【導(dǎo)讀】設(shè)部執(zhí)業(yè)資格注冊中心網(wǎng)”所編著，由“中國建筑工業(yè)出版社”出版。應(yīng)用我國現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，采用的是以概率理論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。變化、正常維修）。并且在設(shè)計規(guī)定的偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后，仍能保持必需。剛度，以免產(chǎn)生過大的振動和變形，使人產(chǎn)生不適的感覺。上述對結(jié)構(gòu)安全性、適用性、耐久性的要求總稱為結(jié)構(gòu)的可靠性。也就是說，可靠度是指在規(guī)定的時間內(nèi)和規(guī)定的條件下，結(jié)構(gòu)完成預(yù)定功能的概率。結(jié)構(gòu)的設(shè)計使用年限是指設(shè)計規(guī)定的結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)構(gòu)件不需進(jìn)行大修，即可按預(yù)定目的使用的時期，作用及與時間有關(guān)的材料性能等取值而選用的時間參數(shù)則稱為設(shè)計基準(zhǔn)期。《統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的設(shè)計基準(zhǔn)期為50年。定在設(shè)計基準(zhǔn)期內(nèi)最大荷載的概率分布及相應(yīng)的統(tǒng)計參數(shù)。區(qū)分結(jié)構(gòu)是否卡靠與失效，其分界標(biāo)志就是極限狀態(tài)。當(dāng)整個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀。鋼筋分別達(dá)到抗壓強度而破壞，或因過度變形而不適于繼續(xù)承載；正常人員荷載的狀況。

　　

【正文】 形樓蓋、雙向板肋形樓蓋和無梁樓蓋見圖 210。 （ 3）梁、板的常用截面尺寸參考值見表 2表 25 表 26。 2020 年一級注冊建筑師 建筑結(jié)構(gòu)要點總結(jié) 第 8 講講義 框架結(jié)構(gòu)體系 二、框架結(jié)構(gòu)體系 （一）框架結(jié)構(gòu)的特點與優(yōu)點 1．基本概念 （ 1）框架是由梁和柱剛性連接的骨架結(jié)構(gòu)。 （ 2）框架結(jié)構(gòu)采用的材料： 1）型鋼； 2）鋼筋混凝土。 2．框架結(jié)構(gòu)的特點 （ 1）框架的連接點是剛節(jié)點，是一個幾何不變體。 （ 2）在豎向荷載作用下，框架的變形及彎矩圖見圖 211。由于梁、柱互相約束，橫梁的跨中彎矩比簡支梁小。 (3)在水平力作用下，框架的變形及彎矩見圖 212，與排架結(jié)構(gòu)相比，由于梁柱的剛接可提高柱子的抗推剛度，從而框架的水平變形比排架小。 3．框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點 （ 1）框架結(jié)構(gòu)所用的鋼筋混凝土或型鋼有很好的抗壓和抗彎能力，因此，可以加大建筑物的空間和高度。 （ 2）可以減輕建筑物的重量。 （ 3）有較好的抗震能力。 （ 4）有較好的延性。 （ 5）有較好的整體性。 4．框架結(jié)構(gòu)的缺點 因構(gòu)件截面尺寸不可能太大故承載力和剛度受到一定限制，因此房屋的高度受到限 制。 （二）框 架結(jié)構(gòu)的類型 1．按構(gòu)件組成劃分為兩種類型 （ 1）梁板式結(jié)構(gòu)。由梁、板、柱三種基本構(gòu)件組成骨架形成的框架結(jié)構(gòu)。 （ 2）無梁式結(jié)構(gòu)。由板和柱子組成的結(jié)構(gòu)。 2．按框架的施工方法劃分為四種類型 （ 1）現(xiàn)澆整體式框架 框架全部構(gòu)件均在現(xiàn)場現(xiàn)澆成整體。 1）整體性和抗震性能好； 2）構(gòu)件尺寸不受標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)件限制。 （ 2）裝配式框架 框架全部構(gòu)件采用預(yù)制裝配： 1）可加速施工進(jìn)度，提高建筑工業(yè)化程度。 2）節(jié)點構(gòu)造剛性差，抗震性能差。 （ 3）半現(xiàn)澆框架 梁、柱現(xiàn)澆， 樓板預(yù)制或現(xiàn)澆柱，預(yù)制梁板。 1）梁、柱整體性較好，適用于抗震建筑。 2）樓板預(yù)制可節(jié)約模板，約 20％。 （ 4）裝配整體式框架 預(yù)制梁、柱，裝配時通過局部現(xiàn)澆混凝土使構(gòu)件連接成整體。 1）保證了節(jié)點的剛接，結(jié)構(gòu)整體性好； 2）可省去連接件； 3）增加了后澆混凝土工序； 4）比全現(xiàn)澆可節(jié)省模板及加快進(jìn)度。 （三）框架結(jié)構(gòu)的平面布置方式 1．橫向為主要承重框架，縱向為連系梁，只適用于非地震區(qū)。 2．縱向為主要承重框架，橫向為連系梁。 （ 1）有利于提高樓層凈高的有效 利用 （ 2）房間的使用和劃分比較靈活。 （ 3）不適用于地震區(qū)。 3．主要承重框架縱橫兩個方向布置： （ 1）當(dāng)兩個方向的水平力相差不大時，則必須采用這種布置。 （ 2）適用于地震區(qū)及平面為正方形的房屋。 各種框架布置方式見圖 213 （四）框架結(jié)構(gòu)的受力 特性 1．框架結(jié)構(gòu)在豎向力作用下的變形和彎矩見圖 214 2．框架結(jié)構(gòu)在水平力作用下的變形和彎矩見圖 215。 剪力墻的概念、類型、結(jié)構(gòu)布置 三、剪力墻結(jié)構(gòu) （一）剪力墻的概念和結(jié)構(gòu)效能 （ 1）剪力墻是一種抵抗豎向荷載引起的軸向作用以及風(fēng)、地震等水平荷載引起的剪力、彎曲作用的結(jié)構(gòu)單元。 （ 2）剪力墻既可以做建筑物的承載結(jié)構(gòu)，又可以作為建筑物的分隔墻和圍護墻，因此墻體的布置必須同時滿足建筑平面布置和結(jié)構(gòu)布置的要求。 （ 3）剪力墻結(jié)構(gòu)體系承載能力強，整體性和空間作用好，比框架結(jié)構(gòu)有更好的抗側(cè)力能力，因此，可建造較 高的建筑物。 （ 4）受剪力墻的間距的限制，建筑物的開間布置不夠靈活，對需要大空間時就不太適用。一般適用住宅、公寓和旅館。 （ 5）由于開間不大，剪力墻結(jié)構(gòu)的樓蓋結(jié)構(gòu)一般采用平板，可以不設(shè)梁，所以空間利用比較好，可節(jié)約層高。 （二）剪力墻結(jié)構(gòu)體系的類型及適用范圍 1．普通剪力墻結(jié)構(gòu)。全部由剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系。 2．框架 剪力墻結(jié)構(gòu)。是由框架與剪力墻組合而成的結(jié)構(gòu)體系，適用于需要有局部大空間的建筑，這時在局部大空間部分采用框架結(jié)構(gòu)，同時又可用剪力墻來提高建筑物的抗側(cè)能力，從而滿足高層建筑的要 求。 3．框支剪力墻結(jié)構(gòu)。當(dāng)剪力墻結(jié)構(gòu)的底部需要有大空間，剪力墻無法全部落地時，就需要采用底部框支剪力墻的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。 （三）普通剪力墻結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)布置 1．平面布置 （ 1）鋼筋混凝土墻承受全部豎向荷載和水平力，所以剪力墻應(yīng)雙向或多向布置，且宜拉通對直。 對于矩形、 L 形、 T 形平面時，剪力墻沿兩個正交的主軸方向布置；對于三角形及 Y 形平面可沿三個方向布置；對于正多邊形、圓形和弧形平面，則可沿徑向及環(huán)向布置。 （ 2）單片剪力墻的長度不宜過大： 1）剪力墻發(fā)生彎曲破壞時，具有比較強的變 形能力，抗震延性好，而且發(fā)生剪切破壞時，變形能力弱，延性差。過長的剪力墻容易發(fā)生剪切破壞，因此出于抗震性的要求，不宜采用過長的剪力墻。每個墻段的高寬比應(yīng)不小于 2，當(dāng)同一軸線上的剪力墻過長時，應(yīng)用樓板或小連梁分成若干個墻段，每個墻段可以是單片墻，小開口墻或聯(lián)肢墻。每個墻肢的寬度不宜大于 8． 0m。 2）剪力墻長度過大，將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)剛度過大、周期過短，會加大地震力作用，不經(jīng)濟； （ 3）剪力墻的平面布置盡量對稱，均勻，且數(shù)量適當(dāng)。 1）剪力墻的開間以 6． 0～ 7． 0m的大開間，比 3． 0～ 3． 9m的小開間，較 經(jīng)濟合理，降低了材料用量，而且增大建筑使用面積。 2）剪力墻結(jié)構(gòu)的基本周期控制在 Ns—— 為層數(shù)。 底部剪力控制在： G—— 建筑物的總重力荷載。 若周期過短，地震力過大時，宜減少墻的數(shù)量。 （ 4）調(diào)整剪力墻結(jié)構(gòu)剛度的方法有： 1）適當(dāng)減小剪力墻的厚度； 2）降低連梁的高度； 3）增大門窗洞口寬度； 4）對較長的墻肢設(shè)置施工洞，分為兩個墻肢。超過 8． 0m長時都應(yīng)用施工洞劃分為小墻肢。 2．豎向布置 （ 1）沿結(jié)構(gòu)高度的剛度突變對抗震非常不利，為避免這一問題，剪力墻應(yīng)在整個建筑的豎向貫通，上到頂，下到底。 （ 2）頂層取消部分剪力墻時，其余剪力墻應(yīng)在構(gòu)造上予以加強。底層取消部分剪力墻時，應(yīng)設(shè)置轉(zhuǎn)換層。 （ 3）為避免剛度突變，剪力墻的厚度應(yīng)按階段變化，每次厚度減小宜為 50l00mm，不宜過大，厚度變化時宜兩側(cè)同時內(nèi)收。外墻及電梯間墻可只單面內(nèi)收。厚度改變和混凝土強度等級的改變宜錯開樓層。 （ 4）剪力墻上的洞口宜上下對齊，并列布置。相鄰洞口之間及洞口與墻邊緣之間要避免小墻肢。當(dāng)墻肢的寬度與厚度之比小于 3 的小墻肢，在反復(fù)荷載作用下，早開裂，早破壞，故墻肢寬度不宜小于 3bw（ bw為墻厚），且不應(yīng)小于 500mm。 框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點 （四）剪力墻的構(gòu)造要求 1．剪力墻的數(shù)量 對目前設(shè)計的 16— 28層住宅來看，底層部分剪力墻截面總面積與樓面面積之比大約為： Aw— 剪力墻截面總面積； Af— 樓面面積。 2．剪力墻厚度見表 27 表 27 （五）框支剪力墻結(jié)構(gòu)的設(shè)計要點 1．有的為滿足高層建筑多功能、綜合用途的需要，頂部樓層作為住宅、旅館；中部樓層作為辦公用房；下部樓層作為商店、餐館、文化娛樂設(shè)施。不同用途的樓層，需要大小不同的開間，從而采用不同的結(jié)構(gòu)形式。上部樓層采用剪力墻結(jié)構(gòu)以滿足住宅和旅館的要求；中部辦公樓用房側(cè) 需要中、小室內(nèi)空間同時存在，則宜采用框架 剪力墻結(jié)構(gòu)來滿足其要求；底部作為商店等用房則需要有盡量大的空間，則宜加大柱網(wǎng)，盡量減少墻體。 上述要求與結(jié)構(gòu)的合理布置正好相反，以高層建筑的受力規(guī)律，下部樓層受力很大，上部樓層的受力相對要小得多，正常的結(jié)構(gòu)布置應(yīng)當(dāng)是下部剛度要大，墻體應(yīng)多，柱網(wǎng)應(yīng)密，到上部逐漸減少墻、柱、擴大軸線間距，二者正好矛盾。為了解決上述矛盾，就出現(xiàn)了底層大空間的框支剪力墻結(jié)構(gòu)。 2．由于結(jié)構(gòu)底部與上部結(jié)構(gòu)的剛度產(chǎn)生突變，故在所發(fā)生的地震中，其破壞都較嚴(yán)重，抗震性能較差，故在設(shè)計中要特 別加以注意，設(shè)計中要考慮兩個關(guān)鍵問題： （ 1）保證大空間有充分的剛度，防止豎向的剛度過于懸殊； （ 2）加強轉(zhuǎn)換層的剛度與承載力，保證轉(zhuǎn)換層可以將上層剪力可靠地傳遞到落地墻上去。 3．落地剪力墻的布置和數(shù)量 （ 1）底部大空間層應(yīng)有落地剪力墻（或）落地簡體，落地縱橫剪力墻最好成組布置， 結(jié)合為落地筒。 （ 2）平面為長矩形，橫向剪力墻的片數(shù)較多時，落地的橫向剪力墻的數(shù)目與橫向剪力墻數(shù)目之比，非抗震設(shè)計時不宜少于 30％；抗震設(shè)計時不宜少于 50％，對于一般平面，在非震區(qū) γ 應(yīng)盡量接近于 1，不應(yīng) 大于 3； 在抗震設(shè)計時， γ 應(yīng)盡量接近于 1，不應(yīng)大于 2。 為滿足上述要求，可采取以下措施： 1）與建筑協(xié)調(diào)，爭取盡可能多的剪力墻落地必要時也可在別的部位設(shè)置補償剪力墻； 2）加大落地剪力墻的厚度、盡量增大落地墻的截面面積； 3）提高大空間層的混凝土強度等級。 3．落地剪力墻，盡量不要開洞，或開小洞，以免剛度削弱太大。洞口宜布置在剪力墻的中部。 4．轉(zhuǎn)換層的設(shè)置，由剪力墻結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成框支剪力墻結(jié)構(gòu)的大空間層時，其交接層即為轉(zhuǎn)換層。 （ 1）轉(zhuǎn)換層的結(jié)構(gòu)形式 1）框架結(jié)構(gòu)。不落地剪 力墻用柱和梁形成框支梁來支承上面的剪力墻。 2）板柱結(jié)構(gòu)。用厚板及柱來支承上部剪力墻。 3）空腹桁架結(jié)構(gòu)。用空腹桁架及柱來支承上部剪力墻。 4）箱形剛性結(jié)構(gòu)。 （ 2）框支梁、框支柱的基本要求 1）框支梁的寬度不小于上部剪力墻厚度的 2 倍。 2）框支梁上部相鄰層的墻體非常重要，應(yīng)力分布復(fù)雜，所以這層墻不宜設(shè)邊門洞，不得在中柱上方開設(shè)門洞。 3）框支柱要嚴(yán)格要求，軸壓比要比普通柱小些，見表 28： 框支柱與框支梁要加強連接。 柱寬宜與梁同寬或比梁寬每邊大 50mm，且不小于 450；斷面高度 hc，不小于柱寬，不小于梁跨的 1／ 12，柱凈高與柱截面高度之比大于或等于 4。 （ 3）轉(zhuǎn)換層樓板的要求 1）板厚不得小于 180。 2）樓板應(yīng)雙層雙向配筋，并加強與剪力墻的錨固。 框架剪力墻結(jié)構(gòu) 四、框架剪力墻結(jié)構(gòu) （一）框架 剪力墻結(jié) 構(gòu)的受力特點及適用范圍 1．框架 剪力（或框剪結(jié)構(gòu)）是由框架和剪力墻組成的結(jié)構(gòu)體系，這種結(jié)構(gòu)由框架構(gòu)成自由靈活的使用空間，來滿足不同建筑功能的要求；同時又有足夠的剪力墻，具有相當(dāng)大的剛度，從而使結(jié)構(gòu)具有較強的抗震能力，大大減少了建筑物的側(cè)移，在大地震時還可以避免填充墻、門窗、吊頂?shù)确墙Y(jié)構(gòu)構(gòu)件的嚴(yán)重破壞和倒塌。所以在有抗震設(shè)計要求時，宜優(yōu)先采用框剪結(jié)構(gòu)代替框架結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)形式廣泛應(yīng)用于高層辦公和公共建筑，也大量應(yīng)用于高層旅館建筑。 2．框剪結(jié)構(gòu)的受力特點 （ 1）水平力通過樓板傳遞分配到剪力墻及框 架。 （ 2）在水平力作用下，剪力強是豎向懸臂結(jié)構(gòu)，其變形曲線呈彎曲型，樓層越高水平位移增長越快（或?qū)娱g變形越大）；而框架結(jié)構(gòu)在水平力的作用下，樓層越高水平位移增長越慢（或?qū)娱g變形越小），其變形曲線呈剪切型；兩種結(jié)構(gòu)協(xié)同工作的結(jié)果是：在底部，水平力產(chǎn)生的剪力主要由剪力墻承擔(dān)；但到頂部時，剪力主要由框架承擔(dān)?？蚣芙Y(jié)構(gòu)在水平力作用下的變形曲線呈反 S 形的剪切型位移曲線。 （二）框剪結(jié)構(gòu)中剪力墻的數(shù)量 1．剪力墻的多少直接影響抗震能力，震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)墻數(shù)量增加震害減少。但是剪力墻過多，也會造成不經(jīng)濟，因剪力 墻增多，結(jié)構(gòu)的剛度增大，周期縮短，地震作用加大，內(nèi)力增大材料用量增加，基礎(chǔ)造價也相應(yīng)提高。 2．合理的數(shù)量 （ 1）按許可位移值決定 按《高層規(guī)程》許可位移的限值來核算結(jié)構(gòu)必要剛度。 一般裝修標(biāo)準(zhǔn)的框剪結(jié)構(gòu)頂點位移與全高之比； μ ／ H 不宜大于 1／ 700；較高裝修時， μ ／ H 不宜超過 1／ 850，或由層間相對位移與層高之比 Δμ max／ H 的限制值來控制。 （ 2）用結(jié)構(gòu)自震周期和地震作用來校核 一般較合理的基本自震周期為： n 為結(jié)構(gòu)層數(shù) 3．剪力墻的布置 （ 1）剪力墻應(yīng)按均勻、分散、對稱、周邊的原則布置。 （ 2）剪力墻應(yīng)沿各主要軸線方向布置，以保證梁、柱、剪力墻的中線重合，使內(nèi)力傳遞和分布合理且保證節(jié)點核心區(qū)的完整性。 （ 3）應(yīng)縱橫方向同時布置，并使兩個方向的自振周期比較接近。 （ 4）宜布置在：豎向荷載較大處、平面形狀變化處、樓電梯間處。 （ 5）剪力墻的長度不宜太長，總高度與長度之比宜大于 2。單肢墻長度不宜大于 8m，以免剪切破壞。 （ 6）不宜在伸縮縫和防震縫兩側(cè)同時布置，縱向剪力墻不宜布置在端部，宜布置在中部 （ 7）剪力墻的最大間距見表 29。 表 29 注： B—— 建筑物的寬度。 剪力墻之間的樓面