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第五章-多层及高层钢筋混凝土房屋-(第一讲)


业务推广部
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(2)工业建筑 其典型的柱网布置形式有内廊式、等跨式、对称不
等跨式等。
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采用内廊式布置时,常用跨(房间进深)为6m、 6.6m、6.9m,走廊宽度常用2.4m、 2.7m、 3m,开间 方向柱距为3.6~8m。等跨式柱网的跨度常用6m、7.5m 、9m、12m,柱距一般为6m。对称不等跨柱网一般用于 建筑平面宽度较大的厂房,常用柱网尺寸有(5.8m+ 6.2m+6.2m+5.8m)×6.0m、(8.0m+12.0m+8.0m) ×6.0m、(7.5m+7.5m+12.0m+7.5m+7.5m)×6.0m等。
结构体系
非抗震
设防烈度
设计 6 度 7 度 8 度 9 度
框架结构
70 60 55 45
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框架-剪力墙结构
140 130 120 100
50
剪力墙结 全部落地剪力墙结构 150 140 120 100
60

部份框支剪力墙结构 130 120 100 80 不应采用
筒体结构
框架-核心筒结构 筒中筒结构
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2.优点 (1)钢筋混凝土剪力墙结构横墙多,侧向刚度大,整体性好,对承 受水平力有利; (2)无凸出墙面的梁柱,整齐美观,特别适合居住建筑,并可使用 大模板、隧道模、滑升模板等先进施工方法,利于缩短工期,节省人力。 3.缺点 剪力墙间距太小,房间划分受到较大限制,结构自重较大。 4.应用 一般用于住宅、旅馆等开间要求较小的建筑,适用高度为15~50层。
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5.2.2 框架结构的结构布置
1.承重框架布置方案 在框架体系中,主要承受楼面和屋面荷载的梁称为 框架梁,另一方向的梁称为连系梁。框架梁和柱组成主 要承重框架,连系梁和柱组成非主要承重框架。若采用 双向板,则双向框架都是承重框架。承重框架有以下三 种布置方案:
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(1)横向布置方案 1)概念:框架主梁(或主要承重框架)沿房屋横向布 置,连系梁和楼(屋)面板沿纵向布置。 2)特点:采用这种布置方案有利于增加房屋的横向刚 度,提高抵抗水平作用的能力,因此在实际工程中应用较多 。缺点是由于主梁截面尺寸较大,当房屋需要较大空间时, 其净空较小。
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当高层剪力墙结构的底部要求有较大空间时,可将底部 一层或几层部份剪力墙设计为框支剪力墙,形成部份框支剪 力墙体系。
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部分框支剪力墙结构属竖向不规则结构,上、下层不同
结构的内力和变形通过转换层传递,抗震性能较差,烈度为
9度的地区不应采用。
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5.1.3 框架-剪力墙体系
1.概念
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(3)纵横向布置方案
1)概念:沿房屋的纵向和横向都布置承重框架。
• 2)特点:

采用这种布置方案,可使两个方向都获得较大的刚度,
有利于满足来自两个不同方向的抗风和抗震要求。因此,柱网尺寸
为正方形或接近正方形、地震区多层框架房屋,以及由于工艺要求
需双向承重的厂房常用这种方案。
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2.柱网布置和层高 (1)民用建筑 其柱网尺寸和层高一般按 300mm进级。 常用跨度是 4.8m、6.4m、6m、6.6m等,常用柱距为3.9m、4.5m、4.8m 、6.1m、6.4m、6.7m、6m。采用内廊式时,走廊跨度一般 为2.4m、2.7m、3m。常用层高为3.0m、3.3m、3.6m、3.9m 、4.2m。
5.1.6
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2.类型 根据房屋高度及其所受水平力的不同, 筒体体系可以布置成核心筒结构、框筒结构、 筒中筒结构、框架-核心筒结构、成束筒结 构和多重筒结构等形式。筒中筒结构通常用 框筒作外筒,实腹筒作内筒。
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筒体结构
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上述四种结构体系适用的最大高度见表 85..11.1.1。 表 85..11..1 钢筋混凝土房屋的最大适用高度1(m)
高层建筑中,结构要使用更多的材料来抵抗水平力,抗侧力成为高层 建筑结构设计的主要问题。特别是在地震区,地震作用对高层建筑的威胁也 比低层建筑要大,抗震设计应受到加倍重视。
下图是结构内力(V,M)、位移(Δ)与高度的关系,弯矩和位移都 随高度呈指数曲线上升。
结构内力、位移与高度的关系:
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V
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§5.1 常用结构体系
框-剪体系广泛应用于多层及高层办公楼、旅馆等建 筑中。适用高度为15~25层,一般不宜超过30层。
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5.1.4 筒体体系
1.概念 由剪力墙体系和框架体系演变发展而成,是将剪力 墙或密柱框架围合而成一个或多个封闭的筒体(或框筒) ,组成承受竖向和水平作用的结构称为筒体结构体系。
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业务推广框部 架结构
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2.特点 将承重结构和围护、分隔构件完全分开,墙只起围护、分隔作用。
3.优点: (1)建筑平面布置灵活、空间划分方便,易于满足生产工艺和使用要求; (2)具有较高的承载力和较好的整体性。
4.缺点: 框架结构在水平荷载下表现出抗侧移刚度小,水平位移大的特点,属于
目前,多层房屋多采用混合结构和钢筋混凝土结构,高层 房屋常采用钢筋混凝土结构、钢结构、钢-混凝土混合结构。
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高层建筑是随着社会生产力、人们生活的需要发展起来的,是商品化、 工业化、城市化的结果。但是当建筑物高度增加时,水平力(风荷载及地震 作用)对结构起的作用将愈来愈大。除了结构内力将明显加大外,结构侧向 位移增加更快。
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2.全装配式框架:将梁、板、柱全部预制,然后在现场进
行装配、焊接而成的框架。
(1)特点
装配式框架的构件可采用先进的生产工艺在工厂进 行大批量的生产,在现场以先进的组织管理方式进行机 械化装配,但其结构整体性差,节点预埋件多,总用钢 量较全现浇框架多,施工需要大型运输和吊装机械,在 地震区不宜采用。
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§5.2 钢筋混凝土框架结构
5.2.1 框架结构的类型
框架结构按施工方法可分为全现浇式框架、半现浇式 框架、装配式框架和装配整体式框架四种形式。
1.全现浇框架:全部构件均在现场浇筑。 (1)特点 整体性及抗震性能好,预埋铁件少,较其它形式的框 架节省钢材,建筑平面布置较灵活等;但是模板消耗量大 ,现场湿作业多,施工周期长,在寒冷地区冬季施工困难 等。
160 150 130 100
70
200 180 150 120
80
注:房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度(不包括局
部突出屋顶部份)。
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除上述四种常用结构体系外,高层建筑中尚有悬挂 结构、巨型框架结构、巨型桁架结构、悬挑结构等新的 竖向承重结构体系(图5.1.8),但目前应用较少。
框架结构侧向刚度差,抵抗水平荷载
能力较低,地震作用下变形大,但它具有
平面灵活、有较大空间、立面处理易于变
化等优点。而剪力墙结构则相反,抗侧力
刚度、强度大,但限制了使用空间。把两
者结合起来,取长补短, 在框架结构中的
适当部位增设一定数量的钢筋混凝土剪力
墙,形成的框架和剪力墙结合在一起共同
承受竖向和水平力的体系叫做框架-剪力墙
柔性结构。 5.应用 广泛应用于多层工业厂房及多高层办公楼、医院、旅馆、教学楼、住宅
等。框架结构的适用高度为6~15层,非地震区也可建到15~20层。
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6.异形柱框架的概念 柱截面为L形、T形、Z型或十字形(图8.1.2)的 框架结构称为异形柱框架。其柱截面厚度与墙厚相同 ,一般为180~300mm。
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4.半现浇框架
(1) 概念
半现浇框架是将房屋结构中的梁、板和柱部份现浇 ,部份预制装配而形成的框架。常见的做法有两种,一 种是梁、柱现浇,板预制;另一种是柱现浇,梁、板预 制。
(2) 特点
施工方法比全现浇简单,而整体受力性能比全装配 优越。梁、柱现浇,节点构造简单,整体性好;而楼板 预制,又比全现浇框架节约模板,省去了现场支模的麻 烦。半现浇框架是目前采用较多的框架型式之一,特别 是在地震区应用较多。
结构构件受力与传力的结构组成方式称为结构体系。 目前,钢筋混凝土多层及高层房屋常用的结构体系有框架 体系、剪力墙体系、框架-剪力墙体系和筒体体系等。
5.1.1 框架结构体系
1.概念
主要由楼板、梁、柱及基础等承重构件通过结点连接 组成,一般由框架梁、柱与基础形成多个平面框架(一个 框架平面称为榀)作为主要的承重结构,若干榀框架再由 联系梁联系起来,形成一个空间结构体系。
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3.装配整体式框架
(1) 概念 装配整体式框架是将预制梁、柱和板在现场安装就 位后,再在构件连接处现浇混凝土使之成为整体而形成 框架。 (2) 特点 与全装配式框架相比,装配整体式框架保证了节点 的刚性,提高了框架的整体性,省去了大部分的预埋铁 件,节点用钢量减少,故应用较广泛。缺点是增加了现 场浇筑混凝土量。
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筒体根据开孔的多少,筒体有空腹筒和实腹筒之分
实腹筒一般由电梯井、楼梯间、 管道井等形成,开孔少,因其常位于 房屋中部,故又称核心筒。
空腹筒又称框筒,由布置在房屋四 周的密排立柱和截面高度很大的横梁组成。
这些横梁称为窗裙梁,梁高一般 0.6~1.22m。筒体体系就是由核心筒、框 筒等基本单元组成的。
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工业建筑底层往往有较大设备和产品,甚至有起重 运输设备,故底层层高一般较大。底层常用层高为4.2m 、4.5m、4.8m、5.4m、6.0m、7.2m、8.4m,楼层 常 用 层 高 为 3.9m 、 4.2m 、 4.5m 、 4.8m 、 5.6m 、 6.0m、7.2m等。
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