多層與高層建筑結(jié)構(gòu)

1、同濟大學(xué)電子音像出版社工工 程程 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)第八章第八章 多層與高層多層與高層普通高等教育普通高等教育“十一五十一五”國家級規(guī)劃教材國家級規(guī)劃教材第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社 本章介紹鋼筋混凝土多層及高層房屋的結(jié)構(gòu)體系，以及框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)的受力特點、計算方法及構(gòu)造要求。通過學(xué)習(xí)，了解鋼筋混凝土多層及高層房屋的常用結(jié)構(gòu)體系的特點及適用高度。 本章提要本章提要第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社v 10層及層及10層以上或高度大于層以上或高度大于28m的房屋稱為的房屋稱為高層建筑高層建筑，否則為否則為多層建

2、筑多層建筑。 v 高層建筑是隨著社會生產(chǎn)力、人們生活的需要發(fā)展起來高層建筑是隨著社會生產(chǎn)力、人們生活的需要發(fā)展起來的，是商品化、工業(yè)化、城市化的結(jié)果。但是當(dāng)建筑物的，是商品化、工業(yè)化、城市化的結(jié)果。但是當(dāng)建筑物高度增加時，水平力（風(fēng)荷載及地震作用）對結(jié)構(gòu)起的高度增加時，水平力（風(fēng)荷載及地震作用）對結(jié)構(gòu)起的作用將愈來愈大。除了結(jié)構(gòu)內(nèi)力將明顯加大外，結(jié)構(gòu)側(cè)作用將愈來愈大。除了結(jié)構(gòu)內(nèi)力將明顯加大外，結(jié)構(gòu)側(cè)向位移增加更快。向位移增加更快。v 高層建筑中，結(jié)構(gòu)要使用更多的材料來抵抗水平力，抗高層建筑中，結(jié)構(gòu)要使用更多的材料來抵抗水平力，抗側(cè)力成為高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計的主要問題。特別是在地震側(cè)力成為高層建筑結(jié)

3、構(gòu)設(shè)計的主要問題。特別是在地震區(qū)，地震作用對高層建筑的威脅也比低層建筑要大，抗區(qū)，地震作用對高層建筑的威脅也比低層建筑要大，抗震設(shè)計應(yīng)受到加倍重視。震設(shè)計應(yīng)受到加倍重視。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社 下圖是結(jié)構(gòu)內(nèi)力（下圖是結(jié)構(gòu)內(nèi)力（N，M）、位移（）、位移（）與高度的關(guān)）與高度的關(guān)系，彎矩和位移都隨高度呈指數(shù)曲線上升。系，彎矩和位移都隨高度呈指數(shù)曲線上升。結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系結(jié)構(gòu)內(nèi)力、位移與高度的關(guān)系第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社本章內(nèi)容本章內(nèi)容第一節(jié)第一節(jié) 多層與高層房屋的結(jié)構(gòu)體系多層與高層房屋的結(jié)構(gòu)體系第二節(jié)第二節(jié) 多

4、層框架結(jié)構(gòu)的布置及形式多層框架結(jié)構(gòu)的布置及形式 第三節(jié)第三節(jié) 框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移與內(nèi)力計算框架結(jié)構(gòu)的側(cè)移與內(nèi)力計算 第四節(jié)第四節(jié) 框架的內(nèi)力組合框架的內(nèi)力組合 第五節(jié)第五節(jié) 框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求框架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社 多層及高層鋼筋混凝土房屋的常用結(jié)構(gòu)體系可分為四種類型：多層及高層鋼筋混凝土房屋的常用結(jié)構(gòu)體系可分為四種類型：框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)、框架剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)剪力墻結(jié)構(gòu)和筒體結(jié)構(gòu)，各，各有不同的適用高度和優(yōu)缺點。有不同的適用高度和優(yōu)缺點。 高層與多層的界限：高層與多層的界限：1. 高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程

5、高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程JGJ3-2002（以下簡（以下簡稱稱高規(guī)高規(guī)）10層及層及10層以上或大于層以上或大于28m的房屋為高層建筑；的房屋為高層建筑； （High-rise building） 2. 2-9層且高度不大于層且高度不大于28米的建筑則為多層建筑。米的建筑則為多層建筑。（Multistory building）第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社世界十大高層：第一（臺北世界十大高層：第一（臺北101大樓大樓 ）被稱為被稱為“臺北新地標臺北新地標”的的101101大樓于大樓于 19981998年年1 1月動工，主月動工，主體工程于體工程于2003200

6、3年年1010月完工。有月完工。有世界最大且最重的世界最大且最重的“風(fēng)阻尼器風(fēng)阻尼器”，還有兩臺世界最高速的電梯，從還有兩臺世界最高速的電梯，從一樓到一樓到8989樓，只要樓，只要3939秒的時間。秒的時間。在世界高樓協(xié)會頒發(fā)的證書在世界高樓協(xié)會頒發(fā)的證書里，臺北里，臺北101101大樓拿下了大樓拿下了“世界世界高樓高樓”四項指標中的三項世界之四項指標中的三項世界之最，即最，即“最高建筑物最高建筑物”（508m508m）“最高使用樓層最高使用樓層”(438m)(438m)和和“最高屋頂高度最高屋頂高度”(448m)(448m)。 第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社世

7、界十大高層：第二（國家石油公司雙塔大樓）世界十大高層：第二（國家石油公司雙塔大樓）國家石油公司雙塔大樓位國家石油公司雙塔大樓位于吉隆坡市中心美芝律，高于吉隆坡市中心美芝律，高8888層，是當(dāng)今世界名冠的超級建層，是當(dāng)今世界名冠的超級建筑。巍峨壯觀，氣勢雄壯，是筑。巍峨壯觀，氣勢雄壯，是馬來西亞的驕傲。馬來西亞的驕傲。它曾以它曾以451.9451.9米的高度打米的高度打破了美國芝加哥希爾斯大樓保破了美國芝加哥希爾斯大樓保持了持了2222年的最高記錄。這個工年的最高記錄。這個工程于程于19931993年年1212月月2727日動工，日動工，19961996年年2 2月月1313日正式封頂，日正式封

8、頂，19971997年建成使用。登上雙塔大年建成使用。登上雙塔大樓，整個吉隆坡市秀麗風(fēng)光盡樓，整個吉隆坡市秀麗風(fēng)光盡收眼底，夜間城內(nèi)萬燈齊放，收眼底，夜間城內(nèi)萬燈齊放，景色尤為壯美。景色尤為壯美。 第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社世界十大高層：第三（西爾斯大廈世界十大高層：第三（西爾斯大廈 ）西爾斯大廈是位于美國伊利諾州芝加西爾斯大廈是位于美國伊利諾州芝加哥的一幢摩天大樓，樓高哥的一幢摩天大樓，樓高442m442m，共地上，共地上108108層，由建筑師密斯層，由建筑師密斯凡德勒所設(shè)計。凡德勒所設(shè)計。美國伊利諾伊州的芝加哥市堪稱摩天美國伊利諾伊州的芝加哥市堪稱摩天

9、大樓的發(fā)源地。它是為西爾斯大樓的發(fā)源地。它是為西爾斯- -婁巴克公司婁巴克公司建造的，于建造的，于19731973年竣工。年竣工。西爾斯大廈由西爾斯大廈由9 9座塔樓組成。它們的鋼座塔樓組成。它們的鋼結(jié)構(gòu)框架焊接在一起，這樣也助于減少因結(jié)構(gòu)框架焊接在一起，這樣也助于減少因其高度所造成的在風(fēng)中搖動。所有的塔樓其高度所造成的在風(fēng)中搖動。所有的塔樓寬度相同，但高度不一。大廈外面的黑色寬度相同，但高度不一。大廈外面的黑色環(huán)帶巧妙地遮蓋了服務(wù)性設(shè)施區(qū)。西爾斯環(huán)帶巧妙地遮蓋了服務(wù)性設(shè)施區(qū)。西爾斯大廈有大廈有110110層，一度是世界上最高的辦公樓。層，一度是世界上最高的辦公樓。每天約的每天約的1.651.

10、65萬人到這里上班。在第萬人到這里上班。在第103103層層有一個供觀光者俯瞰全市用的觀望臺。它有一個供觀光者俯瞰全市用的觀望臺。它距地面距地面412m412m，天氣晴朗時可以看到美國的，天氣晴朗時可以看到美國的4 4個州。個州。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社世界十大高層：第四（上海金茂大廈世界十大高層：第四（上海金茂大廈 ）金茂大廈具有中國傳統(tǒng)風(fēng)格的超高金茂大廈具有中國傳統(tǒng)風(fēng)格的超高層建筑，是上海邁向?qū)咏ㄖ巧虾＿~向2121世紀的標志性世紀的標志性建筑之一，由美國建筑之一，由美國SOMSOM設(shè)計事務(wù)所主設(shè)計事務(wù)所主設(shè)計。設(shè)計。19981998年年8 8月建成

11、。占地月建成。占地236236萬平萬平方米，建筑面積方米，建筑面積 28.9528.95萬平方米。高萬平方米。高420.5m420.5m，8888層。層。金茂大廈主樓金茂大廈主樓1 15252層為辦公用房，層為辦公用房，53538787層為五星級賓館，層為五星級賓館，8888層為觀光層為觀光層。大廈充分體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)的文化與層。大廈充分體現(xiàn)了中國傳統(tǒng)的文化與現(xiàn)代高新科技相融合的特點，既是中國現(xiàn)代高新科技相融合的特點，既是中國古老塔式建筑的延伸和發(fā)展，又是海派古老塔式建筑的延伸和發(fā)展，又是海派建筑風(fēng)格在浦東的再現(xiàn)。建筑風(fēng)格在浦東的再現(xiàn)。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版

12、社世界十大高層：世界十大高層：第五（香港國際金融中心大廈）第六（中信廣場大廈）第七（信興廣場大廈）第八（帝國大廈）第九（中環(huán)廣場大廈）第十（中銀大廈） 位于香港中環(huán)的國際金位于香港中環(huán)的國際金融中心一期融中心一期19981998年竣工，高年竣工，高3939層，層，180180米，自建成后便米，自建成后便吸引了不少國際金融機構(gòu)進吸引了不少國際金融機構(gòu)進駐。國金二期駐。國金二期20032003年落成，年落成，高高420420米，共米，共8888層，為香港層，為香港最高建筑物。被稱為最高建筑物。被稱為“驚世驚世之作之作”的香港國際金融中心的香港國際金融中心二期外形設(shè)計概念是以一個二期外形設(shè)計概念是以

13、一個向外地的朋友向外地的朋友“招手招手”的手的手勢，向海外朋友表示勢，向海外朋友表示“歡迎歡迎您您”的意思。的意思。 天河中信廣場是廣州繼天河中信廣場是廣州繼6363層廣東層廣東國際大廈（查看地圖）為當(dāng)年全國最國際大廈（查看地圖）為當(dāng)年全國最高建筑之后，又一次奪得高建筑之后，又一次奪得9090年代的全年代的全國之冠，樓高達國之冠，樓高達391391米，米，8080層，迄今為層，迄今為止仍是廣東省之最。止仍是廣東省之最。 作為中國最高的建筑之一，中信作為中國最高的建筑之一，中信廣場有廣場有6868部電梯上上下下，保利物業(yè)部電梯上上下下，保利物業(yè)負責(zé)人稱，整個中信是負責(zé)人稱，整個中信是“立起來的街

14、立起來的街道道”。信興廣場地王大廈由信興廣場地王大廈由6868層的層的商業(yè)大樓、商業(yè)大樓、3232層的商務(wù)公寓、層的商務(wù)公寓、5 5層的購物中心及層的購物中心及2 2層地下停車場層地下停車場組成，樓高組成，樓高384384米，占地米，占地1873418734平方米，總建筑面積平方米，總建筑面積2727萬平方米，萬平方米，總投資總投資4040億港幣。億港幣。 19931993年香港中環(huán)廣場大廈建成，高年香港中環(huán)廣場大廈建成，高374374米，米，7878層，是香港目前最高的摩天層，是香港目前最高的摩天大樓。也同樣躋身于世界最高建筑物前大樓。也同樣躋身于世界最高建筑物前1010名之列。名之列。大廈

15、看起來是三角形造型，其實并大廈看起來是三角形造型，其實并不是真三角形因為它的尖角均被切去。不是真三角形因為它的尖角均被切去。原因有二：首先是為了能有更多便于使原因有二：首先是為了能有更多便于使用的室內(nèi)面積；而更重要的是避免以其用的室內(nèi)面積；而更重要的是避免以其稅利尖角沖向鄰居而得罪他們。這樣做稅利尖角沖向鄰居而得罪他們。這樣做不僅是不禮貌的更重要的是有礙風(fēng)水。不僅是不禮貌的更重要的是有礙風(fēng)水。 大廈頂部以金字塔形狀的坡頂以及大廈頂部以金字塔形狀的坡頂以及立于其上的桅桿作收束，晚間日光照耀立于其上的桅桿作收束，晚間日光照耀下閃閃發(fā)光。立面以三種不同顏色的隔下閃閃發(fā)光。立面以三種不同顏色的隔熱玻璃

16、圍護。金色、銀色涂層的玻璃構(gòu)熱玻璃圍護。金色、銀色涂層的玻璃構(gòu)成垂直和水平圖案而形別涂飾的花玻璃成垂直和水平圖案而形別涂飾的花玻璃穿插其間，形成典雅而又閃爍發(fā)光的形穿插其間，形成典雅而又閃爍發(fā)光的形象。象。19811981年年4 4月月3030日，矗立在美國紐約市日，矗立在美國紐約市中心高中心高12501250英尺、共英尺、共102102層的帝國大廈度層的帝國大廈度過了過了5050個春秋。個春秋。3030年代，美國經(jīng)濟處于大年代，美國經(jīng)濟處于大蕭條時期，人民生活更加困苦，而華爾街蕭條時期，人民生活更加困苦，而華爾街的老板們卻熱衷于修建摩天大樓的競賽。的老板們卻熱衷于修建摩天大樓的競賽。百萬富翁

17、拉斯科布為了顯示自己的富有，百萬富翁拉斯科布為了顯示自己的富有，決意修建一座世界最高的樓房。他找來著決意修建一座世界最高的樓房。他找來著名的建筑師威廉名的建筑師威廉拉姆，問樓房能蓋多高？拉姆，問樓房能蓋多高？拉姆沉思片刻后回答說：拉姆沉思片刻后回答說：“10501050英尺。英尺?！崩箍撇紝@個高度很不滿意，因為這僅拉斯科布對這個高度很不滿意，因為這僅僅比當(dāng)時紐約新建成的克萊斯勒大廈高僅比當(dāng)時紐約新建成的克萊斯勒大廈高4 4英尺。于是，建筑師設(shè)法增加了一節(jié)英尺。于是，建筑師設(shè)法增加了一節(jié)200200英尺高的圓塔，使帝國大廈的高度為英尺高的圓塔，使帝國大廈的高度為12501250英尺。這座摩天

18、大樓只用了英尺。這座摩天大樓只用了410410天就建成，天就建成，也可算是建筑史上的奇跡。在很長一段時也可算是建筑史上的奇跡。在很長一段時間里，帝國大廈一直是世界最高的樓房。間里，帝國大廈一直是世界最高的樓房。 香港中國銀行大廈，由貝聿銘建筑師事務(wù)香港中國銀行大廈，由貝聿銘建筑師事務(wù)所設(shè)計，所設(shè)計，19901990年完工?？偨ㄖ娣e年完工?？偨ㄖ娣e12.912.9萬萬平方米，地上平方米，地上7070層，總高層，總高369m369m。結(jié)構(gòu)采。結(jié)構(gòu)采用用4 4角角1212層高的巨形鋼柱支撐，室內(nèi)無一層高的巨形鋼柱支撐，室內(nèi)無一根柱子。根柱子。 仔細觀察中銀大廈，會發(fā)現(xiàn)許多貝氏作品仔細觀察中銀大廈

19、，會發(fā)現(xiàn)許多貝氏作品慣用的設(shè)計，以平面為例，中銀大廈是一慣用的設(shè)計，以平面為例，中銀大廈是一個正方平面，對角劃成個正方平面，對角劃成4 4組三角形，每組組三角形，每組三角形的高度不同，節(jié)節(jié)高升，使得各個三角形的高度不同，節(jié)節(jié)高升，使得各個立面在嚴謹?shù)膸缀我?guī)范內(nèi)變化多端，至于立面在嚴謹?shù)膸缀我?guī)范內(nèi)變化多端，至于平面的概念，可以溯至平面的概念，可以溯至19731973年的馬德里大年的馬德里大廈，馬德里大廈亦是以方正的正面做多邊廈，馬德里大廈亦是以方正的正面做多邊的分割，分析其組合，乃系兩個平等四邊的分割，分析其組合，乃系兩個平等四邊形的變化。形的變化。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版

20、社同濟大學(xué)出版社8.1.1 框架結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)體系 由梁、柱構(gòu)件通過結(jié)點連接組成的結(jié)構(gòu)稱為框架，框架結(jié)構(gòu)是多由梁、柱構(gòu)件通過結(jié)點連接組成的結(jié)構(gòu)稱為框架，框架結(jié)構(gòu)是多層房屋的主要結(jié)構(gòu)形式，也是高層建筑的基本結(jié)構(gòu)單元。層房屋的主要結(jié)構(gòu)形式，也是高層建筑的基本結(jié)構(gòu)單元。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社8.1.2 剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)體系 將房屋的內(nèi)、外墻都做成實體的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種體系為剪力墻結(jié)構(gòu)體系。 剪力墻的間距受到樓板跨度的限制，一般為38m，因而剪力墻結(jié)構(gòu)適用于具有小房間的住宅、旅館等建筑，此時可省去大量砌筑填充墻的工序及材料，如果采用滑升模板及大模板

21、等先進的施工方法，施工速度很快。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社 現(xiàn)澆鋼筋混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的整體性好，剛度大，在水平力作用下側(cè)向變形很小。墻體截面積大，承載力要求也比較容易滿足。剪力墻的抗震性能也較好。 剪力墻結(jié)構(gòu)的缺點和局限性也是很明顯的，主要是剪力墻間距太小，平面布置不靈活，結(jié)構(gòu)自重較大。為了減輕自重和充分利用剪力墻的承載力和剛度，剪力墻的間距要盡可能做大些，一般6m左右為宜。 第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社8.1.3 框架剪力墻體系框架剪力墻體系 框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度差

22、，抵抗水平荷載能力較低，地震作用下框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度差，抵抗水平荷載能力較低，地震作用下變形大，但它具有平面靈活、有較大空間、立面處理易于變形大，但它具有平面靈活、有較大空間、立面處理易于變化等優(yōu)點。而剪力墻結(jié)構(gòu)則相反，抗側(cè)力剛度、強度大，變化等優(yōu)點。而剪力墻結(jié)構(gòu)則相反，抗側(cè)力剛度、強度大，但限制了使用空間。把兩者結(jié)合起來，取長補短，在框架但限制了使用空間。把兩者結(jié)合起來，取長補短，在框架中設(shè)置一些剪力墻，就成了框架剪力墻中設(shè)置一些剪力墻，就成了框架剪力墻( (簡稱框剪簡稱框剪) )體體系。系。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社 在這種體系中，剪力墻常常擔(dān)負大部分水平

23、荷載，結(jié)構(gòu)總體剛度加大，側(cè)移減小。同時，通過框架和剪力墻協(xié)同工作，通過變形協(xié)調(diào)，使各種變形趨于均勻，改善了純框架或純剪力墻結(jié)構(gòu)中上部和下部層間變形相差較大的缺點，因而在地震作用下可減少非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的破壞。從框架本身看，上下各層柱的受力也比純框架柱的受力均勻，因此柱子斷面尺寸和配筋都可比較均勻框-剪體系的適用高度為1525層，一般不宜超過30層。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社8.1.4 筒體體系筒體體系 由筒體為主組成的承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)稱為由筒體為主組成的承受豎向和水平作用的結(jié)構(gòu)稱為筒筒體結(jié)構(gòu)體系

24、體結(jié)構(gòu)體系。筒體是由若干片剪力墻圍合而成的封閉井筒。筒體是由若干片剪力墻圍合而成的封閉井筒式結(jié)構(gòu)，其受力與一個固定于基礎(chǔ)上的筒形懸臂構(gòu)件相似。式結(jié)構(gòu)，其受力與一個固定于基礎(chǔ)上的筒形懸臂構(gòu)件相似。根據(jù)開孔的多少，筒體有空腹筒和實腹筒之分。根據(jù)開孔的多少，筒體有空腹筒和實腹筒之分。 空腹筒一般由電梯井、樓梯間、管道井等形成，開孔空腹筒一般由電梯井、樓梯間、管道井等形成，開孔少，因其常位于房屋中部，故又稱少，因其常位于房屋中部，故又稱核心筒核心筒?？崭雇灿址Q?？崭雇灿址Q框框筒筒，由布置在房屋四周的密排立柱和截面、高度很大的橫，由布置在房屋四周的密排立柱和截面、高度很大的橫梁組成。這些橫梁稱為梁組成。

25、這些橫梁稱為窗裙梁窗裙梁，梁高一般為，梁高一般為0.60.61.22m1.22m。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社由核心筒、框筒等基本單元組成的承重結(jié)構(gòu)體系稱為由核心筒、框筒等基本單元組成的承重結(jié)構(gòu)體系稱為筒體體筒體體系系。根據(jù)房屋高度及其所受水平力的不同，筒體體系可以布置。根據(jù)房屋高度及其所受水平力的不同，筒體體系可以布置成核心筒結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、框架成核心筒結(jié)構(gòu)、框筒結(jié)構(gòu)、筒中筒結(jié)構(gòu)、框架核心筒結(jié)構(gòu)、核心筒結(jié)構(gòu)、成束筒結(jié)構(gòu)和多重筒結(jié)構(gòu)等形式。筒中筒結(jié)構(gòu)通常用框筒作為成束筒結(jié)構(gòu)和多重筒結(jié)構(gòu)等形式。筒中筒結(jié)構(gòu)通常用框筒作為外筒，實腹筒作為內(nèi)筒。外筒，實腹

26、筒作為內(nèi)筒。 第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社深圳發(fā)展中心大廈深圳發(fā)展中心大廈第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社成束筒成束筒第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社主框架次框架 3次框架 2次框架 1巨形框架結(jié)構(gòu)巨形框架結(jié)構(gòu)第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社 多層框架結(jié)構(gòu)的布置多層框架結(jié)構(gòu)的布置 框架結(jié)構(gòu)體系是指若干平面框架之間通過連系梁或等代梁加框架結(jié)構(gòu)體系是指若干平面框架之間通過連系梁或等代梁加以連成整體的一種空間結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)布置包括柱網(wǎng)布置和框架以連成整體的一種空間結(jié)構(gòu)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)

27、布置包括柱網(wǎng)布置和框架梁布置。梁布置。 （一）主要承重框架沿房屋橫向布置（一）主要承重框架沿房屋橫向布置第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社這種布置方案的優(yōu)點是：這種布置方案的優(yōu)點是：(1)(1)框架外柱寬度可收小，能滿足建筑立面要求；框架外柱寬度可收小，能滿足建筑立面要求；(2)(2)外墻不承重，其自重由連系梁傳給橫向承重框架柱，故對縱向墻外墻不承重，其自重由連系梁傳給橫向承重框架柱，故對縱向墻沿開窗限制建筑上的室內(nèi)采光的要求；沿開窗限制建筑上的室內(nèi)采光的要求；(3)(3)由于一般進深大于開間，采取橫向承重框架時，樓板沿縱向（即由于一般進深大于開間，采取橫向承重框架

28、時，樓板沿縱向（即開間方向）布置，跨度可以相對小些，樓板結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟合理。開間方向）布置，跨度可以相對小些，樓板結(jié)構(gòu)比較經(jīng)濟合理。如采用裝配式預(yù)制樓板時，則運輸和吊裝也較為方便。如采用裝配式預(yù)制樓板時，則運輸和吊裝也較為方便。目前，一般工業(yè)與民用建筑多采用這種橫向承重框架的布置方案。目前，一般工業(yè)與民用建筑多采用這種橫向承重框架的布置方案。（二）主要承重框架沿房屋縱向布置（二）主要承重框架沿房屋縱向布置第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社（二）主要承重框架沿房屋縱橫向布置（二）主要承重框架沿房屋縱橫向布置 承重框架沿房屋縱向與橫向同時布置，可以有利承重框架沿房屋縱向與

29、橫向同時布置，可以有利于滿足來自兩個不同方向的抗風(fēng)和抗震要求。雖然于滿足來自兩個不同方向的抗風(fēng)和抗震要求。雖然有時樓板僅沿一個方向布置或者采用雙向樓板，但有時樓板僅沿一個方向布置或者采用雙向樓板，但是縱橫兩個方向的框架均具有足夠的強度和剛度。是縱橫兩個方向的框架均具有足夠的強度和剛度。 第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社多層框架結(jié)構(gòu)的形式多層框架結(jié)構(gòu)的形式 框架的形式框架的形式 按施工方式，框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆框架、預(yù)制框架和現(xiàn)澆按施工方式，框架結(jié)構(gòu)可分為現(xiàn)澆框架、預(yù)制框架和現(xiàn)澆預(yù)制框架三種類型。預(yù)制框架三種類型。 （1 1）現(xiàn)澆框架（又稱整體式框架）現(xiàn)澆框架（又稱整

30、體式框架） （2 2）預(yù)制框架（又稱裝配式框架）預(yù)制框架（又稱裝配式框架） （3 3） 現(xiàn)澆預(yù)制框架（又稱裝配整體式框架）現(xiàn)澆預(yù)制框架（又稱裝配整體式框架） 現(xiàn)澆預(yù)制框架一般有三種做法：現(xiàn)澆預(yù)制框架一般有三種做法： （1 1）預(yù)制長柱迭合梁；）預(yù)制長柱迭合梁； （2 2）預(yù)制短柱迭合梁；）預(yù)制短柱迭合梁； （3 3）現(xiàn)澆柱迭合梁。）現(xiàn)澆柱迭合梁。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社框架的形式框架的形式 第第1 1種做法，因柱子較長，柱內(nèi)縱向鋼筋配置往往主要由起吊種做法，因柱子較長，柱內(nèi)縱向鋼筋配置往往主要由起吊因素控制，且吊裝柱子時又需要重型履帶式起重機，在有條件時因

31、素控制，且吊裝柱子時又需要重型履帶式起重機，在有條件時才采用。第才采用。第2 2種和第種和第3 3種做法，主要優(yōu)點是吊裝方便，柱子不需設(shè)種做法，主要優(yōu)點是吊裝方便，柱子不需設(shè)牛腿，室內(nèi)整齊，且節(jié)點構(gòu)造簡單，用鋼量和焊接工作量少，故牛腿，室內(nèi)整齊，且節(jié)點構(gòu)造簡單，用鋼量和焊接工作量少，故常用于輕工業(yè)廠房和民用建筑中。常用于輕工業(yè)廠房和民用建筑中。縱向剪力墻第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社 框架的形式框架的形式 此外，在框架中還有部分剛接節(jié)點，部分為鉸接節(jié)點的混合方案。其頂層梁與柱鉸接，其他為剛接。剪力墻第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社

32、框架的形式框架的形式 鉸接點鉸接點第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算框架結(jié)構(gòu)內(nèi)力計算 內(nèi)力計算方法主要有：彎矩分配法、無剪力分配法和迭代法內(nèi)力計算方法主要有：彎矩分配法、無剪力分配法和迭代法( (精確計算精確計算) )。為簡化計算，實際常用的方法有：分層法。為簡化計算，實際常用的方法有：分層法( (豎向荷豎向荷載作用載作用) )、反彎點法和、反彎點法和D D值法值法( (水平荷載作用水平荷載作用) )。 豎向荷載作用下的內(nèi)力計算豎向荷載作用下的內(nèi)力計算( (分層法分層法) ) 力矩分配法回顧力矩分配法回顧: :轉(zhuǎn)動剛度、分配系數(shù)、傳遞系數(shù)的概念與轉(zhuǎn)動

33、剛度、分配系數(shù)、傳遞系數(shù)的概念與計算。計算。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社 基本假定：基本假定： 框架的側(cè)移忽略不計框架的側(cè)移忽略不計 每層梁上的豎向荷載對本層梁及與本層梁相連的柱產(chǎn)生每層梁上的豎向荷載對本層梁及與本層梁相連的柱產(chǎn)生彎矩與剪力彎矩與剪力 剛度修正剛度修正：除底層柱外其他各層柱的線剛度均乘以：除底層柱外其他各層柱的線剛度均乘以0.90.9的折減系數(shù)；除底層傳遞系數(shù)為的折減系數(shù)；除底層傳遞系數(shù)為1/21/2外，其他各層柱的彎矩外，其他各層柱的彎矩傳遞系數(shù)取傳遞系數(shù)取1/31/3。 將多層框架簡化為單層框架來計算，即分層進行力矩將多層框架簡化為單層框架

34、來計算，即分層進行力矩分配計算。分層計算得出的梁的彎矩即為最終彎矩，但由分配計算。分層計算得出的梁的彎矩即為最終彎矩，但由于每個柱均屬于上下兩層，所以柱的最終彎矩為上下兩層于每個柱均屬于上下兩層，所以柱的最終彎矩為上下兩層計算結(jié)果相加。計算結(jié)果相加。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社反彎點高度反彎點高度 反彎點高度為反彎點至柱下端的距離。對上層柱，假定各柱反彎點高度為反彎點至柱下端的距離。對上層柱，假定各柱上下轉(zhuǎn)角相等，則柱上下端彎矩相等，反彎點在柱中央，即上下轉(zhuǎn)角相等，則柱上下端彎矩相等，反彎點在柱中央

35、，即 對于底層柱，柱腳轉(zhuǎn)角為零，而上端轉(zhuǎn)角不為零，故反彎點對于底層柱，柱腳轉(zhuǎn)角為零，而上端轉(zhuǎn)角不為零，故反彎點向上端移動，假定：向上端移動，假定：鉸接：無約束作用，彎矩為零，自由轉(zhuǎn)動；鉸接：無約束作用，彎矩為零，自由轉(zhuǎn)動；固接：約束作用強，彎矩很大，轉(zhuǎn)角為零。固接：約束作用強，彎矩很大，轉(zhuǎn)角為零。_2hy _23hy 第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社側(cè)移剛度系數(shù)側(cè)移剛度系數(shù)d d：側(cè)移剛度系數(shù)側(cè)移剛度系數(shù)d d表示柱上下兩端相對有單位側(cè)移時柱中產(chǎn)生表示柱上下兩端相對有單位側(cè)移時柱中產(chǎn)生的剪力，它與兩端約束情況有關(guān)。由于梁的線剛度比柱的大，的剪力，它與兩端約束情況有

36、關(guān)。由于梁的線剛度比柱的大，各柱端轉(zhuǎn)角很小，可假定結(jié)點轉(zhuǎn)角為零，可得：各柱端轉(zhuǎn)角很小，可假定結(jié)點轉(zhuǎn)角為零，可得：212ciVdh第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社121.mjjjjkjmjkkVVVVVVnjiijVF212jkjkjjiVuh22111212jjjmmjkjkkkjjVVuiihh1jkjkjmjkkiVVi1jkjkjmjkkdVVd第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社柱端彎矩計算柱端彎矩計算柱下端彎矩：柱下端彎矩：柱上端彎矩：柱上端彎矩：梁端彎矩計算梁端彎矩計算llulbbcclrbbrrulbbcclrbbiMMMi

37、iiMMMiijjjMV y下jjjjMVhy上第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社4266jcccccjuMiiiih426bbbbMiii0,022222ABbcMMiKi1234,2bbciiiiii Ki第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社6612ABBAjkjcccjjMMVhiiihh 22121222212ccjkjjjcjkjjiiKKVuKhKhKKiVuh212jkcjkjjViDuh212()cid

38、h第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社1jkjkjmjkkDVVD第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社0123yyyyyh第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社標準反彎點高比標準反彎點高比y y0 0：可根據(jù)荷載方式，由可根據(jù)荷載方式，由n、j、K查表得出。查表得出。上下層梁線剛度變化時修正系數(shù)上下層梁線剛度變化時修正系數(shù)y1 1：當(dāng)當(dāng)取取此時反彎點上移，此時反彎點上移，y1取正值。取正值。若若 取取 此時反彎點下移，此時反彎點下移，y1取負值。對于底層，不考慮取負值。對于底層，不考慮y1修正值。修正值。1234iii

39、i1234iiii 1234/Iiiii1234/2cKiiiii 3412/Iiiii第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社上下層層高變化時修正系數(shù)上下層層高變化時修正系數(shù)y2 2、 y3 3 ：令令 ，從表，從表中可查出中可查出y2，當(dāng)當(dāng) 1時，時， y2取正值取正值,反彎點上移；反彎點上移；當(dāng)當(dāng) 1時，時， y3取負值取負值,反彎點反彎點下移；當(dāng)下移；當(dāng) 1時，時， y3取正值，取正值，反彎點上移。對于最下層，不反彎點上移。對于最下層，不考慮考慮y3修正值。修正值。2/hh上223/hh下33第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社反彎點法和

40、反彎點法和D D值法的主要參數(shù)比較值法的主要參數(shù)比較212ciDh212cidh0123yyyyyh223hyh或第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社側(cè)移計算：側(cè)移計算：1jjmjkkVuD1njjuu第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移曲線表現(xiàn)為剪切型?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的側(cè)移曲線表現(xiàn)為剪切型。梁柱彎曲引起的側(cè)移為剪切型梁柱彎曲引起的側(cè)移為剪切型(主要變形主要變形)；柱軸向變形引起的側(cè)移為彎曲型柱軸向變形引起的側(cè)移為彎曲型(次要變形次要變形)。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社

41、梁柱彎曲變形引起的側(cè)移梁柱彎曲變形引起的側(cè)移柱軸向變形引起的側(cè)移柱軸向變形引起的側(cè)移第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社1）控制截面）控制截面梁的控制截面：兩端支座和跨中。梁的控制截面：兩端支座和跨中。柱的控制截面：上下端截面。柱的控制截面：上下端截面。注意注意：內(nèi)力計算得到的彎矩與內(nèi)力計算得到的彎矩與剪力是軸線處的內(nèi)力，需換算剪力是軸線處的內(nèi)力，需換算成構(gòu)件端截面的內(nèi)力。成構(gòu)件端截面的內(nèi)力。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社2）豎向荷載的最不利內(nèi)力組合）豎向荷載的最不利內(nèi)力組合梁端截面：梁端截面：梁跨中截面：梁跨中截面：柱端截面：柱端截面

42、：maxmaxmax,(),MMVmaxmax,()MMmaxmaxmin,MN VNM VNM VMN較大，同時 較大或較小第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社3）活荷載的最不利位置）活荷載的最不利位置（1）分跨計算組合法；）分跨計算組合法；（2）最不利荷載位置法；）最不利荷載位置法；（3）分層組合法；）分層組合法；（4）滿布荷載法。）滿布荷載法。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社計算跨中最大正彎計算跨中最大正彎矩的活荷載布置圖矩的活荷載布置圖計算桿端最不利負彎計算桿端最不利負

43、彎矩的活荷載布置圖矩的活荷載布置圖第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社計算柱頂最不利內(nèi)計算柱頂最不利內(nèi)力的活荷載布置圖力的活荷載布置圖滿布活荷載法滿布活荷載法第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社荷載規(guī)范荷載規(guī)范：對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，基本組合可：對于一般排架、框架結(jié)構(gòu)，基本組合可采用簡化規(guī)則，并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定。采用簡化規(guī)則，并應(yīng)按下列組合值中取最不利值確定。1）由可變荷載效應(yīng)控制的組合）由可變荷載效應(yīng)控制的組合2）由永久荷載效應(yīng)控制的組合）由永久荷載效應(yīng)控制的組合1110.9GGkQQ knGGkQiQikiSSSSSSG：

44、永久荷載分項系數(shù)； Qi ：第i個可變荷載分項系 數(shù)，Q1是可變荷載Q1 的分項系數(shù)；SGk：按永久荷載標準值Gk 計算的荷載效應(yīng)值；SQik：按可變荷載標準值Qik 計算的荷載效應(yīng)值， 其中SQ1k為諸可變荷載 效應(yīng)中起控制作用者 ；ci：可變荷載Qi的組合值系數(shù)；1nGGkQiciQikiSSS 第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版社同濟大學(xué)出版社現(xiàn)澆框架：0.80.9；裝配式框架：0.70.8。1)調(diào)幅只對豎向荷載作用下的內(nèi)力進行，水平荷載作用下的彎矩不參與調(diào)幅。應(yīng)先對豎向荷載作用下框架梁的彎矩進行調(diào)幅，再與水平荷載作用產(chǎn)生的框架梁彎矩進行組合。2）截面設(shè)計時，框架梁跨中截面正彎矩設(shè)計值不應(yīng)小于豎向荷載作用下按簡支梁計算的跨中彎矩設(shè)計值的一半。第八章第八章 多層與高層多層與高層同濟大學(xué)出版