高层建筑结构概念设计

高 层 建 筑 结 构 概 念 设 计 第 1章 概 述1.1 引 言n 设 计 体 制 的 问 题 ： 在 建 筑设 计 的 方 案 阶 段 ， 结 构 工程 师 一 般 不 投 入 工 作 。n 某 些 结 构 工 程 师 知 识 结 构的 问 题 ： 注 重 细 节 而 忽 视总 体 方 案 。n 当 前 结 构 设 计 模 式 的 问 题 ：规 范 一 体 化 计 算 机 结 构设 计 程 序 结 构 工 程 师对 结 构 概 念和 结 构 体 系不 感 兴 趣 ，工 作 缺 乏 创造 性 限 制 和约 束 了业 主 所想 要 的空 间 形式 和 功能 1.2 帮 助 建 筑 师 开 拓 空 间 形 式 与 功 能n 有 一 定 复 杂 性 的 工 程 设 计 ， 在 建 筑 方 案 设 计阶 段 ， 结 构 工 程 师 的 参 与 是 项 目 设 计 所 必 要的 知 识 投 入 。n 在 此 阶 段 ， 需 要 结 构 工 程 师 对 结 构 体 系 的 总体 认 识 ， 对 结 构 受 力 和 变 形 特 性 的 整 体 概 念 ，也 需 要 关 于 结 构 设 计 的 经 验 和 判 断 力 。 【 例 1-1】 芝 加 哥 第 一 国 家 银 行 大 楼n 业 主 向 往 在 大 楼 整 个 底 部 有 4 5层 楼 高 的 无 柱 大空 间 。 结 构 工 程 师和 建 筑 师 首次 慷 慨 和 充分 的 满 主 了银 行 家 梦 寐以 求 的 底 部大 空 间 。 【 例 1-2】 西 尔 斯 大 厦n 110层 、 442m高 ， 束 筒 结 构 （ 每 个 钢 框 筒 为22.86m 22.86m 523 ）n 结 构 平 面 图 见 书 中 图 2-24优越性 使 风 荷 载 的 分 布 趋 于 合 理 ；满 足 了 想 租 用 整 层 楼 房 ， 而 面 积 又 不 太 大 的 客 户要 求 ；提 供 了 523 范 围 内 无 柱 子 的 大 空 间 ；平 均 用 钢 量 159.5kg/ 建 筑 结 构 的 设 计 阶 段 与 反 馈 （ 书 中 图 1-4）n 分 阶 段 设 计 ；n 视 方 案 设 计 阶 段 的 建 筑 空 间 形 式 为 总 结 构 体 系 ；n 重 点 突 出 总 体 系 与 主 要 分 体 系 之 间 的 最 佳 受 力 特征 ；n 在 初 步 设 计 中 重 视 运 用 近 似 计 算 来 确 认 主 要 分 体系 和 关 键 构 件 的 截 面 尺 寸 （ 本 书 第 4章 、 第 5章讲 ） ；n 在 设 计 的 主 要 环 节 和 各 阶 段 之 间 注 重 反 馈 及 优 化 。 方 案 设 计 阶 段 创 造 初 步 设 计 阶 段 优 化 改 进 施 工 图 设 计 阶 段 出 成 果 【 例 1-3】 法 兰 克 福 商 业 银 行 大 楼 （ 61层 ）n 招 标 书 中 要 求 ： 在 三 角 形 的 建 筑 平 面 内 ， 必 须 有 一 边 是 空中 花 园 ， 而 办 公 区 只 能 在 另 外 两 侧 ， 并 且 在 每 层 办 公 区 的任 何 位 置 上 ， 办 公 人 员 抬 头 就 能 看 见 空 中 花 园 。n 建 筑 师 的 最 初 想 法 ： 将 三 角 形 建 筑 的 正 面 从 下 到 上 全 部 设计 成 空 中 花 园 ， 而 将 两 侧 面 设 计 成 办 公 区 ， 并 在 大 楼 的 中央 设 置 核 心 筒 。n 共 同 合 作 （ 有 结 构 工 程 师 参 加 ） 的 中 标 方 案 ： 在 三 角 形 大楼 每 一 侧 都 由 6层 办 公 楼 区 后 加 插 一 个 3层 楼 净 高 的 空 中 花园 ， 大 楼 3个 边 的 空 中 花 园 按 顺 时 针 方 向 往 上 盘 旋 错 层 相接 ； 取 消 核 心 筒 ， 在 建 筑 平 面 的 3个 角 区 设 置 角 筒 作 为 竖向 交 通 通 道 。 角 筒 错 层 空 腹 桁 架 结 构 体 系 。 n 初 步 设 计 阶 段 的 优 化 ： 8层 办 公 楼 区 加 插 一 个 4层 楼 净 高 的空 中 花 园 ， 以 改 进 整 体 刚 度 和 净 使 用 面 积 与 总 建 筑 面 积 的比 率 。n 书 中 图 1-9 结 构 工 程 师 对 设 计 的 态 度 及 其 效 果 1.3 承 载 力 、 刚 度 、 延 性 为 主 导 的 结 构 概念 设 计 因 而 ， 高 层 建 筑 结 构 的 抗 侧 力 问 题 突 出水 平 作 用 效 应 结 构 底 部 倾 覆 力 矩 与 其 高 度 的 平 方 成正 比结 构 顶 部 侧 移 与 其 高 度 的 4次 方 成 正 比 n 过 大 的 侧 移 对 结 构 造 成 危 害 ， 影 响 正 常 使 用n 过 明 显 的 摆 动 居 住 者 感 觉 不 舒 服 抗 风 要 求 结 构具 有 一 定大 的 刚 度 n 抗 震 结 构 的 刚 度 不 宜 过 大 （ 刚 度 大 ， 自 振 周期 小 ， 地 震 作 用 大 ） 。n 理 想 的 抗 震 、 抗 风 结 构 ： 1、 应 具 有 一 定 大 的 刚 度 和 必 要 的 承 载 力 ，以 抵 御 风 荷 载 和 多 遇 地 震 ； 2、 具 有 多 道 抗 震 防 线 ， 在 结 构 局 部 屈 服 后刚 度 降 低 ， 自 振 周 期 增 大 ， 地 震 作 用 减 小 ； 3、 具 有 足 够 的 延 性 耗 能 能 力 和 良 好 的 变 形能 力 以 抵 御 罕 遇 地 震 。 【 例 1-4】 尼 加 拉 瓜 美 洲 银 行 由 美 籍 学 者 林 同 炎 教 授 于 1963年 设 计 ， 18层 、 61m高 ， 首 开 多 道 防 线 、 刚 柔 结 合 的 概 念设 计 思 想 于 工 程 实 例 之 先 河 。 柔 性 筒 H/b 7 4个 边 长 为 4.6m的 L形 柔 性 筒 （ 其 H/b=13.3）通 过 每 层 的 连 梁 组 成 一 个 11.6m 11.6的 正 方形 核 心 筒 （ 其 H/b 5） ， 连 梁 中 部 开 较 大 的 孔洞 。 n 在 风 荷 载 和 多 遇 地 震 下 ， 核 心 筒 具 有 足 够 的 刚 度 和 承载 力 ；n 在 罕 遇 地 震 下 ， 作 为 第 一 道 防 线 的 连 梁 屈 服 出 现 塑 性铰 ， 4个 L形 柔 性 筒 作 为 独 立 的 抗 震 单 元 ， 结 构 刚 度 降低 ， 自 振 周 期 增 大 ， 阻 尼 增 加 ， 地 震 作 用 减 小 ， 结 构仍 具 有 预 期 的 受 力 性 能 。n 震 后 情 况 ： 连 梁 剪 切 破 坏 ， 墙 体 未 见 裂 缝 。 动 力 分 析 见 书 中 表 1-1。 与 尼 加 拉 瓜 美 洲 银 行 相 距 不 远 的 尼 加 拉 瓜 中 央 银 行（ 平 面 布 置 见 书 中 图 2-7） 在 此 次 地 震 中 破 坏 惨 重 。 马 那 瓜 中 央 银 行 大 厦试 问 ：那 一 幢 破 坏 严重 呢 ？马 那 瓜 美 洲 银 行 大 厦 尚 需 重 视 的 一 些 基 本 原 则 1、 变 复 杂 为 简 单 ， 即 使 结 构 的 受 力 与 传 力途 径 越 简 单 、 越 直 接 明 确 越 好 。 2、 重 视 上 部 结 构 与 其 支 承 结 构 （ 构 件 ） 整体 共 同 作 用 。 如 框 支 剪 力 墙 的 转 换 梁 及 钢 砼高 层 建 筑 的 箱 基 与 伐 基 。 3、 能 够 有 效 增 大 高 层 建 筑 抗 侧 力 能 力 、 而毋 需 增 加 更 多 成 本 的 若 干 理 念 。 4、 注 意 竖 向 构 件 在 建 筑 物 自 重 作 用 下 的 压缩 变 形 问 题 。 1.4 结 构 设 计 没 有 唯 一 解 全 面 、 完 整 的 理 解 规 范n 在 英 国 规 范 前 言 的 最 后 一 行 告 示 ： “ 遵 守 英 国规 范 本 身 ， 并 不 意 味 给 予 豁 免 责 任 。 ”n 美 国 桥 梁 设 计 规 范 中 也 明 确 指 出 ： “ 本 规 范 无法 取 代 设 计 人 员 所 应 具 有 的 专 业 教 育 和 工 程 判断 的 训 练 ， 所 以 仅 在 规 范 中 规 定 了 为 保 证 公 共安 全 的 最 低 要 求 。 ”n 需 要 全 面 、 完 整 的 理 解 规 范 的 两 个 例 子 。 【 例 1-5】 关 于 柱 的 轴 压 比n 轴 压 比 的 定 义 ： 轴 压 比 限 值 的 实 质 是 柱 子 截 面 在 大 小 偏 心 受 压 界限 破 坏 状 态 下 的 轴 压 比 。n 抗 震 规 范 中 所 涉 及 到 的 影 响 轴 压 比 限 值 的 因 素 ： 结 构 类 型 、 抗 震 等 级 、 剪 跨 比 、 箍 筋 形 式 、 柱 中是 否 设 芯 柱 。 bhfNn c n 影 响 轴 压 比 限 值 的 因 素 还 有 ： 柱 周 边 纵 向 钢 筋 的 配 筋 率 （ 成 正 比 ） ； 纵 向 钢 筋 的 强 度 （ 成 反 比 ） ； 柱 截 面 形 式 （ 我 国 现 行 规 范 针 对 矩 形 截 面 柱 ， 圆 形截 面 柱 的 延 性 好 于 矩 形 截 面 柱 ） ； 砼 强 度 等 级 （ 成 反 比 ） 。n 可 考 虑 适 当 上 调 轴 压 比 限 值 的 情 况 ： 1、 考 虑 的 余 值 适 当 提 高 轴 压 比 限 值 ； 2、 圆 形 截 面 可 提 高 5 10%; 可 以 进 行 上 调 的 理 由 ： 1、 实 际 情 况 ； 2、 轴 压 比 限 值 的 规 定 为 抗 震 规 范 中 的 非 强 制 性 条 文 mins 【 例 1-6】 关 于 部 分 框 支 抗 震 墙 结 构 （ 带 转 换 层的 高 层 建 筑 结 构 、 底 部 大 空 间 剪 力 墙 结 构 ） 规 定条 文 的 对 象n 由 于 功 能 要 求 ， 一 些 高 层 的 转 换 层 设 在 6 10层 ， 而 “ 高 规 ” 的 相 应 条 文 针 对 的 是 8度 不 超过 3层 、 7度 不 超 过 5层 为 部 分 框 支 剪 力 墙 的 情况 ， 当 有 高 位 转 换 层 而 照 套 规 范 条 文 时 ， 将 导致 转 换 层 下 部 结 构 偏 于 不 安 全 。n 本 书 3.7.4也 有 此 方 面 的 论 述 。 1.5 运 用 正 确 的 判 断 力 把 握 设 计 对 待 结 构 设 计 软 件 的 态 度【 例 1-7】 在 某 31层 带 转 换 层 的 高 层 建 筑 结 构 （ 转 换层 位 于 第 6层 ） 的 分 析 计 算 中 ， 各 软 件 的 表 现 。n TBSA程 序 ： 将 上 部 框 支 剪 力 墙 假 设 为 一 根 薄 壁 杆 件和 转 换 梁 构 成 点 变 形 协 调 ， 与 实 际 受 力 情 况 差 别 太大 ， 故 取 跨 度 为 8.7m的 转 换 梁 的 截 面 高 度 为 1.6m竟使 梁 严 重 超 筋 。n SATWE程 序 ： 配 筋 量 偏 大 且 转 换 梁 内 无 轴 向 拉 力 。若 按 此 配 筋 ， 将 导 致 配 筋 量 大 且 转 换 梁 跨 中 附 近 有可 能 开 裂 。 n 平 面 有 限 元 程 序 ： 较 符 合 实 际 受 力 情 况 ， 配 筋 量 总体 上 少 于 SATWE的 计 算 结 构 。 n 在 T.Y.Lin设 计 顾 问 有 限 公 司 ， 只 能 用 计 算 机进 行 分 项 荷 载 的 内 力 分 析 ， 其 结 果 经 上 机 工 程师 自 校 后 交 项 目 工 程 师 校 审 ， 工 程 师 再 用 手 算进 行 最 不 利 荷 载 组 合 的 内 力 计 算 和 构 件 截 面 配筋 计 算 ， 然 后 项 目 工 程 师 终 审 ， 再 用 CAD出 图 。n 我 国 目 前 结 构 设 计 存 在 的 主 要 问 题 ： 1、 盲 目信 赖 和 依 靠 一 体 化 计 算 机 结 构 设 计 程 序 ； 2、一 次 性 图 形 输 入 而 无 复 校 ； 3、 设 计 软 件 自 身存 在 缺 陷 ； 4、 尤 其 是 在 赶 任 务 时 ， 设 计 管 理与 校 审 制 度 不 严 。 第 2章 高 层 建 筑 结 构 体 系 及 工 程 实 例梁板 水 平 构 件 （ 楼 、 屋 盖 体 系 ， 水 平 分 体 系 ） 墙 柱斜 撑 竖 向 构 件水 平 构 件竖 向 构 件 竖 向 分 体 系 抗 侧 力 体 系竖 向 荷 载 水 平 构 件 竖 向 构 件 基 础 地 基水 平 荷 载 抗 侧 力 体 系 基 础 地 基 抗 侧 力 体 系 框 架剪 力 墙框 架 剪 力 墙 或 框 架 筒 体框 架 核 心 筒框 架 核 心 筒 伸 臂筒 中 筒束 筒巨 型 框 架脊 骨 结 构 2.1 框 架 结 构n 地 震 区 的 框 架 应 设 计 成 延 性 框 架 ；n 体 型 复 杂 的 框 架 应 采 用 加 强 措 施 ， 并 应 注 意 在复 杂 中 寻 求 规 则 （ 书 中 图 2-1） ；n 我 国 最 高 的 钢 砼 框 架 结 构 为 北 京 的 长 城 饭 店 ，18层 ， 82.85m；n 由 于 框 架 结 构 的 抗 侧 刚 度 较 小 ， 结 构 高 度 增 加将 导 致 柱 子 截 面 过 大 ， 按 我 国 高 规 、 高钢 规 给 出 的 最 大 适 用 高 度 较 经 济 合 理 。 2.2 剪 力 墙 结 构n 现 浇 剪 力 墙 结 构 的 整 体 性 较 好 ， 抗 侧 刚 度 和 承载 力 大 ， 延 性 剪 力 墙 抗 震 性 能 好 （ 剪 力 墙 的 延性 不 及 框 架 ） 。n 剪 力 墙 结 构 体 系 中 ， 楼 、 屋 盖 一 般 不 设 梁 ， 因而 剪 力 墙 的 间 距 不 能 很 大 （ 3 8m） ， 建 筑 空间 受 到 限 制 ， 适 用 于 住 宅 、 旅 馆 建 筑 。n 剪 力 墙 结 构 墙 密 集 ， 结 构 刚 度 大 ， 基 本 自 振 周期 小 ， 地 震 作 用 大 ， 高 度 很 大 的 剪 力 墙 结 构 并不 经 济 。 2.3 框 架 剪 力 墙 （ 筒 体 ） 和 框 架 支 撑 结 构n 框 架 剪 力 墙 结 构 兼 有 框 架 结 构 布 置 灵 活 、 延 性好 和 剪 力 墙 结 构 刚 度 大 、 承 载 力 高 的 优 点 ；n 框 架 的 变 形 为 剪 切 型 ， 剪 力 墙 的 变 形 为 弯 曲 型 ，两 者 协 同 工 作 ， 总 变 形 为 弯 剪 型 ， 使 层 间 变 形 沿高 度 表 现 均 匀 ； n 框 架 剪 力 墙 结 构 为 双 重 抗 侧 力 体 系 ， 剪 力 墙 为第 一 道 抗 震 防 线 ， 框 架 为 第 二 道 抗 震 防 线 ， 结 构具 有 多 道 抗 震 防 线 。框 架 剪 力 墙 结 构注 意 区 别 框 筒 与 框 筒框 架 剪 力 墙 结 构框 架 筒 体 结 构 n 当 高 度 增 至 40 50层 时 ， 多 采 用 框 架 筒 体结 构 ， 此 时 建 筑 多 为 塔 式 。n 在 框 架 剪 力 墙 结 构 中 ， 要 注 意 剪 力 墙 的 合 理数 量 。 在 本 结 构 中 ， 要 特 别 注 意 剪 力 墙 布 置 ，以 免 造 成 较 大 的 偏 心 。n 框 架 支 撑 结 构 主 要 用 于 钢 结 构 ， 支 撑 为 桁 架 ，杆 件 轴 向 受 力 ， 可 充 分 发 挥 材 料 的 性 能 。 支 撑有 中 心 支 撑 和 偏 心 支 撑 ， 抗 震 结 构 多 采 用 偏 心支 撑 ， 并 将 水 平 杆 件 端 部 处 理 成 耗 能 梁 段 。 2.4 框 架 核 心 筒 结 构 、 框 架 核 心 筒 伸 臂 结 构n 框 架 核 心 筒 结 构 ： 框 架 布 置 在 周 边 ， 筒 体 布 置 在 中间 。 其 受 力 与 变 形 特 点 与 框 架 剪 力 墙 （ 筒 体 ） 结 构相 同 ， 但 高 规 将 其 归 入 筒 体 体 系 。 框 架 柱 的 间 距 可 达 9m， 外 框 架 与 核 心 筒 之 间 的 距 离可 达 10m以 上 ， 故 可 获 得 较 大 的 使 用 空 间 。n 当 建 筑 高 度 较 大 时 ， 可 在 沿 高 度 的 适 当 位 置 设 置 伸 臂 ，用 于 加 强 核 心 筒 与 框 架 的 连 接 ， 则 成 为 框 架 核 心筒 伸 臂 结 构 。 采 用 框 架 核 心 筒 伸 臂 结 构 的 有 名 建 筑 颇 多 ， 如上 海 金 茂 大 厦 、 深 圳 地 王 大 厦 及 马 来 西 亚 双 塔 等 。 2.5 筒 中 筒 结 构n 外 筒 的 高 宽 比 小 ， 为 剪 切 型 变 形 ； 内 筒 的 高 宽 比大 ， 为 弯 曲 型 变 形 。 故 筒 中 筒 结 构 也 为 双 重 抗 侧力 体 系 。n 值 得 注 意 的 问 题 ： 外 筒 的 剪 力 滞 后 现 象 （ 书 中 图2-19） ； 楼 板 的 厚 度 （ 太 薄 ， 不 能 保 证 足 够 的 平面 内 刚 度 ； 太 厚 ， 结 构 自 重 过 大 ） 。 n 筒 中 筒 适 用 于 50层 以 上 的 建 筑 ， 为 20世 纪 60 80年 代 高 层 建 筑 的 主 要 体 系 ， 并 影 响 了 当 时 高 层 建筑 的 审 美 观 念 当 时 提 出 “ 朴 素 即 为 美 。 ”筒 中 筒 外 筒 ： 框 筒 或 桁 架 筒内 筒 ： 实 腹 筒 2.6 束 筒 结 构n 束 筒 结 构 ： 两 个 或 两 个 以 上 的 框 筒 紧 靠 在 一 起成 “ 束 ” 状 排 列 。 束 筒 中 ， 增 加 了 框 筒 的 角 柱数 量 ， 可 明 显 的 减 少 剪 力 滞 后 。 还 可 以 通 过 束筒 组 成 较 为 复 杂 的 建 筑 平 面 （ 书 中 图 2-25） 和建 筑 造 型 。n 著 名 的 采 用 束 筒 体 系 的 建 筑 有 芝 加 哥 的 西 尔 斯大 厦 以 及 被 毁 于 “ 9.11” 事 件 的 纽 约 世 界 贸 易中 心 。 n 我 国 目 前 尚 未 见 束 筒 结 构 的 高 层 建 筑 ， 相 关 规范 对 此 也 无 明 确 规 定 。 2.7 巨 型 框 架 结 构n 巨 型 框 架 和 束 筒 均 可 归 为 多 筒 结 构 。n 竖 向 荷 载 次 结 构 巨 型 梁 巨 型 柱 基础 体 系 地 基n 水 平 作 用 巨 型 框 架 基 础 体 系 地 基 n 台 北 101大 楼 （ 101层 ， 屋 顶 高 448m， 塔 桅 顶 高508m） 采 用 巨 型 框 架 核 心 筒 结 构 体 系 。n 在 26层 及 以 下 周 边 设 置 8根 大 箱 形 钢 柱 和 12根小 箱 形 钢 柱 ， 从 27层 开 始 只 剩 8根 大 箱 形 钢 柱 ；n 内 筒 由 16根 箱 形 柱 与 斜 撑 形 成 桁 架 筒 ；n 大 致 每 8层 设 置 1层 楼 高 的 巨 型 梁 。 为 满 主 舒 适度 要 求 ， 在 87 92层 之 间 设 置 悬 挂 式 重 力 摆 锤 ；n 为 减 小 屋 顶 尖 塔 的 鞭 梢 效 应 ， 在 498 505m之间 设 置 两 组 阻 尼 块 。 2.8 结 构 体 系 的 适 用 范 围n 书 中 表 2.2列 出 了 各 钢 筋 砼 结 构 体 系 的 适 宜 高度 范 围 。 而 “ 抗 震 规 范 ” 和 “ 混 凝 土 高 规 ” 中适 用 最 大 高 度 是 指 ： 规 范 或 规 程 中 各 项 规 定 所适 用 的 房 屋 高 度 。 当 所 用 的 结 构 体 系 的 高 度 超出 规 范 或 规 程 中 适 用 最 大 高 度 时 ， 应 进 行 超 限审 查 并 采 用 相 应 的 措 施 。n 规 范 或 规 程 中 有 关 高 宽 比 限 制 的 条 文 是 一 个 经验 性 的 参 考 规 定 ， 符 合 高 宽 比 限 制 要 求 的 建 筑比 较 容 易 满 足 位 移 限 制 条 件 ， 如 能 满 足 层 间 位移 限 值 及 其 他 条 件 ， 对 高 宽 比 可 适 当 放 宽 。 2.9 高 层 建 筑 抗 侧 力 结 构 体 系 的 发 展 和 应 用结构体系 框 架剪 力 墙 框 架 剪 力 墙 （ 筒 体 ） 框 架 核 心 筒框 架 核 心 筒 伸 臂框 筒实 腹 筒桁 架 筒 筒 中 筒 束 筒 多 筒巨 型 结 构 脊 骨 结 构材料 钢钢 筋 砼 组 合 构 件 混 合 结 构 1、 单 种 抗 侧 力 体 系 发 展 到 双 （ 多 ） 重 抗 侧 力 体 系2、 由 平 面 结 构 向 空 间 结 构 发 展3、 平 面 桁 架 与 空 间 桁 架 的 应 用4、 抗 侧 力 结 构 趋 向 周 边 布 置5、 创 造 巨 型 结 构 和 脊 骨 结 构6、 组 合 构 件 和 混 合 结 构 的 应 用7、 高 强 、 轻 质 材 料 的 应 用8、 消 能 减 震 结 构 的 发 展9、 主 动 控 制 结 构 第 3章 抗 侧 力 结 构 受 力 、 变 形 特 性 概 念 3.1 双 重 抗 侧 力 体 系 的 受 力 和 变 形 性 能 单 种 抗 侧 力 体 系（ 静 定 或 延 性 差 ） 一 道 抗 震 防 线 单 种 抗 侧 力 体 系（ 超 静 定 且 延 性 较 好 ） 多 道 抗 震 防 线 双 （ 多 ） 重 抗 侧 力 体 系 双 重 抗 侧 力 体 系 的 特 点n 由 两 种 受 力 和 变 形 性 能 不 同 的 超 静 定 抗 侧 力结 构 组 成 ， 每 种 抗 侧 力 结 构 都 是 具 有 足 够 的刚 度 和 承 载 力 ， 可 以 承 受 一 定 比 例 的 水 平 荷载 ， 并 通 过 楼 板 连 接 而 协 调 工 作 。n 在 地 震 作 用 下 ， 当 其 中 一 种 抗 侧 力 结 构 有 所损 伤 时 ， 另 一 种 抗 侧 力 体 系 能 够 承 受 较 大 的地 震 作 用 ， 它 能 够 与 损 伤 的 抗 侧 力 结 构 共 同或 单 独 抵 抗 后 期 地 震 。 3.1.1 框 架 剪 力 墙 （ 筒 体 ） 结 构n 在 水 平 作 用 下 ， 框 架 呈 剪 切 型 变 形 ， 剪 力 墙 呈 弯 曲 型变 形 ， 二 者 协 调 工 作 ， 整 体 结 构 呈 弯 剪 型 变 形 。 在 上部 ， 框 架 帮 剪 力 墙 ； 在 下 部 ， 剪 力 墙 帮 框 架 。 需 注 意 ，即 使 是 在 分 布 水 平 荷 载 作 用 下 ， 结 构 顶 部 框 架 受 正 剪力 ， 剪 力 墙 受 负 剪 力 。n 影 响 框 架 剪 力 墙 结 构 变 形 曲 线 形 状 和 框 架 与 剪 力 墙间 内 力 分 配 比 例 的 重 要 参 数 是 刚 度 特 征 值 ， 反 映 二者 的 相 对 刚 度 。 当 1 2.4时 ， 二 者 的 相 对 刚 度 较 为 适 度 。 当 然 ，同 样 刚 度 和 数 量 的 剪 力 墙 的 布 置 也 需 要 符 合 要 求 。 wEICH f 4种 情 况 （ 1） 当 框 架 承 担 的 剪 力 不 小 于 基 底 剪 力 的 20 或 框 架 最 大层 剪 力 的 1.5倍 （ 取 二 者 中 的 较 小 值 ） 时 ， 可 按 框 架 剪 力 墙 结 构 设 计 。（ 2） 当 剪 力 墙 承 担 的 基 本 振 型 倾 覆 力 矩 小 于 总 倾 覆 力 矩 的50 时 ， 仍 属 框 架 剪 力 墙 结 构 ， 但 框 架 部 分 的 抗 震 等级 按 纯 框 架 结 构 确 定 ， 最 大 适 用 高 度 可 比 框 架 结 构 适 当增 加 。（ 3） 当 框 架 承 担 的 剪 力 达 不 到 (1)中 的 要 求 时 ， 不 考 虑 框 架的 作 用 ， 按 剪 力 墙 结 构 设 计 。（ 4） 当 结 构 中 的 剪 力 墙 数 量 很 少 时 ， 应 按 框 架 结 构 设 计 ，但 需 要 注 意 剪 力 墙 对 框 架 上 部 的 不 利 影 响 。 （ 1） 、 （ 2） 为 双 重 抗 侧 力 体 系 ； （ 3） 、 （ 4） 为 非 双 重 抗 侧 力 体 系 。 3.1.2筒 中 筒 与 框 架 核 心 筒n 书 中 表 3 1为 筒 中 筒 结 构 与 框 架 核 心 筒 结 构 （ 无 楼 板大 梁 ） 抗 侧 刚 度 比 较 ， 可 见 ， 筒 中 筒 结 构 的 抗 侧 刚 度是 框 架 核 心 筒 抗 侧 刚 度 的 3倍 以 上 。n 书 表 中 3 2为 筒 中 筒 结 构 与 框 架 核 心 筒 结 构 （ 无 楼 板大 梁 ） 内 力 分 配 比 较 ： 在 筒 中 筒 结 构 中 ， 实 腹 筒 分 配72.6%的 基 底 剪 力 ， 周 边 框 架 分 配 66.0 的 倾 覆 力 矩 ；而 在 框 架 核 心 筒 中 ， 周 边 框 架 分 配 的 基 底 剪 力 和 倾覆 力 矩 均 较 小 。n 筒 中 筒 结 构 无 疑 属 双 重 抗 侧 力 体 系 ； 而 对 于 框 架 核心 筒 结 构 ， 需 将 外 框 架 抵 抗 的 剪 力 调 整 增 大 到 0.2 与 1.5 的 较 小 值 。 增 加 框 架 核 心 筒 结 构 抗 侧刚 度 的 有 效 方 法 是 设 连 接 外 柱 与 内 筒 的 大 梁 ， 但 将 降低 房 间 的 净 高 。 0vmaxf,v 3.1.3 混 合 的 框 架 核 心 筒 结 构n 我 国 “ 高 规 ” 的 混 合 结 构 ： 钢 框 架 钢 筋 砼 筒体 、 钢 骨 砼 柱 钢 筋 砼 筒 体 ， 此 外 还 有 钢 管 砼柱 钢 筋 砼 筒 体 。 “ 高 规 ” 对 其 提 出 了 外 框 架承 担 的 剪 力 不 能 小 于 0.25 与 1.8 较 小 值的 规 定 ， 以 保 证 其 为 双 重 抗 侧 力 体 系 。n 书 中 图 3-10为 钢 框 架 钢 筋 砼 核 心 筒 典 型 结 构剪 力 分 配 及 调 整 分 析 。 如 各 层 剪 力 均 按 0.25 取 值 ， 上 部 各 层 增 加 太 多 而 没 有 必 要 ； 如 层 剪力 均 取 1.8 ， 设 计 剪 力 有 可 能 不 到 总 剪 力的 10 。 因 此 ， 书 中 建 议 ： 0v 0v maxf,maxf, 0v （ 1） 8度 区 ， 各 层 框 架 的 层 剪 力 取 0.25 ， 为 该 层 的层 剪 力 。（ 2） 6度 区 和 非 地 震 区 ， 可 以 按 非 双 重 抗 侧 力 体 系 设 计 ，内 筒 按 承 担 100 的 层 剪 力 设 计 ， 外 框 架 可 取 0.10.15 。（ 3） 对 于 钢 框 架 钢 筋 砼 核 心 筒 结 构 ， 由 于 ： 周 边钢 框 架 的 抗 侧 、 抗 扭 刚 度 小 ； 钢 框 架 与 钢 筋 砼 内 筒之 间 徐 变 性 能 的 差 别 ， 当 高 度 很 大 时 ， 产 生 明 显 的 竖向 变 形 差 ， 故 应 注 意 建 筑 高 度 不 能 太 大 。（ 4） 当 剪 力 调 整 的 幅 度 较 大 ， 需 增 大 钢 柱 截 面 而 导 致不 经 济 时 ， 可 采 用 钢 骨 砼 土 或 钢 管 砼 柱 框 架 。（ 5） 当 建 筑 较 高 或 抗 震 设 防 烈 度 较 高 时 ， 可 采 用 钢 骨砼 核 心 筒 ， 以 改 善 内 筒 的 延 性 。 v vv 3.2框 架 核 心 筒 结 构 与 板 柱 筒 体 结 构 的 区 别n 在 受 力 与 变 形 性 能 上 ： 框 架 核 心 筒 为 双 重 抗 侧 力 体 系 ； 板 柱 剪 力 墙 （ 筒 体 ） 中 的 板 柱 结 构 属 弱 框 架 ，板 柱 剪 力 墙 （ 筒 体 ） 为 非 双 重 抗 侧 力 体 系 。n 在 形 式 上 ： 板 柱 筒 体 结 构 中 无 梁 楼 盖 的 面 积 较 大 ， 无 梁 柱较 多 ； 而 框 架 核 心 筒 结 构 中 的 无 梁 柱 少 （ 书 中 图 311b中 只 有 4根 ） ， 也 可 能 没 有 无 梁 柱 （ 如 书 中 图3 5b） 。 3.3 框 架 核 心 筒 伸 臂 结 构 受 力 和 变 形 性 能n 框 架 核 心 筒 伸 臂 结 构 ： 在 框 架 核 心 筒 结构 中 的 某 一 层 或 几 层 设 置 连 接 内 筒 与 外 柱 的 伸臂 ， 以 增 强 结 构 的 抗 侧 刚 度 。n 伸 臂 使 外 柱 产 生 更 大 的 内 力 而 使 内 筒 弯 矩 减 少 ，增 强 了 结 构 的 刚 度 （ 书 中 图 3 13） 。 伸 臂 相当 于 有 梁 板 体 系 框 架 核 心 筒 中 的 梁 集 中 设 置在 结 构 的 一 层 或 几 层 ， 但 设 置 伸 臂 梁 在 其 所 在层 附 近 引 起 竖 向 构 件 的 内 力 突 变 。 而 在 有 梁 板体 系 框 架 核 心 筒 中 ， 设 置 伸 臂 的 作 用 并 不 明显 。 设 伸 臂 的 优 点 ： 增 大 框 架 中 间 柱 轴 力 、 增 加 刚度 减 少 侧 移 、 减 少 内 筒 弯 矩 设 伸 臂 的 缺 点 ： 伸 臂 所 在 层 的 上 下 相 邻 层 的 柱子 内 力 突 变 ， 柱 易 出 现 塑 性 铰 非 地 震 区利 大 于 弊 ；地 震 区 ，须 慎 重 考虑 3.4 加 强 层 的 概 念 1、 伸 臂加 强 构 件 2、 环 向 构 件 3、 腰 桁 架 和 帽 桁 架 加 强 层 ： 以 上 三 种 加 强 构 件 的 一 种 或 一 种 以 上 所 在 的 层 位 。 3.4.1 伸 臂 设 置 的 位 置 和 数 量（ 1） 当 只 设 一 道 伸 臂 时 ， 最 佳 位 置 在 距 底 部 固定 端 以 上 （ 0.60 0.67） H之 间 。（ 2） 设 两 道 伸 臂 的 效 果 优 于 一 道 伸 臂 ， 如 果 一道 设 置 在 0.7H以 上 ， 则 另 一 道 应 设 置 在 0.5H处 。（ 3） 多 道 伸 臂 可 沿 高 度 均 匀 设 置 ， 设 置 多 道 伸臂 时 ， 会 进 一 步 减 小 位 移 ， 但 位 移 减 小 量 并 不与 伸 臂 数 量 成 正 比 ； 设 置 的 伸 臂 多 于 4道 时 ，减 少 侧 移 的 效 果 基 本 稳 定 ， 但 可 降 低 内 力 突 变 。 3.4.2 设 置 伸 臂 的 效 果 和 概 念（ 1） 在 筒 中 筒 结 构 中 ， 伸 臂 的 作 用 与 密 柱 深 梁 的 空间 作 用 重 复 ， 设 置 伸 臂 的 作 用 较 小 ， 反 而 引 起 柱子 内 力 突 变 ， 因 此 一 般 不 设 伸 臂 。（ 2） 在 框 架 核 心 筒 结 构 中 ， 当 为 非 地 震 区 或 烈 度不 高 的 地 震 区 ， 用 设 置 伸 臂 减 小 风 荷 载 下 的 位 移是 较 好 的 方 案 选 择 ； 在 中 等 或 强 烈 度 区 ， 如 层 间位 移 满 足 要 求 ， 则 不 设 伸 臂 ， 如 不 满 足 要 求 ， 应慎 重 选 择 伸 臂 的 刚 度 和 数 量 。（ 3） 设 置 伸 臂 的 方 案 ： 设 置 一 道 刚 度 不 太 大 的 伸臂 ； 设 置 数 道 刚 度 不 大 的 伸 臂 ； 每 层 设 置 刚度 较 大 的 楼 板 大 梁 。 以 上 方 案 应 根 据 具 体 情 况 经方 案 比 较 确 定 。 3.4.3 伸 臂 的 结 构 形 式 和 连 接n 伸 臂 的 结 构 形 式 ： 实 腹 梁 、 桁 架 、 空 腹 桁 架 ，通 常 一 层 高 。考 虑 建 筑 和施 工 因 素 放 在 设 备 层 或 避 难 层 布 置 通 道 便 于 安 装 以 钢 桁 架 为 优 考 虑 到 施 工 中 外 柱 与 内 筒 的 竖 向 变 形 差 ， 伸臂 应 一 端 固 接 于 竖 向 构 件 ； 另 一 端 与 竖 向 构 件临 时 固 定 或 采 用 椭 圆 孔 连 接 ， 整 个 结 构 施 工 完成 后 再 固 定 。 3.4.4 环 向 构 件n 环 向 构 件 ： 沿 结 构 周 围 布 置 一 层 楼 （ 或 两 层 楼 ） 高 的桁 架 ， 一 般 高 层 结 构 布 置 一 道 ， 如 果 结 构 很 高 ， 也 可布 置 两 道 或 三 道 。 环 向 构 件 常 与 伸 臂 或 腰 桁 架 集 中 于加 强 层 ， 而 加 强 层 又 与 设 备 层 、 避 难 层 结 合 在 一 起 ，需 要 对 外 开 敞 ， 故 环 向 构 件 多 采 用 桁 架 。n 环 向 构 件 的 基 本 作 用 是 协 调 沿 周 围 竖 向 构 件 的 变 形 ，减 小 竖 向 变 形 差 。 对 于 框 筒 ， 环 向 桁 架 可 减 少 剪 力 滞后 现 象 ， 因 此 在 筒 中 筒 和 束 筒 结 构 中 ， 通 常 设 置 环 向桁 架 而 不 设 伸 臂 。 在 框 架 核 心 筒 结 构 中 ， 其 减 少 侧移 的 作 用 不 如 伸 臂 直 接 ， 通 常 不 设 环 向 桁 架 （ 也 有 设置 的 情 况 ， 如 书 中 图 3 19a） 。 在 框 架 核 心 筒 伸臂 结 构 中 ， 环 向 桁 架 常 与 伸 臂 结 合 以 使 柱 子 轴 力 均 匀 ，且 可 减 少 伸 臂 的 刚 度 。 3.4.5 帽 桁 架 和 腰 桁 架n 为 设 置 在 内 筒 与 外 柱 之 间 的 刚 度 很 大 的 桁 架 ，其 主 要 作 用 是 减 少 内 筒 与 外 柱 之 间 的 竖 向 变 形差 。n 在 30 40层 的 结 构 中 ， 一 般 在 顶 层 设 置 一 道桁 架 ， 称 其 为 帽 桁 架 ； 当 结 构 高 度 很 大 时 ， 也可 同 时 在 中 间 某 层 设 置 ， 称 其 为 腰 桁 架 。n 帽 桁 架 、 腰 桁 架 和 伸 臂 的 形 式 以 及 布 置 方 式 都相 同 ， 但 主 要 作 用 不 同 ， 设 计 时 ， 可 考 虑 将 二者 相 结 合 。 3.5 筒 中 筒 与 框 架 核 心 筒 、 框 架 核 心 筒 伸 臂 结 构 设 计 概 念 的 比 较 n 书 中 表 3 6对 筒 中 筒 结 构 与 框 架 核 心 筒 结构 的 设 计 要 点 进 行 了 比 较 。n 筒 中 筒 结 构 的 抗 侧 、 抗 扭 刚 度 很 大 ， 但 对 其结 构 布 置 限 制 得 较 严 格 。 而 框 架 核 心 筒 结构 的 布 置 限 制 得 相 对 宽 松 ， 宽 松 并 不 意 味 着好 把 握 ， 因 此 ， 对 框 架 核 心 筒 结 构 的 设 计中 应 注 意 的 一 些 问 题 予 以 总 结 ： （ 1） 框 架 核 心 筒 外 框 架 各 构 件 的 截 面 不 宜 过 小 ， 以 保 证外 框 架 承 受 剪 力 的 能 力 ， 而 使 框 架 核 心 筒 成 为 双 重 抗 侧力 体 系 。 对 采 用 混 合 结 构 的 框 架 钢 筋 砼 核 心 筒 结 构 ， 当非 抗 震 和 6度 抗 震 时 ， 可 采 用 钢 框 架 并 按 单 筒 结 构 设 计 ； 当为 中 等 烈 度 和 高 烈 度 时 ， 外 框 架 采 用 钢 骨 砼 或 钢 管 砼 柱 较容 易 达 到 双 重 抗 侧 力 体 系 的 要 求 。 （ 2） 框 架 核 心 筒 结 构 的 设 计 应 注 意 提 高 其 抗 扭 能 力 （ 抗扭 刚 度 和 抗 扭 承 载 力 ） 。 （ 3） 为 保 证 框 架 核 心 筒 中 核 心 筒 的 延 性 ， 核 心 筒 可 以 开洞 ， 并 按 强 墙 弱 梁 的 原 则 设 计 墙 肢 ， 增 加 墙 肢 截 面 约 束 边缘 构 件 的 设 置 范 围 。 在 对 核 心 筒 延 性 要 求 较 高 的 情 况 下 ，可 在 核 心 筒 纵 横 相 交 处 设 置 竖 向 钢 骨 ， 在 楼 板 标 高 处 设 置钢 骨 暗 梁 ， 在 连 梁 中 设 置 配 筋 交 叉 斜 撑 或 采 用 钢 连 梁 、 钢骨 连 梁 。 （ 4） 框 架 核 心 筒 结 构 的 楼 板 内 可 以 布 置 大 梁 ，也 可 不 布 置 大 梁 ， 但 周 边 柱 与 梁 必 须 刚 接 成框 架 。（ 5） 框 架 核 心 筒 伸 臂 结 构 中 ， 要 求 伸 臂 在平 面 上 对 称 布 置 ， 一 般 情 况 下 两 个 方 向 同 时布 置 ， 但 有 时 也 可 只 有 一 个 方 向 布 置 伸 臂 。（ 6） 伸 臂 必 须 与 同 方 向 的 剪 力 墙 对 齐 （ 即 布 置在 两 个 方 向 剪 力 墙 的 交 汇 处 ） ， 以 便 剪 力 墙承 受 伸 臂 传 来 的 弯 矩 和 剪 力 。 伸 臂 宜 布 置 在减 小 位 移 有 效 的 楼 层 ， 并 与 设 备 层 、 避 难 层等 结 合 。 3.6框 架 和 框 筒 结 构 的 转 接 层 （ 柱 位 的 变 化 ）上 下 柱 在 同 一 平 面 内 ： 实 腹 梁 、 桁 架 、 拱 上 下 柱 不 在 同 一 平 面 内 ： 实 腹 梁 、 桁 架 、 斜 撑 转 换 3.7 底 部 大 空 间 剪 力 墙 结 构 的 设 计 概 念 和 转 换 层底 部 大 空 间剪 力 墙 结 构 落 地 剪 力 墙框 支 剪 力 墙 框 支 柱 框 支 墙 上 部 墙 体转 换 层 （ 取 一层 剪 力 墙 高 度， 内 力 传 递 范围 不 局 限 于 这一 层 ) 压 应 力 分布 区 （ 拱 ）拉 杆 （ 托 梁 ） 按 承 载 力 ： 弱 层 、 薄 弱 层 按 刚 度 ： 柔 层 、 软 弱 层 薄 弱 层 框 支 剪 力 墙 的 框 支 层 为 软 弱 层 ， 在 大 地 震 中 破 坏 严 重 。 3.7.2 底 部 大 空 间 剪 力 墙 结 构 的 设 计 概 念（ 1） 加 强 框 支 层 刚 度 （ 详 见 “ 高 规 ” 附 录 E） 。（ 2） 提 高 框 支 层 构 件 的 承 载 力 ， 避 免 出 现 薄 弱 层（ 详 见 “ 高 规 ” 第 10.2条 ） 。3.7.3 转 换 构 件托 梁 截 面 高 度 较 小 时 采 用 框 支 柱 上 一 部 分 剪 力墙 （ 加 厚 ） 截 面 高 度 较 大 时（ 重 量 不 宜 过 大， 墙 体 破 坏 机 制 ） 箱 形 结 构厚 板 空 腹 桁 架 （ 优 先 考 虑 ） 书 中 95页 的 实 例 值 得 一 看 。 3.7.4关 于 剪 力 墙 结 构 的 高 位 转 换属 超 限 高 层 结 构 ， 应 进 行 超 限 审 查 。 结 构 布 置 ： 加 强 转 换 层 以 下 结 构 刚 度 ； 减 小 转 换 层 上 部 结 构 的 重 量 和 刚 度结 构 分 析 ： 属 复 杂 结 构 ， 应 采 用 不 少 于 两 个 不 同 的 力 学 模 型 并 选 用 相 应 的 计 算 软 件 进 行 多 遇 地 震 作 用 下 的 分 析 ， 还 应 进 行 罕 遇 地 震 下 的 弹 塑 性 变 形 分 析 ； 不 要 忽 视 高 振 型 的 影 响 。 注意优化调整 3.8短 肢 剪 力 墙 较 多 的 剪 力 墙 结 构 的 设 计 概 念短 肢 剪 力 墙 ： hw/bw=5 8注 意 区 别 下 列 情 况 ：（ 1） 连 梁 的 跨 高 比 不 大 的 联 肢 墙 中 的 短 墙 肢 不 属 于 短肢 剪 力 墙 ；（ 2） L形 截 面 或 T形 截 面 中 一 个 方 向 的 墙 hw/bw8时 ， 也 不 属 于 短 肢 剪 力 墙 。 当 短 肢 剪 力 墙 较 多 时 （ 其 承 受 竖 向 荷 载 的 面 积 达 到楼 层 面 积 的 40 50 以 上 ） ， 结 构 潜 在 危 险 有 两 方面 ： 当 井 筒 出 现 问 题 后 ， 短 肢 剪 力 墙 可 能 随 之 破 坏 ； 当 短 肢 剪 力 墙 进 入 弹 塑 性 阶 段 ， 若 其 抵 抗 竖 向 荷 载的 能 力 失 效 且 其 承 载 面 积 较 大 时 ， 有 可 能 引 起 楼 板 连续 倒 塌 。 短 肢 剪 力 墙 的 加 强 措 施 ： 书 中 第 100页 。 第 4章 楼 盖 体 系 的 方 案 选 择 与 整 体 初 步 设 计4-1概 述 楼 盖 体 系 （ 水 平 结 构 分体 系 ） 的 基 本 作 用 垂 直 方 向 ： 抗 弯 构 件 （ 承 受 楼 、 屋 面 荷 载 ）水 平 方 向 ： 隔 板 作 用 （ 连 接 竖 向 构 件 ）高 层 建 筑 结 构楼 盖 体 系 设 计 需 侧 重 考 虑 的 问 题 楼 、 屋 面 梁 的 高 度楼 盖 体 系 的 自 重 抗 倾 覆 力 矩 问 题 大 跨 度 时 用 钢 桁 架 而 不 用 实 腹 梁 平 板 （ 无 梁 楼 板 ） 体 系梁 板 体 系主 次 梁 体 系双 向 密 肋 或 井 字 梁 体 系空 间 桁 架 体 系水 平 分 体 系 的 分 类 4.2 平 板 体 系 对 于 层 数 较 多 的 高 层 建 筑 ， 在 既 可 以 采 用 平 板 体 系也 可 以 采 用 梁 板 体 系 的 情 况 下 ， 应 优 先 考 虑 采 用 平板 体 系 。 如 一 幢 40层 的 高 层 建 筑 ， 在 获 得 相 同 楼 层 净高 的 条 件 下 ， 采 用 平 板 体 系 可 较 采 用 梁 板 体 系 的 总高 度 降 低 12m左 右 ， 这 可 以 明 显 降 低 水 平 作 用 对 结 构的 影 响 ， 或 可 以 再 增 建 3 4个 楼 层 。 总 之 ， 经 济 效 益显 著 。 平 板 体 系 的 适 用 跨 度 和 板 厚 平 板 类 型 钢 筋 砼 平 板 预 应 力 砼 平 板跨 度 （ m） 4.5 7.2 7.2 13.5跨 高 比 30 36 45需 设 平 托 板 的 跨 度 （ m） 6 10.5 【 例 4 1】 预 应 力 砼 平 板 的 初 步 设 计n 荷 载 平 衡 法 ： 由 林 同 炎 教 授 于 1963年 提 出 ， 其基 本 思 路 是 用 预 应 力 产 生 的 等 效 荷 载 部 分 或 全部 平 衡 构 件 或 结 构 所 受 的 竖 向 荷 载 。预 应 力 引 起 的 等 效 荷 载 2/8 LFhw 本 例 平 衡 平 板 的 全 部 恒 荷 载 ， 即 取 mkNw /45)(325514.08 9458 22 kNhwLF 则 每 m宽 板 带 需 3255/9 362（ kN） )/(81.12001000 10362 23 mmNfe 每 m宽 板 带 需 1860级 无 粘 结 预 应 力 筋 的 根 数 ：根385.265.075.01401860 10362 3 无 粘 结 预 应 力 的 布 置 形 式(c) (d)(a) (b)（ a） 75 布 置 在 柱 上 板 带 ， 25 布 置 在 跨 中 板 带 ；（ b） 一 向 为 带 状 集 中 布 置 ， 另 一 向 均 布 ； （ c） 双 向 均 集 中 通 过 柱 子 布 置 ；（ d） 一 向 按 图 （ a） 布 筋 ， 另 一 向 均 匀 布 筋 4.3梁 板 体 系4.3.1单 向 板 梁 楼 盖n 书 中 表 4 1分 析 了 不 同 跨 度 长 宽 比 的 四 边 支 承 板 双 向受 力 状 况 ， 提 出 当 跨 度 长 宽 比 大 于 或 等 于 1.5的 梁 板 结 构 可 按 单 向 板 梁 设 计 （ 与 砼 规 范 有 出 入 ） 。n 提 出 当 L2/L1 1.5时 ， 在 竖 向 构 件 已 满 足 设 计 要 求 的情 况 下 可 取 消 短 跨 梁 ， 有 旧 金 山 湾 区 坎 那 雷 停 车 场 实例 。n 对 连 续 多 跨 的 等 柱 间 距 的 框 架 梁 ， 在 竖 向 均 布 荷 载 作用 下 的 最 大 正 弯 矩 出 现 在 边 跨 ， 最 大 负 弯 矩 位 于 第 一内 柱 的 梁 端 ， 而 边 柱 内 侧 梁 端 的 负 弯 矩 最 小 。 n 从 占 用 结 构 空 间 高 度 小 和 有 较 好 的 延 性 的 角 度 出 发 ，可 采 用 宽 扁 梁 。 4.3.2双 向 板 梁 楼 盖n 初 步 设 计 时 可 假 设 每 个 方 向 的 梁 大 约 承 担 该 方向 总 弯 矩 的 2/3， 而 该 方 向 的 跨 中 2/3板 带 约 承担 总 弯 矩 的 1/3。n 还 应 该 注 意 梁 和 板 的 刚 度 比n 对 内 弯 矩 的 影 响 ： 随 着 K的 减 小 ， 跨 中 板 带 的负 弯 矩 会 随 之 减 小 ， 而 正 弯 矩 则 会 随 之 增 大 ；同 时 ， 边 缘 板 带 的 正 、 负 弯 矩 也 都 从 刚 性 边 支承 情 况 下 的 零 弯 矩 值 迅 速 加 大 。 33BtbhK 梁 截 面 宽 度 梁 截 面 高 度 板 的 净 跨 板 厚 4.3.3现 浇 梁 板 共 同 作 用 的 设 计 概 念1、 弹 性 受 力 分 析 时 框 架 梁 的 合 理 截 面 形 式 此 问 题 在 规 范 和 设 计 软 件 中 已 有 所 考 虑 。2、 梁 端 负 弯 矩 钢 筋 的 合 理 分 布 在 设 计 时 ， 一 般 不 考 虑 框 架 梁 翼 缘 板 内 与梁 肋 平 行 的 上 、 下 层 钢 筋 共 同 参 与 梁 正 截 面抗 弯 承 载 力 的 作 用 。 这 样 不 仅 多 用 钢 筋 ， 也容 易 形 成 “ 强 梁 弱 柱 ” 现 象 。 美 国 ACI318规范 规 定 ： 应 将 计 算 所 需 的 负 弯 矩 受 拉 钢 筋 的一 部 分 配 置 在 梁 的 有 效 翼 缘 宽 度 或 框 架 梁 跨度 的 1/10梁 侧 宽 度 范 围 内 。 4.4 主 次 梁 体 系n 主 次 梁 体 系 的 优 点 ： （ 1） 楼 盖 平 均 折 算 厚 度 小 ， 重 量 轻 （ 与 双 向密 肋 体 系 相 当 ） 。 （