第四章 多层及高层钢筋混凝土房屋 4.1 常用结构体系 4.2 常用结构体系的抗震构造 多层及高层的定义 《高层建筑混凝土结构技术规程》 JGJ3-2002 将10层及10层以上或房屋高度 大于28m的建筑物定义为高层建筑，2~9层 且高度不大于28m为多层建筑 1972年召开的国际际高层层建筑会议议将高层层建 筑分为为以下四类类： 世界最高的高层层建 筑是位于阿拉伯联联 合酋长长国迪拜的哈 利法塔，建成于 2010年1月，共160 层层，总总高828米 5.1 常用结构体系 一、框架结结构 由楼板、梁、柱及基础等承重构件组成主 要由梁、柱组成的框架来承受竖向和水平荷载作 用的结构体系适用于地震区6～15层、非地震 区15～20层的建筑，广泛应用于各类建筑中 结构特点 平面布置灵活、可形成较大的空间，结构自 重较轻侧向刚度较小，受水平荷载作用时的横 向变形较大，因此使用高度受到限制 框架结结构体系 （一）框架结构类型 按照施工方法的不同，框架结构 主要分为现浇整体式、装配式和装配 整体式三种形式 框架结构布置 在框架结构体系中，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。
楼盖的荷载可传递 到纵、横两个方向的框架上，其中框架 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 1、横向框架承重 由横向主梁和柱组成主要承重框架，楼 板沿纵向布置，支承在横向主梁上结构的 横向刚度较大 2、纵向框架承重 由纵向主梁和柱组成主要承重框架，楼 板沿横向布置支承在纵向主梁上结构的横 向刚度较小 3、纵横向框架混合承重 纵、横两个方向的梁同时承担楼面荷载 ，两个方向的梁截面都比较大结构的纵、 横向刚度都比较大 1、框架结构的荷载 框架结构承受的荷载作用包括竖向荷载和 水平荷载（主要包括风荷载和地震作用） 竖向荷载：包括结构自重、楼（屋）面活荷 载、雪荷载、屋面积灰荷载和施工检修荷载等 风荷载：因为风的作用，在建筑物的迎风面 产生风压力，在背风面产生风吸力 地震作用 ：一般在抗震设防烈度6度以上时需 要考虑 （二）框架结结构的受力特点 2、框架结构的计算简图 框架结构是由横向框架和纵向框架组成的 空间结构体系在设计计算时，常忽略结构的 空间联系，将纵向框架和横向框架分别按平面 框架进行分析和计算 横向框架和纵向框架分别承受阴影范 围内的水平荷载，竖向荷载需按楼盖结构 布置方案确定。
除装配式框架外，一般可将梁、柱节点看 成刚性节点，认为柱固结于基础顶面，所以框 架结构多为高次超静定结构 a、横向框架b、纵纵向框架 框架的计计算简图简图 3、框架结结构在荷载载作用下的内力 （1）竖竖向荷载载作用下的内力 计计算简图简图 （2）水平荷载载作用下的内力 计计算简图简图 (a)直线锚线锚 固 (b)向内弯折锚锚固 (c)向外弯折锚锚固 （三）现浇现浇 框架节节点构造 （1）顶层顶层 中间节间节 点 (a) 位于节节点外侧侧和梁端顶顶部的弯折搭接接头头； (b) 位于柱顶顶部外侧侧的直线线搭接接头头 （2）顶层顶层 端节节点 (a) 直线锚线锚 固 (b) 90°弯折锚锚固 （3）中间层间层 端节节点 (a) 直线锚线锚 固 (b) 90°弯折锚锚固 (c)节节点外锚锚固 （4）中间层间层 中间节间节 点 主要由钢筋混凝土墙体承受竖向和水平荷 载的结构体系剪力墙体系的适用高度可达30 层，应用于住宅、旅馆等开间较小的高层建筑 结构特点 剪力墙体系具有刚度大，整体性好，抗震 性能好，对承受水平荷载有利，可使用滑模等 先进施工工艺等优点。
但由于横墙较多、间距 较密，使得建筑平面的空间布置不够灵活 二、剪力墙结墙结 构 剪力墙结墙结 构体系 框支-剪力墙结构剪力墙的钢筋网 整截面剪力墙 整体小开口墙 联肢墙 壁式框架 1、剪力墙结墙结 构的基本概念 根据墙体的开洞大小和截面应力的分布特点，剪 力墙可分为四类： ① 整截面剪力墙（不开洞或洞口面积小于墙体总面积 的15%）； ② 整体小开口剪力墙（洞口面积超过墙体总面积的 15% ，但洞口较小，剪力墙整体性较好）； ③ 联肢剪力墙（开洞规则且洞口面积较大）； ④ 壁式框架（开洞多且面积大，受力接近于框架） 2、剪力墙结墙结 构构件的受力特点 （1）墙墙肢 剪力墙结墙结 构中的墙墙肢处处于受压压、受弯和受 剪的状态态 （2）连连梁 剪力墙结墙结 构中的连连梁承受弯矩、剪力的作 用，属于受弯构件 （1）材料 钢钢筋混凝土剪力墙墙中，混凝土强度等级级 不宜低于C20墙墙内分布钢钢筋和箍筋宜采用 HPB235级钢级钢 筋，纵纵向钢钢筋可用HRB335级级或 HRB400级钢级钢 筋 （2）剪力墙墙的最小厚度 为保证墙体平面的刚度和稳定性以及浇筑 混凝土的质量，混凝土剪力墙的厚度不应小于 140mm，且不应小于楼层高度的1/25。
3、剪力墙墙的一般构造要求 （3）墙墙身分布钢钢筋的连连接构造 (a) 丁字节点 (b) 转角节点(c) 墙体水平钢筋连接 (沿高度每隔一根错开搭接) 剪力墙水平分布钢筋在墙体端部配筋连接构造 在框架体系中加设剪力墙，主要由框架 承受竖向荷载，由剪力墙承受水平荷载的结 构体系广泛应用于办公楼、宾馆等公用建 筑，建筑层数一般宜小于25层 结构特点 框架-剪力墙结构的侧向刚度较大，抗震 性较好，具有平面布置灵活、使用方便的特 点 三、框架-剪力墙结墙结 构 框架-剪力墙结构体系 框架-剪力墙结构布置原则 在框架-剪力墙结构中，剪力墙应沿平面的 主轴方向布置，并遵循“均匀、对称、分散、周 边”的布置原则 横向剪力墙宜均匀对称地设置在建筑物的 端部附近、楼（电）梯间、平面形状变化处以 及恒载较大的部位纵向剪力墙宜布置在单元 的中间区段 框架-剪力墙结构中的楼盖结构是框架和剪 力墙能够协同工作的基础，宜采用现浇楼盖 （一）框架-剪力墙结构的受力特点 (a) (b) (c) (d) (a) 剪力墙墙的变变形 (b) 框架的变变形 (c) 框架-剪力墙墙的变变形 (d) 框架-剪力墙墙的协协同变变形 在框架-剪力墙结墙结 构中，由于框架和剪力墙墙之间间 的变变形协调协调 作用，使结结构沿高度方向的水平变变形得到 调调整，剪力墙墙的刚刚度较较大，承担了70%～90%的剪力 。
（1）剪力墙的厚度不应小于160mm，且不应小于楼层 净高的1/20剪力墙内竖向和水平方向分布钢筋的配筋 率均不应小于0.2%，直径不应小于8mm，间距不应大 于300mm，并应至少双排布置各排分布钢筋间应设置 直径不小于6mm，间距不大于600mm的拉筋进行拉结 （2）剪力墙周边应设置梁（或暗梁）和端柱围成边框 （3）剪力墙的水平分布钢筋应全部锚入边框柱内，锚 固长度不应小于la（或laE） （4）剪力墙内的洞口周边应按要求进行补强 （二）框架－剪力墙结墙结 构的构造要求 筒体结结构 由剪力墙或加密柱和刚度较大的横梁围成 一个或多个封闭的筒体或框筒，以筒体承受房 屋的大部分或全部竖向荷载和水平荷载的结构 体系广泛应用于写字楼等超高层公共建筑 结构特点 筒体体系因为刚度大，可形成较大的内部 空间，因此平面布置比较灵活 筒体结结构体系的分类类 框架-筒体 筒中筒 成束筒 5.2 常用结构体系的抗震构造 一、建筑抗震的基本知识 地震是指由于人工爆破、矿山开采、工程 活动以及火山爆发、地壳的运动所引起的地面 震动 地震震级表示地震本身能量大小的一种度 量，通常用里氏震级来表示。
地震烈度是指某一区域的地表和各类建筑 物遭受某一次地震影响的平均强弱程度，我国 使用12度烈度表划分 2008年5月12日汶川大地震照片 汶川大地震中倒塌的建筑物 （震级每相差1.0级，地震能量大约相差30倍） 名 称发发生时间时间震 级级死亡人数 唐山大地震1976.7.28里氏7.8级级24万多人 四川（汶川）大地震2008.5.12里氏8.0级级约约7万人 东东日本大地震2011.3.11里氏9.0级级1万4千多人 曾经发经发 生的大地震（例） 地震所造成的伤伤亡和损损失主要是由于建筑物 的破坏而导导致的，因此，提高建筑物的抗震性能 ，对对于确保建筑物的安全使用具有重要意义义 1、抗震设防的依据 一个地区在一定时期（我国取50年）内在一般 场地条件下按一定的概率（我国取10％）可能遭遇 到的最大地震烈度称为基本烈度抗震设防烈度是 指按国家规定的权限批准作为一个地区抗震设防依 据的地震烈度一般取基本烈度 2、建筑抗震设防分类 建筑根据其使用功能的重要性分为甲类、乙类 、丙类、丁类四个抗震设防类别 3、抗震设防标准 抗震设防标准是指衡量抗震设防要求的尺度， 由抗震设防烈度和建筑使用功能的重要性确定。
4、抗震设防的目的 抗震设防目标：小震不坏、中震可修、大震不 倒 建筑抗震概念设计的基本内容和要求： （1）场地和地基的要求； （2）建筑设计和建筑结构的规则性； （3）结构体系的要求 二、框架结构抗震构造 （一）框架结构抗震的一般规定 延性框架结构设计原则：强柱弱梁、强剪 弱弯、强节点、强锚固 （1）混凝土的强度等级级 抗震等级为级为 一级级的框架梁、柱和节节点核芯 区，混凝土等级级不应应低于C30，其它各类类构件 不应应低于C20 （2）钢钢筋种类类 框架梁、柱中的受力钢筋宜选用HRB335和 HRB400级钢筋，箍筋宜选用HPB235、HRB335 和HRB400级钢筋 （3）钢筋锚固 纵向受力钢筋最小抗震锚固长度laE的取用： 一、二级抗震等级时 laE =1.15 la 三级抗震等级时 laE =1.05 la 四级抗震等级时 laE =1.0 la la：纵向受拉钢筋最小锚固长度 （4）钢筋的接头 柱纵向受力钢筋的接头宜优先采用焊接或 机械连接钢筋接头不宜设置在梁端和柱端箍 筋加密区范围内，且接头面积百分率不应超过 50% （5）箍筋 箍筋须做成封闭式，端部设135°弯钩，弯 钩端头平直段长度不应小于10d（d为箍筋直径 ），箍筋应与纵向钢筋紧贴。
设置附加拉结钢 筋时，拉结钢筋必须同时钩住箍筋和纵筋 （二）框架梁的构造措施 （3）梁的箍筋 注：d为纵向钢筋的直径；hb为梁截面高度 梁端箍筋加密区的长长度、箍筋的最大间间距和最小直径 抗震 等级级 箍筋加密区长长度(mm) （取较较大值值） 箍筋最大间间距(mm) （取最小值值） 箍筋最小直径 (mm) 一2hb ，500hb/4 ，6d ，10010 二1.5hb ， 500hb/4 ， 8d ，1008 三1.5hb ， 500hb/4 ， 8d ，1508 四1.5hb ， 500hb/4 ， 8d ，1506 （三）框架柱的构造措施 （1）柱截面尺寸 柱的截面宽度和高度均不宜小于300mm， 圆柱直径不宜小于350mm；柱的剪跨比 λ 宜大 于2，截面的长边和短边之比不宜大于3 （2）柱中纵向钢筋 ① 柱中纵向钢筋宜对称配置； ② 当截面尺寸大于400mm时，纵向钢筋间距不宜大 于200mm； ③ 柱中全部纵向钢筋的最小配筋率应满足下表规定， 同时每一侧配筋率不应小于0.2%； ④ 柱的总配筋率不应大于5%，一级且剪跨比 ≤2的 柱，每侧纵向钢筋不宜大于1.2%； ⑤ 边柱、角柱在地震作用组合下产生拉力时，柱内纵 筋截面面积应增加25%。
框架柱的全部纵向钢筋的最小配筋百分率（%） 类别类别抗震等级级 一二三四 边边柱、中柱1.00.80.70.6 角柱、框支柱1.21.00.90.8 框架柱纵纵筋连连接构造 在绑绑扎搭接接头头中，纵纵筋搭接长长度不得小于ll （。