建筑识图杨太生：5钢筋混凝土多层与高层结构.ppt

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1、第5章 多层及高层钢筋混凝土房屋结构,7-1 多层与高层结构体系,我国高层建筑混凝土结构技术规程规定：10层及10层以上的住宅建筑和高度大于24m的其他民用建筑房屋定义为高层建筑，29层的住宅建筑和高度不大于24m的其他建筑定义为多层建筑。超过100m的无论住宅还是其他民用建筑均称为超高层建筑。,高层的定义,一、框架结构体系(由梁柱组成框架来承受垂直和水平荷载的 受力体系)特点 平面布置灵活、可形成较大的空间；抵抗水平荷载的能力差，抗震性能差，框架结构的适用高度地震区为615层，非地震区为1520层。施工工艺 现浇整体式、预制装配式和装配整体式。,框架结构,特点：剪力墙体系具有抗侧刚度大，整体

2、性好，整齐美观，抗震性能好，利于承受水平荷载，并可使用滑模、大模板等先进施工方法施工等众多优点，但由于横墙较多、间距较密，使得建筑平面的空间较小。剪力墙体系的适用高度30层，常用于住宅、旅馆等开间较小的高层建筑。（如图7-2所示）,三、框架-剪力墙结构体系,特点：框架-剪力墙结构的侧向刚度较大，抗震性较好，具有平面布置灵活、使用方便的特点，广泛应用于办公楼和宾馆等公共建筑中，框架-剪力墙体系的适用高度为1525层，一般不宜超过30层（如图7-3所示）,二、剪力墙结构体系,剪力墙体系,框支-剪力墙结构,剪力墙钢筋网,框架-剪力墙,四、筒体结构体系 筒体体系是由剪力墙体系和框架剪力墙体系演变发展而

3、成，是将剪力墙或密柱框架围合成一个或多个封闭的筒体，以筒体承受房屋的大部分或全部竖向荷载和水平荷载的结构体系。筒体体系刚度大，可形成较大的内部空间且平面布置灵活，广泛应用于写字楼等超高层公共建筑。,框架-核心筒 筒中筒 成束筒,束筒,5-2 框架结构,（一）框架结构类型 框架结构按照施工方法的不同，可分为现浇式框架、装配式框架和装配整体式框架三种形式。（二）框架结构布置 在框架结构体系中，主要承受楼面和屋面荷载的梁称为框架梁，而另一方向的梁称为连系梁。楼盖的荷载可传递到纵、横两个方向的框架上。根据框架楼板布置方案和荷载传递线路的不同，框架的布置方案可分为：横向框架承重方案、纵向框架承重方案、纵

4、横向框架混合承重方案。,一、框架结构,承重框架的布置方案有以下三种：,(a)(b)(c)(a)横向布置方案；(b)纵向布置方案；(c)纵横向混合布置方案,二、框架结构的受力特点（一）框架结构承受的荷载 框架结构承受的作用包括竖向荷载、水平荷载和地震作用。（二）框架结构的计算简图 框架结构是由横向框架和纵向框架组成的一个空间结构体系。设计中为简化起见，常忽略结构的空间联系，将纵向、横向框架分别按平面框架进行分析和计算，它们分别承受纵向和横向水平荷载。除装配式框架外，一般可将梁、柱节点看成刚性节点，认为柱固结于基础顶面，所以框架结构多为高次超静定结构，如图所示。,图7-7 框架结构计算单元,（三）

5、框架结构在荷载作用下的内力 1.竖向及水平荷载及作用下的内力,图7-8 竖向及水平荷载下框架的计算简图和内力图(a)计算简图；(b)竖向荷载下框架的内力图；(c)水平荷载下框架的内力图,2.控制截面及内力组合（1）框架梁 梁的内力主要为弯矩M和剪力V。框架梁的控制截面是梁的跨中截面和梁端支座截面，跨中截面产生最大正弯矩（+Mmax），有时也可能出现负弯矩；支座截面产生最大负弯矩（Mmax）、最大正弯矩（Mmax）和最大剪力（Vmax）。按梁跨中的+Mmax计算确定梁的下部纵向受力钢筋；按Mmax、Mmax计算确定梁端上部及下部的纵向受力钢筋；按Vmax计算确定梁中的箍筋及弯起钢筋。同时须符合构

6、造要求。,（2）框架柱 框架柱的内力主要是弯矩M和轴力N。框架柱的控制截面是柱的上、下端截面，其中弯矩最大值出现在柱的两端，而轴力最大值位于柱的下端。一般的柱都是偏心受压构件。根据柱的Mmax和Nmax，确定出柱中纵向受力钢筋的数量，并配置相应的箍筋。,四、现浇框架抗震构造要求（1）框架抗震设计一般概念 1）震害 柱的震害重于梁，柱顶的震害重于柱底，角柱的震害重于内柱，短柱的震害重于一般柱。2）抗震等级 将框架柱分为4个抗震等级，其中一级抗震要求最高。（2）框架结构抗震构造措施,抗震等级为一级的框架梁、柱和节点核芯区，混凝土等级不应低于C30,其它各类构件不应低于C20；在烈度9度时不宜超过C

7、60，8度时不宜超C70。,1.混凝土等级,2.钢筋种类 框架梁、柱中的受力钢筋宜选用HRB400和HRB335级钢筋，箍筋宜选用不低于HRB335级钢筋。3.钢筋锚固 纵向受力钢筋最小抗震锚固长度的选用：上式中为纵向受拉钢筋的最小锚固长度，按规范要求取用。4.钢筋的接头 柱纵向受力钢筋的接头宜优先采用焊接或机械连接。钢筋接头不宜设置在梁端和柱端箍筋加密区范围内。当柱每侧主筋超过4根时，应在两个或两个以上的水平面上搭接。,5.箍筋,箍筋须做成封闭式，端部设135弯钩；弯钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径）；箍筋应与纵向钢筋紧贴；设置附加拉结钢筋时，拉结钢筋必须同时钩住箍筋和纵筋。,（

8、二）框架梁的抗震构造要求 1.梁的截面尺寸 截面宽度不宜小于200mm，截面高宽比不宜大于4，净跨与截面 高度之比不宜小于4。2.梁的纵向钢筋 框架梁端截面的底面和顶面配筋量的比值，一级不应小于0.5，二、三级不应小于0.3；梁的顶面和底面至少应配置两根通长的纵向钢筋，一、二级框架不应少于214，且分别不应少于梁两端顶面和底面纵向 配筋中较大截面面积的1/4。三、四级框架不应少于212；一、二级框 架梁内贯通中柱的每根纵筋直径，不宜大于柱在该方向截面尺寸的1/20。,框架节点,3.梁的箍筋,表7-1 梁端箍筋最大间距、最小直径和加密区长度,注：hb为梁截面高度；d为纵向钢筋的直径,2.柱中纵向

9、钢筋,（三）框架柱的抗震构造要求,1.柱截面尺寸,3.柱中箍筋,柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm，剪跨比 宜大于2，截面的长边和短边之比不宜大于3。,柱中纵向钢筋宜对称配置；当截面尺寸大于400mm时，纵向钢筋间距 不宜大于200mm；柱中全部纵向钢筋的最小配筋率应满足表7-2的规定，同时每一侧配筋率不应小于0.2%；柱的总配筋率不应大于5%，一级且 剪跨比 2的柱，每侧纵向钢筋不宜大于1.2%；边柱、角柱在地震作用组 合下产生拉力时，柱内纵筋截面面积应增加25%。,按表7-2，7-3选用。,表7-2 框架柱的全部纵向钢筋的最小配筋百分率(%),表7-3 柱箍筋最大间距、最小直径和加密区

10、长度,注:d为纵筋的最小直径,h为矩形截面的长边尺寸,Hn为柱的净高，柱底指底层柱的嵌固部位。,（四）框架节点构造 框架节点内应设箍筋，箍筋的最大间距和最小直径与柱加密区相同。柱中的纵向受力钢筋不宜在节点区截断，框架梁上部纵向钢筋应贯穿中间节点。框架梁、柱中钢筋在节点的配筋构造参照非抗震设防要求的现浇框架，但钢筋的锚固长度应满足相应的纵向受拉钢筋抗震锚固长度。,7-3 剪力墙结构,一、剪力墙结构的布置 开洞剪力墙由墙肢和连梁两种构件组成，不开洞的剪力墙仅有墙肢。根据墙面的开洞情况，剪力墙可分为四类：整截面剪力墙、整体小开口剪力墙、联肢剪力墙和壁式框架四类，如图7-16所示。,(a)整截面剪力墙

11、(b)整体小开口剪力墙(c)联肢剪力墙(d)壁式框架,二、剪力墙结构构件的受力特点 1.墙肢 在整截面剪力墙中，墙肢处于压、弯、剪的复合应力状态；开洞剪力墙 的墙肢处于压（拉）、弯、剪的复合应力状态。在墙肢中，其弯矩和剪力均在基底部位达到最大值，因此基底截面是剪力墙设计的控制截面。2.连梁 剪力墙中的连梁承担弯矩、剪力、轴力的共同作用，是受弯构件。配筋时应选择内力最大的连梁作为计算对象。通过正截面承载力计算确定连梁的纵向受力钢筋（上、下配筋），通过斜截面承载力计算确定箍筋用量。一般情况下，连梁常采用对称配筋。,四、剪力墙结构的抗震构造措施 1.混凝土的强度 剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C2

12、0；带有筒体及短 肢剪力墙的剪力墙结构混凝土强度等级不应低于C25。2.边缘构件,（1）约束边缘构件，如图所示。（2）构造边缘构件，如图所示。3.剪力墙的配筋构造（1）墙肢端部纵向钢筋的构造要求（2）剪力墙中的分布钢筋，如图所示。（3）连梁的配筋构造,剪力墙分布筋（双层）,(a)(b)(c)图7-23 剪力墙端水平分布钢筋的锚固(a)无翼墙时锚固(b)无翼墙时搭接(c)有翼墙时锚固,7-4 框架剪力墙结构,在框架剪力墙结构中，剪力墙应沿平面的主轴方向布置，一般应遵循“均匀、对称、分散、周边”的布置原则。横向剪力墙宜均匀对称地设置在楼（电）梯间、建筑物的端部附近、平面形状变化处以及恒载较大的部位

13、。纵向剪力墙宜布置在单元的中间区段内，当房屋纵向较长时，不宜集中在房屋的两端布置纵向剪力墙。（why？）,框架-剪力墙结构中的楼盖结构是框架和剪力墙能够协同工作的基础，宜采用现浇楼盖。,一、框架剪力墙结构的受力特点,(a)(b)(c)(d)图7-24 框架-剪力墙结构的变形特点（a）剪力墙的弯曲变形；(b)框架的剪切变形；(c)框架剪力墙的共同变形；(d)框架剪力墙的变形曲线,（1）剪力墙的厚度不应小于160mm，且不应小于楼层净高的1/20；底部加 强部位的剪力墙墙厚不应小于200mm，且不应小于楼层高度的1/16。（2）剪力墙内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

14、小于8mm，间距不应大于300mm，至少应双排布置。各排分布钢筋 间应设置直径不小于6mm，间距不应大于600mm的拉筋拉结。（3）剪力墙周边应设置梁(或暗梁)和端柱围成边框。梁宽不宜小于2bw（bw 为剪力墙厚度），梁高不宜小于3bw；柱截面宽度不宜小于2.5 bw，截 面高度不应小于截面宽度。边框梁或暗梁的上、下纵筋的配筋率均不应 小于0.2%，箍筋不应少于6200。,二、框架剪力墙结构的构造,（4）剪力墙的水平分布钢筋应全部锚入边框柱内，其锚固长度不应小于la（或laE）。（5）剪力墙端部的纵向受力筋应配置在边框柱截面内。剪力墙底部加强部 位处，边框柱内箍筋宜沿全高加密；当带边框剪力墙上的洞口紧靠边 框柱时，边框柱内箍筋宜沿全高加密。,The End,