多层及高层房屋-钢结构
多层-高层钢结构建筑安装要点
多层/高层钢结构建筑安装要点
建筑钢结构的发展水平除了体现在横向跨度的增大，还体现在纵向高度的增加。
钢结构建筑越建越高，这也是时代发展的必然趋势，高层钢结构可以节约用地，削减成本、提高效益。
但是建筑越高，就越需要保证建筑物的安全，这样就间接要求更高的安装要求，下面我们看看高层钢结构建筑的一些安装要点：
1、开工前应对钢结构建筑的定位轴线、平面封闭角和底层柱的安装位置线、基础标高和基础混凝土强度进行检查，检查结果合格后才能进行安装。
2、安装顺序要按照应事先编制的安装顺序图表进行，不可违规操作。
3、在地面组拼的构件，需设置拼装架组拼(立拼)，易变形的构件应先进行加固。
组拼后的尺寸经校验无误后，方可安装。
4、吊装时各类构件的吊点，宜按规定设置，保证构件的精度，也是保证施工安全。
5、钢构件的零件及附件应随构件一并起吊。
尺寸较大、重量较重的节点板，应用铰链固定在构件上。
钢柱上的爬梯、大梁上的轻便走道应牢固固定在构件上一起起吊。
调整柱子垂直度的缆风绳或支撑夹板，应在地面上与柱子绑扎好，同时起吊。
6、当天安装的构件，应形成空间稳定体系，确保安装质量和结构安全。
7、一节柱的各层梁安装校正后，应立即安装本节各层楼梯，铺好各层楼层的压型钢板。
8、安装时，楼面上的施工荷载不得超过梁和压型钢板的承载力。
9、预制外墙板应根据建筑物的平面形状对称安装，使建筑物各侧面均匀加载。
10、叠合楼板的施工，要随着钢结构的安装进度进行。
两个工作面相距不宜超过5个楼层。
11、每个流水段一节往的全部钢构件安装完毕并验收合格后，方能进行下一流水段钢结构的安装。
多层和高层钢结构布置
多层和高层钢结构房屋的结构布置一、多层和高层钢结构房屋的特点当建筑物的结构主要构件采用钢材时即称为钢结构房屋。
其特点为：1•钢材的强度较高，作为结构构件时，所需的构件截面尺寸大大小于广泛使用的钢筋混凝土构件，从而减轻结构的重量。
2•钢材的延性较高，故钢结构的抗震性能要好于砌体结构和混凝土结构。
3 •钢结构房屋由于强度高、重量轻、抗震性能好，因此，能建造比混凝土结构更高的房屋。
4•钢结构的构件可在工厂中预先制作，在现场安装，因此，主体结构施工速度很快。
所有墙体均采用轻质材料，建筑物的重量较轻。
5 •钢结构房屋整个建筑物的重量远比混凝土结构减少许多，故其基础承受的重量减少,可节省基础的造价；另外建筑物的重量减小后地震作用也会减小，可节省上部结构的材料。
故高层建筑采用钢结构其综合经济效益可能比混凝土结构优越。
二、多、高层钢结构的基本构件1•钢柱与钢梁。
钢柱与钢梁刚性连接时形成钢框架结构；当在建筑中有足够的抗侧力构件如抗震墙、核心筒等，梁与柱可以铰接。
(1)钢柱的形式可以是普通型钢、工字钢、槽钢、角钢等形成的实腹钢柱或格构式钢柱、宽翼缘H型钢、焊接方形或矩形钢管、无缝钢管等(见图3—89)。
图3-89钢柱截面形式示意图(a)普通工字钢彳⑻槽钢匸⑺角钢；3 实瞳钢柱；格构式例柱卜</)宽翼H型钢；3 悍接钢箱形柱匸3 无建钢管(2)钢梁的形式。
可直接采用工字钢、槽钢(一般用于次梁) ，当跨度较大时，应采用宽翼H型钢、实腹钢梁〔参见图3—89 (a)〜(d)实腹钢柱〕，焊接箱形梁〔参见图3—89 ( e)〜(h)〕2•钢框架结构中的支撑当多层和高层钢结构房屋采用框架结构时，为了提高结构的抗侧能力，在柱间设置柱间支撑，支撑的形式有：(1)中心支撑。
支撑与框架梁柱节点的中心相交，如图 3 —90。
(2)偏心支撑。
支撑底部与梁柱节点的中心点相交、上部偏离梁柱节点与框架梁相交，如图3—91。
VVV三、多高层钢结构的结构类型、适用范围及基本要求 1 •框架结构不超过12层的钢结构房屋可采用框架结构，两个主轴方向梁、柱应刚接形成框架。
多层房屋钢结构规定
1）.变翼缘厚度，变换位置可在刚架节点附近，图19.5.6-1。
2）.变换截面高度，位置在刚架节点处，图19.5.6-2。
17.钢梁与核心筒的连接一般按铰接连接计算与构造，如图19.5.13(a)，其
荷载计算见图19.5.13(b)。 楼板与核心筒的连接，当假定全部侧力由楼盖 钢梁传递时，则其连接可如非地震区仅按垂直荷载计算，用焊接于筒壁的 板件承担。
3）.柱截面较高或用箱形截面柱时，宜用双片支撑或双节点板构造。
22 .一些常遇问题如下:1 23 45 6 7
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框架体系的优点为使用空间较大，便于实现人流，物流等建筑功能， 但节点构造复杂，结构用钢量较多和侧向刚度弱于垂直支撑体系。采用垂 直支撑体系的特点是设计、制作及安装较简便，承载功能明确，且侧向刚 度较大，但支撑的设置易与建筑师的门窗、开间布置有矛盾。当对侧向刚 度要求较严时，可采用框架-垂直支撑混合体系，其垂直支撑的设置可根据 建筑功能的要求进行布置（见图19.2.1-5）。
2）合理的确定柱距柱网，平面模数（即采用同一或乘以系数的尺寸）与 基本区格，使结构成为布置有序、承载可靠的工作体系。并与电（楼）梯 间等有特殊功能的隔间相配合，使建筑物内的结构件、隔墙、楼盖等均可 形成有规则的标准尺寸。 柱网的最优间距要注意到建筑的耗钢量，一般建筑物愈低，其柱网尺 寸宜偏小，当有地下车库时柱距尚应考虑停车位的净空要求。
1）. 十字交叉支撑是超静定结构形式，在多层结构中一般交叉两杆均取相 同截面面积，按各承受1/2层间剪力的拉杆、压杆来考虑，因之其杆件截面 由压杆计算确定，在抗震设防建筑中，压杆考虑到重复荷载的作用除稳定 系数。
第11讲多高层房屋钢结构——结构体系类型及其特点1多层
第11讲多（高）层房屋钢结构——结构体系类型及其特点（一）1、多层房屋钢结构的结构体系类型有哪些?阐述各自的抗侧力单元。
答：多层房屋钢结构常见结构类型有纯框架体系、柱-支撑体系和框-支撑体系。
如果抗侧刚度不满足，还可采用双重抗侧力体系,主要采用钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系。
纯框架体系的抗侧力单元为平面框架，柱-支撑体系的抗侧力单元为支撑，框-支撑体系的抗侧力单元为无支撑的平面框架和支撑；钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系的抗侧力单元除了钢框架外，还分别由支撑、剪力墙以及核心筒作为抗侧力单元。
2、试述纯框架体系在水平荷载作用下的受力和变形特征?答：水平荷载作用下梁柱刚接的框架结构如同空腹桁架结构，结构一侧的部分柱脚产生轴向拉力，另一侧的部分柱脚则产生轴向压力，这些轴向力将形成力偶，平衡外部水平荷载产生的倾覆力矩；另外，楼层剪力使该层框架柱产生弯矩和剪力，而柱端弯矩又使框架梁两端产生反对称的梁端弯矩和剪力。
平面框架结构在水平荷载作用下的变形包括两部分，一部分是由于水平荷载作用下的倾覆力矩使竖向构件(柱)承受轴向拉力或压力，进而使结构整体产生弯曲变形；另一部分为各层梁、柱在剪力作用下引起的框架整体剪切变形。
因此，框架整体侧移曲线呈剪切型。
3、框架结构有哪些优点？适于多少层的钢结构房屋？答：优点：无承重墙，使建筑设计具有一定的自由度；外墙采用非承重构件，可使建筑立面设计灵活多变；轻质墙体的使用还可以大大降低房屋自重，减小地震作用，降低结构和基础造价；构件易于标准化生产，施工速度快，而且结构各部分的刚度比较均匀，自振周期长，对地震作用不敏感。
适用层数：因框架结构的抗侧刚度较小，适于30层以下的房屋建筑。
在地震区，一般不超过15层。
4、试述框架-支撑体系在水平荷载下的变形特点？答：在框架-支撑体系中，框架属于剪切型构件，支撑近似于弯曲型构件。
当楼板可视为刚性体且结构不发生整体扭转时，在刚性楼盖的协调下，使各榀框架与各个支撑的变形相互协调—致，因此，框架-支撑体系可以简化成用刚性连杆将框架与支撑并联，其侧移属于弯剪型变形。
多层和高层钢结构抗震规范
6多层和高层钢筋混凝土房屋6.1一般规定6.1.1本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。
平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构，适用的最大高度应适当降低。
注：本章的“抗震墙”即国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的剪力墙。
注： 1 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分）；2 框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；3 部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构；4 乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度；5 超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。
6.1.2钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑抗震等级应按表6.1.2确定。
6.1.3 钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：1框架-抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加。
2裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。
裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。
3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。
地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。
4 抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按本规范3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级；其中，8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时，应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。
注：本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称。
注：1建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；2接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；3 部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结构确定其抗震等级。
多层与高层钢结构安装施工工艺标准
2。
2 多层与高层钢结构安装施工工艺标准2。
2。
1 总则2。
2.1.1 适用范围当前，多层与高层建筑钢结构在我国蓬勃发展，充分体现了钢结构良好的综合经济效益和力学性能。
为了适应多层与高层钢结构的发展需要，在钢结构工程施工中贯彻执行国家的技术经济政策，即在保证工程质量的基础上，贯彻技术先进、经济合理。
安全适用原则，结合目前钢构件工厂加工、现场安装的特点，特制定本施工工艺标准.本施工工艺标准用于指导多层与高层钢结构工程安装及验收工作。
主要针对框架结构、框架-剪力墙结构、框架-支撑结构。
框架—核心筒结构、筒体结构以及劲性混凝土和钢管混凝土中的钢结构,屋顶特殊节框架构筑物等多、高层钢结构体系编写。
多层与高层钢结构的安装施工除执行本施工工艺标准外，还应符合国家现行有关标准的规定。
2.2.1.2 编制参考标准及规范(1)《钢结构设计规范》GB 50017—2003（2)《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99－98(3）《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001（4)《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300－2001(5）《工程测量规范》GB 50025—93(6）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81—2002（7）《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范》JGJ 82-91（8）《建筑施工高处作业安全技术规程》JGJ 80－91(9）《建筑抗震设计规范》GB 50011—20012。
2.2 术语、符号2。
2.2。
1 术语(1）设计文件：设计图纸、施工技术要求和设计变更文件等的统称。
（2）材质证明书：由钢材生产部门或销售单位委托有资质的质量检测部门出具的钢材质量的证明文件。
（3）零件：组成部件或构件的最小单元，如节点板、加劲肋、翼缘板等。
(4）部件：由若干零件组成的单元,如焊接H 形钢、牛腿等。
(5）构件：由若干零件、部件或由零件和部件组成的钢结构基本单元，如梁、柱、支撑等。
（6）高强度螺栓连接副：高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈的总称.(7）抗滑移系数：高强度螺栓连接中,使连接件摩擦面产生滑动时的外力与垂直于摩擦面的高强度螺栓预拉力之和的比值。
08 多层和高层钢结构房屋
8 多层和高层钢结构房屋8.1 一般规定8.1.1本章适用的钢结构民用房屋的结构类型和最大高度应符合表8.1.1的规定。
平面和竖向均不规则的钢结构，适用的最大高度宜适当降低。
注：1，钢支撑-混凝土框架和钢框架-混凝土筒体结构的抗震设计，应符合本规范附录G的规定；2，多层钢结构厂房的抗震设计，应符合本规范附录H第H.2节的规定。
2，超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施；3，表内的筒体不包括混凝土筒。
8.1.2本章适用的钢结构民用房屋的最大高宽比不宜超过表8.1.2的规定。
8.1.3钢结构房屋应根据设防分类、烈度和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑的抗震等级应按表8.1.3确定。
震等级；2，一般情况，构件的抗震等级应与结构相同；当某个部位各构件的承载力均满足2倍地震作用组合下的内力要求时，7～9度的构件抗震等级应允许按降低一度确定。
8.1.4钢结构房屋需要设置防震缝时，缝宽应不小于相应钢筋混凝土结构房屋的1.5倍。
8.1.5一、二级的钢结构房屋，宜设置偏心支撑、带竖缝钢筋混凝土抗震墙板、内藏钢支撑钢筋混凝土墙板、屈曲约束支撑等消能支撑或筒体。
采用框架结构时，甲、乙类建筑和高层的丙类建筑不应采用单跨框架，多层的丙类建筑不宜采用单跨框架。
注：本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、．四级”的简称。
8.1.6采用框架-支撑结构的钢结构房屋应符合下列规定：1，支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称，支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3。
2，三、四级且高度不大于50m的钢结构宜采用中心支撑，也可采用偏心支撑、屈曲约束支撑等消能支撑。
3，中心支撑框架宜采用交叉支撑，也可采用人字支撑或单斜杆支撑，不宜采用K形支撑；支撑的轴线宜交汇于梁柱构件轴线的交点，偏离交点时的偏心距不应超过支撑杆件宽度，并应计入由此产生的附加弯矩。
当中心支撑采用只能受拉的单斜杆体系时，应同时设置不同倾斜方向的两组斜杆，且每组中不同方向单斜杆的截面面积在水平方向的投影面积之差不应大于10%。
8 多层及高层钢筋混凝土房屋简介
多层及高层钢筋混凝土房屋
1.高层的定义
我国的房屋一般8层以上就需要设置电梯，对10层以上的 房屋就有提出特殊的防火要求的防火规范，因此我国的《民用 建筑设计通则》（GB 50352—2005）、《高层民用建筑设计 防火规范》（GB 50045-95）将10层及10层以上的住宅建筑和 高度超过24m的公共建筑和综合性建筑划称为高层建筑。 （2）国外对高层定义
承重框架[图8.11(c)]，房屋在两个方向上均有较大的抗 侧刚度，具有较大的抗水平力的能力，楼盖常采用现浇双 向板或井字梁楼盖。
结构通常用框筒作为外筒，实腹筒作为内筒。
8.1.2 高层建筑结构体系
图8.9 筒体类型 （a）实腹筒 （b）框筒 （c）桁架筒 （d）筒中筒 （e）组合筒
8.2 框架结构
8.2.1 结构布置
框架结构布置主要是确定柱在平面上的排列方式（柱网 布置）和选择结构承重方案，这些均必须满足建筑平面及使 用要求，同时也须使结构受力合理，施工简单。
沈阳的20层的重型机器厂住宅则成为七十年代我国最 高的住宅建筑，沈阳的16层的铁路局公寓，首次采用陶粒 混凝土作承2.高层建筑发展 进入八十年代后，中央批准成立深圳等经济特区，深
圳市仅在几年时间里，便兴建了一百多幢高层建筑。最先 开发的2平方公里罗湖商住区，高层建筑密集，形成了高层 建筑森林的壮观场面。50层的深圳国际贸易中心就位于这 个区内，楼高160m。全国各大中城市的高层建筑，在八十 年代都发展得更快。
8.2.1 结构布置
图8.10
8.2.1 结构布置
框架结构的布置 （1）横向框架承重方案。主梁沿房屋横向布置，板和连系
梁沿房屋纵向布置[图8.11(a)]。 （2）纵向框架承重方案。主梁沿房屋纵向布置，连系梁沿
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➢结构体系
框架体系 双重抗侧力体系
钢框架-支撑体系 钢框架-混凝土剪力墙体系 钢框架-混凝土核心筒体系
筒体体系
框筒体系 桁架筒体系 筒中筒体系 束筒体系
框架结构
最早用于高层建筑 柱距宜控制在6～9m范围内 次梁间距一般以3～4m为宜 框架结构的主要优点: 平面布置较灵活 刚度分布均匀 延性较大 自振周期较长 对地震作用不敏感
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香港中银 大厦
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数楼 层
第一类 框架结构体系 第二类 框架－支撑结构体系 第三类 筒体结构体系 第四类 巨型结构体系
第一类 第二类 第三类 第四类
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钢结构和有混凝土剪力墙的 钢结构高层建筑的适用高度（m）(JGJ99-98)
结构种类
结构体系
非抗震设防
抗震设防烈度
结构类型
6、7度 7度
8度
9度
（0.15g） （0.15g）
（0.4g）
0.2g 0.3g
框架
110
框架—中心支撑
220
框架—偏心支撑
240
（延性支撑）
筒体（框筒、筒中 300 筒，桁架筒，束筒）
和巨型框架
90
90 70 50
200 180 150 120
220 200 180 160
280 260 240 180
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天津丽苑钢结构住宅
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天 津 丽 苑 钢 结 构 住 宅
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莱钢开发的钢结构住宅
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全国最大的 钢结构住宅 示范工程--武 汉世纪家园
项目
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4.1 多、高层房屋结构的组成
❖ 多、高层房屋结构的类别 ❖ 结构布置提要
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4.1.1 多高层房屋结构类别
墙板
梁 多层多跨框架的组成
柱 支撑
4.1.2 结构布置提要
平面布置 竖向布置 柱网布置
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框筒结构
❖框筒结构是筒体结构的一种结构布置（筒中筒） ❖适用的建筑高度可超过90层（因横向刚度较大）
结构及受力特点：
1）内部设置剪力墙式的内筒，与及其他竖向构件 主要承受竖向荷载；
2）外筒体采用密排框架柱和各层楼盖处的深梁刚 接，形成一个悬臂筒（竖直方向）以承受侧向 荷载；
3）同时设置刚性楼面结构作为框筒的横隔。
6, 7
8
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钢结构
框架 框架-支撑（剪力墙板）
各类筒体
钢框架-混凝土剪力墙 有混凝土剪力 钢框架-混凝土核心筒 墙的钢结构
钢框筒-混凝土核心筒
110
110
260
220
360
300
220
180
220
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200
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钢结构房屋适用的最大高度（m） (GB50011-2010)
束筒结构
由各筒体之间共用筒壁的一束筒状结构组成(减缓 框筒结构的剪力滞后效应)P171
可将各筒体在不同的高度中止 可较灵活地组成平面形式
筒体
密柱深梁的钢结构筒体 钢筋混凝土筒体(常作为内筒出现)
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西尔斯大厦
钢框架构成的成束筒结构体系
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芯筒体系
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支撑框筒结构或桁架筒体结构
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4 多层及高层房屋结构
多、高层房屋结构的组成 楼盖的布置方案和设计 柱和支撑的设计 多、高层房屋结构的分析和设计计算
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多层和高层房屋建筑之间无严格的界线；大致可以 12层(高度约40m)为界；
主要优点
（1）重量轻
（2）抗震性能好
（3）施工周期短
（4）工业化程度高
（5）环保效果好
框剪结构 框架结构上设置适当的支撑或剪力墙
亦可二者皆设置
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框架－支撑结构体系
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精选ppt
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用于地震区时，具有 双重设防的优点
可用于不超过40～60 层的高层建筑
精选ppt 框架－剪力墙结构
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带竖缝剪力墙
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钢板剪力墙
采用8～9mm厚钢板做剪力墙，研究表明，在侧 向刚度相同时，钢板剪力墙的框剪结构比框架结 构用钢量少。
变形模式
➢ 剪切变形 ➢ 弯曲变形
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剪力滞后（Shear Lag）
➢ 在框剪结构中，形成筒体的构面内存在的剪切变 形，即为剪力滞后。
➢ 为了避免严重的剪力滞后造成角柱的轴力过大， 通常可采取两个措施： 1）控制框筒平面的长宽比不宜过大 2）加大框筒梁和柱的线刚度之比
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楼盖