第9章 多层及高层钢筋混凝土房屋结构.ppt

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1、钢筋混凝土结构钢筋混凝土结构侯献语侯献语 多层及高层建筑钢筋混凝土结构多层及高层建筑钢筋混凝土结构9.1多层及高层房屋结构体系多层及高层房屋结构体系19.2 框架结构框架结构 29.3 剪力墙结构剪力墙结构 39.4 框架框架-剪力墙结构剪力墙结构 49.1 多层及高层房屋结构体系多层及高层房屋结构体系9.1.1 高层建筑结构的特点高层建筑结构的特点高层混凝土结构技术规程高层混凝土结构技术规程 10层及层及10层层以上或房屋高度以上或房屋高度大于大于28m的建筑物，的建筑物，29层且高度不大于层且高度不大于28m的建筑物为多层建筑物。的建筑物为多层建筑物。房屋按高度和层数分房屋按高度和层数分低

2、层低层多层多层高层高层8.1 多层及高层房屋结构体系多层及高层房屋结构体系8.1.1 高层建筑结构的特点高层建筑结构的特点1可以获得更多可以获得更多的建筑面积的建筑面积 2可以提供更多的可以提供更多的空闲场地，用作空闲场地，用作绿化和休闲场地，绿化和休闲场地，利于美化环境，利于美化环境，带来充足的日光、带来充足的日光、采光和通风效果。采光和通风效果。3结构分析和计结构分析和计算更加复杂，算更加复杂，水平荷载是高水平荷载是高层建筑结构设层建筑结构设计的主要控制计的主要控制因素因素 4工程造价较工程造价较高，运行成高，运行成本较大。本较大。热岛效应热岛效应光污染光污染9.1.2 多层和高层房屋常用

3、结构体系多层和高层房屋常用结构体系1.框架结构体系框架结构体系1）承重构件：楼板、梁、柱及基础）承重构件：楼板、梁、柱及基础 结构轻巧；结构轻巧；整体性好；整体性好；结构平面布置灵活，结构平面布置灵活，可形成大空间；可形成大空间；施工方便；施工方便；较为经济。较为经济。优点优点缺点缺点缺点缺点抵抗水平荷载能力差抵抗水平荷载能力差；侧向刚度小，侧移大侧向刚度小，侧移大；受地基的不均匀沉降影受地基的不均匀沉降影响大响大。1.框架结构体系框架结构体系 因此，采用框架结构时应控制建筑物的因此，采用框架结构时应控制建筑物的层数和高度，层数和高度，以免造成不合理的设计。以免造成不合理的设计。适用高度适用高

4、度地震区：地震区：6 61515层层非地震区：非地震区：15152020层层2.2.剪力墙结构体系剪力墙结构体系纵向和横向的钢筋混凝土剪力墙作为抵抗纵向和横向的钢筋混凝土剪力墙作为抵抗竖向承重和抵抗侧力构件的结构体系。竖向承重和抵抗侧力构件的结构体系。1 1）承重构件）承重构件2 2）特点）特点 刚度大、空间整体性好刚度大、空间整体性好；抗震性能好抗震性能好；对承受水平荷载有利对承受水平荷载有利；结构自重大；结构自重大；建筑平面布置局限性较大；建筑平面布置局限性较大；适用建筑层数为适用建筑层数为15-50层，开间较小层，开间较小的高层住宅、旅馆、写字楼等建筑。的高层住宅、旅馆、写字楼等建筑。3

5、 3）适用条件）适用条件3.框架框架-剪力墙结构体系剪力墙结构体系多高层办公楼和宾馆等公共建筑，多高层办公楼和宾馆等公共建筑，1525层为宜。层为宜。梁、板、柱、剪力墙梁、板、柱、剪力墙 框架承受竖向荷载，剪力墙承受水平荷载。综合了框架框架承受竖向荷载，剪力墙承受水平荷载。综合了框架和剪力墙结构的优点，增大了结构的总刚度、提高了结构的和剪力墙结构的优点，增大了结构的总刚度、提高了结构的抗震性能，又保持了框架结构易于分割、使用方便的优点。抗震性能，又保持了框架结构易于分割、使用方便的优点。1 1）承重构件）承重构件2 2）特点）特点3 3）适用条件）适用条件4.4.筒体结构体系筒体结构体系303

6、0层以上或高度超过层以上或高度超过100m100m的写字楼、酒店等超高层建筑中。的写字楼、酒店等超高层建筑中。空间封闭筒体空间封闭筒体1 1）承重构件）承重构件2 2）特点）特点3 3）适用条件）适用条件 侧向刚度大；侧向刚度大；整体性好；整体性好；可形成大空间；可形成大空间；建筑平面设计灵活；建筑平面设计灵活；实腹筒实腹筒空腹筒空腹筒9.1.3 多层及高层建筑结构设计的一般原则多层及高层建筑结构设计的一般原则1.结构平面布置结构平面布置抗风：结构要具有圆形、椭圆形等流线型周边的建筑物；抗风：结构要具有圆形、椭圆形等流线型周边的建筑物；抗震：平面对称、结构侧向刚度均匀，平面长宽比较接近抗震：平

7、面对称、结构侧向刚度均匀，平面长宽比较接近。1平面布置宜简单，平面布置宜简单，规则、对称、减小规则、对称、减小偏心偏心2平面长度不宜过长，平面长度不宜过长，突出部分长度应尽突出部分长度应尽可能小，凹角处采可能小，凹角处采取加强措施。取加强措施。3不宜采用角部重叠不宜采用角部重叠的平面图形或细腰的平面图形或细腰部平面图形。部平面图形。在高层建筑中，在高层建筑中，水平荷载水平荷载起控制作用，起控制作用，9.1.3 多层及高层建筑结构设计的一般原则多层及高层建筑结构设计的一般原则2.结构竖向布置结构竖向布置 高层建筑结构沿竖向体型宜高层建筑结构沿竖向体型宜规则、均匀规则、均匀、避免有过、避免有过大的

8、大的外挑和内收外挑和内收，刚度均匀而连续，避免由于刚度突变而形成薄弱层。刚度均匀而连续，避免由于刚度突变而形成薄弱层。竖向抗侧移刚度的分布宜竖向抗侧移刚度的分布宜从下而上逐渐减少，不宜突变。从下而上逐渐减少，不宜突变。3.房屋的高宽比限值房屋的高宽比限值4.变形缝变形缝伸缩缝伸缩缝沉降缝沉降缝抗震缝抗震缝1）伸缩缝）伸缩缝伸缩缝仅将上部结构伸缩缝仅将上部结构从基础顶面断开，基础不断开。从基础顶面断开，基础不断开。框架结构框架结构剪力墙结构剪力墙结构伸缩缝的最大间距伸缩缝的最大间距55m45m伸缩缝：伸缩缝：是为了避免温度应力和混凝土收缩应力而使房屋产是为了避免温度应力和混凝土收缩应力而使房屋产

9、生裂缝。生裂缝。通常在建筑物适当的部位设置通常在建筑物适当的部位设置垂直缝隙垂直缝隙，自基础以上将，自基础以上将房屋的墙体、楼板层、房屋的墙体、楼板层、屋顶等构件断开，将建筑物分离成几屋顶等构件断开，将建筑物分离成几个独立的部分。个独立的部分。沉降缝：为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝。沉降缝：为了避免地基不均匀沉降在房屋构件中引起裂缝。房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也可设置沉降缝分开。房屋扩建时，新建部分与原有建筑结合处也可设置沉降缝分开。沉降缝将建筑物从沉降缝将建筑物从基础至屋顶全部分开基础至屋顶全部分开，各部分能够自由沉降。，各部分能够自由沉降。1 1）沉降缝）沉降缝.当建

10、筑物建造在不同的地基土壤上，两部分之间。当建筑物建造在不同的地基土壤上，两部分之间。.当同一建筑物的相邻部分高度相差两层以上或部分高度差当同一建筑物的相邻部分高度相差两层以上或部分高度差超过超过10米时。米时。.当同一建筑相邻基础的结构体系、宽度和埋置深度相差悬当同一建筑相邻基础的结构体系、宽度和埋置深度相差悬殊时。殊时。.原有建筑物和新建建筑物紧相毗连时。原有建筑物和新建建筑物紧相毗连时。沉降缝是为了建筑物各部分由于不均匀沉降引沉降缝是为了建筑物各部分由于不均匀沉降引起的破坏而设置的变形缝。下列情况须设置沉降缝：起的破坏而设置的变形缝。下列情况须设置沉降缝：沉降缝与伸缩缝最大的区别在于沉降缝

11、非但将墙、楼层及屋顶部分脱开，而且其基础部分亦必须分离其基础部分亦必须分离。沉降缝的宽度随地基情况和建筑物的高度不同而定。沉降缝一般兼起伸缩缝的作用，其构造与伸缩缝基本相同，但盖缝条及调节片构造必须注意能保证在水平方向和垂直方向自由变形。沉降缝构造：沉降缝构造：当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截当房屋平面复杂、立面高差悬殊、各部分质量和刚度截然不同时，应设置防震缝。然不同时，应设置防震缝。3)防震缝防震缝 对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合对有抗震设防要求的房屋，其沉降缝和伸缩缝均应符合防震缝要求，并尽可能三缝合并设置。防震缝要求，并尽可能三缝合并设置。防震缝宽度在

12、多层砖房中按设计烈度的不同，取5070毫米毫米；在多层构件混凝土框架建筑中，建筑物高度在15米及15米以下时为100毫米毫米；当建筑物高度超过15米时：设计烈度6度，建筑物每增高5米，缝宽的70毫米基础上增加20毫米；设计烈度7度，建筑物每增高4米，缝宽的70毫米基础上增加20毫米；设计烈度8度，建筑物每增高3米，缝宽的70毫米基础上增加20毫米。一般基础可不设防震缝，但与震动有关的建筑各相连部分的刚度差别很大时，也须将基础分开。9.1.4 多层及高层建筑结构的荷载分类及其特点多层及高层建筑结构的荷载分类及其特点1）恒荷载：材料）恒荷载：材料和构件的自重和构件的自重2）楼面活荷载：）楼面活荷载

13、：3）屋面均布活荷）屋面均布活荷载载荷荷 载载1）风荷载）风荷载2）水平地震荷载）水平地震荷载竖向荷载竖向荷载水平荷载水平荷载9.2 框架结构框架结构9.2.1 框架结构的组成与分类框架结构的组成与分类框架梁和框架柱是主要的承框架梁和框架柱是主要的承重构件，普通框架梁和柱的重构件，普通框架梁和柱的节点为刚接，框架柱和基础节点为刚接，框架柱和基础为固接。为固接。1.框架结构的组成框架结构的组成2.框架结构的分类框架结构的分类现浇整体式框架现浇整体式框架现浇整体式框架现浇整体式框架装配式框架装配式框架装配式框架装配式框架装配整体式框架装配整体式框架装配整体式框架装配整体式框架优点优点缺点缺点优点优

14、点优点优点缺点缺点缺点缺点9.2.2 框架结构的布置框架结构的布置1.结构布置原则结构布置原则房屋的竖向布置应使结构刚度沿高房屋的竖向布置应使结构刚度沿高度分布比较均匀，避免结构刚度突度分布比较均匀，避免结构刚度突变变房屋平面力求简单、规则、对称及房屋平面力求简单、规则、对称及较少偏心，以使受力更合理。较少偏心，以使受力更合理。房屋的开间、进深尽可能统一房屋的开间、进深尽可能统一 宽高比不宜过大，宽高比不宜过大，根据具体情况设置变形缝。根据具体情况设置变形缝。9.2.2 框架结构的布置框架结构的布置2.柱网布置柱网布置柱网布置应满足建筑平面布置的要求柱网布置要使结构受力合理柱网布置应便于施工柱

15、网布置应满足生产工艺的要求水平布置水平布置9.2.2 框架结构的布置框架结构的布置3.承重框架的布置承重框架的布置8.2.4 框架结构的构造要求框架结构的构造要求1.框架梁、柱的截面形状及尺寸框架梁、柱的截面形状及尺寸现浇式框架梁装配式框架梁框架梁的宽度1）框架梁）框架梁2）框架柱）框架柱截面高度截面宽度2.现浇框架的一般构造要求现浇框架的一般构造要求9.2.4 框架结构的构造要求框架结构的构造要求3.非抗震设计时现浇框架节点构造非抗震设计时现浇框架节点构造8.2.4 框架结构的构造要求框架结构的构造要求9.3 剪力墙结构剪力墙结构9.3.1 剪力墙结构的布置剪力墙结构的布置 剪力墙宜沿结构的

16、主轴方向双向或多向布置，宜使两个方向的刚度接近，避免结构某一方向刚度很大而另一方向刚度较小。剪力墙的门窗洞口宜上下对齐、成列布置，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悬殊。墙肢截面长度与厚度之比不宜小于3。9.3 剪力墙结构剪力墙结构9.3.2 剪力墙结构的受力特点剪力墙结构的受力特点整截面剪力墙整截面剪力墙整截面剪力墙整截面剪力墙整体小开口剪力墙整体小开口剪力墙整体小开口剪力墙整体小开口剪力墙及联肢剪力墙及联肢剪力墙及联肢剪力墙及联肢剪力墙壁式剪力墙壁式剪力墙壁式剪力墙壁式剪力墙优点优点缺点缺点优点优点优点优点缺点缺点缺点缺点9.3.3 剪力墙结构的构造要求剪力

17、墙结构的构造要求1材料强度混凝土强度等级不宜低于C20。墙中的分布钢筋和箍筋采用HPB300级钢筋，纵向钢筋宜采用HRB400级或HRB500级钢筋。2剪力墙的最小厚度钢筋混凝土剪力墙的截面厚度不应小于160mm，且不应小于楼层高度的1/25。3墙肢配筋构造（1）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。边缘构件分为约束边缘构件和构造边缘构件。非抗震设计时应设构造边缘构件(包括端柱及暗柱)。(a)端柱；(b)暗柱图9-26 墙肢端部配筋构造9.4.1 框架框架剪力墙结构的布置剪力墙结构的布置9.4 框架框架剪力墙结构剪力墙结构 在框架剪力墙结构中，剪力墙应沿平面的主轴方向布置。

18、剪力墙一般遵循“均匀、对称、分散、周边”的原则布置。横向剪力墙的间距横向剪力墙的间距楼盖形式非抗震设计抗 震 设 防 烈 度6度、7度8度9度现 浇5B且60m4B且50m3B且40m2B且30m装配楼盖3.5B且50m3B且40m2.5B且30m不允许9.4 框架框架剪力墙结构剪力墙结构9.4.2 框架框架剪力墙结构的受力特点剪力墙结构的受力特点(1)(1)在水平荷载作用下，框架以剪切变形为主，其层间在水平荷载作用下，框架以剪切变形为主，其层间相对水平位移愈到上部愈小相对水平位移愈到上部愈小(如图如图9-29(a)9-29(a)所示所示)；而剪力墙；而剪力墙以弯曲变形为主，其层间相对水平位移

19、愈往上部愈大以弯曲变形为主，其层间相对水平位移愈往上部愈大(图图9-9-29(b)29(b)所示所示)。(2)(2)由于框架和剪力墙之间的变形协调作用，框架和由于框架和剪力墙之间的变形协调作用，框架和剪力墙上分布的剪力沿高度也在不断调整。剪力墙上分布的剪力沿高度也在不断调整。9.4 框架框架剪力墙结构剪力墙结构9.4.3 框架框架剪力墙结构的构造要求剪力墙结构的构造要求 (1)框架剪力墙结构中，剪力墙的厚度不应小于160mm，且不应小于楼层高度的1/20；底部加强部位的剪力墙的厚度不应小于200mm，且不应小于楼层高度的1/16；(2)框架剪力墙结构中，剪力墙竖向和水平方向分布钢筋的配筋率均不应小于0.20%，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置拉筋，拉筋直径不小于6mm，间距不应大于600mm；(3)剪力墙周边应设置梁(或暗梁)和端柱围成边框。边框梁或暗梁的上、下纵向钢筋配筋率均不应小于0.2%，箍筋不应少于