建筑结构设计第6章中跨与大跨建筑结构(精)
砌体结构第6章 过梁、圈梁、挑梁和墙梁
教学要求：本章让学生了解圈梁的设置和构 造要求；理解过梁、挑梁、墙梁的受力性能和破 坏形态，并掌握这些构件的承载力计算方法和构 造要求；深刻了解墙体的一般构造要求和防止或 减轻墙体开裂的构造措施。
6.1 过 梁 6.1.1过梁的分类及应用范围
过梁:设置在门窗洞口顶部承受洞口上部一定范围内荷载的梁。 常用的过梁:钢筋混凝土过梁和砖砌过梁。 砖砌过梁按其构造不同为:钢筋砖过梁和砖砌平拱等。
钢筋面积
A s0.8M h 5 0fy
4.8 2160 3.9 5m2m 0.8 5582 570
选用2 6钢筋（as=57mm2）
（3）受剪承载力计算
z2h260040m0m 33
fvbz=0.14×240×400=13440N=13.44kN>V=12.86kN 受剪承载力满足要求。
6.2 圈 梁
圈梁——砌体结构房屋中，在墙体内沿水平方向设置封 闭的钢筋混凝土梁；
檐口圈梁——位于房屋檐口处的圈梁又称为； 地圈梁（基础圈梁）——位于0.000以下基础顶面处设 置的圈梁。
圈梁的作用：
圈梁能够增强房屋的整体性和空间刚度，防止由于地 基不均匀沉降或较大振动荷载等对房屋引起的不利影响。
6.2.1 圈梁的设置
1 挑梁抗倾覆验算
砌体墙中钢筋混凝土挑梁可按下式进行抗倾覆验算：
Mov≤Mr
式中
Mov ——挑梁的荷载设计值对计算倾覆点产生的倾覆力矩； Mr ——挑梁的抗倾覆力矩设计值。
试验表明，挑梁倾覆破坏时其倾覆点并不在墙边，而是 距墙外边缘x0处。
挑梁计算倾覆点至墙外边缘的距离可按下列规定采用：
①当l1≥2.2hb时，可近视采用 x0=0.3hb
二级注册建筑师建筑结构与建筑设备考题预测班第六章 建筑结构与结构选型及第七章 荷载及结构设计(一)
第六章建筑结构与结构选型第一节概述一、建筑结构的基本概念（一）基本术语（二）建筑结构的组成二、建筑结构基本构件与结构设计基本构件是组成结构体系的单元。
按受力特征来划分主要有以下三类：轴心受力构件、偏心受力构件和受弯构件。
(一)轴心受力构件（二）偏心受力构件的分类偏心受力构件分为两种：偏心受拉和偏心受压构件。
（三）受弯构件（3）梁截面内的应力分布1）弯曲应力弯曲应力沿截面高度为三角形分布，中和轴处应力为零；顺时针弯曲时中和轴以上为压应力，中和轴以下为拉应力；逆时针弯曲时，中和轴以上为拉应力，以下为压应力。
3）剪应力剪应力沿截面分布具有如下特征：1）剪应力在梁高方向的分布是中和轴处最大，以近抛物线的形状分布，在截面边沿处剪应力为零。
2）沿梁长度方向，支座处剪力最大，剪应力也最大；3）截面的抗剪主要靠腹板（即梁的截面中部）。
第二节多层建筑结构体系一、多层砌体结构(三)砖砌体房屋的墙体布置方案1．横墙承重方案优点：横墙较密，房屋横向刚度较大，整体刚度好。
外纵墙不是承重墙，因此立面处理比较方便，可以开设较大的门窗洞口。
抗震性能较好。
缺点：横墙间距较密，房间布置的灵活性差，故多用于宿舍、住宅等居住建筑。
2．纵墙承重方案优点：房间的空间可以较大，平面布置比较灵活。
缺点：房屋的刚度较差，纵墙受力集中，纵墙较厚或要加壁柱。
3．纵横墙承重方案根据房间的开间和进深要求，有时需采取纵横墙同时承重的方案。
横墙的间距比纵墙承重方案小。
但一般可比横墙承重方案大，房屋的刚度介于前两者之间。
4．内框架承重方案5．底部框架抗震墙结构方案在砌体结构的底部1～2层砌体墙不落地，而采用框架一抗震墙支承上部砌体承重墙。
适用于：住宅带底商的建筑。
(四)砌体房屋的构造要求1．要满足墙体的高厚比2．要注意控制横墙的间距3．纵墙尽可能贯通。
(五)多层砖砌体房屋的楼盖二、框架结构体系三、钢筋混凝土结构关于伸缩缝、沉降缝、防震缝的要求第三节单层厂房的结构体系略第四节木屋盖的结构形式与布置略例：1．影响房屋静力计算方案的主要因素为（）。
3建筑构造上6章
6.2.3有组织排水常用方案
1）挑檐沟外排水 屋面雨水汇集到悬挑在墙外的檐沟内，再由水落管排下。挑檐沟外排水方 案时，水流路线的水平距离不应超过24m。
2）女儿墙外排水 特点是屋面雨水需穿过女儿墙流入室外的雨水管。
3）内排水 女儿墙挑檐沟外排水特点是在屋檐部位既有女儿墙，又有挑檐沟。 4）其它排水方案
第六章 屋 盖
第六章 屋 盖
6.3.卷材防水屋面
（ 卷材防水材料 、屋面构造层次、屋面细部构造、屋面变形缝构造）
卷材防水屋面是利用防水卷材与粘结剂结合，形成连续致密的构造层。具有一定的延 伸性和适应变形的能力，又被称作柔性防水屋面。
6.3.1卷材防水屋面的材料
1）卷 材
（1）高聚物改性沥青类防水卷材 传统上用得最多的是纸胎石油沥青油毡。但防水层容易产生起鼓、沥青流淌、油 毡开裂等问题,从而导致质量下降、使用寿命缩短。近年来较少采用。
第六章 屋 顶
高低屋面变形缝则是在低侧屋面板上砌筑矮墙。当变形缝宽度较小 时，可用镀锌铁皮盖缝并固定在高侧墙上，做法同泛水构造；也可以从 高侧墙上悬挑钢筋混凝土板盖缝。
第六章 屋 顶
6.4 刚性防水屋面
6.4.1概述
刚性防水屋面是指用细石混凝土作防水层的屋面。刚性防水屋面的 主要优点是构造简单、施工方便、造价较低；缺点是易开裂，对气温 变化和屋面基层变形的适应性较差，所以刚性防水多用于我国南方地 区防水等级为Ⅲ级的屋面防水，也可用作防水等级为Ⅰ、Ⅱ级的屋面 多道设防中的一道防水层。
（2）高聚物改性沥青类防水卷材 涂盖层，纤维织物或纤维毡为胎体、粉状、粒状、片状或薄膜材料为覆面材料制成 的可卷曲片状防水材料
（3）合成高分子防水卷材 凡以各种合成橡胶、合成树脂或二者的混合物为主要原料，加入适量化学助剂和填 充料加 工制成的弹性或弹塑性卷材，均称为高分子防水卷材。 高分子防水卷材具有重量轻，适用温度范围宽（-20～80℃），耐候性好，抗拉强 度高（2～18.2MPa），延伸率大（可>45%）等优点。
第六章_钢筋混凝土框架构件设计
4 梁斜截面有关构造规定
❖ 截面尺寸和混凝土强度：考虑地震作用组合时;当跨高比
l0/h≥2 5时;Vb≤0 20cfcbh0/RE ；当跨高比l0/h<2 5时;Vb≤0 15cfcbh0/RE
❖ 在强柱弱梁和强剪弱弯的情况下;不宜采用加大梁高度的作 法；常常采用截面高宽比较小的扁梁
2 轴压比N
N = NE /bchcfc
1N越小;延性越好
见图68
2轴压比的限制值见表：
结构类型
框架 框架一剪力墙 框架一核芯筒
框支结构
抗震等级
一
二
三
0.7
0.8
0.9
0.75
0.85
0.95
0.6
0.7
——
3 剪压比V：
V =VE / bchc0 fc 1V越小;延性越好
2剪压比的限制：
❖不考虑地震组合：V ≤0 25 ❖考虑地震组合：V ≤0 20/RE ——＞2
d／4，10
二
8d，l00mm
d／4， 8
三
8d，150mm (柱根l00mm)
d／4， 8
四
8d，150mm (柱根l00mm)
d／4， 6 (柱根8)
❖加密区体积配箍率： v
Asv lsv l1l2 s
≥ v fc ／ fyv
一级抗震等级：v≥ 0 8％；
二级时：
v≥0 6％；
三 四级时： v≥0 4％
❖最小配筋率见下表 最大配筋率 ❖对称配筋 ❖最小截面尺寸 ❖纵筋间距 ❖纵筋接头要求
抗震结构中柱截面最小配筋率%
柱类型 框架中柱、边柱
砌体结构第六章----圈梁、过梁、挑梁和墙梁的设计
砌体结构
15.7.2 过梁 过梁的形式
过梁：设置在墙体门窗洞口上的构件，用来承受门窗洞口 上部的墙体重量以及梁、板传来的荷载。 形式：钢筋砖过梁、砖砌平拱、砖砌弧拱和钢筋混凝土过 梁等。
6.1 过梁
砌体结构
6.1 过梁
砌体结构
砖砌平拱过梁：
用竖砖砌筑，其底面均呈平直线型。用竖砖砌筑的高 度不应小于240mm；适用于无振动、地基的土质较好不 需抗震设防的一般建筑物。
6.1 过梁
砌体结构
2. 过梁上荷载的计算
规范对过梁上部梁板传来荷载的取用： 对砖和小型砌块砌体， 当梁、板下的墙体高度 hw ln时，应计入梁、板传来 的荷载； 当梁、板下的墙体高度 hw ln时，可不考虑梁、板荷 载。
6.1 过梁
砌体结构
3.过梁的承载力计算
过梁承载力计算：受弯、受剪承载力计算（对砖砌平拱和 弧拱还应按其水平推力验算端部墙体的水平受剪承载力）。 （1）砖砌平拱的承载力计算
6.1 过梁
砌体结构
补：过梁的破坏形式
过梁受力：弯矩和剪力。 垂直裂缝：当过梁受拉区的拉应力超过砖砌体的抗拉强度 时，在跨中受拉区出现。
阶梯形斜裂缝：当支座 处斜截面的主拉应力超 过砖砌体沿齿缝的抗拉 强度时，在靠近支座处 会出现斜裂缝。
6.1 过梁
体结构
补：过梁的破坏形式
支座滑移破坏： 砖砌平拱和砖砌弧拱过梁在 跨中开裂后，会产生水平推 力。此水平推力由两端支座 处的墙体承受。当此墙体的 灰缝抗剪强度不足时，会导 致支座滑动而破坏，较常出 现在房屋端部的墙体处。
砌体结构
圈梁、过梁、挑梁和墙梁的设计
block masonry structure
砌体结构
高层建筑结构设计 第06章 剪力墙结构内力计算
为简化计算，可将上述三式写成统一公式，并取G=0.4E 可得到整截面墙的等效刚度计算公式为
Ec Ieq Ec Iw
1
9Iw
AwH 2
引入等效刚度，可把剪切变形与弯曲变形 综合成弯曲变形的表达形式
11
V0
H
3
倒三角荷载
60 EIeq
1
V0
H
3
8 EIeq
• 内力 先将整体小开
口墙视为一个上 端自由、下端固 定的竖向悬臂构 件，如图所示， 计算出标高处 （第i楼层）截面 的总弯矩和总剪 力，再计算各墙 肢的内力。
• 墙肢的弯矩 将总弯矩Mi分为两部 分，其一为产生整体
弯曲的弯矩；另一为
产生局部弯曲的局部 弯矩，如图所示。
• 第j墙肢承受的全部弯矩可按下式计算
当剪力墙各墙段错开距离a不大于实体连接墙厚度的 8倍，并且不大于2.5m时，整片墙可以作为整体平 面剪力墙考虑；计算所得的内力应乘以增大系数1.2， 等效刚度应乘以折减系数0.8。当折线形剪力墙的各 墙段总转角不大于15°时，可按平面剪力墙考虑。
6.2 整体墙和小开口整体墙的计算
6.2.1 整体墙的内力和位移计算 1、墙体截面内力
Mi (x)
0.85M p (x)
Ii I
0.15M p (x)
Ii Ii
式中，Ii第i个墙肢的惯性矩，
I 对组合截面形心的组合截面惯性矩。
I I j Aj y2
• 墙肢的剪力 第j墙肢的剪力可近似按下式计算
Vi
1 2
Vp
A Ai
Ii Ii
高层建筑结构抗震期末复习题(含答案)
第一章 绪论（一）填空题1．我国《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3—2010)规定：把10层及10层以上或房屋高度大于28m的住宅建筑，以及房屋高度大于24m的其他高层民用建筑，称为高层建筑，此处房屋高度是指室外地面到房屋主要屋面的高度。
2．高层建筑设计时应该遵循的原则是安全适用，技术先进，经济合理，方便施工。
3．复杂高层结构包括带转换层的高层结构，带加强层的高层结构，错层结构，连体结构以及竖向体型收进结构等。
4．8度、9度抗震烈度设计时，高层建筑中的大跨和长悬臂结构应考虑竖向地震作用。
5．高层建筑结构的竖向承重体系有框架结构体系，剪力墙结构体系，框架—剪力墙结构体系，筒体结构体系等；水平向承重体系有普通肋形楼盖体系，无梁楼盖体系，组合楼盖体系等。
6．高层结构平面布置时，应使其平面的质量中心和刚度中心尽可能靠近，以减少扭转效应。
7. 三种常用的钢筋混凝土高层结构体系是指框架结构、剪力墙结构、框架—剪力墙结构。
(二)选择题1．高层建筑抗震设计时，应具有[ a ]抗震防线。
a．多道；b．两道；c．一道；d．不需要。
2．下列叙述满足高层建筑规则结构要求的是[ d ]。
a．结构有较多错层；b．质量分布不均匀；c．抗扭刚度低；d．刚度、承载力、质量分布均匀、无突变。
3．高层建筑结构的受力特点是[ b ]。
a．竖向荷载为主要荷载，水平荷载为次要荷载；b．水平荷载为主要荷载，竖向荷载为次要荷载；c．竖向荷载和水平荷载均为主要荷载；d．不一定。
4．8度抗震设防时，框架—剪力墙结构的最大高宽比限值是[ C ]。
a．2；b．3；c．4；d．5。
5．钢筋混凝土高层结构房屋在确定抗震等级时，除考虑地震烈度、结构类型外，还应该考虑[ A ]。
a．房屋高度；b．高宽比；c．房屋层数；d．地基土类别。
6．随着建筑物高度的增加，变化最明显的是[ C ]。
A. 轴力B. 弯矩C.侧向位移D.剪力7．某高层建筑要求底部几层为大空间商用店面，上部为住宅，此时应采用那种结构体系[ D ]。
建筑结构设计 第6章 中跨与大跨建筑结构
图5 首都人民大会堂
图6 鸟巢
6.2 桁架及屋架
桁架是由杆件组成的几何不变体，即是指由直杆在杆 桁架 端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构。桁架 中的杆件大多只承受轴向力，杆件截面上应力分布均 匀，材料性能发挥较好，从而能节省钢材和减轻结构 自重，特别适用于跨度和高度较大的结构。 桁架在钢结构中应用很广 应用很广，分为空间桁架和平面桁架 应用很广 两类。网架结构和各种塔架结构为空间桁架，常用的 平面桁架如屋架、吊车桁架、支撑、桥梁等。平面简 支桁架的杆件内力不受支座沉降和温度变化的影响， 且构造简单、安装方便最为常用。
h = (1 / 10 ~ 1 / 6)l 0
6.3 单层钢架结构
单层钢架：一般由直线形杆件（梁和柱）组成 单层钢架 的具有刚性节点的结构。当横梁为折现形时称 为门式钢架 门式钢架；当横梁为弧形时，称为拱式钢架 拱式钢架。 门式钢架 拱式钢架 刚架结构由横梁、柱和基础组成。刚架的柱与 横梁刚接，与基础铰接。 排架结构由屋架、柱和基础组成，柱与屋架铰 接，而与基础刚接。
门式刚架从结构上分类有：
（1）无铰刚架；（2）两铰刚架；（3）三铰刚架
无铰刚架
两铰刚架
三铰刚架
三种刚架的经济指标 刚架用料 刚架形式 钢 (kg) 无铰 两铰 三铰 364 365 380 混凝土 钢 (m 3 ) (kg) 3.00 2.98 2.42 68.0 35.0 35.0 混凝土 钢 (m 3 ) (kg) 4.28 0.87 0.87 432 400 415 混凝土 (m 3 ) 7.28 3.76 3.29 基础用料 总材料用量
大跨建筑的发展概况
（1）罗马万神庙，见图1。穹顶直径达43.3m，顶端高度也是 43.3m，中央开一个直径8.9m的圆洞。 （2）威斯敏斯特教堂，见图2。总长156米，宽22米；大穹窿顶 高31米，跨度大19.3m，钟楼高68.5米，拱脚厚度达910mm。
建筑抗震设计规范
第6章 建筑抗震设计规范</CENTER>6.1 一般规定第6.1.1条 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。
现浇钢筋混凝土房屋适用的最大高度(m)表6.1.1第6.1.2条 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。
丙类建筑的抗震等级按表6.1.2确定。
现浇钢筋混凝土房屋的抗震等级 表6.1.2第6.1.3条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，可根据具体情况彩三级或更低等级。
4抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按本规范第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。
第6.1.4条高层钢筋混凝土房屋宜避免采用本规范第3.4节规定的不规则建筑结构方案，不设防震缝；当需要设置防震缝时，应符合下列规定：1防震缝最小宽度应符合下列要求：1)框架结构房屋的防震缝宽度，当高度不超过15m时可采用70mm；超过15m时，6度、7度、8度和9度相应每增加高度5m、4m、3m和2m，宜加宽20mm。
木结构设计规范 GBJ5—第六章 木结构的设计和构造
第六章木结构的设计和构造第一节一般规定第6.1.1条设计木结构时，应符合下列要求：一、宜选用以木材为受压或受弯构件的结构型式，如钢木桁架或撑托式结构。
对于在干燥过程中容易翘裂的落叶松、云南松等树种木材，当用作桁架时，宜采用钢下弦；若采用木下弦，对于原木，其跨度不宜大于15m；对于方木不应大于12m，且应采取有效的防止裂缝危害的措施。
二、为了尽量利用短小木材和低等级木材，宜积极创造条件采用胶合木构件或胶合木结构。
三、木屋盖宜采用外排水。
若必须采用肉排水时，不应采用木制天沟。
四、必须采取通风和防潮措施，以防木材腐朽和虫蛀。
五、合理地减少构件截面的规格，以符合工业化的要求。
六、应保证木结构特别是钢木桁架在运输和安装过程中的强度、刚度和稳定性，必要时应在施工图中提出注意事项。
第6.1.2条在可能造成风灾的台风地区和山区风口地段，木结构的设计，应从构造上采取有效措施，以加强建筑物的抗风能力。
如：尽量减小天窗的高度和跨度；做成短出檐或封闭出檐；瓦面（特别在檐口处）宜加压砖或座灰；两端山墙宜作成硬山；节点处檩条与桁架（或山墙）、桁架与墙（或柱）、门窗框与墙体等均应锚固。
第6.1.3条在结构的同一节点或接头中有两种或多种不同刚度的连接时,计算上只考虑一种连接传递内力,不应考虑几种连接的共同作用。
第6.1.4条杆系结构中的主要木构件，当有对称削弱时,其净截面面积不应小于毛截面面积的50%；当有不对称削弱时，其净截面面积不应小于毛截面面积的60%。
第6.1.5条木结构中钢拉杆和拉力螺栓及其钢垫板，宜用3号钢制作。
圆钢拉杆和拉力螺栓的直径，应按计算确定。
但不宜小于12mm。
钢拉杆和拉力螺栓方形钢垫板的尺寸，可按下列公式计算：一、垫板面积（）二、垫板厚度（mm）式中Ｎ——轴心拉力设计值（N）；——木材斜纹承压强度设计值（N/）,按轴心拉力设计值N与垫板下木构件木纹方向的夹角,由本规范第3.2.2条的公式确定；ｆ——钢材抗弯强度设计值（N/）。