，其侧移属于弯剪型变形。

房屋建筑工程：多层及高层钢结构的一般规定多层及高层钢结构宜划分多个流水作业段进行安装，流水段宜以每节框架为单位。

流水段划分应符合下列规定：（1）流水段内的最重构件应在起重设备的起重能力范围内。

（2）起重设备的爬升高度应满足下节流水段内构件的起吊高度。

（3）每节流水段内的柱长度应根据工厂加工、运输堆放、现场吊装等因素确定，长度宜取 2.个～3.个楼层高度，分节位置宜在梁顶标高以上1.0m～1.3m处。

（4）流水段的划分应与混凝土结构施工相适应。

（5）每节流水段可根据结构特点和现场条件在平面上划分流水区进行施工。

流水作业段内的构件吊装宜符合下列规定：（1）吊装可采用整个流水段内先柱后梁、或局部先柱后梁的顺序。

单柱不得长时间处于悬臂状态。

（2）钢楼板及压型金属板安装应与构件吊装进度同步。

（3）特殊流水作业段内的吊装顺序应按安装工艺确定，并应符合设计文件的要求。

多层及高层钢结构安装校正应依据基准柱进行，并应符合下列规定：（1）基准柱应能够控制建筑物的平面尺寸并便于其他柱的校正，宜选择角柱为基准柱。

（2）钢柱校正宜采用合适的测量仪器和校正工具。

（3）基准柱应校正完毕后，再对其他柱进行校正。

多层及高层钢结构安装时，楼层标高可采用相对标高或设计标高进行控制，并应符合下列规定：（1）当采用设计标高控制时，应以每节柱为单位进行柱标高调整，并应使每节柱的标高符合设计的要求。

（2）建筑物总高度的允许偏差和同一层内各节柱的柱顶高度差，应符合现行国家标准《钢结构工程施工质量验收规范》GB50205.的有关规定。

同一流水作业段、同一安装高度的一节柱，当各柱的全部构件安装、校正、连接完毕并验收合格后，应从地面引放上一节柱的定位轴线。

高层钢结构安装时应分析竖向压缩变形对结构的影响，并应根据结构特点和影响程度采取预调安装标高、设置后连接构件等相应措施。

什么是板楼、塔楼、多层、小高层、高层、跃层、复式等等。

板楼：板楼是对建筑结构的构筑物的称呼，板楼的平面图上，长度明显大于宽度，板楼有两种类型，一种是长走廊式的，各住户靠长走廊连在一起；第二种是单元式拼接，若干个单元连在一起就拼成一个板楼。

高品质的板楼全部采用板式结构，让电梯与楼道位于后立面，将朝阳面让位于居室。

比较典型的是一梯两户式设计，南北朝向时，板楼于前面的客厅、主卧等有充足的朝阳面；东西朝向时，前后居室各有半天的朝阳面。

在房型的组织上，尽量有利于风的直线流动，常保空气新鲜。

同时还强调户与户的独立性，避免因凹凸过多、户与户之间窗户过近而导致互视，很好地保证了私密性。

塔楼：塔楼是对不同建筑结构的构筑物的称呼，塔楼一般是指高层建筑。

从楼房的平面图上理解塔楼和板楼。

塔楼的平面图特点是：若干户，一般多于四五户共同围绕或者环绕一组公共竖向交通形成的楼房平面，平面的长度和宽度大致相同，这种楼房的高度从12层以上到35层，超过35层是超高层，塔楼一般是一梯四户到一梯12户。

塔楼建筑密度较高，房价较低；空间结构灵活，易于改造；结构强度高，抗震性好；居高望远，视野开阔。

尤其是对于富有DIY精神的年轻人而言，采用大框架结构的塔楼，可以通过改装户内分隔墙改变户内格局，居住更为灵活，而且相对低廉的房价，也比较符合现有的收入。

多层：多层房屋指高于10米、低于或等于24米的建筑物。

多层房屋一般为4 -8层，一般采用砖混结构，少数采用钢筋混凝土结构。

多层房屋一般规格(房型)整齐，通风采光状况好，空间紧凑而不闭塞。

与高层相比，多层房屋公用面积少，得房率相应提高，这是很多人喜欢多层房屋的主要原因。

小高层：人们一般把8层至12、13层的建筑称为“小高层”。

小高层住宅一般采用钢筋混凝土结构，带电梯。

小高层有多层亲切安宁、房型好、得房率高的特点，又有普通高层结构强度高、耐用年限高、景观系数高，污染程度低等优点，很受购房人欢迎。

同时，小高层对土地的利用率提高，土地成本相对下降，很受房地产开发商的青睐。

8 多层和高层钢结构房屋8.1 一般规定8.1.1本章适用的钢结构民用房屋的结构类型和最大高度应符合表8.1.1的规定。

平面和竖向均不规则的钢结构，适用的最大高度宜适当降低。

注：1，钢支撑-混凝土框架和钢框架-混凝土筒体结构的抗震设计，应符合本规范附录G的规定；2，多层钢结构厂房的抗震设计，应符合本规范附录H第H.2节的规定。

2，超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施；3，表内的筒体不包括混凝土筒。

8.1.2本章适用的钢结构民用房屋的最大高宽比不宜超过表8.1.2的规定。

8.1.3钢结构房屋应根据设防分类、烈度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应按表8.1.3确定。

震等级；2，一般情况，构件的抗震等级应与结构相同；当某个部位各构件的承载力均满足2倍地震作用组合下的内力要求时，7～9度的构件抗震等级应允许按降低一度确定。

8.1.4钢结构房屋需要设置防震缝时，缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的1.5倍。

8.1.5一、二级的钢结构房屋，宜设置偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板、屈曲约束支撑等消能支撑或筒体。

采用框架结构时，甲、乙类建筑和高层的丙类建筑不应采用单跨框架，多层的丙类建筑不宜采用单跨框架。

注：本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、．四级”的简称。

8.1.6采用框架-支撑结构的钢结构房屋应符合下列规定：1，支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称，支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3。

2，三、四级且高度不大于50m的钢结构宜采用中心支撑，也可采用偏心支撑、屈曲约束支撑等消能支撑。

3，中心支撑框架宜采用交叉支撑，也可采用人字支撑或单斜杆支撑，不宜采用K形支撑；支撑的轴线宜交汇于梁柱构件轴线的交点，偏离交点时的偏心距不应超过支撑杆件宽度，并应计入由此产生的附加弯矩。

当中心支撑采用只能受拉的单斜杆体系时，应同时设置不同倾斜方向的两组斜杆，且每组中不同方向单斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不应大于10%。