第十章建筑機(jī)構(gòu)

第十章建筑機(jī)構(gòu)第1頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置我國《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)將2~9層且高度不大于28m的建筑物稱為多層建筑，功層及以上或房屋高度大于28n:的建筑物稱為高層建筑。目前，多層建筑多采用混合結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu);高層建筑常采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、鋼一混凝土組合結(jié)構(gòu)。一、多高層建筑常用結(jié)構(gòu)體系多高層建筑結(jié)構(gòu)體系的選擇，應(yīng)使結(jié)構(gòu)受力合理、材料耗費(fèi)少、施工方便，而結(jié)構(gòu)體系的選擇主要取決于建筑物的高度。目前，多高層建筑結(jié)構(gòu)承重體系分為樞架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、樞架剪力墻結(jié)構(gòu)體系和筒體結(jié)構(gòu)體系等。1.框架結(jié)構(gòu)體系(扮利、架結(jié)構(gòu)是由豎向構(gòu)件柱子與水平構(gòu)件梁通過節(jié)點(diǎn)連接而成的，一般由樞架梁、柱與基礎(chǔ)形成多個(gè)平面框架作為主要的承重結(jié)構(gòu)，各平面樞架再通過連系梁加以連接而形成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，可同時(shí)抵抗豎向及水平荷載，如圖10-1所示。下一頁返回第2頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置框架結(jié)構(gòu)具有建筑平面布置靈活，結(jié)構(gòu)構(gòu)件類型少，設(shè)計(jì)、計(jì)算、施工都比較簡單的特點(diǎn)，但由于樞架在水平荷載作用下其側(cè)向剛度小、水平位移較大，因此建筑高度會(huì)受到限制?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是多層及高層辦公樓、住宅、商店、醫(yī)院、旅館、學(xué)校以及多層工業(yè)廠房采用較多的結(jié)構(gòu)體系，適用于10層以下的建筑，最大適宜高度為40m。(2)鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)按照施工方法的不同，可分為現(xiàn)澆整體式框架、裝配式框架和裝配整體式框架三種。①現(xiàn)澆整體式框架。這種框架的承重構(gòu)件梁、板、柱均在現(xiàn)場澆筑而成。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)整體性好、剛度大、抗震性好、平面布置靈活，構(gòu)件尺寸不受標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件的限制，較其他形式的框架節(jié)省鋼材等。缺點(diǎn)是需耗用大量模板，現(xiàn)場工程量大，工期長，北方冬期施工要求有防凍措施等。該框架適用于使用要求較高、功能復(fù)雜、對抗震性能要求很高的高層框架結(jié)構(gòu)房屋。上一頁下一頁返回第3頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置②裝配式框架。這種框架的構(gòu)件全部或部分為預(yù)制，然后在施工現(xiàn)場進(jìn)行安裝就位，通過預(yù)埋件焊接連接形成整體。其優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約模板、縮短工期，可以做到構(gòu)件的標(biāo)準(zhǔn)化和定型化，能加快施工進(jìn)度和提高工業(yè)化程度，還可以大量采用預(yù)應(yīng)力混凝土構(gòu)件。缺點(diǎn)是預(yù)埋件多，總用鋼量大，框架整體性較差，不利于抗震，故不宜用于地震區(qū)。③裝配整體式框架。這種框架是將預(yù)制梁、柱和板在現(xiàn)場安裝就位后，再在構(gòu)件連接處局部現(xiàn)澆混凝土，使之形成整體。它兼有現(xiàn)澆整體式框架與裝配式框架兩者的優(yōu)點(diǎn)，既可節(jié)約模板和縮短工期，節(jié)省預(yù)埋件，減少用鋼量，又保證廠節(jié)點(diǎn)的剛度，結(jié)構(gòu)整體性較好。缺點(diǎn)是增加廠現(xiàn)場混凝土的二次澆筑工作量，且施工較為復(fù)雜。(3)結(jié)構(gòu)布置原則。①房屋開間、進(jìn)深盡可能統(tǒng)一，使房屋中構(gòu)件類型、規(guī)格盡可能減少，以便于設(shè)計(jì)和施工。上一頁下一頁返回第4頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置②房屋平面應(yīng)力求簡單、規(guī)則、對稱及減少偏心，以使受力更合理。③房屋的豎向布置應(yīng)使結(jié)構(gòu)剛度沿高度分布比較均勻，避免結(jié)構(gòu)剛度突變。同一樓面應(yīng)盡量設(shè)置在同一標(biāo)高處，避免結(jié)構(gòu)錯(cuò)層和局部夾層。④為使房屋具有必要的抗側(cè)移剛度，房屋的高寬比不宜過大，一般宜控制H/B<=4~5。⑤當(dāng)建筑物平面較長，或平面復(fù)雜、不對稱，或各部分剛度、高度、重量相差懸殊時(shí)，應(yīng)設(shè)置必要的變形縫。(4)柱網(wǎng)布置。柱網(wǎng)是柱的定位軸線在平面上所形成的網(wǎng)絡(luò)，是框架結(jié)構(gòu)平面的“脈絡(luò)”?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置，既要滿足建筑功能和生產(chǎn)工藝的要求，又要使結(jié)構(gòu)受力合理，施工方便。柱網(wǎng)尺寸，即平面框架的跨度(進(jìn)深)及其間距(開間)的平面尺寸。①柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足生產(chǎn)工藝的要求。多層工業(yè)廠房的柱網(wǎng)布置主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝要求而確定的。柱網(wǎng)布置方式主要有內(nèi)廊式和跨度組合式兩類，如圖10-2所示。上一頁下一頁返回第5頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置內(nèi)廊式柱網(wǎng)一般為對稱三跨，邊跨跨度一般采用6m,6.6m和6.9m三種，中間走廊跨度常為2.4m、2.7m、3.0m三種，開間方向柱距為3.6~7.2m。跨度組合式具有較大的空間，便于布置生產(chǎn)流水線。跨度組合式柱網(wǎng)常用跨度為6m、7.5m、9.0m和12.0m四種，柱距采用6m。多層廠房的層高一般為:3.6m、3.9m、4.5m、4.8m、5.4m，民用房屋的常用層高為3.0m、3.6m、3.9m和4.2m。柱網(wǎng)和層高通常以300mm為模數(shù)。②柱網(wǎng)布置應(yīng)滿足建筑平面布置的要求。在旅館、辦公樓等民用建筑中，建筑平面一般布置成兩邊為客房或辦公用房、中間為走道的內(nèi)廊式平面。因此，柱網(wǎng)布置應(yīng)與建筑分隔墻的布置相協(xié)調(diào)。③柱網(wǎng)布置要使結(jié)構(gòu)受力合理。多層框架主要承受豎向荷載。柱網(wǎng)布置時(shí)，應(yīng)考慮到結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下內(nèi)力分布均勻合理，各構(gòu)件材料均能充分利用。上一頁下一頁返回第6頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置④柱網(wǎng)布置應(yīng)便于施工。建筑設(shè)計(jì)及結(jié)構(gòu)布置時(shí)應(yīng)考慮施工方便，以加快施工進(jìn)度、降低工程造價(jià)、保證施工質(zhì)量。(5)承重框架的布置?？蚣芙Y(jié)構(gòu)是由若干平面框架通過連系梁連接而形成的空間結(jié)構(gòu)體系，可將空間框架分解成縱、橫兩個(gè)方向的平面框架，樓蓋的荷載可傳遞到縱、橫兩個(gè)方向的框架上。根據(jù)框架樓板布置方案和荷載傳遞路徑的不同，承重框架的布置形式可分為以下三種:①橫向框架承重方案。主要承重框架由橫向主梁與柱構(gòu)成，樓板沿縱向布置，支承在主梁上，縱向連系梁將橫向框架連成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，如圖10-3(a)所示。橫向框架具有較大的橫向剛度，有利于抵抗橫向水平荷載。而縱向連系梁截面較小，有利于房屋室內(nèi)的采光和通風(fēng)。因此，橫向框架承重方案在實(shí)際工程中應(yīng)用較多。②縱向框架承重方案。主要承重框架由縱向主梁與柱構(gòu)成，樓板沿橫向布置，支承在縱向主梁上，橫向連系梁將縱向框架連成一個(gè)空間結(jié)構(gòu)體系，如圖10-3(b)所示。上一頁下一頁返回第7頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置縱向框架承重方案中，橫向連系梁的高度較小，有利于設(shè)備管線的穿行，可獲得較高的室內(nèi)凈空，且開間布置較靈活，室內(nèi)空間可以加以有效地利用。但其橫向剛度較差，故只適用于層數(shù)較少的房屋。③縱、橫向框架混合承重方案?？v、橫向框架混合承重方案沿房屋縱、橫兩個(gè)方向均布置框架主梁以承擔(dān)樓面荷載，如圖10-3(c),(d)所示。由于縱、橫向框架梁均承擔(dān)荷載，梁截面均較大，故可使房屋兩個(gè)方向都獲得較大的剛度，因此有較好的整體工作性能。當(dāng)采用現(xiàn)澆雙向板或井字梁樓蓋時(shí)，常采用這種方案。2.剪力墻結(jié)構(gòu)體系剪力墻結(jié)構(gòu)是由縱向和橫向鋼筋混凝土墻體互相連接構(gòu)成的承重結(jié)構(gòu)體系，用以抵抗豎向荷載及水平荷載。一般情況下，剪力墻結(jié)構(gòu)樓蓋內(nèi)不設(shè)梁，采用現(xiàn)澆樓板直接支承在鋼筋混凝土墻上，剪力墻既承受水平荷載作用，又承受全部的豎向荷載作用，同時(shí)也兼作建筑物的圍護(hù)構(gòu)件(外墻)和內(nèi)部各房間的分隔構(gòu)件(內(nèi)墻)，如圖10-4所示。上一頁下一頁返回第8頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置當(dāng)高層剪力墻結(jié)構(gòu)的底部需要較大空間時(shí)，可將底部一層或兒層取消部分剪力墻代之以框架，即成為框支剪力墻體系。這種結(jié)構(gòu)體系由于上、下層的剛度變化較大，水平荷載作用下框架與剪力墻連接部位易導(dǎo)致應(yīng)力集中而產(chǎn)生過大的塑性變形，故抗震性能較差。剪力墻結(jié)構(gòu)體系集承重、抗風(fēng)、抗震與分割為一體，具有空間整體性強(qiáng)、抗側(cè)剛度大、抗震性能好、在水平荷載作用下側(cè)移小等優(yōu)點(diǎn)。但由于剪力墻的間距較小，平面布置不靈活，建筑空間受到限制，很難滿足大空間建筑功能的要求。剪力墻結(jié)構(gòu)通常適用于開間較小的高層住宅、公寓、寫字樓等建筑。適用建筑層數(shù)為10^-40層，適宜高度為120m。3.框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系框架結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度差，但具有平面布置靈活、立面處理易于變化等優(yōu)點(diǎn);而剪力墻結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度大，對承受水平荷載有利，但剪力墻間距小，平面布置不靈活。上一頁下一頁返回第9頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置在框架結(jié)構(gòu)中設(shè)置適當(dāng)數(shù)量的剪力墻，就形成框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，其綜合廠框架結(jié)構(gòu)及剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，是一種適合于建造高層建筑的結(jié)構(gòu)體系，如圖10-5所示。在框架剪力墻體系中，雖然剪力墻數(shù)量較少，但它卻是主要的抗側(cè)力構(gòu)件，承擔(dān)廠絕大部分水平荷載，而豎向荷載主要由框架結(jié)構(gòu)承受。剪力墻適宜布置在電梯間、樓梯間，接近房屋的端部但又不在建筑物盡端，縱向與橫向剪力墻宜互相交聯(lián)成組布置成T形、I形、“口”形等形狀?？蚣芗袅w系集框架結(jié)構(gòu)和剪力墻結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)于一體，具有較強(qiáng)的抗側(cè)剛度和抗震性能，易于分割，使用方便，廣泛應(yīng)用于多高層寫字樓和賓館等公共建筑中，建筑層數(shù)以8~20層為宜，最大適宜高度為80m。4.筒體結(jié)構(gòu)體系當(dāng)建筑物的層數(shù)多、高度大、抗震設(shè)防烈度高時(shí)，需要采用抗側(cè)剛度大、空間受力性能強(qiáng)的結(jié)構(gòu)體系，筒體結(jié)構(gòu)體系就是其中之一。上一頁下一頁返回第10頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置筒體結(jié)構(gòu)體系是由剪力墻體系和框架剪力墻體系演變發(fā)展而成的，是將剪力墻或密柱框架(框筒)圍合成側(cè)向剛度更大的筒狀結(jié)構(gòu)，以筒體承受豎向荷載和水平荷載的結(jié)構(gòu)體系。它將剪力墻集中到房屋的內(nèi)部或外圍，形成空間封閉筒體，既有較大的抗側(cè)剛度，又可獲得較大的使用空間，使建筑平面設(shè)計(jì)更加靈活。根據(jù)開孔的多少，筒體有空腹筒和實(shí)腹筒之分，如圖10-6所示。實(shí)腹筒一般由電梯井、樓梯間、設(shè)備管道井的鋼筋混凝土墻體形成，開孔少，常位于房屋中部，故又稱核心筒?？崭雇灿刹贾迷诜课菟闹艿拿芘帕⒅透呖绫群艽蟮臋M梁(又稱窗裙梁)組成，也稱為框筒。根據(jù)外圍結(jié)構(gòu)構(gòu)成的不同，筒體結(jié)構(gòu)可以分成由剪力墻構(gòu)成的薄壁筒和由密排柱梁、裙梁組成的框筒。根據(jù)組成筒體結(jié)構(gòu)體系的筒體個(gè)數(shù)及組合方式的不同，筒體結(jié)構(gòu)體系可以布置成框架核心筒結(jié)構(gòu)、框筒(單筒)、筒中筒(二重筒)、多筒體、成束筒(組合筒)和多重筒(群筒)等結(jié)構(gòu)，如圖10-7所示。上一頁下一頁返回第11頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第一節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的組成和布置筒體結(jié)構(gòu)體系由于具有很大的抗側(cè)剛度，內(nèi)部空間較大，平面布置靈活，因而一般常用于30層以上或高度超過100m的寫字樓、酒店等超高層公共建筑中。由于抗側(cè)剛度的不同和承載力的不同，上述各種結(jié)構(gòu)體系的適宜高度是不同的。我國現(xiàn)行《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)和《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ3-2002)對我國常用的各種鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)體系給出廠其適用最大高度的限值，見表10-1。二、多高層框架結(jié)構(gòu)的布置原則多高層樞架結(jié)構(gòu)的柱網(wǎng)布置及層高，一般需根據(jù)生產(chǎn)工藝、使用要求以及建筑和結(jié)構(gòu)等各方面因素進(jìn)行全面考慮后確定，主要應(yīng)符合下列原則:(1)柱網(wǎng)布置整齊、簡單、對稱、傳力體系明確。(2)建筑的立面和豎向剖面宜規(guī)則，結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度宜均勻變化，以提高結(jié)構(gòu)總體剛度，減小水平荷載作用下的側(cè)向位移。鋼筋混凝土高層建筑結(jié)構(gòu)適用的最大高寬比見表10-2。上一頁返回第12頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的荷載一、多高層框架結(jié)構(gòu)的計(jì)算簡圖在進(jìn)行樞架結(jié)構(gòu)的計(jì)算時(shí)，常忽略結(jié)構(gòu)縱向和橫向之間的空間聯(lián)系，忽略各構(gòu)件的抗扭作用，將橫向框架和縱向框架分別按平面框架進(jìn)行分析計(jì)算，如圖10-8(a),(b)所示。通常，橫向框架的間距、荷載都相同，因此取有代表性的一棍中間橫向框架作為計(jì)算單元?？v向框架上的荷載等往往各不相同，故常有中列柱和邊列柱的區(qū)別，中列柱縱向框架的計(jì)算單元寬度可各取兩側(cè)跨距的一半，邊列柱縱向框架的計(jì)算單元寬度可取一側(cè)跨距的一半。取出的平面框架所承受的豎向荷載與樓蓋結(jié)構(gòu)的布置情況有關(guān)，當(dāng)采用現(xiàn)澆樓蓋時(shí)，樓面分布荷載一般可按角平分線傳至相應(yīng)兩側(cè)的梁上，對圖10-8(c)上所示的梯形豎向分布荷載往往可簡化成均勻豎向荷載。水平荷載則簡化成節(jié)點(diǎn)集中力，如圖10-8(c),(d)所示。二、多高層建筑結(jié)構(gòu)的荷載多高層樞架結(jié)構(gòu)的荷載分為豎向荷載和水平荷載兩類。對低層民用建筑，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中起控制作用的是豎向荷載;下一頁返回第13頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的荷載對多層建筑，水平荷載和豎向荷載共同起控制作用;高層建筑中，水平荷載(風(fēng)荷載和地震作用)起控制作用。1.豎向荷載豎向荷載包括結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的自重(恒荷載)、樓面活荷載、雪荷載、屋面積灰荷載和施工檢修荷載等。(1)恒荷載。豎向荷載中的恒荷載按相應(yīng)材料和構(gòu)件的自重，根據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB50009-2001)進(jìn)行計(jì)算。(2)樓面活荷載?；詈奢d按《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》(GB500092001)選用，當(dāng)有特殊要求時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況考慮。簡化計(jì)算時(shí)，一般不考慮活荷載的不利布置，按活荷載滿布考慮。(3)屋面均布活荷載:①采用不上人屋面時(shí)，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取0.7kN/m2;當(dāng)施工或維修荷載較大時(shí)，應(yīng)按實(shí)際情況采用。②采用上人屋面時(shí)，屋面活荷載標(biāo)準(zhǔn)值取2.0kN/m2;當(dāng)兼作其他用途時(shí)，應(yīng)按相應(yīng)樓面活荷載采用。上一頁下一頁返回第14頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的荷載屋面均布活荷載不應(yīng)與雪荷載同時(shí)組合。2.水平荷載水平荷載主要包括風(fēng)荷載和水平地震作用。(1)風(fēng)荷載。對于高層建筑結(jié)構(gòu)，風(fēng)荷載是結(jié)構(gòu)承受的主要水平荷載之一。作用在建筑物表面上的風(fēng)荷載，主要取決于風(fēng)壓(吸)力的大小、建筑物的體型、地面粗糙程度以及建筑物的動(dòng)力特性等有關(guān)因素。垂直建筑物表面上的風(fēng)荷載一般按靜荷載考慮。層數(shù)較少的建筑物，風(fēng)荷載產(chǎn)生的振動(dòng)一般很小，設(shè)計(jì)時(shí)可不考慮風(fēng)振。高層建筑對風(fēng)的動(dòng)力作用比較敏感，建筑物越柔，自振周期就越長，風(fēng)的動(dòng)力作用也就越顯著。高度大于30m且高寬比大于l.5的高層建筑，要通過風(fēng)振系數(shù)盡來考慮風(fēng)的動(dòng)力作用。為了方便計(jì)算，可將沿建筑物高度分布作用的風(fēng)荷載簡化為節(jié)點(diǎn)集中荷載，分別作用于各層樓面和屋面處，并合并于迎風(fēng)面一側(cè)。對某一樓面，取相鄰上、下各半層高度范圍內(nèi)分布荷載之和，并且該分布荷載按均布考慮。一般風(fēng)荷載要考慮左風(fēng)和右風(fēng)兩種可能。上一頁下一頁返回第15頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第二節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的荷載(2)水平地震作用。地震作用是地震時(shí)作用在建筑物上的慣性力。一般在抗震設(shè)防烈度6度以上時(shí)需考慮。地震時(shí)，房屋在地震波作用下既上下顛簸又左右搖晃，這時(shí)房屋既受到垂直方向的地震作用，又受到水平方向的地震作用，分別稱為豎向地震作用和水平地震作用。在一般建筑物中，地震的豎向作用并不明顯，只有在抗震設(shè)防烈度為9度及9度以上的地震區(qū)，豎向地震作用的影響才比較明顯。因此，《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)規(guī)定，對于在抗震設(shè)防烈度為8、9度時(shí)的大跨度和長懸臂結(jié)構(gòu)及9度時(shí)的高層建筑，應(yīng)計(jì)算豎向地震作用，其余的建筑物不需要考慮豎向地震作用的影響。上一頁返回第16頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求一、非抗震設(shè)防的框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求1.框架梁、柱的截面形狀及尺寸(1)框架梁?，F(xiàn)澆整體式框架中，框架梁多做成矩形截面，樞架梁的截面尺寸應(yīng)滿足框架結(jié)構(gòu)的承載力和剛度要求?？蚣芰航孛娓叨瓤筛鶕?jù)梁的跨度、約束條件及荷載大小進(jìn)行選擇，通常按下式估算:現(xiàn)澆式樞架：hb=(1/10~1/12)l(10-1)裝配式樞架：hb=(1/8~1/10)l(10-2)其中，l為框架梁的跨度。當(dāng)框架梁為單跨或荷載較大時(shí)hb。取大值，當(dāng)框架梁為多跨或荷載較小時(shí)hb。取小值。為防止梁發(fā)生剪切破壞，梁高h(yuǎn)b不宜大于ln/4(ln為梁凈跨)?？蚣芰旱慕孛鎸挾瓤扇b=(1/2~1/3)l。(2)框架柱?？蚣苤孛嬉话悴捎镁匦位蛘叫?。下一頁返回第17頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求柱截面高度可取hc=(1/10~1/15)H(H為層高)，且不宜小于400mm;柱截面寬度可取bc=(2/3~1)hc，且不宜小于300mm。為避免柱發(fā)生剪切破壞，柱凈高與截面長邊之比宜大于4。2.框架柱的配筋(1)框架柱宜采用對稱配筋，縱筋最小直徑不應(yīng)小于12mm，柱中全部縱筋的最大配筋率，最小配筋率(當(dāng)采用HRB400級(jí)鋼筋時(shí)，應(yīng)減少0.1%)。(2)框架柱縱筋的接頭可采用綁扎搭接、機(jī)械連接或焊接連接等方式，接頭位置應(yīng)設(shè)在受力較小區(qū)域。柱相鄰縱筋連接接頭應(yīng)相互錯(cuò)開，在同一截面內(nèi)的鋼筋接頭面積百分率:對于綁扎搭接和機(jī)械連接不宜大于50%，對于焊接連接不應(yīng)大于50%。在機(jī)械連接或焊接連接中，相鄰連接接頭間隔應(yīng)大于等于35d(d為連接鋼筋較大直徑)，在焊接連接中尚應(yīng)大于等于500mm。上一頁下一頁返回第18頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求在綁扎搭接接頭中，縱筋搭接長度ll>=1.2la，縱筋連接構(gòu)造如圖10-9所示。當(dāng)上、下柱中縱筋直徑或根數(shù)不同時(shí)，縱筋連接構(gòu)造如圖10-10所示。當(dāng)縱筋直徑大于28mm時(shí)，不宜采用綁扎搭接接頭。(3)框架柱箍筋應(yīng)為封閉式，箍筋最小直徑和最大間距要求與一般柱相同。當(dāng)柱中全部縱筋的配筋率超過3%時(shí)，箍筋直徑不宜小于8mm，間距不應(yīng)大于l0d(d為縱筋的最大直徑)，且不應(yīng)大于200mm，最好焊接成封閉式。當(dāng)柱每側(cè)縱筋多于3根時(shí)，應(yīng)設(shè)置復(fù)合箍筋;但當(dāng)柱的短邊不大于400mm，且縱筋根數(shù)不多于4根時(shí)，可不設(shè)復(fù)合箍筋。(4)柱縱筋搭接長度范圍內(nèi)，當(dāng)縱筋受壓時(shí)，箍筋間距不應(yīng)大于l0d，且不應(yīng)大于200mm;當(dāng)縱筋受拉時(shí)，箍筋間距不應(yīng)大于5d，且不應(yīng)大于100mm。箍筋彎鉤要適當(dāng)加長，以繞過搭接的兩根縱筋。3.框架的節(jié)點(diǎn)構(gòu)造(1)中間層中節(jié)點(diǎn)。上一頁下一頁返回第19頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求1)框架梁上部縱筋應(yīng)貫穿中間節(jié)點(diǎn)(或中間支座)，如圖10-11所示。2)框架梁下部縱筋伸入中間節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的錨固長度應(yīng)根據(jù)具體情況按下列要求取用:①當(dāng)計(jì)算中不利用其強(qiáng)度時(shí)，伸入節(jié)點(diǎn)的錨固長度/不應(yīng)小于12d。②當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗拉強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)錨固在節(jié)點(diǎn)內(nèi)。鋼筋的錨固長度不應(yīng)小于la，如圖10-11(a)所示;當(dāng)柱截面較小而直線錨固長度不足時(shí)，可采用將鋼筋伸至柱對邊向上彎折90o的錨固形式，其中彎前水平段的長度不應(yīng)小于0.la彎后垂直段長度取為l5d，如圖10-11(b)所示;框架梁下部縱筋也可貫穿框架節(jié)點(diǎn)區(qū)，在節(jié)點(diǎn)以外、梁中彎矩較小區(qū)域設(shè)置搭接接頭，搭接長度應(yīng)滿足受拉鋼筋的搭接長度要求，如圖10-11(c)所示。③當(dāng)計(jì)算中充分利用鋼筋的抗壓強(qiáng)度時(shí)，伸入節(jié)點(diǎn)的直線錨固長度不應(yīng)小于0.7l。上一頁下一頁返回第20頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求3)框架柱的縱筋應(yīng)貫穿中間層的中間節(jié)點(diǎn)，柱縱筋接頭應(yīng)設(shè)在節(jié)點(diǎn)區(qū)以外、彎矩較小的區(qū)域，并滿足受拉鋼筋的搭接長度要求(ll>=1.2la)。在搭接接頭范圍內(nèi)，箍筋間距應(yīng)不大于5d(d為柱中較小縱筋的直徑)，且不應(yīng)大于100mm。(2)中間層端節(jié)點(diǎn)。1)梁上部縱筋在端節(jié)點(diǎn)的錨固長度應(yīng)滿足以下要求:①梁縱筋在節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的錨固長度不應(yīng)小于la，且伸過柱中心線不小于5d，如圖10-12(a)所示。②當(dāng)柱截面尺寸較小時(shí)，可采用彎折錨固形式，即將梁上部縱筋伸至柱對邊并向下彎折90o，其彎前的水平段長度不應(yīng)小于0.4la,彎后垂直段長度不應(yīng)小于15d，如圖10-12(b)所示。2)梁下部縱筋至少應(yīng)有兩根伸入柱中，伸入端節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的錨固要求與中間層中節(jié)點(diǎn)梁下部縱筋的錨固規(guī)定相同。3)框架柱的縱筋應(yīng)貫穿中間層的端節(jié)點(diǎn)，其構(gòu)造要求與中間層中節(jié)點(diǎn)相同。上一頁下一頁返回第21頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求(3)頂層中節(jié)點(diǎn)。框架梁縱筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)的構(gòu)造要求與中間層中節(jié)點(diǎn)梁的縱筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)的構(gòu)造要求相同。柱內(nèi)縱筋應(yīng)伸入頂層中節(jié)點(diǎn)并在梁中錨固:1)柱縱筋在節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的錨固長度不應(yīng)小于la，且必須伸至柱頂，如圖10-13(a)所示。2)當(dāng)頂層節(jié)點(diǎn)處梁截面高度較小時(shí)，可采用彎折錨固形式，即將柱筋伸至柱頂，然后水平彎折，彎折前的垂直投影長度不應(yīng)小于0.5la。彎折按方向可分為兩種形式:①向節(jié)點(diǎn)內(nèi)彎折。彎折后的水平投影長度不應(yīng)小于12d，如圖10-13(b)所示。②向節(jié)點(diǎn)外(樓板內(nèi))彎折。當(dāng)框架頂層有現(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人框架梁和現(xiàn)澆板內(nèi)，彎折后的水平投影長度不應(yīng)小于12d，如圖10-13(c)所示。(4)頂層端節(jié)點(diǎn)。上一頁下一頁返回第22頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求1)柱內(nèi)側(cè)縱筋的錨固要求與頂層中節(jié)點(diǎn)的縱筋錨固規(guī)定相同。2)梁下部縱筋伸入端節(jié)點(diǎn)范圍內(nèi)的錨固要求與中間層端節(jié)點(diǎn)梁下部縱筋的錨固規(guī)定相同。3)柱外側(cè)縱筋與梁上部縱筋在節(jié)點(diǎn)內(nèi)為搭接連接。搭接方案有兩種:一是在梁內(nèi)搭接，二是在柱頂部位搭接。①梁內(nèi)搭接。鋼筋搭接接頭在梁的高度范圍內(nèi)解決，即搭接接頭沿頂層端節(jié)點(diǎn)外側(cè)及梁端頂部布置，如圖10-14(a)所示。此時(shí)，搭接長度不應(yīng)小于1.5la，其中伸入梁內(nèi)的柱外側(cè)縱筋不宜小于柱外側(cè)全部縱筋的65%;梁寬范圍以外的柱外側(cè)縱筋宜沿節(jié)點(diǎn)頂部伸至柱內(nèi)邊后向下彎折8d后截?cái)?當(dāng)柱有兩層配筋時(shí)，位于柱頂?shù)诙拥匿摻羁刹幌蛳聫澱鄱谥吳袛?當(dāng)柱頂有現(xiàn)澆板且厚度不小于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)柱筋可伸入現(xiàn)澆板內(nèi)，其長度與伸入梁內(nèi)的柱筋相同。梁上部縱筋應(yīng)沿節(jié)點(diǎn)上邊及外側(cè)延伸彎折，至梁下邊緣高度(梁底)截?cái)?。上一頁下一頁返回?3頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求②柱頂搭接。鋼筋搭接接頭在柱頂范圍內(nèi)解決，即搭接接頭沿柱頂外側(cè)布置，如圖10-14(b)所示。此時(shí)，搭接區(qū)段基本為直線段，梁上部縱筋下伸的搭接長度不應(yīng)小于1.7la;當(dāng)梁上部縱筋配筋率大于1.2%時(shí)，彎人柱外側(cè)的梁上部縱筋除應(yīng)滿足以上規(guī)定的搭接長度外，宜分兩批截?cái)?，其截?cái)帱c(diǎn)之間的距離不宜小于20d。柱外側(cè)縱筋伸至柱頂后宜向節(jié)點(diǎn)內(nèi)水平彎折后截?cái)?，彎后水平段長度不宜小于12d。該方案適于梁上部和柱外側(cè)鋼筋較多且澆筑混凝土的施工縫可以設(shè)在柱上部梁底截面以下時(shí)使用。(5)框架節(jié)點(diǎn)內(nèi)的箍筋設(shè)置。在框架節(jié)點(diǎn)內(nèi)應(yīng)設(shè)置水平箍筋，以約束柱縱筋和節(jié)點(diǎn)核心區(qū)混凝土。節(jié)點(diǎn)箍筋構(gòu)造應(yīng)符合相應(yīng)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，而不設(shè)復(fù)合箍筋。上一頁下一頁返回第24頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求當(dāng)頂層端節(jié)點(diǎn)內(nèi)設(shè)有梁上部縱筋和柱外側(cè)縱筋的搭接接頭時(shí)，節(jié)點(diǎn)內(nèi)的水平箍筋應(yīng)符合縱向受拉鋼筋搭接長度范圍內(nèi)箍筋的構(gòu)造要求，即其直徑不小于d/4(d為搭接鋼筋的較大直徑)，間距不大于5d(d為搭接鋼筋的較小直徑)且不大于100mm。二、抗震設(shè)防的框架結(jié)構(gòu)構(gòu)造要求1.框架梁的抗震構(gòu)造要求(1)梁截面尺寸。梁截面寬度不宜小于200mm，且不宜小于柱寬的1/2;梁截面的高寬比不宜大于4，跨與截面高度之比不宜小于4。(2)梁內(nèi)縱向鋼筋。梁內(nèi)縱筋應(yīng)符合下列要求:①框架梁端截面的底面和頂面配筋量的比值，一級(jí)不應(yīng)小于0.5，二、三級(jí)不應(yīng)小于0.3。②沿梁全長頂面和底面至少應(yīng)配置兩根通長縱筋，一、二級(jí)框架不應(yīng)少于14,且分別不應(yīng)少于梁兩端頂面和底面縱筋中較大截面面積的1/4;三、四級(jí)框架不應(yīng)少于12。上一頁下一頁返回第25頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求③一、二級(jí)框架梁內(nèi)貫通中柱的每根縱筋直徑，不宜大于柱在該方向截面尺寸的1/20。④梁內(nèi)縱筋的接頭。一級(jí)抗震時(shí)應(yīng)采用機(jī)械連接接頭;二、三、四級(jí)抗震時(shí)，宜采用機(jī)械連接接頭，也可采用焊接接頭或搭接接頭。接頭位置宜避開箍筋加密區(qū)，位于同一區(qū)段內(nèi)的縱筋接頭面積不應(yīng)超過50%;當(dāng)采用搭接接頭時(shí)，其搭接長度要足夠。(3)梁的箍筋。①框架梁兩端需設(shè)置加密封閉式箍筋。箍筋加密區(qū)的長度，加密區(qū)內(nèi)箍筋最大間距和最小直徑應(yīng)按表10-3采用。當(dāng)梁端縱筋配筋率大于2%時(shí)，表中箍筋最小直徑應(yīng)相應(yīng)增大2mm。②梁端加密區(qū)的箍筋肢距，一級(jí)不宜大于200mm和20d(d為箍筋直徑較大值)，二、三級(jí)不宜大于250mm和20d，四級(jí)不宜大于300mm。上一頁下一頁返回第26頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求③非加密區(qū)的箍筋最大間距不宜大于加密區(qū)箍筋間距的2倍。④箍筋必須為封閉箍，應(yīng)有135o彎鉤，彎鉤平直段的長度不小于箍筋直徑的10倍和75mm的較大者。2.框架柱的抗震構(gòu)造要求(1)柱截面尺寸。柱截面寬度和高度均不宜小于300mm，柱的剪跨比宜大于2，截面長邊和短邊之比不宜大于30其中，柱的剪跨比，式中Mc為柱端截面的組合彎矩計(jì)算值(取上、下端彎矩的較大值)，Vc為柱端截面的組合剪力計(jì)算值，h0為柱截面有效高度。(2)柱內(nèi)縱向鋼筋。柱中縱筋應(yīng)符合下列要求:①柱中縱筋宜對稱配置。②當(dāng)截面尺寸大于400mm時(shí)，縱筋間距不宜大于200mm。③柱中全部縱筋的最小配筋率應(yīng)滿足表10-4的規(guī)定，同時(shí)每一側(cè)配筋率不應(yīng)小于0.2%。上一頁下一頁返回第27頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求④柱中縱筋總配筋率不應(yīng)大于5%;一級(jí)且剪跨比2的柱，每側(cè)縱筋配筋率不宜大于1.2%。⑤邊柱、角柱在地震作用組合產(chǎn)生拉力時(shí)，柱內(nèi)縱筋總面積應(yīng)比計(jì)算值增加25%。⑥柱縱筋的連接要求與梁相同，但應(yīng)避開彎矩較大的位置和柱端箍筋加密區(qū)。(3)柱的箍筋。①框架柱的上下兩端需設(shè)置箍筋加密區(qū)。柱箍筋加密區(qū)的范圍、加密區(qū)內(nèi)箍筋最大間距和最小直徑應(yīng)按表10-5采用。框支柱、剪跨比不大于2的柱，以及一、二級(jí)抗震設(shè)防的框架角柱，應(yīng)沿柱全高加密。短柱由于主要是剪切破壞，因而需要在柱全高范圍內(nèi)加密。上一頁下一頁返回第28頁，共48頁，2023年，2月20日，星期三第三節(jié)多高層樞架結(jié)構(gòu)的構(gòu)造要求②柱箍筋加密區(qū)的箍筋肢距，一級(jí)不宜大于200mm，二、三級(jí)不宜大于250mm和20