第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
12.1 多层及高层结构的特点
12.2 多层及高层房屋的结构体系
12.3 多层框架结构设计
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
(1)世界高层建筑委员会 1972年建议, 将高层建筑划分为以下四类,
第一类,9?16层, 高度不超过 50m;
第二类,17?25层, 高度不超过 75m;
第三类,26?40层, 高度不超过 100m;
第四类,40层以上, 高度 100m以上 。
12.1 多层及高层结构的特点
1.多、高层建筑的划分
(2)我国,
1~8层为多层建筑,8层以上的建筑或高度超过 24m的建筑为高层建
筑。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
2,高层建筑结构的特点
A.高层建筑中, 水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的
作用 。
B.动力反应不可低估；
C.结构轴向变形, 剪切变形以及温度, 沉降的影响加剧；
D.材料用量, 工程造价呈抛物线关系增长 。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
? 荷载效应的最大值 (轴力 N、弯矩
M和位移 ?)可用下列式子表达,
? N=WH=f(H)
? M=qH2/2 = f(H2)
? ?=qH4/8EI=f(H4)
高层建筑中, 水平荷载和地震作用对结构设计起着决定
性的作用 。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
? 内力或位移
? =f(H4)
? M=f(H2)
? N=f(H)
? H
? 结构内力、位移与高度 H的关系
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
? 框架结构体系
? 剪力墙结构体系
? 框架 —剪力墙结构体系
? 筒中筒结构体系
? 多筒体系
12.2 多层及高层房屋的结构体系
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
框架
剪力墙
筒体
建筑结构的 基本的抗侧力单元
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
由梁、柱构件通过结点连接组成的结构称为框架。
框架结构体系
框架结构是多层房屋的主要结构形式，也是高层建筑的基本结构单元。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
框架填充墙
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
剪力墙结构体系
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
框架 — 剪力墙结构体系
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
筒中筒 结构体系
深圳发展中心大厦
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
多筒结构体系
成 束 筒
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
多筒结构体系
主框架
次 框 架 3
次 框 架 2
次 框 架 1
巨形框架结构
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
广州白云宾馆
3600 4000 8000 8000 66000 3000 36000 3000 66000 8000 8000 4000 3600
70000
7850
7850
2300
33层,112.45米，剪力墙结构,1976年建成，国内首栋百米高层。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
上海明天广场, 60层,238m，最高的框架 —剪力墙结构,98年建成。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
上海金茂大厦,钢结构,88层，高 420m，是我国目前最高的建筑。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
金茂大厦内部结构
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
纽约世界贸易中心大楼
(World Trade Center Towers)
1972年建造,110层，高 402m，钢结构。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
撞机
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
倒塌瞬间
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
马来西亚双塔楼, 88层,450米，框 —筒结构,1996年建成。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
12.3 多层框架结构设计
结构布置
计算模型
荷载分析
内力计算
截面设计
构造要求
变形验算
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
1.框架结构的布置
? 框架结构类型
– 按材料划分,RC、钢、型钢、组合
– 按施工方法划分：全现浇、半现浇、装配式、装配整体式
? 结构布置原则
– 柱网布置 ——建筑（功能）、结构（合理）、施工（方便）
– 框架承重方案 ——横向、纵向、纵横向
? 梁柱尺寸估算
– 梁
? 刚度要求：承重（ 1/8-1/12）；非承重（ 1/12-1/16）
– 柱
? 非抗震框架,A>=N/fc,N=1.05-1.10Nv（ Nv——自重 +活荷载效应）
? 抗震框架,A>=N/(afc), N=1.1-1.2Nv（ a——轴压比）
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
Wk
2.荷载分析
? 竖向荷载
– 恒载 Gk
– 可变荷载（活载） Qk
? 考虑负荷面积的折减问题
? 最不利布置
? 水平荷载
– 风载 Wk
– 地震作用（偶然作用） Ek
Gk
Qk
Qk
Ek
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
3.平面框架竖向荷载作用下的内力分析方法
? 基本假定
– 无侧移框架
– 相邻层弯矩分配
? 方法
– 两点修正
? 柱刚度（ 1.0;0.9）
? 弯矩传递系数
（ 1/2;1/3）
? 步骤
分层法 梁固端弯矩 节点分配 弯矩传递
弯矩叠加 节点平衡 构件平衡
梁柱剪力 节点平衡柱轴力
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
4.平面框架水平荷载作用下的内力分析方法：反弯点法
? 基本假定
– 梁柱线刚度比无穷大 (>=3)
? 不考虑梁轴向变形，同层柱顶位移相等
– 柱上下端转角相等 (底层除外 )
? 中间层：反弯点居中
? 底 层：反弯点 2/3h
– 梁端弯矩由节点平衡确定且按刚度分配
? 方法及步骤
水平力平衡 刚度分配柱剪力 柱平衡求柱端弯矩
节点平衡求梁端弯矩 节点平衡柱轴力 梁平衡求梁剪力
Vi1 Vi2 Vi3
u=1 K=12i/h2
Sum(Fi-n)=Sum(Vij) Vi1/Ki1=Vi2/Ki2 =… Vij=Sum(Fi-n) Kij / Sum(Kij)
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
5.平面框架水平荷载作用下的内力分析方法：修正反弯点法 —— D值法
? D值
? 反弯点高度
2
12
h
iKD ?? ??
3210 yyyyy ????
与梁柱刚度比有关的系数
标准反弯点高度（梁柱线
刚度比、总层数、层次、
侧向荷载形式）
上、下层梁柱线刚度不同
时的反弯点高度修正值
上层层高与本层不同时的
反弯点高度修正值
下层层高与本层不同时的
反弯点高度修正值
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
6.框架结构构件截面设计
? 设计表达式
? 荷载效应组合
? 组合前竖向荷载调幅
?
?
?
?
?
RERS
RS
?
?
/
0
抗震
非抗震
? 内力组合
? 控制截面（梁、柱）
? 最不利内力组合
? 截面设计
? 柱计算高度
? 控制内力确定
? 节点抗剪验算（约束梁问题）
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
7.框架结构构造要求
? 延性问题
? 截面延性
? 构件延性
? 结构延性
? ?
?
?
?
?
??
cucuu
cyyy
x
xh
/
/ 0
??
??
? 提高构件延性
? 梁：与截面延性有关
)(
0
ss
cm
y
f
f
h
x ?? ???
与构件延性有关 剪压比、跨高比、配箍率
? 柱：剪跨比、轴压比、纵筋配筋率、配箍率
? 节点：轴压比、梁筋粘结、配箍率
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
12.1 多层及高层结构的特点
12.2 多层及高层房屋的结构体系
12.3 多层框架结构设计
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
(1)世界高层建筑委员会 1972年建议, 将高层建筑划分为以下四类,
第一类,9?16层, 高度不超过 50m;
第二类,17?25层, 高度不超过 75m;
第三类,26?40层, 高度不超过 100m;
第四类,40层以上, 高度 100m以上 。
12.1 多层及高层结构的特点
1.多、高层建筑的划分
(2)我国,
1~8层为多层建筑,8层以上的建筑或高度超过 24m的建筑为高层建
筑。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
2,高层建筑结构的特点
A.高层建筑中, 水平荷载和地震作用对结构设计起着决定性的
作用 。
B.动力反应不可低估；
C.结构轴向变形, 剪切变形以及温度, 沉降的影响加剧；
D.材料用量, 工程造价呈抛物线关系增长 。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
? 荷载效应的最大值 (轴力 N、弯矩
M和位移 ?)可用下列式子表达,
? N=WH=f(H)
? M=qH2/2 = f(H2)
? ?=qH4/8EI=f(H4)
高层建筑中, 水平荷载和地震作用对结构设计起着决定
性的作用 。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
? 内力或位移
? =f(H4)
? M=f(H2)
? N=f(H)
? H
? 结构内力、位移与高度 H的关系
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
? 框架结构体系
? 剪力墙结构体系
? 框架 —剪力墙结构体系
? 筒中筒结构体系
? 多筒体系
12.2 多层及高层房屋的结构体系
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
框架
剪力墙
筒体
建筑结构的 基本的抗侧力单元
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
由梁、柱构件通过结点连接组成的结构称为框架。
框架结构体系
框架结构是多层房屋的主要结构形式，也是高层建筑的基本结构单元。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
框架填充墙
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
剪力墙结构体系
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
框架 — 剪力墙结构体系
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
筒中筒 结构体系
深圳发展中心大厦
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
多筒结构体系
成 束 筒
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
多筒结构体系
主框架
次 框 架 3
次 框 架 2
次 框 架 1
巨形框架结构
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
广州白云宾馆
3600 4000 8000 8000 66000 3000 36000 3000 66000 8000 8000 4000 3600
70000
7850
7850
2300
33层,112.45米，剪力墙结构,1976年建成，国内首栋百米高层。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
上海明天广场, 60层,238m，最高的框架 —剪力墙结构,98年建成。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
上海金茂大厦,钢结构,88层，高 420m，是我国目前最高的建筑。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
金茂大厦内部结构
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
纽约世界贸易中心大楼
(World Trade Center Towers)
1972年建造,110层，高 402m，钢结构。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
撞机
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
倒塌瞬间
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
马来西亚双塔楼, 88层,450米，框 —筒结构,1996年建成。
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
12.3 多层框架结构设计
结构布置
计算模型
荷载分析
内力计算
截面设计
构造要求
变形验算
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
1.框架结构的布置
? 框架结构类型
– 按材料划分,RC、钢、型钢、组合
– 按施工方法划分：全现浇、半现浇、装配式、装配整体式
? 结构布置原则
– 柱网布置 ——建筑（功能）、结构（合理）、施工（方便）
– 框架承重方案 ——横向、纵向、纵横向
? 梁柱尺寸估算
– 梁
? 刚度要求：承重（ 1/8-1/12）；非承重（ 1/12-1/16）
– 柱
? 非抗震框架,A>=N/fc,N=1.05-1.10Nv（ Nv——自重 +活荷载效应）
? 抗震框架,A>=N/(afc), N=1.1-1.2Nv（ a——轴压比）
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
Wk
2.荷载分析
? 竖向荷载
– 恒载 Gk
– 可变荷载（活载） Qk
? 考虑负荷面积的折减问题
? 最不利布置
? 水平荷载
– 风载 Wk
– 地震作用（偶然作用） Ek
Gk
Qk
Qk
Ek
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
3.平面框架竖向荷载作用下的内力分析方法
? 基本假定
– 无侧移框架
– 相邻层弯矩分配
? 方法
– 两点修正
? 柱刚度（ 1.0;0.9）
? 弯矩传递系数
（ 1/2;1/3）
? 步骤
分层法 梁固端弯矩 节点分配 弯矩传递
弯矩叠加 节点平衡 构件平衡
梁柱剪力 节点平衡柱轴力
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
4.平面框架水平荷载作用下的内力分析方法：反弯点法
? 基本假定
– 梁柱线刚度比无穷大 (>=3)
? 不考虑梁轴向变形，同层柱顶位移相等
– 柱上下端转角相等 (底层除外 )
? 中间层：反弯点居中
? 底 层：反弯点 2/3h
– 梁端弯矩由节点平衡确定且按刚度分配
? 方法及步骤
水平力平衡 刚度分配柱剪力 柱平衡求柱端弯矩
节点平衡求梁端弯矩 节点平衡柱轴力 梁平衡求梁剪力
Vi1 Vi2 Vi3
u=1 K=12i/h2
Sum(Fi-n)=Sum(Vij) Vi1/Ki1=Vi2/Ki2 =… Vij=Sum(Fi-n) Kij / Sum(Kij)
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
5.平面框架水平荷载作用下的内力分析方法：修正反弯点法 —— D值法
? D值
? 反弯点高度
2
12
h
iKD ?? ??
3210 yyyyy ????
与梁柱刚度比有关的系数
标准反弯点高度（梁柱线
刚度比、总层数、层次、
侧向荷载形式）
上、下层梁柱线刚度不同
时的反弯点高度修正值
上层层高与本层不同时的
反弯点高度修正值
下层层高与本层不同时的
反弯点高度修正值
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
6.框架结构构件截面设计
? 设计表达式
? 荷载效应组合
? 组合前竖向荷载调幅
?
?
?
?
?
RERS
RS
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/
0
抗震
非抗震
? 内力组合
? 控制截面（梁、柱）
? 最不利内力组合
? 截面设计
? 柱计算高度
? 控制内力确定
? 节点抗剪验算（约束梁问题）
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
7.框架结构构造要求
? 延性问题
? 截面延性
? 构件延性
? 结构延性
? ?
?
?
?
?
??
cucuu
cyyy
x
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/ 0
??
??
? 提高构件延性
? 梁：与截面延性有关
)(
0
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与构件延性有关 剪压比、跨高比、配箍率
? 柱：剪跨比、轴压比、纵筋配筋率、配箍率
? 节点：轴压比、梁筋粘结、配箍率
第十二章 钢筋砼多层和高层房屋结构
