多層及高層鋼筋混凝土房屋課件

1、多層及高層鋼筋混凝土房屋 全美目前的最高建筑是芝加哥西爾斯大廈，這座110層大廈，高443米；而世界最高建筑是中國臺(tái)北的101層摩天大樓，高達(dá)503.7米。 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JGJ3-2002（以下簡稱高規(guī)）10層及10層以上或大于28m的房屋為高層建筑； （High-rise building） 2、2-9層且高度不大于28米的建筑則為多層建筑。（Multistory building）NO.1 迪拜塔 地點(diǎn)：位于阿拉伯聯(lián)合酋長國迪拜高度：有162個(gè)樓層，總高度828米設(shè)計(jì)單位：美國芝加哥公司的美國建筑師阿德里安史密斯（Adrian Smith）設(shè)計(jì)，韓國三星

2、公司負(fù)責(zé)實(shí)施。 竣工時(shí)間：在2004年9月21日開始動(dòng)工，在2010年1月4日竣工啟用。NO.1 迪拜塔設(shè)計(jì)特點(diǎn)：建筑設(shè)計(jì)采用了一種具有挑戰(zhàn)性的單式結(jié)構(gòu)，由連為一體的管狀多塔組成，具有太空時(shí)代風(fēng)格的外形，基座周圍采用了富有伊斯蘭建筑風(fēng)格的幾何圖形六瓣的沙漠之花?？偼顿Y：總投資超70億美元。 NO.2 臺(tái)北101大樓地點(diǎn)：臺(tái)北市信義區(qū)西村里信義路五段7號(hào) 開工時(shí)間：1999年7月 竣工時(shí)間：2003年10月17日 占地面積：30278平方米 建筑面積：28.95萬平方米 建筑高度：508米 建筑層數(shù)：地上101層，地下3層 被稱為“臺(tái)北新地標(biāo)”的101大樓于 1998年1月動(dòng)工，主體工程于200

3、3年10月完工。有世界最大且最重的“風(fēng)阻尼器”，還有兩臺(tái)世界最高速的電梯，從一樓到89樓，只要39秒的時(shí)間。在世界高樓協(xié)會(huì)頒發(fā)的證書里，臺(tái)北101大樓拿下了“世界高樓”四項(xiàng)指標(biāo)中的三項(xiàng)世界之最，即“最高建筑物”（508）“最高使用樓層”(438米)和“最高屋頂高度”(448米)。 NO.2 臺(tái)北101大樓結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，新式的巨型結(jié)構(gòu) 建筑造價(jià)：580億元新臺(tái)幣 投資單位：臺(tái)北金融大樓控股有限公司 設(shè)計(jì)單位：李祖原建筑師事務(wù)所 建設(shè)用途：購物中心，辦公，觀景， 施工單位：KTRT 地位，高度： 508米NO.2 臺(tái)北101大樓設(shè)計(jì)特點(diǎn)：超越單一量體的設(shè)計(jì)觀，以中國人的吉祥數(shù)字“八”作

4、為設(shè)計(jì)單元。每八層樓為一個(gè)結(jié)構(gòu)單元，彼此接續(xù)、層層相疊，構(gòu)筑整體。在外觀上形成有節(jié)奏的律動(dòng)美感，開創(chuàng)國際摩天大樓新風(fēng)格。造型宛若勁竹節(jié)節(jié)高升、柔韌有余，象征生生不息的中國傳統(tǒng)建筑意涵。取自竹子“節(jié)節(jié)高升”。這種多節(jié)式、鋸齒狀外觀，還有防災(zāi)防風(fēng)的顯著效益。每八層形成一組自主構(gòu)成的空間，自然化解高層建筑引起的氣流對地面造成的風(fēng)場效應(yīng)，經(jīng)由風(fēng)洞測試，能減少30-40%風(fēng)所產(chǎn)生的搖晃。其中還有雙層隔熱玻璃帷幕墻、垃圾運(yùn)送及減量系統(tǒng)、中水系統(tǒng)、能源管理控制系統(tǒng)、樓宇管理系統(tǒng)；NO.3上海中心大廈建設(shè)地點(diǎn)：陸家嘴金融中心區(qū)Z3-2地塊。 開工時(shí)間：2008年11月29日。 竣工時(shí)間：2014年。 占地面積

5、：30368平方米。 建筑面積：574058平方米，其中地上總建筑面積約410139平方米。 建筑高度：632米。 建筑層數(shù)：地下結(jié)構(gòu)5層，地上部分包括124層塔樓和7層?xùn)|西裙房。 結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土核心筒-外框架結(jié)構(gòu)。 用鋼量：約100000噸。 建筑造價(jià)：148億元。 NO.3上海中心大廈 (在建)建筑/結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)單位：M.Arthur Gensler Jr.&Associat -es,Inc. 同濟(jì)大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院 設(shè)計(jì)管理顧問單位：上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 機(jī)電咨詢顧問單位：柏誠工程技術(shù)（北京）有限公司 投資監(jiān)理單位及招標(biāo)代理單位：利比有限公司、上海申元工程投資咨詢有限公司

6、工程監(jiān)理單位：上海建科建設(shè)監(jiān)理咨詢有限公司綠色建筑顧問單位：上海市建筑科學(xué)研究（集團(tuán)）有限公司 LEED認(rèn)證顧問單位：德國譽(yù)德（KOOPX）建筑設(shè)計(jì)集團(tuán) 投資單位：陸家嘴集團(tuán)，公司擬與上海市城市建設(shè)投資開發(fā)總公司、上海建工集團(tuán)合作總承包單位：上海建工（集團(tuán)）總公司 建設(shè)用途：國際標(biāo)準(zhǔn)的二十四小時(shí)甲級(jí)辦公、超五星級(jí)酒店和配套設(shè)施、主題精品商業(yè)、觀光和文化休閑娛樂、特色會(huì)議設(shè)施五大功能。NO.3上海中心大廈 (在建)設(shè)計(jì)特點(diǎn)：上海中心”建筑外觀呈螺旋式上升，建筑表面的開口由底部旋轉(zhuǎn)貫穿至頂部，與金茂大廈經(jīng)典雋永的塔形和環(huán)球金融中心簡潔明快的立體造型形成鮮明對比。從天空向下俯瞰，“上海中心”非對稱的

7、頂部卷折狀造型，與金茂的點(diǎn)狀和環(huán)球金融中心的線狀頂部遙相輝應(yīng)，將進(jìn)一步豐富上海的城市天際線。上海中心大廈的外觀可看做奧運(yùn)“祥云火炬”，五行屬火。而環(huán)球金融中心是2把軍刀的外觀，五行屬金。按照五行原理，火克金。從風(fēng)水上說，正好可以克制環(huán)球金融的煞氣。NO.4 環(huán)球金融中心建筑位置 ：上海市浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)Z4-1號(hào)地塊 。 開工日期 ：1997年年初首次開工；后遭1997年亞洲金融危機(jī)停工，于2003年2月工程復(fù)工。 竣工日期 ： 2008年8月29日。 用地面積 ： 30,000 。 占地面積 ： 14,400 。 建筑面積 ： 381,600 。 建筑層數(shù) ： 地上101層、地下3層 。

8、 建筑高度 ： 492米 。結(jié)構(gòu)形式 ： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（SRC結(jié)構(gòu)）、鋼結(jié)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)）。 建筑造價(jià) ： 1050億日元（73億人民幣） 投資單位 ： 森海外株式會(huì)社（Forest Overseas Co., Ltd.） 。 NO.4 環(huán)球金融中心結(jié)構(gòu)形式 ： 鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（SRC結(jié)構(gòu)）、鋼結(jié)構(gòu)（S結(jié)構(gòu)）。 建筑造價(jià) ： 1050億日元（73億人民幣） 投資單位 ： 森海外株式會(huì)社（Forest Overseas Co., Ltd.） 。 建筑設(shè)計(jì) ： KPF建筑師事務(wù)所 。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ： 籟思理羅伯遜聯(lián)合股份有限公司(LERA) 。 設(shè)計(jì)單位 ： 上?，F(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司、華東建筑

9、設(shè)計(jì)研究院有限公司 。 施工單位 ： 中國建筑工程總公司、上海建工（集團(tuán)）總公司總承包聯(lián)合體。 監(jiān)理單位 ：上海市建設(shè)工程監(jiān)理有限公司 所獲榮譽(yù) ： 2008年竣工的最佳高層建筑（美國芝加哥“高層建筑和城市住宅委員會(huì)”評(píng)選）。 NO.4 環(huán)球金融中心設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 1、在這個(gè)設(shè)計(jì)中，方的造型可以說是通過一種有著超大直徑的圓形雕刻出來的，因此，從建筑外形上看，帶有曲線的表面設(shè)計(jì)其實(shí)是這種超大圓形的片斷。最初設(shè)計(jì)的頂部圓孔是開放式的，這既有利于減緩風(fēng)壓，又代表著中國的“月亮門”。但這并不構(gòu)成這棟建筑的基礎(chǔ)概念。 NO.4 環(huán)球金融中心 2、主體是一個(gè)正方形柱體，由兩個(gè)巨型拱形斜面逐漸向上縮窄于頂端交會(huì)

10、而成，為減輕風(fēng)阻，在原設(shè)計(jì)中建筑物的頂端設(shè)有一個(gè)巨型的環(huán)狀圓形風(fēng)洞開口，借鑒了中國庭園建筑的“月門”，在2005年10月18日時(shí)，上海環(huán)球金融中心有限公司宣布，考慮大樓新設(shè)計(jì)增高后對于高空風(fēng)阻和空氣動(dòng)力學(xué)的影響，將大樓頂部風(fēng)洞改為倒梯形，并確定為最終設(shè)計(jì)方案。NO.5 國家石油公司雙塔大樓建設(shè)地點(diǎn)：吉隆坡市中市KLCC計(jì)劃區(qū)的西北角 開工時(shí)間：1993年12月27日 竣工時(shí)間：1996年2月13日 占地面積：40公頃 建筑面積：28.95萬平方米 建筑高度：452米 建筑層數(shù)：88層 結(jié)構(gòu)形式：高軋制鋼梁支托的金屬板，鋼筋混凝土 建筑造價(jià)：20億馬幣 投資單位：馬來西亞石油公司設(shè)計(jì)單位：西薩佩

11、里建筑事務(wù)所西薩.佩里 建設(shè)用途：辦公 英文名稱：The Petronas Twin Towers. NO.5 國家石油公司雙塔大樓設(shè)計(jì)特點(diǎn)：這座有人字形支架的橋似乎像一座登天門。雙塔的樓面構(gòu)成以及其優(yōu)雅的剪影給它們帶來了獨(dú)特的輪廓。其平面是兩個(gè)扭轉(zhuǎn)并重疊的正方形，用較小的圓形填補(bǔ)空缺；這種造型可以理解為來自伊斯蘭的靈感，而同時(shí)又明顯是現(xiàn)代的和西方的。NO.6 威利斯大廈建設(shè)地點(diǎn)：美國伊利諾伊州芝加哥 開工時(shí)間：1972年 竣工時(shí)間：1974年 建筑面積：418000平方米 建筑高度：443米（527.3米含天線） 建筑層數(shù)：地上110層，地下3層 結(jié)構(gòu)形式：高層建筑抗風(fēng)結(jié)構(gòu) 建筑造價(jià)：39億

12、 投資單位：西爾斯百貨公司 設(shè)計(jì)單位：SOM建筑師事務(wù)所 建設(shè)用途：辦公 英文名稱：Willis Tower 別稱：希爾斯大廈 NO.6 威利斯大廈設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 大廈結(jié)構(gòu)工程師是1929年出生于達(dá)卡的美籍建筑師F.卡恩。他為解決像西爾斯大廈這樣的高層建筑的關(guān)鍵性抗風(fēng)結(jié)構(gòu)問題，提出了束筒結(jié)構(gòu)體系的概念并付諸實(shí)踐。整幢大廈被當(dāng)作一個(gè)懸挑的束筒空間結(jié)構(gòu)，離地面越遠(yuǎn)剪力越小，大廈頂部由風(fēng)壓引起的振動(dòng)也明顯減輕。頂部設(shè)計(jì)風(fēng)壓為305千克力米2，設(shè)計(jì)允許位移（振動(dòng)時(shí)允許產(chǎn)生的振幅）為建筑總高度的1/500，即900毫米，建成后最大風(fēng)速時(shí)實(shí)測位移為460毫米。 NO.6 威利斯大廈大廈的造型有如 9個(gè)高低不一

13、的方形空心筒子集束在一起，挺拔利索,簡潔穩(wěn)定。不同方向的立面,形態(tài)各不相同，突破了一般高層建筑呆板對稱的造型手法。這種束筒結(jié)構(gòu)體系是建筑設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)創(chuàng)新相結(jié)合的成果。NO.7 紫峰大廈開工日期：2005年5月底 竣工日期：2010年9月28日 用地面積：12721m2 建筑面積：160000m2 建筑層數(shù)：地上89層、地下3層 建筑高度：整體設(shè)計(jì)高度達(dá)450米，其高度在位居世界第七。2建筑造價(jià)：約35億投資單位：上海綠地集團(tuán)設(shè)計(jì)單位：華東建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司設(shè)計(jì)施工單位：上海建工 NO.8 金茂大廈建設(shè)地點(diǎn)：中國上海浦東新區(qū)世紀(jì)大道88號(hào) 開工日期：1994年5月10日 竣工日期：1999年3

14、月18日占地面積：2.3公頃 建筑面積：29萬平方米 建筑層數(shù)：地上88層，地下3層 建筑高度：420.5米 結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu) 建筑造價(jià)：50億 投資單位：中國金茂（集團(tuán)）股份有限公司 建筑設(shè)計(jì)：美國芝加哥SOM設(shè)計(jì)事務(wù)所,、主創(chuàng)建筑師 Adrian Smith 中方配合設(shè)計(jì)：上海現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)（集團(tuán)）有限公司 NO.8 金茂大廈設(shè)計(jì)特點(diǎn)： 由美國最大的建筑師-工程師事務(wù)所之一的美國芝加哥著名的SOM設(shè)計(jì)事務(wù)所設(shè)計(jì)規(guī)劃。由前任設(shè)計(jì)合伙人，Adrian Smith主創(chuàng)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)師以創(chuàng)新的設(shè)計(jì)思想，巧妙地將世界最新建筑潮流與中國傳統(tǒng)建筑風(fēng)格結(jié)合起來，成功設(shè)計(jì)出世界級(jí)的，跨世紀(jì)的經(jīng)典之作，成為

15、海派建筑的里程碑，并已成為上海著名的標(biāo)志性建筑物，先后榮獲伊利諾斯世界建筑結(jié)構(gòu)大獎(jiǎng)、新中國50周年上海十大經(jīng)典建筑金獎(jiǎng)第一名、第二十屆國際建筑師大會(huì)藝術(shù)創(chuàng)作成就獎(jiǎng)等多項(xiàng)國內(nèi)外大獎(jiǎng)。NO.9 國際金融中心大廈（廣州）建設(shè)地點(diǎn)：廣州市珠江新城J區(qū) 開工時(shí)間：2005年12月底竣工時(shí)間：已竣工 占地面積：3.1萬平方米 建筑面積：44.8萬平方米 建筑高度：樓高432米，加上直升機(jī)停機(jī)坪總高度達(dá)到440米 建筑層數(shù)：103層 結(jié)構(gòu)形式：鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)投資單位：廣州市城市建設(shè)開發(fā)有限公司、廣州市城市建設(shè)開發(fā)集團(tuán)有限公司、越秀投資有限公司（聯(lián)合體） 設(shè)計(jì)單位：Wilkinson Eyre Archite

16、cts Ltd及Ove Arup&Partners聯(lián)合體 NO.9 國際金融中心大廈（廣州）設(shè)計(jì)特點(diǎn)：廣州國際金融中心，它就站在江邊，與電視塔相呼應(yīng)，這個(gè)3億元的外墻玻璃幕紗般自432米的高空傾瀉而下，橫陳交錯(cuò)的鋼柱，縱橫著如芭寶利的格子一樣向上攀升。她弧形幕紗流暢著帶些冷艷，彎曲中略有溫婉。鋼鐵沉重的糾結(jié)，攀升處總顯柔腸。那樣的矛盾的組合，在挑戰(zhàn)傳統(tǒng)審美的同時(shí)，總有突顯張力的欲望，但這欲望終歸被內(nèi)斂的理性束縛。建筑總是這樣被一個(gè)城市的氣質(zhì)浸染，廣州國際金融中心就像廣州，先鋒不是她的代名詞。 NO.10 香港國際金融中心中文名稱：國際金融中心 英文名稱：International Financ

17、e Centre 所在地：香港島中環(huán)金融街8號(hào) 建造期間：第一期：1998年；第二期：2003年 用途：購物中心、辦公室 樓高：415.8 米 樓層：88層 樓板面積：43萬6千平方米 電梯數(shù)：62 建筑師：Csar Pelli、嚴(yán)迅奇 NO.10 香港國際金融中心建設(shè)特點(diǎn)：1國際金融中心是世界少數(shù)采用雙層電梯的大廈之一，國金二期共有電梯62部，乘電梯由地面至90樓的頂層只需2分鐘，共有2,500級(jí)樓梯。2在國金兩座辦公室大廈工作的所有職員均獲發(fā)給一張八達(dá)通卡，以供出入大廈時(shí)保安檢查之用。3整個(gè)國際金融中心的公共休憩地方共有14萬平方尺，停車場車位則有1800個(gè)。4在國金二期興建高峰期，每日有

18、3,500人同時(shí)進(jìn)行工程，建筑每一層平均所需時(shí)間為3日。 7.1.1 常用結(jié)構(gòu)體系 結(jié)構(gòu)體系系指結(jié)構(gòu)構(gòu)件受力與傳力的結(jié)構(gòu)組成方式。 鋼筋混凝土多層及高層建筑常用的結(jié)構(gòu)體系有：框架體系、框架剪力墻體系、剪力墻結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。 7.1 多層及高層房屋結(jié)構(gòu)體系 框架結(jié)構(gòu)組成：橫梁和立柱組成特點(diǎn)：平面布局靈活，易于設(shè)置大房間的需要，承受豎向荷載很合理。但框架的抗側(cè)剛度小，抵抗水平荷載能力較差。應(yīng)用：非地震區(qū)，建1520層，地震區(qū)，建10層以下。1. 框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)是由梁、柱、節(jié)點(diǎn)、基礎(chǔ)組成的結(jié)構(gòu)體系，橫梁和立柱通過節(jié)點(diǎn)連接在一起作為豎向承重結(jié)構(gòu)，同時(shí)承受水平荷載，并將其傳至基礎(chǔ)。內(nèi)、外墻只起分隔和

19、維護(hù)作用（圖7-1）。 圖7-1 框架結(jié)構(gòu) 框架結(jié)構(gòu)在建筑上能提供較大的空間，平面布置靈活，適用于多層工業(yè)廠房、倉庫、商場、學(xué)校、辦公樓等建筑。但其側(cè)向剛度較小，抗震性能較差，故一般不適于超過20層或超過60m的建筑。剪力墻結(jié)構(gòu)（抗震墻）組成：由鋼筋混凝土的墻體，組成房屋的結(jié)構(gòu)體系。特點(diǎn)：鋼筋混凝土墻體承受豎向荷載和水平荷載，有很大的抗側(cè)剛度。但房屋被剪力墻分割成較小空間，不適用于需大空間的建筑物。應(yīng)用：15-50層，用于高層住宅、旅館、寫字樓等。2. 剪力墻結(jié)構(gòu) 剪力墻結(jié)構(gòu)是把鋼筋混凝土墻體作為豎向承重和抵抗水平力的構(gòu)件的結(jié)構(gòu)（圖7-2）。 剪力墻結(jié)構(gòu)的房屋橫墻多，側(cè)向剛度大，整體性好。但剪

20、力墻結(jié)構(gòu)的房間劃分受到很大限制，因而一般用于住宅、旅館等開間要求較小的建筑，其使用高度為1550層。 圖7-2 剪力墻結(jié)構(gòu) 框架-剪力墻結(jié)構(gòu)（框剪結(jié)構(gòu)）組成：由若干框架和局部剪力墻組成。特點(diǎn)：豎向荷載主要由框架承擔(dān)，水平荷載主要由剪力墻承擔(dān)。兼有框架體系和剪力墻體系的優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用：1530層的辦公樓、公寓、旅館等。小貼士： 北京東華金座項(xiàng)目，位于北京市宣武區(qū)牛街，由華爾森集團(tuán)開發(fā)建設(shè)，總建筑面積約10萬平方米，建筑高度73.84米，地上20層、地下3層。東華金座集商業(yè)、娛樂、居住功能為一體，地下室為人防工程及車庫，裙房12層為商場、餐廳，裙房3層為會(huì)所。4層以上主體建筑分為三部分：18層的北樓為

21、住宅，20層的東西塔樓為酒店式公寓。結(jié)構(gòu)形式為框架剪力墻結(jié)構(gòu)。 3. 框架-剪力墻體系 框架-剪力墻體系是由框架和剪力墻共同承受外加荷載的結(jié)構(gòu)體系（圖7-3）。 框-剪體系的側(cè)向剛度比框架結(jié)構(gòu)大，大部分水平力由剪力墻承擔(dān)，而豎向荷載主要由框架承擔(dān)。圖7-3 框架剪力墻結(jié)構(gòu) 與框架結(jié)構(gòu)體系相比，框-剪體系改善了框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度小的缺點(diǎn)，部分保留了框架結(jié)構(gòu)建筑平面布置靈活的優(yōu)點(diǎn)；而與剪力墻體系相比，框-剪體系改善了剪力墻結(jié)構(gòu)的房間劃分限制的缺點(diǎn)，部分保留了剪力墻結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度 大的優(yōu)點(diǎn)。因而，框-剪體系在多層及高層辦公樓、旅館等建筑中得到了廣泛應(yīng)用。 框-剪體系的使用高度為1525層，一般不宜超過3

22、0層。 筒體結(jié)構(gòu)組成：由鋼筋混凝土墻或框架柱（框筒）組成。特點(diǎn)：將剪力墻集中到房屋內(nèi)部或外圍，形成空間封閉筒體，使結(jié)構(gòu)既有極大的抗側(cè)剛度，同時(shí)又能獲得較大的空間。應(yīng)用：一般用于45層左右甚至更高的建筑。小貼士： 美國西爾斯大廈為成束筒結(jié)構(gòu)。位于芝加哥市。由9個(gè)22.9米見方的正方形組成。大廈平面隨層數(shù)增加而分段收縮，在51層以上切去兩個(gè)對角正方形，67層以上切去另外兩個(gè)對角正方形，91層以上又切去三個(gè)正方形，只剩下兩個(gè)正方形到頂。 4. 筒體體系 筒體是由若干片剪力墻圍合而成的封閉井筒式結(jié)構(gòu)，其受力情況相當(dāng)于一個(gè)固定于基礎(chǔ)上的筒形懸臂構(gòu)件。圖7-4 筒體結(jié)構(gòu) （a）實(shí)腹筒； （b）空腹筒 筒體

23、結(jié)構(gòu)是框架剪力墻和剪力墻結(jié)構(gòu)的發(fā)展，它將剪力墻集中到房屋的內(nèi)部與外部形成空間封閉體，使結(jié)構(gòu)體系有很大的剛度，又因剪力墻集中能獲得較大的空間。主要用于高度較大的高層建筑中（圖7-4）。筒體有實(shí)腹筒與空腹筒之分。 實(shí)腹筒由剪力墻組成，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，故又稱為核心筒。 空腹筒又稱框筒，外筒為密柱深梁框架組成的空間結(jié)構(gòu)，內(nèi)筒為剪力墻圍成的實(shí)腹核心筒。 7.1.2 多層及高層房屋結(jié)構(gòu)布置 結(jié)構(gòu)布置的任務(wù)是設(shè)計(jì)和選擇建筑物的平面、剖面、立面、基礎(chǔ)以及變形縫。 結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足建筑使用要求，便于施工；增強(qiáng)結(jié)構(gòu)的整體剛度減少側(cè)移；滿足地震區(qū)的抗震要求；合理布置和處

24、理沉降縫、伸縮縫、防震縫。1. 結(jié)構(gòu)的平面布置 結(jié)構(gòu)平面布置應(yīng)有利于抵抗豎向和水平荷載，平面形狀和剛度應(yīng)均勻?qū)ΨQ，以減少結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)影響。結(jié)構(gòu)布置時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：（1）建筑及其抗側(cè)力結(jié)構(gòu)的平面布置宜簡單，規(guī)則，均勻 對稱，并應(yīng)具有良好的整體性，以減少震害影響。（2）平面長度L不宜過長，L/B宜小于6，避免兩端振動(dòng)不 一致而使建筑物破壞。（3）平面的外伸突出部分應(yīng)盡可能小，平面的凹角部分宜 產(chǎn)生應(yīng)力集中，在凹角和端部不易設(shè)置樓電梯間。2. 結(jié)構(gòu)的豎向布置 為保證建筑物在水平荷載作用下不發(fā)生傾覆，保證建筑物的整體穩(wěn)定性，建筑物的高寬比不宜過大。沿豎向結(jié)構(gòu)的承載力與剛度宜均勻、連續(xù)、沒有突變。 3

25、. 變形縫的設(shè)置 變形縫包括伸縮縫、沉降縫、抗震縫。（1）伸縮縫 伸縮縫是為了避免由于溫度變化和混凝土收縮使房屋產(chǎn)生裂縫而設(shè)置的。伸縮縫將基礎(chǔ)頂面以上的結(jié)構(gòu)分開，其間距與施工方法和房屋長度有關(guān)。（2）沉降縫 沉降縫是為了避免因房屋產(chǎn)生過大的不均勻沉降導(dǎo)致結(jié)構(gòu)拉裂而設(shè)置的。沉降縫將基礎(chǔ)至屋頂全部分開。當(dāng)有下列情況之一時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置沉降縫：1）地質(zhì)條件變化較大處。2）地基基礎(chǔ)處理方法不同處。3）房屋平面形狀變化的凹角處。4）房屋高度、重量、剛度有較大變化處。5）新建部分與原有建筑的結(jié)合處。 （3）抗震縫 設(shè)置抗震縫是為了防止在地震作用下，由于結(jié)構(gòu)各部位變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)一些部位破壞發(fā)生。 抗震縫將

26、基礎(chǔ)頂面以上的結(jié)構(gòu)斷開，把復(fù)雜不規(guī)則結(jié)構(gòu)變?yōu)槿舾珊唵我?guī)則的結(jié)構(gòu)，以免在地震作用下相互碰撞。一般在下列情況宜設(shè)抗震縫： 1）平面形狀復(fù)雜而無有效構(gòu)造措施。 2）房屋各部分有較大錯(cuò)層。 3）結(jié)構(gòu)各部分的剛度或質(zhì)量相差較大。 高層鋼筋混凝土房屋當(dāng)需要設(shè)置防震縫時(shí)，防震縫的最小寬度應(yīng)符合下列規(guī)定： 1）框架結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度，當(dāng)高度不超過15m時(shí)可采用70mm；超過15m時(shí)，6度、7度、8度和9度相應(yīng)每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加寬20mm。 2）框架剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架結(jié)構(gòu)縫寬的70%；剪力墻結(jié)構(gòu)房屋的防震縫寬度可采用框架結(jié)構(gòu)縫寬的50%；且均不宜小于70 mm。 3）防震

27、縫兩側(cè)結(jié)構(gòu)類型不同時(shí)，宜按需要較寬防震縫的結(jié)構(gòu)類型和較低房屋高度確定縫寬。 當(dāng)需要同時(shí)設(shè)置伸縮縫、沉降縫和抗震縫時(shí)，應(yīng)三縫合一，并均應(yīng)符合抗震縫要求。7.1.3 抗震設(shè)計(jì)的一般規(guī)定1. 房屋適用的最大高度表7.1 現(xiàn)澆鋼筋混凝土房屋適用的最大高度（m）結(jié)構(gòu)類型烈度6789框架60554525框架剪力震分框支抗震墻12010080不應(yīng)采用框架核心中柱剪力墻403530不應(yīng)采用注：1）房屋高度指室外地面到主要屋面板板頂?shù)母叨龋ú?包括局部突出屋頂部分）。 2）框架-核心筒結(jié)構(gòu)指周邊稀柱框架與核心

28、筒組成的結(jié)構(gòu)。 3）部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)指首層或兩層框支抗震墻結(jié)構(gòu)。 4）乙類建筑可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度確定適用的最大高度。 5）超過表內(nèi)高度的房屋，應(yīng)進(jìn)行專門研究和論證，采用有效地加強(qiáng)措施。 2. 結(jié)構(gòu)的高寬比 結(jié)構(gòu)類型非抗震設(shè)計(jì)設(shè)防烈度6度、7度8度9度框架、板柱剪力墻5432框架剪力墻5543剪力墻6654筒中筒、框架核心筒6654表7.2 高層混凝土結(jié)構(gòu)的高寬比限值3. 建筑物的抗震等級(jí) 建筑物不僅要按建筑設(shè)防類別區(qū)別對待，還要按抗震等級(jí)劃分。抗震等級(jí)是確定結(jié)構(gòu)和構(gòu)件抗震計(jì)算和構(gòu)造措施的標(biāo)準(zhǔn)。建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范根據(jù)烈度、結(jié)構(gòu)類型和房屋高度等因素將丙類建筑的抗震等級(jí)劃分為四級(jí)。表7.3 現(xiàn)澆

29、鋼筋混凝土房屋的抗震等級(jí)結(jié)構(gòu)類型烈度6789框架結(jié)構(gòu)高度/m30303030303025框架四三三二二一一劇場、體育館等大跨度公共建筑三二一一框架抗震墻結(jié)構(gòu)高度/m60606060606050框架四三三二二一一抗震墻三二一一一抗震墻結(jié)構(gòu)高度/m80808080808060抗震墻四三三二二一一部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)抗震墻三二二一框支層框架二二一一筒體結(jié)構(gòu)框架核心筒框架三二一一核心筒二二一一筒中筒外筒三二一一內(nèi)筒三二一一板柱抗震墻結(jié)構(gòu)板柱的柱三二一抗震墻二二二結(jié)構(gòu)類型烈度6789注：1) 建筑場地為I類時(shí)，除6度外可按表內(nèi)降低一度所對應(yīng)的抗震等級(jí)采取抗震構(gòu)造措施，但相應(yīng)的計(jì)算要求不應(yīng)降低。 2) 接近

30、或等于高度分界時(shí)，應(yīng)允許結(jié)合房屋不規(guī)則程度及場地、地基條件確定抗震等級(jí)。 3) 部分框支抗震墻結(jié)構(gòu)中，抗震墻加強(qiáng)部位以上 的一般部位，應(yīng)允許按抗震墻結(jié)構(gòu)確定其抗震等級(jí)。 7.2 框架結(jié)構(gòu)7.2.1 框架結(jié)構(gòu)的種類 框架結(jié)構(gòu)按施工方法的不同，分為整體式，裝配式和裝配整體式三種。 7.2.2 框架結(jié)構(gòu)布置 按照承重方式的不同，框架結(jié)構(gòu)分為橫向承重、縱向承重、縱橫雙向承重三種布置方案 (圖7-5)。圖 7-5 框架結(jié)構(gòu)布置7.2.3 多層框架梁、柱的截面尺寸和計(jì)算簡圖1. 梁、柱截面的選擇 （1）截面形狀圖7-6 梁的截面形狀（2）截面尺寸 框架梁、柱截面尺寸應(yīng)根據(jù)承載力、剛度及延性等要求確定。初步

31、設(shè)計(jì)時(shí)，通常由經(jīng)驗(yàn)估算選定截面尺寸，然后進(jìn)行承載力、變形驗(yàn)算，檢驗(yàn)所選構(gòu)件截面尺寸是否合適。 1）框架梁。 框架梁截面高度可根據(jù)跨度來估算?？蚣芰焊咭话闳?(為梁的跨度)，梁高不宜大于1/4凈跨，以防止梁發(fā)生剪切脆性破壞?？蚣芰簩?，且不少于1/2柱寬和200mm，寬度不宜小于梁高的1/4。框架連系梁的截面高度取 。 選擇梁截面尺寸還應(yīng)符合模數(shù)要求。一般梁的截面寬度和高度取50mm的倍數(shù)。2）框架柱。 框架柱的截面高度一般可取 層高。截面寬度可取 ，最小截面尺寸高度和寬度均不宜小于300mm，圓柱直徑不宜小于350mm。在兩個(gè)主軸方向上，剛度不宜相差太大，矩形截面的邊長比不大于3。為避免發(fā)生剪

32、切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于4。 框架柱的截面尺寸一般根據(jù)柱的軸壓比（柱的平均軸向應(yīng)力與混凝土軸心抗壓強(qiáng)度的比值）估算，估算公式為 （7-1） 式中： 柱軸壓比限值。 對以承受豎向荷載為主的框架柱，可按負(fù)荷面積估算柱軸力，再按軸心受壓柱驗(yàn)算，考慮到彎矩的影響，將軸向力乘以1.21.4的系數(shù)。表7.4 柱軸壓比限值結(jié)構(gòu)類型抗震等級(jí)一二三框架結(jié)構(gòu)0.70.80.9框架抗震墻，板柱抗震墻及筒體0.750.850.95部分框支抗震墻0.60.72. 構(gòu)件的截面慣性矩 框架梁截面慣性矩可以按照材料力學(xué)的方法計(jì)算，但應(yīng)考慮樓板與梁的共同工作，一般按下述規(guī)定取值。 注： 為矩形截面梁慣性矩。 框架柱的

33、抗彎剛度按實(shí)際截面計(jì)算。 表7-5 梁截面慣性矩取值 中框架梁邊框架梁現(xiàn) 澆 樓 面裝配整體式樓面3. 框架計(jì)算簡圖 （1）計(jì)算單元 一般情況下，框架是均勻布置的，各榀框架剛度相同，荷載分布均勻，其空間作用不明顯。為了簡化計(jì)算，可從各榀縱向框架和橫向框架中選出一榀或幾榀有代表性的框架作為計(jì)算單元，按平面框架進(jìn)行計(jì)算（圖7-7）。圖7-7 框架計(jì)算單元及計(jì)算簡圖 （2）計(jì)算簡圖 現(xiàn)澆框架梁與柱、柱與基礎(chǔ)均為剛性連接。構(gòu)件用軸線表示，荷載的作用點(diǎn)也轉(zhuǎn)移到軸線上。計(jì)算簡圖的主要尺寸以梁、柱截面幾何軸線來確定。 在一般情況下，框架梁的跨度取柱軸線間的距離。柱高除底層柱外，其余各層柱高為梁中心線至中心線

34、距離，對底層柱取基礎(chǔ)頂面到底層梁中心線距離（圖7-7）。 對于不等跨框架，當(dāng)各跨跨度相差不超過10%時(shí)，按等跨考慮。7.2.4. 多層框架結(jié)構(gòu)的荷載、內(nèi)力和側(cè)移計(jì)算1. 多層框架結(jié)構(gòu)的荷載 多層結(jié)構(gòu)房屋上的荷載可分為豎向荷載和水平荷載兩類。 （1）豎向荷載 豎向荷載包括恒載（結(jié)構(gòu)自重）和活載。 1) 豎向荷載中的恒載按相應(yīng)材料和構(gòu)件的自重計(jì)算。 2) 活荷載按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范選用，當(dāng)有特殊要求 時(shí)，應(yīng)按實(shí)際考慮。（2）水平荷載 水平荷載包括風(fēng)荷載和地震作用。 1）風(fēng)荷載。 建筑物表面上的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值按建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范（GB500092001）計(jì)算。 根據(jù)規(guī)范公式算得的風(fēng)壓標(biāo)準(zhǔn)值是沿房屋高度變化

35、的。為簡化計(jì)算，在內(nèi)力分析時(shí)，可將沿框架高度分布的風(fēng)荷載進(jìn)一步簡化為水平集中荷載，合并于迎風(fēng)面一側(cè)，分別作用于樓面和屋面處。2）地震作用。 按抗震規(guī)范規(guī)定抗震設(shè)防的烈度為6度以上，6度設(shè)防時(shí)一般不必計(jì)算地震作用，只須采取必要的抗震構(gòu)造措施既可；79度時(shí)要計(jì)算地震作用，并采取相應(yīng)的構(gòu)造措施。地震作用及相應(yīng)的構(gòu)造措施均按建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500112001）規(guī)定確定。內(nèi)力計(jì)算 （1）豎向荷載作用下內(nèi)力的近似計(jì)算分層法、彎矩二 次分配法 1）分層法。 計(jì)算假定 用位移法或力法計(jì)算的結(jié)果表明，在豎向荷載作用下的多層多跨框架，當(dāng)框架梁的線剛度大于柱的線剛度，且結(jié)構(gòu)基本對稱，荷載較為均勻的情況下，框架

36、的側(cè)移是極小的，每層梁上的荷載對本層梁及與之相連的上、下柱的彎矩影響較大，對其他各層梁的影響很小。分層法假定： 在豎向荷載作用下，框架的側(cè)移很小忽略不計(jì)。 每層梁上的豎向荷載對其他各層梁的影響忽略不計(jì)，僅考慮本層梁、柱內(nèi)力的影響。 圖7-8 多層框架分層法的計(jì)算單元 計(jì)算要點(diǎn) 根據(jù)上述假定，計(jì)算時(shí)可將各梁及其上、下層柱所組成的框架作為一個(gè)獨(dú)立的計(jì)算單元分層計(jì)算（圖7-8），計(jì)算單元中各層梁的荷載、跨度及層高與原結(jié)構(gòu)相同。分層計(jì)算所得的梁彎矩即為其最終彎矩，而每一層柱的彎矩由上、下兩層疊加得到。彎矩疊加后，節(jié)點(diǎn)處的彎矩之和常不等于零，若需進(jìn)一步修正，可對節(jié)點(diǎn)不平衡力矩再進(jìn)行一次分配。 分層法計(jì)算

37、內(nèi)力時(shí)，假定上、下柱的遠(yuǎn)端是固定的，但實(shí)際上除底層柱外，其它各層柱均是彈性支承，有轉(zhuǎn)角產(chǎn)生。為了減少計(jì)算中的誤差，將除底層柱以外的其它各層柱的線剛度乘以折減系數(shù)0.9，并取它的傳遞系數(shù)為1/3；底層柱不折減，傳遞系數(shù)取1/2。 分層法適用于節(jié)點(diǎn)梁柱線剛度比，結(jié)構(gòu)和荷載沿高度變化不大的規(guī)則框架。 2）彎矩分配法。 由分層法的計(jì)算可知，多層框架某節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩僅對與其相鄰的節(jié)點(diǎn)影響較大，對較遠(yuǎn)節(jié)點(diǎn)的影響較小，因而可將各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩進(jìn)行第一次分配，并向遠(yuǎn)端傳遞，再將新的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配，此即彎矩二次分配法。具體計(jì)算步驟為： 根據(jù)各桿件的線剛度計(jì)算各節(jié)點(diǎn)的桿端彎矩分配 系數(shù)。 計(jì)算每一跨

38、橫梁在豎向荷載作用下的固端彎矩。 將各節(jié)點(diǎn)的不平衡彎矩同時(shí)進(jìn)行第一次分配，并將所得桿端的分配彎矩同時(shí)向其遠(yuǎn)端傳遞（傳遞系數(shù)均為1/2）。 將各節(jié)點(diǎn)因傳遞彎矩而產(chǎn)生的新的不平衡彎矩進(jìn)行第二次分配，再一次使各節(jié)點(diǎn)處于平衡狀態(tài)。 將各桿端的固端彎矩、分配彎矩和傳遞彎矩疊加，即得各桿端最終彎矩值。（2）框架在水平荷載作用下內(nèi)力的近似計(jì)算 反彎點(diǎn)法和D值法 作用于框架結(jié)構(gòu)的水平荷載，可以簡化為作用于框架節(jié)點(diǎn)上的水平集中力。因無節(jié)間荷載，各桿的彎矩圖都是直線形見圖7-9，每個(gè)桿都有一個(gè)反彎點(diǎn)，該點(diǎn)彎矩為零，剪力不為零。如求出各柱的剪力和反彎點(diǎn)位置，就可以求出柱端彎矩，進(jìn)一步求出梁、柱內(nèi)力。圖7-9 框架變

39、位圖和彎矩圖 (a) 框架變位圖； (b) 框架彎矩圖1）反彎點(diǎn)法。 對于梁柱線剛度比 3，且各層結(jié)構(gòu)比較均勻的多層框架，不考慮軸力所引起的各桿的變形，可采用反彎點(diǎn)法計(jì)算內(nèi)力。計(jì)算假定： 確定各柱的反彎點(diǎn)位置時(shí)，假定除底層柱以外的 其余各層柱，受力后上下兩端的轉(zhuǎn)角相等。 進(jìn)行各柱間的剪力分配時(shí)，認(rèn)為各柱上下端都不發(fā)生角位移，即梁與柱的線剛度之比為無限大。 不考慮柱的軸向變形，同一層各節(jié)點(diǎn)的水平位移相等。計(jì)算內(nèi)容 反彎點(diǎn)高度 。 反彎點(diǎn)高度 指反彎點(diǎn)處至該層柱下端的距離。 根據(jù)假定各柱上下端轉(zhuǎn)角相等，則柱上下端彎矩相等，反彎點(diǎn)在柱中央，取 (h為層高)。 對于底層柱，柱下端固定，轉(zhuǎn)角為零，柱上端

40、彎矩小于下端，反彎點(diǎn)位置偏離中央上移，取 (h1為底層柱高)。 柱的側(cè)移剛度。 側(cè)移剛度 表示柱上下端產(chǎn)生單位水平位移時(shí)柱中產(chǎn)生的剪力，與兩端約束條件有關(guān)。根據(jù)假定，各柱端轉(zhuǎn)角為零，柱的側(cè)移剛度為（7-2） 式中： 柱的線剛度； 柱的高度。 同層各柱剪力。 以圖7-9(b)為例，將框架沿第i層各柱的反彎點(diǎn)處切開，令Vi為框架第i層的層間剪力，它等于i層以上所有水平力之和；Vik為第i層第k根柱分配到的剪力，假定第i層共有m根柱，由層間水平力平衡條件得 （7-3） 由假定，同層各柱柱端水平位移相等，第i層各柱柱端相對側(cè)移均為 ，則有（7-4） 式中： 第層根柱的側(cè)移剛度。代入式（7-3）得 （7

41、-5）將式（7-5）代入式（7-4）得（7-6） 由此可見，同層各柱剪力是按各柱間的側(cè)移剛度比進(jìn)行分配的。 柱端彎矩。 根據(jù)求得的各柱層間剪力和反彎點(diǎn)位置，即可求得柱端彎矩。 底層柱：上端： （7-7） 下端： （7-8） 其余各層柱： （7-9） 式中： 、 柱子上端和下端彎矩； 第 層柱的柱高。 梁端彎矩。 根據(jù)節(jié)點(diǎn)平衡條件，梁端彎矩之和等于柱端彎矩之和，節(jié)點(diǎn)左右梁端彎矩大小按其線剛度比例分配。 （7-10） （7-11） 式中： 、 節(jié)點(diǎn)上、下兩端柱的彎矩； 、 節(jié)點(diǎn)左、右兩端梁的彎矩； 、 節(jié)點(diǎn)左、右梁的線剛度。 梁端剪力。 根據(jù)梁的平衡條件，由圖7-10可求出水平力作用下梁端剪力。

42、（7-12） 式中： 、 梁左、右兩端剪力； 梁的跨度。圖7-10 梁端剪力計(jì)算 柱的軸力。 節(jié)點(diǎn)左右兩端剪力之和即為柱的層間軸力，圖7-11。 （7-13） 式中： 第i層第k 根柱子的 軸力； 、 第i層第k根柱兩側(cè) 梁端傳來的剪力。圖7-11 柱軸力計(jì)算 2） 值法(改進(jìn)反彎點(diǎn)法)。 柱的側(cè)移剛度不但與柱本身的線剛度和層高有關(guān)，而且還與梁的線剛度有關(guān)；柱的反彎點(diǎn)高度也不是定值，而與梁柱的線剛度比、柱所在樓層的位置，上下層梁間的線剛度比、上下層的層高、房屋的總層數(shù)等因素有關(guān)。 因此采取對框架柱的抗側(cè)移剛度和反彎點(diǎn)高度進(jìn)行修正的方法，稱為“改進(jìn)反彎點(diǎn)法”或“D值法”。 1）側(cè)移剛度的修正。

43、值法認(rèn)為框架的節(jié)點(diǎn)均有轉(zhuǎn)角，柱的側(cè)移剛度有所降低。修正后柱的側(cè)移剛度為 （7-14） 式中： 柱側(cè)移剛度修正系數(shù)，或稱兩端固 定時(shí)柱的抗側(cè)移剛度的修正系數(shù)。 考慮了梁柱線剛度比值對柱側(cè)移剛度的影響，它反映了節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)引起柱側(cè)移剛度的降低，而節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)又取決于梁對柱的約束程度，當(dāng)梁的線剛度很大時(shí)， 取1。 的計(jì)算公式見表7-6。 表7-6 柱抗側(cè)移剛度修正系數(shù) 2）柱的反彎點(diǎn)高度。 框架在水平力作用下各層柱的反彎點(diǎn)與該柱上下端轉(zhuǎn)角的大小有關(guān)。兩端轉(zhuǎn)角不同，則反彎點(diǎn)偏于轉(zhuǎn)角大的一端。影響柱兩端轉(zhuǎn)角大小的因素有：該柱所在樓層的位置，梁柱線剛度比、上下橫梁線剛度比和上下層層高的變化等。 標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比

44、。 主要與梁柱線剛度比 ，結(jié)構(gòu)總層數(shù) ，該柱所在層數(shù) ，水平荷載作用形式有關(guān)，其取值可由附表查得。 上下層梁線剛度不同時(shí)反彎點(diǎn)高度比修正值。 柱上、下橫梁的線剛度不同，則該柱的反彎點(diǎn)位置相對于標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)將發(fā)生移動(dòng)，用 加以修正圖7-12， 值可由附表查出。查表時(shí)，若上層梁線剛度大于下層梁時(shí)， 取倒數(shù)， 取負(fù)值，反彎點(diǎn)位置下移。對底層柱，當(dāng)無基礎(chǔ)梁時(shí)可不考慮這項(xiàng)修正。 圖7-12 梁剛度變化對反彎點(diǎn)影響 圖7-13 層高變化對反彎點(diǎn)影響 上、下層層高變化時(shí)反彎點(diǎn)高度比修正值和 、 當(dāng)柱所在樓層的上下層層高變化時(shí)，反彎點(diǎn)位置也隨之變化圖7-13。若上層較高時(shí)，反彎點(diǎn)將上移，從標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)算起向上移動(dòng)

45、 ；若下層較高時(shí)，反彎點(diǎn)將從標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)下移 ，這時(shí)取 負(fù)值。對頂層柱不考慮 的修正，對底層柱不考慮 的修正。 、 可由附表查出。 反彎點(diǎn)總是向剛度弱的一側(cè)移動(dòng)，反彎點(diǎn)高度由下式計(jì)算： （7-15）式中 ： 反彎點(diǎn)高度，即反彎點(diǎn)到柱下端的距離 柱高； 反彎點(diǎn)高度比，表示反彎點(diǎn)高度與柱高的比值； 標(biāo)準(zhǔn)反彎點(diǎn)高度比； 考慮梁線剛度不同的修正； 、 考慮上下層層高變化的修正。 求得各層柱的側(cè)移剛度 和反彎點(diǎn)位置 后，框架在水平荷載作用下內(nèi)力的計(jì)算與反彎點(diǎn)法完全相同。3. 側(cè)移計(jì)算 （1）框架側(cè)移的分類 在水平荷載作用下，框架的側(cè)移有兩種：一是梁柱彎曲變形引起的層間相對側(cè)移，具有越往下越大的特點(diǎn)，側(cè)移曲

46、線與懸臂梁的剪切變形曲線相似，稱為“剪切型”變形(圖7-14)；另一種是由框架兩側(cè)柱的軸向變形引起的，框架的變形越往上越大，側(cè)移曲線與懸臂梁的彎曲變形類似，故稱為“彎曲型”變形(圖7-15)。圖7-14 框架總體剪切變形 圖7-15 框架總體彎曲變形 對于多層框架，其側(cè)移主要是由總體“剪切型”變形引起的，柱軸向變形引起的側(cè)移很小，可以忽略不計(jì)。對于房屋高度大于50m或高寬比H/B4的框架結(jié)構(gòu)，柱軸向變形引起的側(cè)移則不可忽略。 2）側(cè)移計(jì)算。 側(cè)移控制包括兩部分內(nèi)容：一是控制頂層最大位移，二是控制層間相對位移。 1）用D值法計(jì)算水平荷載作用下的框架內(nèi)力時(shí)，計(jì)算出第i層任意柱的側(cè)移剛度Dk及同層各

47、柱的側(cè)移剛度之和Dik，按側(cè)移剛度的定義，可得層間i 相對側(cè)移為（7-16） 式中 ： i第i層層間側(cè)移； Vi第i層層間剪力； Dik 第i層所有柱抗側(cè)移剛度之和。 框架頂層總側(cè)移值 為各層相對側(cè)移之和，即 （7-17） 2）側(cè)移限值。 求得框架的側(cè)移值后，應(yīng)使其側(cè)移值滿足相應(yīng)規(guī)范規(guī)定允許的側(cè)移值限值。7.2.5 框架結(jié)構(gòu)的內(nèi)力組合及截面設(shè)計(jì) 框架結(jié)構(gòu)構(gòu)件的內(nèi)力確定后，要進(jìn)行內(nèi)力組合。 內(nèi)力組合的目的是找出框架梁柱各控制截面的最不利內(nèi)力，即使截面配筋最大的內(nèi)力，以此作為梁、柱配筋的依據(jù)。1. 控制截面及最不利內(nèi)力 控制截面是指內(nèi)力較大截面或尺寸改變處截面。 （1）框架梁 梁的內(nèi)力主要是彎矩和

48、剪力?？蚣芰旱目刂平孛嫱ǔＪ侵ё孛婧涂缰薪孛?，在豎向荷載作用下，支座產(chǎn)生最大剪力和最大負(fù)彎矩，在水平荷載作用下還可能出現(xiàn)正彎矩；跨中截面一般產(chǎn)生最大正彎矩，有時(shí)也可能出現(xiàn)負(fù)彎矩。 框架梁的控制截面最不利內(nèi)力組合有以下幾種： 1) 梁端支座截面 、 和 。 2) 梁跨中截面 、 。（2）框架柱 柱的內(nèi)力包括彎矩、剪力和軸力?？蚣苤目刂平孛嬉话阍谥膬啥?，柱的兩端為彎矩最大值，剪力和軸力在同一層中無變化或變化很小。 由于框架柱一般采用對稱配筋，組合時(shí)要選擇絕對值最大的彎矩，柱最不利內(nèi)力可歸納成以下四種： 及相應(yīng)的 、 。 及相應(yīng)的 、 。 及相應(yīng)的 、 。 比較大(不是絕對最大)，但 比較小或

49、比較大(不是絕 對最小或最大)。絕對最大或最小的內(nèi)力不一定就是最不利 的，對大偏心受壓構(gòu)件，若 不是最大，而N較小，則 最大，截面配筋可能最多；對小偏心受壓構(gòu)件， 越小截面配筋越多。 以上組合中前三組用來計(jì)算柱正截面受壓承載力，以確定縱向受力鋼筋數(shù)量；第四組用以計(jì)算斜截面受剪承載力，以確定箍筋數(shù)量。 進(jìn)行內(nèi)力分析時(shí)是以柱軸線處考慮的，實(shí)際梁支座截面的最不利位 置在柱邊緣處，在進(jìn)行 截面配筋計(jì)算時(shí)，應(yīng)根 據(jù)梁軸線處的彎矩和剪 力算出柱邊緣的彎矩和 剪力，柱的內(nèi)力也應(yīng)換 算為梁邊柱端截面的內(nèi) 力。 圖7-16 梁端控制截面 2. 荷載組合 多層框架的恒荷載不變，而活荷載的出現(xiàn)有各種可能，進(jìn)行內(nèi)力組

50、合時(shí)，既要考慮各種活荷載單獨(dú)作用時(shí)的不利情況，又要考慮他們同時(shí)作用的可能性，按照不利和可能的原則進(jìn)行選擇和疊加，得到最不利內(nèi)力組合。 對于非地震區(qū)的多層框架，可考慮三種荷載組合方式： 恒荷載+活荷載。 恒荷載+風(fēng)荷載。 恒荷載+0.85(活荷載+風(fēng)荷載)。 3. 活荷載布置 手算時(shí)對樓面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值不超過 的一般工業(yè)與民用建筑多層框架結(jié)構(gòu)，可采用滿布活荷載法。 計(jì)算結(jié)果與考慮活荷載不利布置的結(jié)果相比，支座內(nèi)力相差不大，跨中彎矩偏低，為保證安全可將求得的跨中彎矩乘以1.11.2的提高系數(shù)。4. 框架梁及柱的截面設(shè)計(jì) （1）框架梁設(shè)計(jì) 框架梁的設(shè)計(jì)包括正截面抗彎和斜截面抗剪計(jì)算，由正截面受彎承載力

51、計(jì)算確定所需縱筋數(shù)量，斜截面受剪承載力計(jì)算確定所需箍筋數(shù)量，并滿足相應(yīng)的構(gòu)造規(guī)定，縱向受拉鋼筋還應(yīng)滿足裂縫寬度的要求?？v筋的彎起和截?cái)辔恢茫瑧?yīng)根據(jù)彎矩包絡(luò)圖確定。 框架中允許梁端出現(xiàn)塑性鉸，在梁中可考慮塑性內(nèi)力重分布，通常是降低支座彎矩，即對豎向荷載作用下的梁端進(jìn)行調(diào)幅。 對于現(xiàn)澆框架，支座彎矩的調(diào)幅系數(shù)采用0.80.9；對于裝配整體式框架，由于鋼筋焊接及接縫不密實(shí)等原因，后澆節(jié)點(diǎn)連接剛度較差，受力后可能產(chǎn)生節(jié)點(diǎn)變形，造成梁端彎矩降低，調(diào)幅系數(shù)取0.70.8。 支座彎矩降低會(huì)引起跨中彎矩增加，但荷載組合求出的跨中最大正彎矩和支座最大負(fù)彎矩不是在同一荷載作用下出現(xiàn)的，支座彎矩調(diào)幅后，若調(diào)幅后的跨

52、中彎矩不超過跨中最不利正彎矩，跨中配筋不必增大。 應(yīng)注意調(diào)幅是在豎向荷載作用下的內(nèi)力調(diào)整，必須在組合前進(jìn)行調(diào)幅，然后和水平荷載作用下內(nèi)力進(jìn)行組合。 （2）框架柱設(shè)計(jì) 框架柱屬偏心受壓構(gòu)件，一般采用對稱配筋，在中間軸線上的框架柱，按單向偏心受壓考慮，邊柱按雙向偏心受壓考慮，框架平面外尚應(yīng)按軸心受壓構(gòu)件驗(yàn)算。 框架柱除進(jìn)行正截面受壓承載力計(jì)算外，還應(yīng)根據(jù)內(nèi)力組合得到的剪力進(jìn)行斜截面抗剪承載力計(jì)算，確定柱的箍筋配置。7.2.6 框架結(jié)構(gòu)的一般構(gòu)造要求1. 框架梁縱向鋼筋的錨固 框架梁上部縱向鋼筋伸入中間層端節(jié)點(diǎn)的錨固長度按充分受拉考慮，應(yīng)不小于縱向受拉鋼筋最小錨固長度 ，且伸過柱中心線不宜小于 。當(dāng)

53、柱截面尺寸不足時(shí)，在 范圍內(nèi)鋼筋水平和垂直部分的長度應(yīng)符合圖7-17中要求（水平投影長度不小于 ，垂直投影長度不小于 ， 為上部縱向鋼筋直徑） 圖7-17 梁上部縱向鋼筋在框架中間層 端節(jié)點(diǎn)內(nèi)的錨固 框架梁的上部縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn)或中間支座范圍。該鋼筋自節(jié)點(diǎn)或支座邊緣伸向跨中的截?cái)辔恢脩?yīng)符合下列要求： 當(dāng) 時(shí)，應(yīng)延伸至按正截面受彎承載力計(jì)算不需要該鋼筋的截面以外不小于 處截?cái)?；且從該鋼筋充分利用截面伸出的長度不應(yīng)小于 （ 為受拉鋼筋的錨固長度）。 當(dāng) 時(shí)，應(yīng)延伸至按正截面受彎承載力 計(jì)算不需要該鋼筋的截面以外不小于 且不小于 處截?cái)?；且從該鋼筋充分利用截面伸出的長度不應(yīng)小于（ + ）。 若

54、按上述規(guī)定確定的截?cái)帱c(diǎn)仍位于負(fù)彎矩受拉區(qū)內(nèi)，則應(yīng)延伸至不需要該鋼筋的截面以外不小于 且不小于 處；且從該鋼筋充分利用截面伸出的長度不應(yīng)小于（ + ）。 框架梁下部縱向鋼筋在中間節(jié)點(diǎn)或中間支座處應(yīng)滿足下列錨固要求： 當(dāng)計(jì)算中不利用該鋼筋強(qiáng)度時(shí)，其伸入節(jié)點(diǎn)或支座的錨固長度 ，帶肋鋼筋不應(yīng)小于12d，光面鋼筋不應(yīng)小于15d。 當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)，下部縱向鋼筋應(yīng)錨固在節(jié)點(diǎn)內(nèi)或支座內(nèi)。此時(shí)，可采用直線錨固（圖7-18a），也可采用帶90彎折的錨固形式（圖7-18b），此時(shí)，豎直段應(yīng)向上彎折，錨固端的水平投影長度不應(yīng)小于端節(jié)點(diǎn)處梁上部帶90彎折錨固的規(guī)定；也可伸過節(jié)點(diǎn)或支座范圍，在梁中彎矩較

55、小處設(shè)置搭接接頭（圖7-18c）； 圖7-18 梁下部縱向鋼筋在中間節(jié)點(diǎn)或中間支座范圍的錨固與搭接 當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí)，下部縱向鋼筋應(yīng)按受壓鋼筋錨固在中間節(jié)點(diǎn)內(nèi)。此時(shí)其直線錨固長度不應(yīng)小于 ；下部縱向鋼筋也可伸過節(jié)點(diǎn)或支座范圍，并在梁中彎矩較小處設(shè)置搭接接頭。 框架梁下部縱向鋼筋在端節(jié)點(diǎn)的錨固要求與中間節(jié)點(diǎn)處梁下部縱向鋼筋的錨固要求相同。2. 框架柱縱向鋼筋的錨固 框架柱的縱向鋼筋應(yīng)貫穿中間層中間節(jié)點(diǎn)和中間層端節(jié)點(diǎn)，柱縱向鋼筋接頭應(yīng)設(shè)在節(jié)點(diǎn)區(qū)之外。 頂層中間節(jié)點(diǎn)的柱縱向鋼筋及頂層端節(jié)點(diǎn)的內(nèi)側(cè)柱縱向鋼筋可用直線方式錨入頂層節(jié)點(diǎn)，其自梁底標(biāo)高算起的錨固長度不應(yīng)小于 ，且柱縱向鋼筋必須

56、伸至柱頂。當(dāng)頂層節(jié)點(diǎn)處梁截面高度不足時(shí)，柱縱向鋼筋應(yīng)伸至柱頂并向節(jié)點(diǎn)內(nèi)水平彎折。 當(dāng)充分利用柱縱向鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)，其錨固段彎折前的豎直投影長度不應(yīng)小于 ，彎折后的水平投影長度不應(yīng)小于 。當(dāng)柱頂有現(xiàn)澆板且板厚不小于80mm、混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20時(shí)，柱縱向鋼筋也可向外彎折，彎折后的水平投影長度不應(yīng)小于 。 框架頂層端節(jié)點(diǎn)處，可將柱外側(cè)縱向鋼筋的相應(yīng)部分彎入梁內(nèi)作梁上部縱向鋼筋使用，也可將梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在頂層端節(jié)點(diǎn)及其附近部位搭接。搭接采用下列方式： 搭接接頭沿頂層端節(jié)點(diǎn)外側(cè)及梁端頂部布置（圖7-19（a）。搭接長度不應(yīng)小于 ，伸入梁內(nèi)的外側(cè)柱縱向鋼筋截面面積不宜小于外側(cè)柱縱

57、向鋼筋全部截面面積的65；梁寬范圍以外的外側(cè)柱縱向鋼筋宜沿節(jié)點(diǎn)頂部伸至柱內(nèi)邊，當(dāng)柱縱向鋼筋位于柱頂?shù)谝粚訒r(shí)，至柱內(nèi)邊后宜向下彎折不小于8d 后截?cái)?；?dāng)柱縱向鋼筋位于柱頂?shù)诙訒r(shí)，可不向下彎折。當(dāng)有現(xiàn)澆板且板厚不小于80mm、混凝土強(qiáng)度等級(jí)不低于C20時(shí)，梁寬范圍以外的外側(cè)柱縱向鋼筋可伸入現(xiàn)澆板內(nèi)，其長度與伸入梁內(nèi)的柱縱向鋼筋相同。 當(dāng)外側(cè)柱縱向鋼筋配筋率大于1.2時(shí)，伸入梁內(nèi)的柱縱向鋼筋應(yīng)滿足以上規(guī)定，且宜分兩批截?cái)啵浣財(cái)帱c(diǎn)之間的距離不宜小于20d。梁上部縱向鋼筋應(yīng)伸至節(jié)點(diǎn)外側(cè)并向下彎至梁下邊緣高度后截?cái)唷?圖7-19 梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在頂層端節(jié)點(diǎn)的搭接（a）位于節(jié)點(diǎn)外側(cè)和梁端

58、頂部的彎折搭接接頭； （b）位于柱頂部外側(cè)的直線搭接接頭 搭接接頭沿柱頂外側(cè)布置（圖7-19b）。此時(shí)，搭接長度豎直段不應(yīng)小于 。當(dāng)梁上部縱向鋼筋的配筋率大于1.2時(shí)，彎入柱外側(cè)的梁上部縱向鋼筋應(yīng)滿足以上規(guī)定的搭接長度，且宜分兩批截?cái)?，其截?cái)帱c(diǎn)之間的距離不宜小于 。 柱外側(cè)縱向鋼筋伸至柱頂后宜向節(jié)點(diǎn)內(nèi)水平彎折，彎折段的水平投影長度不宜小于 。 框架頂層端節(jié)點(diǎn)處梁上部縱向鋼筋的截面面積應(yīng)符合下式規(guī)定： (7-18) 式中: bb梁腹板寬度； h0 梁截面有效高度； 梁上部縱向鋼筋與柱外側(cè)縱向鋼筋在節(jié)點(diǎn)角部的彎弧內(nèi)半徑，當(dāng)鋼筋直徑 25mm時(shí)，不宜小于；當(dāng)鋼筋直徑 25mm時(shí)，不宜小于 。3. 對

59、箍筋的要求 在框架節(jié)點(diǎn)內(nèi)應(yīng)設(shè)置水平箍筋，箍筋應(yīng)符合柱中箍筋的構(gòu)造規(guī)定，但間距不宜大于250mm。對四邊均有梁與之相連的中間節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)可只設(shè)置沿周邊的矩形箍筋。當(dāng)頂層端節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)有梁上部縱向鋼筋和柱外側(cè)縱向鋼筋的搭接接頭時(shí)，柱內(nèi)水平箍筋應(yīng)符合前面章節(jié)中關(guān)于縱向受力鋼筋搭接長度范圍內(nèi)箍筋的規(guī)定。7.2.7 抗震設(shè)計(jì)的構(gòu)造措施 建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)除了要按規(guī)范對結(jié)構(gòu)進(jìn)行計(jì)算，以滿足承載力和變形要求外，還要采用正確的構(gòu)造措施，提高結(jié)構(gòu)的延性，防止建筑物的倒塌。即強(qiáng)度不是控制設(shè)計(jì)的唯一指標(biāo)，變形能力變得與強(qiáng)度同等重要。因?yàn)橐话憬Y(jié)構(gòu)并不具備足以抵抗強(qiáng)烈地震的能力，而要利用結(jié)構(gòu)的變形吸收地震能量，以達(dá)到抗御強(qiáng)震

60、的目的。 要提高框架結(jié)構(gòu)延性應(yīng)從構(gòu)件的截面選擇、材料、構(gòu)造措施等方面著手，還特別要注意做到：強(qiáng)柱弱梁、強(qiáng)剪弱彎、強(qiáng)節(jié)點(diǎn)，強(qiáng)錨固等措施。 1. 框架梁 1）梁中縱向鋼筋。 保證結(jié)構(gòu)的延性主要依靠在梁端形成的塑性鉸來完成。梁端縱向受拉鋼筋增多，混凝土受壓區(qū)相對高度增大，變形能力降低。因此對梁截面的最大配筋率和受壓區(qū)相對高度應(yīng)加以限制。應(yīng)滿足下列要求： 梁端縱向受拉鋼筋的配筋率不應(yīng)大于2.5%，且計(jì)入受壓鋼筋的梁端混凝土受壓區(qū)高度和有效高度之比，一級(jí)不應(yīng)大于0.25，二三級(jí)不應(yīng)大于0.35。 梁端底面的底面鋼筋在負(fù)彎矩作用時(shí)，使截面上的混凝土受壓區(qū)高度減小，可以提高梁端塑性轉(zhuǎn)動(dòng)能力。因此，梁端截面的