多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件

第2章

多層及高層房屋結(jié)構(gòu)2.1多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組成2.2多、高層房屋結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)計(jì)算2.3樓蓋的設(shè)計(jì)2.4柱、支撐及節(jié)點(diǎn)柱腳設(shè)計(jì)第2章多層及高層房屋結(jié)構(gòu)2.1多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組2．1多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組成多層和高層房屋建筑之間并沒(méi)有嚴(yán)格的界線。根據(jù)房屋建筑的荷載特點(diǎn)及其力學(xué)行為，尤其是對(duì)地震荷載的反應(yīng)，大致可以12層(高度約40m)為界。P344（多層412層或高度不超過(guò)40m）高層與多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的區(qū)別在于：高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的水平荷載起主要作用，它引起的彎矩和側(cè)移是與高度的二次方和四次方成正比。因此選擇好的抗側(cè)體系、平面和豎向布置規(guī)則的結(jié)構(gòu)、風(fēng)荷載較小的建筑外形以及地震作用較小的結(jié)構(gòu)體系很重要。避免房屋的“先天”缺陷。因此，高層鋼結(jié)構(gòu)房屋更重視概念設(shè)計(jì)。2．1多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組成多層和高層房屋建筑一、多、高層房屋結(jié)構(gòu)的類別

鋼結(jié)構(gòu)房屋中，側(cè)向荷載的影響顯著。按抵抗側(cè)向荷載作用的功效可分為：框架結(jié)構(gòu)、框剪或框支結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。一、多、高層房屋結(jié)構(gòu)的類別鋼結(jié)構(gòu)房屋中，側(cè)框架結(jié)構(gòu)體系由于在柱子之間不設(shè)置支撐或墻板之類的構(gòu)件，建筑平面布置靈活。體系的抗側(cè)力能力依賴于梁柱構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)的剛度與強(qiáng)度，梁柱節(jié)點(diǎn)必須做成可靠的剛接。結(jié)構(gòu)剛度分布均勻，延性較大，自振周期較長(zhǎng)，對(duì)地震作用不敏感，但側(cè)向剛度小。柱距一般控制在6~9m范圍內(nèi)，次梁間距以3~4m為宜；地震區(qū)的鋼框架結(jié)構(gòu)房屋一般不超過(guò)12層。1.框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)體系由于在柱子之間不設(shè)置支撐或墻板之2.鋼框架-支撐（剪力墻板）體系在框架的一部分開(kāi)間中設(shè)置支撐，支撐與梁、柱組成一豎向支撐桁架體系（如圖），并通過(guò)樓蓋與無(wú)支撐框架共同抵抗側(cè)力，稱為鋼框架-支撐體系。2.鋼框架-支撐（剪力墻板）體系在框架的一部若用鋼板剪力墻代替鋼支撐，嵌入鋼框架，即為鋼框架-剪力墻板體系。這種結(jié)構(gòu)體系，鋼框架的剛度小，承擔(dān)的水平剪力小。豎向支撐桁架（剪力墻板）的剛度大，承擔(dān)的水平剪力大。與混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)相似，鋼框架-支撐（剪力墻板）體系為雙重抗側(cè)力體系，其整體側(cè)移曲線一般呈彎剪型。上海錦江飯店分館，采用帶支撐和鋼板剪力墻的框剪結(jié)構(gòu)。若用鋼板剪力墻代替鋼支撐，嵌入鋼框架，即為鋼3.框-筒結(jié)構(gòu)：鋼框架-混凝土核心筒或鋼框筒-混凝土核心筒體系，鋼框架與鋼框筒的區(qū)別是：鋼框筒將框架柱加密(不超過(guò)3m)，用深梁將其相互剛性連接，使外層框架在側(cè)向荷載的作用下，具有懸臂箱形梁的力學(xué)行為。內(nèi)筒及其他豎向構(gòu)件主要承受豎向荷載，剛性樓面作為框筒的橫隔，增強(qiáng)筒的整體性。3.框-筒結(jié)構(gòu)：鋼框架-混凝土核心筒或鋼框筒-鋼框架-混凝土核心筒或鋼框筒-混凝土核心筒體系，核心混凝土筒體的抗側(cè)剛度大于鋼框架或鋼框筒，核心混凝土筒體承擔(dān)大部分水平力，但混凝土核心筒延性差。實(shí)際要求設(shè)計(jì)成雙重抗側(cè)體系，要求混凝土核心筒延性要好，地震水平力作用達(dá)到彈塑性變形限制時(shí)，還能承擔(dān)不少于75%的水平力，鋼框架或鋼框筒作為二道防線承擔(dān)不少于25%的水平力。鋼框架-混凝土核心筒或鋼框筒-混凝土核心筒體系，為了避免剪力滯后造成角柱的軸力過(guò)大，可控制框筒平面的長(zhǎng)寬比不宜過(guò)大(平面迎風(fēng)面的長(zhǎng)度超過(guò)45m時(shí)筒體效果降低)；加大框筒梁和柱的線剛度比?？蛲步Y(jié)構(gòu)橫向剛度較大，可適用的建筑高度超過(guò)90層。

P425剪力滯后:由于剪力作用產(chǎn)生變形的影響，柱內(nèi)軸力不再是線性分布，角柱的軸力大于中部柱。為了避免剪力滯后造成角柱的軸力過(guò)大，可控制框筒平面的長(zhǎng)高411m(110層)的原美國(guó)紐約世貿(mào)中心大廈是帶有裙房的框筒結(jié)構(gòu)，其平面尺寸為240根柱子組成的正方形，柱距1.02m；內(nèi)筒由中央電梯井的47根柱子組成。陣風(fēng)作用下實(shí)測(cè)到的屋頂最大橫向位移僅為0.46m(不足計(jì)算值1．02m的50％)，約為其高度的1／950，證明框筒結(jié)構(gòu)具有良好的抗側(cè)力性能。

高411m(110層)的原美國(guó)紐約世貿(mào)中心大廈是帶有馬來(lái)西亞雙塔樓：88層，450米，框—筒結(jié)構(gòu)，2019年建成。馬來(lái)西亞雙塔樓：框筒結(jié)構(gòu)是筒體結(jié)構(gòu)的一種，稱為筒中筒結(jié)構(gòu)?？蛲步Y(jié)構(gòu)是筒體結(jié)構(gòu)的一種，稱為筒中筒結(jié)構(gòu)。深圳發(fā)展中心大廈——主樓由鋼筋混凝土剪力墻和鋼結(jié)構(gòu)組成。鋼結(jié)構(gòu)部分占主樓平面3/4，是地上43層、高165.30m的鋼架結(jié)構(gòu)。深圳發(fā)展中心大廈鋼結(jié)構(gòu)部分占主樓平面3/4，是地

P425束筒結(jié)構(gòu)是由各筒體間共用筒壁的一束筒狀結(jié)構(gòu)組成，是為了減緩框筒結(jié)構(gòu)的剪力滯后效應(yīng)而提出來(lái)的。P425束筒結(jié)構(gòu)是由各筒體間共用筒壁的一束筒利用第35、66、90三個(gè)設(shè)備層，設(shè)置一層樓高的桁架，提高框筒抵抗豎向變形的能力。利用第35、66、90三個(gè)設(shè)備層，設(shè)置一層樓高的桁架，提高框束筒結(jié)構(gòu)方案可靈活地組成平面形式，也可將各筒體在不同的高度中止，以獲得豐富的立面造型。筒體可用密柱深梁的鋼結(jié)構(gòu)形成，也可采用鋼筋混凝土筒體，不過(guò)常以內(nèi)筒出現(xiàn)。束筒結(jié)構(gòu)方案可靈活地組成平面形式，也可將各筒《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99—98)第1.0.2條：根據(jù)地震設(shè)防烈度，對(duì)各類結(jié)構(gòu)形式所適用的高度作出了規(guī)定，如下表。P426表7-1做了修改?！陡邔用裼媒ㄖ摻Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99—98)框架、框—支、框—筒是多、高層房屋結(jié)構(gòu)的最基本型式，由此可衍生出多種多樣的型式。框架、框—支、框—筒是多、高層房屋結(jié)構(gòu)的最基4.懸掛結(jié)構(gòu)稱芯筒體系或懸掛結(jié)構(gòu)

在內(nèi)筒(通常是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))具有足夠的抗側(cè)力剛度時(shí)，可把框—筒的外層框筒去掉，將整個(gè)建筑物懸掛在內(nèi)筒上。它打破了密柱深梁對(duì)建筑設(shè)計(jì)的桎梏，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗壓性能好的長(zhǎng)處，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。4.懸掛結(jié)構(gòu)稱芯筒體系或懸掛結(jié)構(gòu)在內(nèi)筒(5.巨型結(jié)構(gòu)P421一般結(jié)構(gòu)的梁、柱、支撐為一個(gè)樓層和一個(gè)開(kāi)間內(nèi)的構(gòu)件。巨型結(jié)構(gòu)是將梁、柱、支撐由數(shù)層和數(shù)個(gè)開(kāi)間組成。特點(diǎn)：抗震性能和抗側(cè)剛度較好，內(nèi)部空間分隔較自由。5.巨型結(jié)構(gòu)P421一般結(jié)構(gòu)的梁、柱、支撐為一個(gè)巨型結(jié)構(gòu)——上海證券大廈

位于上海市浦東新區(qū)陸家嘴金融貿(mào)易，占地面積11871m2,總建筑面積為98061m2。建筑物地下三層,地上二十七層,第二十七層以上為三層設(shè)備層,建筑高度為120·9m;加上高聳的天線塔,最高達(dá)180·15m，是我國(guó)第一座結(jié)構(gòu)暴露型建筑。巨型結(jié)構(gòu)——上海證券大廈

位于上海市浦東新區(qū)陸家嘴結(jié)構(gòu)有四大部分：第一部分：36m×21m的南、北兩座，高27層,鋼筋混凝土核芯筒體與鋼結(jié)構(gòu)框架組成的框筒體系結(jié)構(gòu)的塔樓;第二部分：31m高(共8層),63m跨度的鋼結(jié)構(gòu)天橋,位于南、北兩座塔樓之間的第19層至第27層處;第三部分：9層(局部10層)鋼結(jié)構(gòu)裙房,位于南、北兩座塔樓之間首層至第十層處,其中包括一個(gè)3620m2的無(wú)柱證券交易大廳;第四部分：鋼結(jié)構(gòu)天線塔,位于南、北兩座塔樓中間,從第十層裙房屋面穿過(guò)鋼天橋直至180m高空。結(jié)構(gòu)有四大部分：多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件上海信息樞紐大樓位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一座具有高度智能化通訊信息樞紐的建筑。大樓地下3層、地上41層，建筑面積約87756m2，建筑高度達(dá)287m(到天線塔頂端)，在一側(cè)塔樓的屋面上，聳立著一座高92m的鋼結(jié)構(gòu)天線塔，整個(gè)建筑雄偉壯觀，在高樓林立的陸家嘴地區(qū)，仍不失為一大標(biāo)志性建筑(見(jiàn)圖1)。上海信息樞紐大樓位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一座具多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件

整幢建筑呈門(mén)型結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)為鋼框架與混凝土核心筒組成的混合結(jié)構(gòu)塔樓，兩塔樓相距43.2m，其間為架空的全鋼結(jié)構(gòu)框架(以下簡(jiǎn)稱連廊)，連廊從7層開(kāi)始一直到屋面(設(shè)備1層)。大樓結(jié)構(gòu)上最大的特點(diǎn)表現(xiàn)在連廊部分，在連廊的7一11層、26~28層與40一PHI層設(shè)置了3道巨型鋼桁架。

整幢建筑呈門(mén)型結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)為鋼框架與混凝土核心桁架筒體系用稀柱、淺梁和支撐斜桿組成桁架布置在建筑物的周邊，構(gòu)成桁架筒體系，解決密柱深梁的問(wèn)題。鋼桁架筒體系的柱距大，支撐斜桿跨越建筑物一個(gè)立面的邊長(zhǎng)，沿豎向跨越數(shù)個(gè)樓層，形成平面巨形桁架，四片平面巨形桁架?chē)煽臻g桁架筒，形成整體空間懸臂結(jié)構(gòu)。鋼桁架筒體系的側(cè)向剛度大，比框筒結(jié)構(gòu)更能充分利用材料，適合于建造更高的建筑。桁架筒體系用稀柱、淺梁和支撐斜桿組成桁架布置在建筑多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件香港中國(guó)銀行大樓高315m(70層)的香港中國(guó)銀行大樓為大型支撐筒結(jié)構(gòu)體系。香港中國(guó)銀行大樓高315m(70層)的香港中國(guó)銀行大樓八片支撐的平面位置圖四根角柱是由H型鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)。八片支撐的平面位置圖四根角柱是由H型鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)非抗震設(shè)防的多層(≤12層)鋼結(jié)構(gòu)房屋，可不設(shè)雙重抗側(cè)力體系，可采用單純框架或斜撐(或剪力墻)結(jié)構(gòu)體系。采用框架體系時(shí)，不一定把所有的梁都和柱剛性連接，只要側(cè)向剛度夠大，可以只取一部分柱參與抗側(cè)力工作。非抗震設(shè)防的多層(≤12層)鋼結(jié)構(gòu)房屋，可不設(shè)雙重抗采用斜撐體系時(shí)，只在少數(shù)柱間加設(shè)斜撐，梁和柱的連接都可做成鉸支——柔性連接。少數(shù)柱參與抗側(cè)力體系，和多跨門(mén)式剛架的中柱做成搖擺柱一樣。梁柱剛性連接構(gòu)造復(fù)雜，制作和工地安裝工作量；抗側(cè)力體系也可混合使用，如縱向用框架，橫向用斜撐體系。

采用斜撐體系時(shí)，只在少數(shù)柱間加設(shè)斜撐，梁和柱的連接有抗震要求時(shí)，可采用偏心支撐體系。純框架具有很好的延性和耗能能力，但側(cè)向剛度較弱。軸線交匯的支撐體系側(cè)向剛度很好，但支撐設(shè)計(jì)的在強(qiáng)烈地震作用下不屈曲，則造成地震力過(guò)大，不經(jīng)濟(jì)、合理；若允許支撐屈曲，則屈曲后性能退化，影響它的耗能能力。有抗震要求時(shí)，可采用偏心支撐體系。中心支撐中心支撐框架中的支撐斜桿，在強(qiáng)烈地震的反復(fù)作用下，受壓時(shí)容易發(fā)生屈曲，反向荷載作用下受壓屈曲的支撐斜桿不能完全拉直，而另一方向的斜桿又可能受壓屈曲，如此多次壓屈，致使支撐框架的剛度和承載力降低。若支撐設(shè)計(jì)的在強(qiáng)烈地震作用下不屈曲，則造成地震力過(guò)大，不經(jīng)濟(jì)、合理；若允許支撐屈曲，則屈曲后性能退化，影響它的耗能能力。因此，中心支撐框架一般用于抗風(fēng)結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于不超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)房屋亦可采用。中心支撐中心支撐框架中的支撐斜桿，在強(qiáng)烈地震的反復(fù)作(a)單向斜桿支撐、(b)十字交叉支撐、(c)人字支撐、(d)V形支撐、(e)K形支撐。

K形支撐斜桿的尖點(diǎn)與柱相交，受拉桿屈服和受壓桿屈曲會(huì)使柱產(chǎn)生較大的側(cè)向變形，可能引起柱的壓屈甚至整個(gè)結(jié)構(gòu)倒塌，所以抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用K形支撐。(a)單向斜桿支撐、(b)十字交叉支撐、(c)人偏心支撐偏心支撐框架是在梁上設(shè)置一較薄弱部位，如圖10.1.3中的梁段l，稱為消能梁段。偏心支撐偏心支撐框架是在梁上設(shè)置一較薄弱部位，如圖結(jié)構(gòu)在彈性階段有較好的剛度，在強(qiáng)震作用下，消能梁段在支撐失穩(wěn)之前進(jìn)入了彈塑性階段，具有很好的延性和耗能能力。試驗(yàn)研究表明，消能梁段腹板剪切屈服，通過(guò)腹板耗散地震能量，具有塑性變形大、屈服后承載力繼續(xù)提高、滯回耗能穩(wěn)定等特點(diǎn)。設(shè)置偏心支撐的開(kāi)間內(nèi)，構(gòu)件之間的相互連接均為剛接。

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用偏心支撐框架，頂層可采用中心支撐；不超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)宜采用中心支撐，有條件時(shí)也可采用偏心支撐。

結(jié)構(gòu)在彈性階段有較好的剛度，在強(qiáng)震作用下，消能梁段框架-支撐體系中的豎向支撐通常是在框架的同一跨度內(nèi)支撐沿豎向連續(xù)布置，如圖（a）所示。在水平荷載作用下，支撐部分由于其寬度較小，整體彎曲變形所引起的頂部側(cè)移較大，且柱腳受到很大的軸向拉（壓）力，設(shè)計(jì)中難以處理?？蚣?支撐體系中的豎向支撐通常是在框架的同一跨度內(nèi)如將豎向支撐布置在兩個(gè)邊跨圖b或根據(jù)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度上小下大的實(shí)際需要，上面幾層布置在中跨，下面幾層布置在兩邊跨圖c，則其側(cè)向剛度均比常規(guī)的沿中跨布置圖a大得多，而且柱腳處的軸向拉（壓）力亦相應(yīng)減小。如將豎向支撐布置在兩個(gè)邊跨圖b或根據(jù)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度上二、結(jié)構(gòu)布置

P3471.平面布置為了減少風(fēng)壓作用，應(yīng)首選由光滑曲線構(gòu)成的凸平面，減小風(fēng)載體型系數(shù)。圓形或橢圓形平面比矩形平面能顯著降低風(fēng)壓的整體作用；盡可能采用中心對(duì)稱或雙軸對(duì)稱的平面，減小或避免在風(fēng)荷載作用下的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；避免狹長(zhǎng)形平面。

二、結(jié)構(gòu)布置P3471.平面布置（1）有抗震設(shè)防要求時(shí)，平面尺寸關(guān)系應(yīng)符合《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第3.2.1條如下列的要求。（1）有抗震設(shè)防要求時(shí)，平面尺寸關(guān)系應(yīng)符合《高層民結(jié)構(gòu)在水平荷載下是否會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，不僅和平面圖上的外形有關(guān)，還和抗側(cè)力構(gòu)件設(shè)置部位有關(guān)?？箓?cè)力剛度中心應(yīng)和水平合力線盡量接近。偏心率是度量抗側(cè)力構(gòu)件布置狀況的力學(xué)參量，任一樓層相應(yīng)于x和y方向的偏心率x和y可由下式計(jì)算：x=ey/rex

y=ex/rey

ex、ey——分別為x和y方向水平作用合力線到結(jié)構(gòu)剛心的距離。結(jié)構(gòu)在水平荷載下是否會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，不僅和平面圖rex、rey——分別為x和y方向的抗扭彈性半徑；rex=（KT/Kx）1/2，rey=（KT/Ky）1/2

KT=（Kxy2）+（Kyx2）KT——所計(jì)算樓層的扭轉(zhuǎn)剛度；Kx、Ky——分別為所計(jì)算樓層各抗側(cè)力構(gòu)件在x和y

方向的側(cè)向剛度之和；x，y——以剛心為原點(diǎn)的抗側(cè)力構(gòu)件坐標(biāo)。

當(dāng)任一層的偏心率＞0.15時(shí)，稱平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)繞剛心扭轉(zhuǎn)。rex、rey——分別為x和y方向的抗扭彈性半徑；（2）平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2019第3.4.2條，

教材P347（2）平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)大量建筑震害表明：防震縫設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致高層建筑在地震時(shí)相互碰撞的破壞后果很?chē)?yán)重的；高層建筑在發(fā)生地震時(shí)具有很大的側(cè)向位移，防震縫的合理設(shè)置很困難的，一般不宜設(shè)置防震縫。對(duì)地震區(qū)多高層建筑應(yīng)當(dāng)建立精細(xì)的力學(xué)模型，作較精確的地震分析，并采取相應(yīng)的措施提高其薄弱部位和構(gòu)件的抗震能力。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，一般不設(shè)置溫度縫，因?yàn)榻ㄖ钠矫娉叽缤ǔ２粫?huì)超過(guò)90m。

大量建筑震害表明：防震縫設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致高層建筑在地震時(shí)相2.豎向結(jié)構(gòu)布置(1)豎向結(jié)構(gòu)布置的原則：1）使結(jié)構(gòu)各層的抗側(cè)力剛度中心與水平合力中心盡可能重合；2）各層的剛度中心應(yīng)盡可能在同一豎直線上；3）建筑開(kāi)間、進(jìn)深的尺寸盡可能統(tǒng)一。2.豎向結(jié)構(gòu)布置(1)豎向結(jié)構(gòu)布置的原則：(2)豎向結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足的要求：多高層房屋的橫向剛度、風(fēng)振加速度與其高寬比有關(guān)。一般認(rèn)為高寬比超過(guò)8時(shí)，結(jié)構(gòu)效能不佳?！督ㄖY(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》(GB50011)規(guī)定：對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑，其高寬比不宜大于下表的限值。(2)豎向結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足的要求：多高層房屋(3)豎向布置的不規(guī)則結(jié)構(gòu)P347表6-2：(3)豎向布置的不規(guī)則結(jié)構(gòu)P347表6-2：3.樓層平面支撐布置P349保證其平面內(nèi)有足夠剛度，傳遞水平力。壓型組合樓板、現(xiàn)澆或裝配式樓板與樓面梁可靠連接時(shí)，可不設(shè)水平支撐。樓板開(kāi)大洞口時(shí)，應(yīng)在洞口周?chē)闹W(wǎng)區(qū)格設(shè)水平支撐。3.樓層平面支撐布置P349保證其平面內(nèi)5.鋼框筒結(jié)構(gòu)體系的布置原則(常用）P4261）框筒結(jié)構(gòu)高寬比不宜小于3（4），可發(fā)揮框筒的立體作用；2)框筒平面宜接近方形、圓形或正多邊形；矩形長(zhǎng)短邊比不宜超過(guò)1.5.為了避免剪力滯后，框筒平面的邊長(zhǎng)不宜超過(guò)45m。3）框筒應(yīng)做成密柱深梁，柱距一般為1.0~3.0m，不宜大于層高或4.5m，框筒的開(kāi)洞面積不宜大于其總面積的50％。4）框筒柱截面剛度較大的方向宜布置在框筒的筒壁內(nèi)，角柱一般為非角柱截面積的1.5~2.0倍；

5.鋼框筒結(jié)構(gòu)體系的布置原則(常用）P4261）框5）框筒的筒壁內(nèi)，深梁與柱的連接應(yīng)采用剛接。6）內(nèi)筒尺寸不宜過(guò)小，內(nèi)筒的邊長(zhǎng)不宜小于相應(yīng)外框筒邊長(zhǎng)的1／3；內(nèi)外筒間的進(jìn)深一般控制在10~16m之間；核心筒的高寬比不宜超過(guò)15。

5）框筒的筒壁內(nèi)，深梁與柱的連接應(yīng)采用剛接。7）內(nèi)筒也為框筒時(shí)，柱距宜與外框筒柱距相同，且在每層樓蓋處都設(shè)置鋼梁將相應(yīng)內(nèi)外柱相連接，保證角柱有足夠的截面積，控制其不產(chǎn)生嚴(yán)重的剪力滯后。7）內(nèi)筒也為框筒時(shí)，柱距宜與外框筒柱距相同，且在每層外框筒為矩形平面時(shí)，作成切角矩形，以削減角柱應(yīng)力；外框筒為矩形平面時(shí)，作成切角矩形，以削減角柱應(yīng)力；為提高內(nèi)外筒的整體性能，緩解剪力滯后，可設(shè)置帽桁架和腰桁架。

腰桁架一般布置于設(shè)備層。帽桁架和腰桁架由相互正交的兩組桁架構(gòu)成，等距滿布于建筑物的橫(縱)向，并貫通建筑物的縱(橫)向。為提高內(nèi)外筒的整體性能，緩解剪力滯后，可設(shè)置帽桁架和腰4.基礎(chǔ)埋深

(1)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)宜設(shè)地下室，起補(bǔ)償基礎(chǔ)的作用，增大結(jié)構(gòu)抗側(cè)傾的能力，(2)抗震設(shè)防時(shí)，基礎(chǔ)埋深宜一致，不宜采用局部地下室。（3）采用天然地基時(shí)，基礎(chǔ)埋深不宜小于H/15；采用樁基時(shí)，不宜小于H／18?；A(chǔ)埋深指室外地坪至基礎(chǔ)底面；Ｈ是室外地坪至屋頂檐口（不包括突出屋面的屋頂間）的高度。4.基礎(chǔ)埋深(1)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)宜設(shè)地下室，起4.當(dāng)有可靠根據(jù)時(shí)，基礎(chǔ)埋深可適當(dāng)減小。5.地下室通常取鋼筋混凝土剪力墻或框剪結(jié)構(gòu)。6.在地下室與上層鋼結(jié)構(gòu)之間可設(shè)置鋼骨(型鋼)混凝土的過(guò)渡層，以平緩過(guò)渡抗推剛度。過(guò)渡層一般為2~3層，可部分位于地下。7.采用框架-支撐體系時(shí)，豎向連續(xù)布置的支撐桁架，在地下部分應(yīng)該用鋼筋混凝土剪力墻并一直延伸到基礎(chǔ)。8.采用框筒體系，外框筒宜在地下部分用鋼筋混凝土剪力墻，并一直延伸到基礎(chǔ)；內(nèi)框筒在地下部分最好改為鋼骨(型鋼)混凝土框筒或鋼筋混凝土筒，并一直延伸到基礎(chǔ)。4.當(dāng)有可靠根據(jù)時(shí)，基礎(chǔ)埋深可適當(dāng)減小。實(shí)際工程分析實(shí)際工程分析上海信息樞紐大樓

位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一座具有高度智能化通訊信息樞紐的建筑。大樓地下4層、地上41層，建筑面積約103442m2，建筑高度達(dá)288m(到天線塔頂端)。工程平面基本為矩形,長(zhǎng)87m、寬57m。地下結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),地上部分兩側(cè)為勁性鋼筋混凝土筒體,中央為鋼結(jié)構(gòu),在7~11層、26~28層、40~屋面1層處設(shè)鋼桁架,與筒體抗震墻連接,使整幢建筑物形成一個(gè)巨大的框架結(jié)構(gòu)。外墻采用金屬玻璃單元式幕墻。上海信息樞紐大樓位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一座具多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件兩塔樓相距43.2m，其間為架空的全鋼結(jié)構(gòu)框架(以下簡(jiǎn)稱連廊)，連廊從7層開(kāi)始一直到屋面(設(shè)備1層)。大樓結(jié)構(gòu)上最大的特點(diǎn)表現(xiàn)在連廊部分，在連廊的7一11層、26~28層與40一PHI層設(shè)置了3道巨型鋼桁架。為使3道桁架受力明確，連廊的所有荷載均通過(guò)這3道桁架傳遞到左右兩塔樓上，設(shè)計(jì)要求在連廊的22與35層處，所有鋼柱的軸力為零。也就是說(shuō)整個(gè)連廊沿高度方向，要分為相互脫離的三大塊，其斷層(是形式上的斷層)就在22與35層，這樣可使每道桁架只承受其中一塊的荷載。由于荷載明確，從而有利于巨型桁架的設(shè)計(jì)，可以降低整幢建筑的含鋼量指標(biāo)。兩塔樓相距43.2m，其間為架空的全鋼結(jié)構(gòu)框架

鋼柱軸力為零的施工1根上下統(tǒng)長(zhǎng)的鋼柱，安裝后要做到某幾個(gè)區(qū)段的軸力為零，最容易的施工辦法是:先安裝3道桁架，然后以22層與35層為分界線，將鋼柱分別掛在或安裝在相應(yīng)的桁架上，等樓板混凝土澆搗完成后，再把22層與35層的鋼柱接通，這樣，鋼柱的軸力肯定為零，從而滿足了設(shè)計(jì)的要求。但是按照這樣的順序吊裝，會(huì)產(chǎn)生以下的弊病:a由于3道桁架必須先行安裝，這樣，桁架安裝如同架橋，而且是在100~200m的高空架橋，難度相當(dāng)大，其安全與質(zhì)量不容易控制，工期也會(huì)受到影響。b.有相當(dāng)一部分柱、梁必須采用懸掛吊裝的方法，這樣非但塔吊會(huì)失去優(yōu)勢(shì)，且會(huì)增加吊裝柱、梁的危險(xiǎn)性，同樣也會(huì)影響工期。鋼柱軸力為零的施工鑒于上述原因，我們決定改用順裝的方法，即充分利用原結(jié)構(gòu)的鋼柱，在22層與35層軸力為零處設(shè)一個(gè)斷口，先把斷口用高強(qiáng)螺栓接通(安裝懸掛部分的柱、梁與上道桁架)，等上道桁架安裝完成后(包括電焊完成)，再把斷口處的高強(qiáng)螺栓松開(kāi)，這樣懸掛柱梁的荷載就轉(zhuǎn)移到上道桁架上，斷口處的鋼柱軸力就變?yōu)榱恪?/p>

其施工順序如下:把位于22F的鋼柱斷口用高強(qiáng)螺栓接上，用常規(guī)工藝安裝22~28F的鋼框架，其自重傳遞到第1道桁架(見(jiàn)圖2順序1)第2道桁架吊裝結(jié)束后，脫開(kāi)22F處的鋼柱斷口(見(jiàn)圖2順序2)

鑒于上述原因，我們決定改用順裝的方法，即充分利用原把位于35F的鋼柱斷口接上，用常規(guī)工藝安裝35~PHI層的鋼框架，其自重傳遞到第2道桁架(見(jiàn)圖2順序3)把位于35F的鋼柱斷口接上，用常規(guī)工藝安裝35~PH第3道桁架吊裝結(jié)束后，脫開(kāi)35F處的鋼柱斷口(見(jiàn)圖2順序4)在整個(gè)樓層，除了活荷載以外的所有荷載(混凝土樓板荷載、樓板表面找平荷載、設(shè)備配管等的荷載)均處于加載狀態(tài)后，再連接22F與35F的柱節(jié)點(diǎn)(見(jiàn)圖2順序5)。第3道桁架吊裝結(jié)束后，脫開(kāi)35F處的鋼柱斷口(見(jiàn)

采用順裝法具有以下優(yōu)點(diǎn):a.所有懸掛部分的柱、梁都可以采用順裝的方法，可以充分發(fā)揮塔式起重機(jī)的優(yōu)勢(shì)，有利于安全、質(zhì)量與工期。b.第2、3道巨形桁架的安裝，無(wú)需采用懸臂架橋式的施工方法，與常規(guī)構(gòu)件吊裝一樣，同樣也有利于安全、質(zhì)量與工期。c.由于利用了原結(jié)構(gòu)中處于懸掛狀態(tài)的受拉鋼柱，作為上道桁架高空安裝時(shí)的支架，大大減少了輔助用鋼，降低了施工成本。d.必須根據(jù)上、下道桁架在施工各階段的垂直位移，計(jì)算斷口的間隙，間隙小了，就達(dá)不到軸力為零的目的，但也不能太大，那樣會(huì)增加斷口最終復(fù)原的難度。此外，采用順裝法施工還必須解決荷載如何從下道桁架平衡轉(zhuǎn)移到上道桁架的問(wèn)題。每道桁架由3一5榀桁架組成，其中第1道為4榀，第2道為5榀，第3道為3榀。每道桁架中各榀桁架互不交叉，桁架之間僅用簡(jiǎn)單鋼梁連系，因此荷載轉(zhuǎn)移時(shí)，可以以榀為單元，由中間向兩側(cè)逐榀完成。每榀桁架都有5個(gè)支承點(diǎn)(也就是5個(gè)斷口)對(duì)稱排列。由于起拱的關(guān)系，中間的斷口間隙最大，離中心越遠(yuǎn)，間隙一也越小，因此在轉(zhuǎn)移荷載時(shí)，必須遵循以下原則，即:由中心向兩邊對(duì)稱進(jìn)行;一次的下降值控制在5mm以內(nèi)，循環(huán)操作，直到完全放松為止。采用順裝法具有以下優(yōu)點(diǎn):4.解決鋼桁架起拱對(duì)混凝土樓面影響的措施

早在工程招標(biāo)投標(biāo)階段，設(shè)計(jì)方就給出了鋼桁架最大起拱值為9.23cm的數(shù)據(jù)，當(dāng)然，在桁架荷載不斷增加的同時(shí)，桁架起拱值會(huì)不斷減小;就算允許混凝土樓面跟著桁架一起起拱，但很難保證混凝土樓面不被破壞，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了一套預(yù)應(yīng)力施工法，此法能圓滿解決混凝土樓層的起拱開(kāi)裂問(wèn)題。中標(biāo)后，我們對(duì)鋼桁架的起拱值進(jìn)行了復(fù)算，結(jié)果最大值僅為3.5cm，與設(shè)計(jì)方提出的數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn)，故放棄了預(yù)應(yīng)力法，改用了留后澆帶的施工方法，即在樓面混凝土澆搗時(shí)，在跨中留條約50cm寬后澆帶，待起拱值減至10mm時(shí)再補(bǔ)澆混凝土。4.解決鋼桁架起拱對(duì)混凝土樓面影響的措施施工效果

2019年10月底，信息樞紐大樓鋼結(jié)構(gòu)工程順利封頂。3道巨形桁架保質(zhì)保量地安裝就位，節(jié)點(diǎn)對(duì)接偏差無(wú)超標(biāo)現(xiàn)象;桁架制作、拼裝、安裝均順利通過(guò)質(zhì)檢;國(guó)內(nèi)首次采用的軸力為零的施工也圓滿完成，該施工法操作方便，1榀桁架有5個(gè)斷口，每個(gè)斷口設(shè)兩只100t級(jí)千斤頂，10只千斤頂輪番作業(yè)，不到半天就可完成1榀巨形桁架的荷載轉(zhuǎn)移，且相當(dāng)平穩(wěn)，滿足了設(shè)計(jì)要求。施工效果中高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中高層鋼結(jié)構(gòu)住宅多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)探討

王亞,劉坤,趙軍2.(1.山東省冶金設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司,濟(jì)南;2.山東中天能源工程咨詢有限公司,濟(jì)南)【摘要】鋼結(jié)構(gòu)住宅具有節(jié)約能源、施工迅速、抗震性能好,符合環(huán)保及適應(yīng)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)等優(yōu)勢(shì)。以多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)為主,闡述了鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)中結(jié)構(gòu)選型、構(gòu)件、節(jié)點(diǎn)、樓板、墻板以及鋼結(jié)構(gòu)防護(hù)設(shè)計(jì)等需要注意的問(wèn)題?！娟P(guān)鍵詞】住宅設(shè)計(jì);鋼結(jié)構(gòu)體系;結(jié)構(gòu)選型;節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì);圍護(hù)結(jié)構(gòu)。多高層鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)探討王亞,劉坤

鋼結(jié)構(gòu)住宅是以工廠化生產(chǎn)的H型鋼梁、鋼柱（包括H型鋼柱、鋼管柱、箱形柱、鋼骨混凝土柱或圓、方或矩形鋼管混凝土柱）為承重骨架，同時(shí)配以新型輕質(zhì)的保溫、隔熱、高強(qiáng)的墻體材料作為圍護(hù)結(jié)構(gòu)，并與功能配套的水暖電衛(wèi)設(shè)備和部品優(yōu)化集成的節(jié)能和環(huán)保型住宅。同傳統(tǒng)的磚混和混凝土結(jié)構(gòu)住宅相比，鋼結(jié)構(gòu)住宅是一種更符合“綠色生態(tài)建筑”特征的結(jié)構(gòu)形式。它具有自重輕、地基費(fèi)用省、占用面積小、工業(yè)化程度高、外形美觀、施工周期短、抗震性能好、投資回收快、環(huán)境污染少等優(yōu)勢(shì)，具有較好的綜合經(jīng)濟(jì)效益。近幾年來(lái)，建設(shè)部有關(guān)部門(mén)推出了鋼結(jié)構(gòu)住宅體系及關(guān)鍵技術(shù)的研究課題，出臺(tái)了鋼結(jié)構(gòu)住宅的相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，并且在北京、上海、天津、新疆、湖南、安徽、山東等地建成一批鋼結(jié)構(gòu)住宅示范試點(diǎn)工程，使鋼結(jié)構(gòu)住宅穩(wěn)步，健康地發(fā)展。鋼結(jié)構(gòu)住宅是以工廠化生產(chǎn)的H型鋼梁、鋼柱（包括H型鋼住宅結(jié)構(gòu)體系大致可分為鋼框架體系、鋼框架—支撐體系、鋼框架—墻板體系、鋼框架—混凝土剪力墻（核心筒）體系。鋼框架體系剛度比較均勻，自重較輕，對(duì)地震作用不敏感，且具有較好的延性，是一種較好的抗震結(jié)構(gòu)形式。但鋼框架體系抗側(cè)剛度小，在強(qiáng)震作用下彈塑性變形大，會(huì)致使非結(jié)構(gòu)部分嚴(yán)重破壞。與鋼框架體系相比較，鋼框架—支撐體系具有較大的抗側(cè)剛度，更適用于高層鋼結(jié)構(gòu)住宅。1.結(jié)構(gòu)體系選型鋼住宅結(jié)構(gòu)體系大致可分為鋼框架體系、鋼框架—支撐根據(jù)支撐桿件的布置形式不同，鋼框架—支撐體系可分為為鋼框架—中心支撐體系和鋼框架—偏心支撐體系。中心支撐構(gòu)造相對(duì)簡(jiǎn)單，但在強(qiáng)烈地震作用下，中心支撐斜桿反復(fù)拉壓，容易導(dǎo)致結(jié)構(gòu)進(jìn)入彈塑性狀態(tài)，引起周?chē)鷺?gòu)件的嚴(yán)重破壞，最終導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失穩(wěn)破壞。因此，在8度及其以上抗震設(shè)防地區(qū)，超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)住宅不宜采用鋼框架—中心支撐體系。根據(jù)支撐桿件的布置形式不同，鋼框架—支撐體系可分鋼框架—偏心支撐體系在彈性階段的剛度接近鋼框架—中心支撐體系，而在彈塑性階段的的延性和耗能能力接近延性鋼框架體系，是一種新型的高層鋼結(jié)構(gòu)抗震體系。但鋼框架—支撐體系中的斜撐桿受桿件長(zhǎng)細(xì)比限制，受壓時(shí)也易發(fā)生整體失穩(wěn)。在強(qiáng)風(fēng)和高烈度地震區(qū)的住宅鋼結(jié)構(gòu)，既要滿足結(jié)構(gòu)的剛度要求，又要保證結(jié)構(gòu)在罕遇地震下具有足夠的延性，這時(shí)可以在框架中嵌入墻板作為等效支撐，即形成鋼框架—嵌入式墻板體系。嵌入式墻板主要有鋼板剪力墻板、內(nèi)藏鋼板支撐的混凝土預(yù)制剪力墻板和帶豎縫的混凝土剪力墻板。鋼框架—偏心支撐體系在彈性階段的剛度接近鋼框架—鋼框架—混凝土剪力墻（核心筒）體系在原有鋼框架體系的基礎(chǔ)上，設(shè)置部分剪力墻（核心筒），使框架和剪力墻（核心筒）兩者結(jié)合起來(lái)，取長(zhǎng)補(bǔ)短。這種結(jié)構(gòu)體系的用鋼量低于純鋼結(jié)構(gòu)，施工速度介于純鋼結(jié)構(gòu)和混凝土結(jié)構(gòu)之間。但鋼與混凝土材料的剛度和延性相差較多，目前主要在低烈度地震區(qū)的高層鋼結(jié)構(gòu)住宅中采用。鋼結(jié)構(gòu)住宅設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、施工方便等原則，并結(jié)合建筑使用功能、建筑模塊和建筑維護(hù)結(jié)構(gòu)以及抗震設(shè)防烈度等要求合理?yè)駜?yōu)選用抗震和抗風(fēng)性能好的結(jié)構(gòu)體系，以保證結(jié)構(gòu)具有足夠的抗風(fēng)、抗震能力和滿足住宅特點(diǎn)的使用功能。鋼框架—混凝土剪力墻（核心筒）體系在原有鋼框架鋼結(jié)構(gòu)住宅中，多層框架柱宜選用熱軋（或焊接）寬（或中）翼緣H型鋼。在非抗震區(qū)或6、7度抗震設(shè)防的低、多層框架柱，當(dāng)滿足設(shè)計(jì)計(jì)算和構(gòu)造要求時(shí)，按建筑設(shè)計(jì)要求可采用異型柱組合截面，柱截面由熱軋或焊接H型鋼與部分T型鋼組成，其柱翼緣寬度不宜大于200mm或墻厚。中高層住宅的框架柱可選用冷彎方（矩）鋼管或焊接箱形截面，當(dāng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理時(shí)也可采用鋼骨混凝土柱。在高層住宅鋼結(jié)構(gòu)中，框架柱一般采用承載力較高的鋼骨混凝土柱或圓、方以及矩形鋼管混凝土柱。2構(gòu)件與節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)住宅中，多層框架柱宜選用熱軋（或焊接）寬（或中）鋼結(jié)構(gòu)住宅中的框架梁和次梁一般情況下宜采用熱軋或焊接窄翼緣H型鋼。大跨度梁和承受扭矩的梁，以及要求具有很大抗彎剛度的框架梁，宜采用焊接箱形截面，不宜采用鋼骨混凝土梁。次梁宜考慮鋼梁和混凝土樓板的共同作用，形成鋼—混凝土組合梁，以減小梁截面，這時(shí)也可以采用上翼緣窄、下翼緣寬的不對(duì)稱截面，翼板與梁翼緣間宜按完全抗剪連接設(shè)置抗剪連接件?？蚣芰翰灰税唇M合梁設(shè)計(jì)，但應(yīng)按部分抗剪連接設(shè)置抗剪連接件，以加強(qiáng)與樓板的整體性。鋼結(jié)構(gòu)住宅中的框架梁和次梁一般情況下宜采用熱軋或焊接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意節(jié)點(diǎn)的合理構(gòu)造，使節(jié)點(diǎn)必須具有良好的承載力與抗震性能，并應(yīng)能滿足各種不同結(jié)構(gòu)體系相應(yīng)的強(qiáng)度、剛度和延性的要求。同時(shí)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造和設(shè)置位置，應(yīng)與建筑設(shè)計(jì)相協(xié)調(diào)。梁柱節(jié)點(diǎn)宜避免采用過(guò)大的外環(huán)板、外肋板等構(gòu)造；當(dāng)采用梁端加強(qiáng)型構(gòu)造時(shí)，不應(yīng)采用梁端加腋的構(gòu)造。節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意節(jié)點(diǎn)的合理構(gòu)造，使節(jié)點(diǎn)必須具有良好3樓板設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中，樓板除了滿足建筑設(shè)計(jì)要求和便于施工等一般性的原則外，還要有足夠的剛度、強(qiáng)度，并且還要具有一定的抗裂性，以滿足建筑功能抗?jié)B、抗漏的要求，以及較好的隔聲、防水和防火性能。目前主要采用的樓板形式有：現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板、壓型鋼板組合樓板、預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土疊合樓板?，F(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板整體性好、裝修方便，但模板較費(fèi)，施工周期較長(zhǎng)，采用鋼梁或鋼桁架作為模板支撐架可以大大提高現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板的施工速度。3樓板設(shè)計(jì)在鋼結(jié)構(gòu)住宅體系中，樓板除了滿足建筑設(shè)計(jì)要壓型鋼板組合樓板中的壓型鋼板可以作為混凝土模板，省去了支模板的不便，當(dāng)考慮壓型鋼板受力時(shí)，對(duì)防火要求較高，若不采用防火保護(hù)措施，應(yīng)有消防部門(mén)認(rèn)證。當(dāng)僅作為澆筑混凝土永久性模板，對(duì)壓型鋼板沒(méi)有防火要求。預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土疊合樓板機(jī)械化程度高、工期短、可采用預(yù)應(yīng)力技術(shù)及高強(qiáng)度鋼材，預(yù)制部分體積小、質(zhì)量輕、運(yùn)輸?shù)跹b方便。但預(yù)制部分的混凝土與現(xiàn)澆混凝土存在著齡期上的差別，兩者之間存在收縮應(yīng)力，且板縫之間易于出現(xiàn)裂縫。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)比較選結(jié)構(gòu)性能、使用與施工條件、防火、隔音要求及工程造價(jià)等因素，合理選用樓板形式。壓型鋼板組合樓板中的壓型鋼板可以作為混凝土模板，省4內(nèi)外墻設(shè)計(jì)為減輕結(jié)構(gòu)自重，滿足建筑節(jié)能要求，圍護(hù)墻體結(jié)構(gòu)住宅不宜采用傳統(tǒng)的黏土磚或其它自重較大的材料，而應(yīng)采用輕質(zhì)材料，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)住宅的優(yōu)勢(shì)。目前經(jīng)常使用的有：自承重式的空心砌塊、加氣混凝土塊、輕鋼龍骨石膏板、蒸壓加氣混凝土墻板（ALC板）、萊鋼LCC-C型輕質(zhì)保溫復(fù)合墻板、玻璃纖維增強(qiáng)水泥板、漢德邦CCA板以及玻璃幕墻等。4內(nèi)外墻設(shè)計(jì)為減輕結(jié)構(gòu)自重，滿足建筑節(jié)能要求，圍鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻作為住宅基本維護(hù)結(jié)構(gòu)，必須滿足承載能力、熱工、防水、隔聲、防火、抗凍等方面的要求。作為鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻墻體材料，還必須考慮能夠突出鋼結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)，與結(jié)構(gòu)連接的節(jié)點(diǎn)簡(jiǎn)單、有效，同時(shí)施工方法易于操作，以保證墻體風(fēng)荷載或地震荷載能夠可靠地傳遞給框架，并避免圍護(hù)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生裂縫出現(xiàn)漏水等現(xiàn)象。同時(shí)應(yīng)注意與建筑設(shè)計(jì)配合。鋼結(jié)構(gòu)住宅的外墻作為住宅基本維護(hù)結(jié)構(gòu)，必須滿足承載能內(nèi)隔墻同傳統(tǒng)住宅的要求一樣，應(yīng)有良好的隔聲、耐火性能和足夠的強(qiáng)度以及便于埋設(shè)各種管線。分室墻宜采用輕質(zhì)墻板或輕鋼龍骨石膏板墻，如有條件，可采用易拆的隔墻墻板，以便于住戶改造，滿足靈活隔斷的要求。內(nèi)隔墻同傳統(tǒng)住宅的要求一樣，應(yīng)有良好的隔聲、耐火性能5.防腐和防火設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)的重要性、環(huán)境侵蝕條件、維護(hù)條件和使用壽命，以及施工條件和工程造價(jià)等因素。還應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范要求，合理選用鋼材表面原始銹蝕等級(jí)、除銹方法和等級(jí)，以及涂裝設(shè)計(jì)技術(shù)要求等。鋼結(jié)構(gòu)涂裝采用的底漆和面漆除應(yīng)相互配套外，還應(yīng)與鋼材表面的除銹等級(jí)相匹配。住宅建筑中濕度較大的部位（如廚房、衛(wèi)生間等）不應(yīng)有外露鋼結(jié)構(gòu)。當(dāng)不可避免時(shí)，宜外包混凝土隔護(hù)。

5.防腐和防火設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)住宅應(yīng)綜合考慮結(jié)構(gòu)的重鋼結(jié)構(gòu)的防火措施主要有外包混凝土、外涂防火涂料和外包防火板三種。外包混凝土是解決鋼梁及鋼柱防火、防腐的最好措施，這種方法利于防火層的耐久性及今后的維護(hù)。但該方法會(huì)增加建筑物的總重量和施工工期；外涂防火涂料只需根據(jù)各種防火涂料的耐火性能及耐火極限要求，滿足厚度相應(yīng)的厚度，但防火涂料的耐久性遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于建筑物本身，需要后期維護(hù)。防火板可以根據(jù)梁柱的不同形狀，對(duì)鋼梁進(jìn)行包裹，使其達(dá)到所需的耐火極限。防火板的耐久性比防火涂料更長(zhǎng)，后期維護(hù)也較為方便，但價(jià)格較高。設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)具體情況合理選用防火措施。鋼結(jié)構(gòu)的防火措施主要有外包混凝土、外涂防火涂料和外包防6結(jié)語(yǔ)從當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展情況來(lái)看，我國(guó)生產(chǎn)的鋼材品種和規(guī)格越來(lái)越多地適合于鋼結(jié)構(gòu)住宅的使用；先進(jìn)防銹、防火材料及新型的耐火耐候鋼的不斷開(kāi)發(fā)，從某種程度上彌補(bǔ)了鋼結(jié)構(gòu)的不足；新型墻體材料及其它建材的不斷開(kāi)發(fā)，也促進(jìn)了鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展；越來(lái)越多的工程技術(shù)人員在從事鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)水平在不斷提高；通過(guò)最近幾年鋼結(jié)構(gòu)住宅工程的施工，也積累了許多寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)；我國(guó)政府也十分重視鋼結(jié)構(gòu)住宅的發(fā)展。隨著住宅產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的不斷推進(jìn)，鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展前景非常廣闊。6結(jié)語(yǔ)從當(dāng)前鋼結(jié)構(gòu)住宅發(fā)展情況來(lái)看，我國(guó)生產(chǎn)的鋼第2章

多層及高層房屋結(jié)構(gòu)2.1多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組成2.2多、高層房屋結(jié)構(gòu)的分析和設(shè)計(jì)計(jì)算2.3樓蓋的設(shè)計(jì)2.4柱、支撐及節(jié)點(diǎn)柱腳設(shè)計(jì)第2章多層及高層房屋結(jié)構(gòu)2.1多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組2．1多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組成多層和高層房屋建筑之間并沒(méi)有嚴(yán)格的界線。根據(jù)房屋建筑的荷載特點(diǎn)及其力學(xué)行為，尤其是對(duì)地震荷載的反應(yīng)，大致可以12層(高度約40m)為界。P344（多層412層或高度不超過(guò)40m）高層與多層鋼結(jié)構(gòu)房屋的區(qū)別在于：高層鋼結(jié)構(gòu)房屋的水平荷載起主要作用，它引起的彎矩和側(cè)移是與高度的二次方和四次方成正比。因此選擇好的抗側(cè)體系、平面和豎向布置規(guī)則的結(jié)構(gòu)、風(fēng)荷載較小的建筑外形以及地震作用較小的結(jié)構(gòu)體系很重要。避免房屋的“先天”缺陷。因此，高層鋼結(jié)構(gòu)房屋更重視概念設(shè)計(jì)。2．1多、高層房屋結(jié)構(gòu)的組成多層和高層房屋建筑一、多、高層房屋結(jié)構(gòu)的類別

鋼結(jié)構(gòu)房屋中，側(cè)向荷載的影響顯著。按抵抗側(cè)向荷載作用的功效可分為：框架結(jié)構(gòu)、框剪或框支結(jié)構(gòu)、筒體結(jié)構(gòu)。一、多、高層房屋結(jié)構(gòu)的類別鋼結(jié)構(gòu)房屋中，側(cè)框架結(jié)構(gòu)體系由于在柱子之間不設(shè)置支撐或墻板之類的構(gòu)件，建筑平面布置靈活。體系的抗側(cè)力能力依賴于梁柱構(gòu)件及其節(jié)點(diǎn)的剛度與強(qiáng)度，梁柱節(jié)點(diǎn)必須做成可靠的剛接。結(jié)構(gòu)剛度分布均勻，延性較大，自振周期較長(zhǎng)，對(duì)地震作用不敏感，但側(cè)向剛度小。柱距一般控制在6~9m范圍內(nèi)，次梁間距以3~4m為宜；地震區(qū)的鋼框架結(jié)構(gòu)房屋一般不超過(guò)12層。1.框架結(jié)構(gòu)：框架結(jié)構(gòu)體系由于在柱子之間不設(shè)置支撐或墻板之2.鋼框架-支撐（剪力墻板）體系在框架的一部分開(kāi)間中設(shè)置支撐，支撐與梁、柱組成一豎向支撐桁架體系（如圖），并通過(guò)樓蓋與無(wú)支撐框架共同抵抗側(cè)力，稱為鋼框架-支撐體系。2.鋼框架-支撐（剪力墻板）體系在框架的一部若用鋼板剪力墻代替鋼支撐，嵌入鋼框架，即為鋼框架-剪力墻板體系。這種結(jié)構(gòu)體系，鋼框架的剛度小，承擔(dān)的水平剪力小。豎向支撐桁架（剪力墻板）的剛度大，承擔(dān)的水平剪力大。與混凝土框架-剪力墻結(jié)構(gòu)相似，鋼框架-支撐（剪力墻板）體系為雙重抗側(cè)力體系，其整體側(cè)移曲線一般呈彎剪型。上海錦江飯店分館，采用帶支撐和鋼板剪力墻的框剪結(jié)構(gòu)。若用鋼板剪力墻代替鋼支撐，嵌入鋼框架，即為鋼3.框-筒結(jié)構(gòu)：鋼框架-混凝土核心筒或鋼框筒-混凝土核心筒體系，鋼框架與鋼框筒的區(qū)別是：鋼框筒將框架柱加密(不超過(guò)3m)，用深梁將其相互剛性連接，使外層框架在側(cè)向荷載的作用下，具有懸臂箱形梁的力學(xué)行為。內(nèi)筒及其他豎向構(gòu)件主要承受豎向荷載，剛性樓面作為框筒的橫隔，增強(qiáng)筒的整體性。3.框-筒結(jié)構(gòu)：鋼框架-混凝土核心筒或鋼框筒-鋼框架-混凝土核心筒或鋼框筒-混凝土核心筒體系，核心混凝土筒體的抗側(cè)剛度大于鋼框架或鋼框筒，核心混凝土筒體承擔(dān)大部分水平力，但混凝土核心筒延性差。實(shí)際要求設(shè)計(jì)成雙重抗側(cè)體系，要求混凝土核心筒延性要好，地震水平力作用達(dá)到彈塑性變形限制時(shí)，還能承擔(dān)不少于75%的水平力，鋼框架或鋼框筒作為二道防線承擔(dān)不少于25%的水平力。鋼框架-混凝土核心筒或鋼框筒-混凝土核心筒體系，為了避免剪力滯后造成角柱的軸力過(guò)大，可控制框筒平面的長(zhǎng)寬比不宜過(guò)大(平面迎風(fēng)面的長(zhǎng)度超過(guò)45m時(shí)筒體效果降低)；加大框筒梁和柱的線剛度比?？蛲步Y(jié)構(gòu)橫向剛度較大，可適用的建筑高度超過(guò)90層。

P425剪力滯后:由于剪力作用產(chǎn)生變形的影響，柱內(nèi)軸力不再是線性分布，角柱的軸力大于中部柱。為了避免剪力滯后造成角柱的軸力過(guò)大，可控制框筒平面的長(zhǎng)高411m(110層)的原美國(guó)紐約世貿(mào)中心大廈是帶有裙房的框筒結(jié)構(gòu)，其平面尺寸為240根柱子組成的正方形，柱距1.02m；內(nèi)筒由中央電梯井的47根柱子組成。陣風(fēng)作用下實(shí)測(cè)到的屋頂最大橫向位移僅為0.46m(不足計(jì)算值1．02m的50％)，約為其高度的1／950，證明框筒結(jié)構(gòu)具有良好的抗側(cè)力性能。

高411m(110層)的原美國(guó)紐約世貿(mào)中心大廈是帶有馬來(lái)西亞雙塔樓：88層，450米，框—筒結(jié)構(gòu)，2019年建成。馬來(lái)西亞雙塔樓：框筒結(jié)構(gòu)是筒體結(jié)構(gòu)的一種，稱為筒中筒結(jié)構(gòu)?？蛲步Y(jié)構(gòu)是筒體結(jié)構(gòu)的一種，稱為筒中筒結(jié)構(gòu)。深圳發(fā)展中心大廈——主樓由鋼筋混凝土剪力墻和鋼結(jié)構(gòu)組成。鋼結(jié)構(gòu)部分占主樓平面3/4，是地上43層、高165.30m的鋼架結(jié)構(gòu)。深圳發(fā)展中心大廈鋼結(jié)構(gòu)部分占主樓平面3/4，是地

P425束筒結(jié)構(gòu)是由各筒體間共用筒壁的一束筒狀結(jié)構(gòu)組成，是為了減緩框筒結(jié)構(gòu)的剪力滯后效應(yīng)而提出來(lái)的。P425束筒結(jié)構(gòu)是由各筒體間共用筒壁的一束筒利用第35、66、90三個(gè)設(shè)備層，設(shè)置一層樓高的桁架，提高框筒抵抗豎向變形的能力。利用第35、66、90三個(gè)設(shè)備層，設(shè)置一層樓高的桁架，提高框束筒結(jié)構(gòu)方案可靈活地組成平面形式，也可將各筒體在不同的高度中止，以獲得豐富的立面造型。筒體可用密柱深梁的鋼結(jié)構(gòu)形成，也可采用鋼筋混凝土筒體，不過(guò)常以內(nèi)筒出現(xiàn)。束筒結(jié)構(gòu)方案可靈活地組成平面形式，也可將各筒《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99—98)第1.0.2條：根據(jù)地震設(shè)防烈度，對(duì)各類結(jié)構(gòu)形式所適用的高度作出了規(guī)定，如下表。P426表7-1做了修改?！陡邔用裼媒ㄖ摻Y(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》(JGJ99—98)框架、框—支、框—筒是多、高層房屋結(jié)構(gòu)的最基本型式，由此可衍生出多種多樣的型式。框架、框—支、框—筒是多、高層房屋結(jié)構(gòu)的最基4.懸掛結(jié)構(gòu)稱芯筒體系或懸掛結(jié)構(gòu)

在內(nèi)筒(通常是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu))具有足夠的抗側(cè)力剛度時(shí)，可把框—筒的外層框筒去掉，將整個(gè)建筑物懸掛在內(nèi)筒上。它打破了密柱深梁對(duì)建筑設(shè)計(jì)的桎梏，充分發(fā)揮鋼結(jié)構(gòu)抗拉強(qiáng)度高的優(yōu)勢(shì)及鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)抗壓性能好的長(zhǎng)處，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。4.懸掛結(jié)構(gòu)稱芯筒體系或懸掛結(jié)構(gòu)在內(nèi)筒(5.巨型結(jié)構(gòu)P421一般結(jié)構(gòu)的梁、柱、支撐為一個(gè)樓層和一個(gè)開(kāi)間內(nèi)的構(gòu)件。巨型結(jié)構(gòu)是將梁、柱、支撐由數(shù)層和數(shù)個(gè)開(kāi)間組成。特點(diǎn)：抗震性能和抗側(cè)剛度較好，內(nèi)部空間分隔較自由。5.巨型結(jié)構(gòu)P421一般結(jié)構(gòu)的梁、柱、支撐為一個(gè)巨型結(jié)構(gòu)——上海證券大廈

位于上海市浦東新區(qū)陸家嘴金融貿(mào)易，占地面積11871m2,總建筑面積為98061m2。建筑物地下三層,地上二十七層,第二十七層以上為三層設(shè)備層,建筑高度為120·9m;加上高聳的天線塔,最高達(dá)180·15m，是我國(guó)第一座結(jié)構(gòu)暴露型建筑。巨型結(jié)構(gòu)——上海證券大廈

位于上海市浦東新區(qū)陸家嘴結(jié)構(gòu)有四大部分：第一部分：36m×21m的南、北兩座，高27層,鋼筋混凝土核芯筒體與鋼結(jié)構(gòu)框架組成的框筒體系結(jié)構(gòu)的塔樓;第二部分：31m高(共8層),63m跨度的鋼結(jié)構(gòu)天橋,位于南、北兩座塔樓之間的第19層至第27層處;第三部分：9層(局部10層)鋼結(jié)構(gòu)裙房,位于南、北兩座塔樓之間首層至第十層處,其中包括一個(gè)3620m2的無(wú)柱證券交易大廳;第四部分：鋼結(jié)構(gòu)天線塔,位于南、北兩座塔樓中間,從第十層裙房屋面穿過(guò)鋼天橋直至180m高空。結(jié)構(gòu)有四大部分：多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件上海信息樞紐大樓位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一座具有高度智能化通訊信息樞紐的建筑。大樓地下3層、地上41層，建筑面積約87756m2，建筑高度達(dá)287m(到天線塔頂端)，在一側(cè)塔樓的屋面上，聳立著一座高92m的鋼結(jié)構(gòu)天線塔，整個(gè)建筑雄偉壯觀，在高樓林立的陸家嘴地區(qū)，仍不失為一大標(biāo)志性建筑(見(jiàn)圖1)。上海信息樞紐大樓位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一座具多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件

整幢建筑呈門(mén)型結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)為鋼框架與混凝土核心筒組成的混合結(jié)構(gòu)塔樓，兩塔樓相距43.2m，其間為架空的全鋼結(jié)構(gòu)框架(以下簡(jiǎn)稱連廊)，連廊從7層開(kāi)始一直到屋面(設(shè)備1層)。大樓結(jié)構(gòu)上最大的特點(diǎn)表現(xiàn)在連廊部分，在連廊的7一11層、26~28層與40一PHI層設(shè)置了3道巨型鋼桁架。

整幢建筑呈門(mén)型結(jié)構(gòu)，左右兩側(cè)為鋼框架與混凝土核心桁架筒體系用稀柱、淺梁和支撐斜桿組成桁架布置在建筑物的周邊，構(gòu)成桁架筒體系，解決密柱深梁的問(wèn)題。鋼桁架筒體系的柱距大，支撐斜桿跨越建筑物一個(gè)立面的邊長(zhǎng)，沿豎向跨越數(shù)個(gè)樓層，形成平面巨形桁架，四片平面巨形桁架?chē)煽臻g桁架筒，形成整體空間懸臂結(jié)構(gòu)。鋼桁架筒體系的側(cè)向剛度大，比框筒結(jié)構(gòu)更能充分利用材料，適合于建造更高的建筑。桁架筒體系用稀柱、淺梁和支撐斜桿組成桁架布置在建筑多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件香港中國(guó)銀行大樓高315m(70層)的香港中國(guó)銀行大樓為大型支撐筒結(jié)構(gòu)體系。香港中國(guó)銀行大樓高315m(70層)的香港中國(guó)銀行大樓八片支撐的平面位置圖四根角柱是由H型鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)。八片支撐的平面位置圖四根角柱是由H型鋼與混凝土的組合結(jié)構(gòu)非抗震設(shè)防的多層(≤12層)鋼結(jié)構(gòu)房屋，可不設(shè)雙重抗側(cè)力體系，可采用單純框架或斜撐(或剪力墻)結(jié)構(gòu)體系。采用框架體系時(shí)，不一定把所有的梁都和柱剛性連接，只要側(cè)向剛度夠大，可以只取一部分柱參與抗側(cè)力工作。非抗震設(shè)防的多層(≤12層)鋼結(jié)構(gòu)房屋，可不設(shè)雙重抗采用斜撐體系時(shí)，只在少數(shù)柱間加設(shè)斜撐，梁和柱的連接都可做成鉸支——柔性連接。少數(shù)柱參與抗側(cè)力體系，和多跨門(mén)式剛架的中柱做成搖擺柱一樣。梁柱剛性連接構(gòu)造復(fù)雜，制作和工地安裝工作量；抗側(cè)力體系也可混合使用，如縱向用框架，橫向用斜撐體系。

采用斜撐體系時(shí)，只在少數(shù)柱間加設(shè)斜撐，梁和柱的連接有抗震要求時(shí)，可采用偏心支撐體系。純框架具有很好的延性和耗能能力，但側(cè)向剛度較弱。軸線交匯的支撐體系側(cè)向剛度很好，但支撐設(shè)計(jì)的在強(qiáng)烈地震作用下不屈曲，則造成地震力過(guò)大，不經(jīng)濟(jì)、合理；若允許支撐屈曲，則屈曲后性能退化，影響它的耗能能力。有抗震要求時(shí)，可采用偏心支撐體系。中心支撐中心支撐框架中的支撐斜桿，在強(qiáng)烈地震的反復(fù)作用下，受壓時(shí)容易發(fā)生屈曲，反向荷載作用下受壓屈曲的支撐斜桿不能完全拉直，而另一方向的斜桿又可能受壓屈曲，如此多次壓屈，致使支撐框架的剛度和承載力降低。若支撐設(shè)計(jì)的在強(qiáng)烈地震作用下不屈曲，則造成地震力過(guò)大，不經(jīng)濟(jì)、合理；若允許支撐屈曲，則屈曲后性能退化，影響它的耗能能力。因此，中心支撐框架一般用于抗風(fēng)結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)于不超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)房屋亦可采用。中心支撐中心支撐框架中的支撐斜桿，在強(qiáng)烈地震的反復(fù)作(a)單向斜桿支撐、(b)十字交叉支撐、(c)人字支撐、(d)V形支撐、(e)K形支撐。

K形支撐斜桿的尖點(diǎn)與柱相交，受拉桿屈服和受壓桿屈曲會(huì)使柱產(chǎn)生較大的側(cè)向變形，可能引起柱的壓屈甚至整個(gè)結(jié)構(gòu)倒塌，所以抗震設(shè)計(jì)時(shí)不宜采用K形支撐。(a)單向斜桿支撐、(b)十字交叉支撐、(c)人偏心支撐偏心支撐框架是在梁上設(shè)置一較薄弱部位，如圖10.1.3中的梁段l，稱為消能梁段。偏心支撐偏心支撐框架是在梁上設(shè)置一較薄弱部位，如圖結(jié)構(gòu)在彈性階段有較好的剛度，在強(qiáng)震作用下，消能梁段在支撐失穩(wěn)之前進(jìn)入了彈塑性階段，具有很好的延性和耗能能力。試驗(yàn)研究表明，消能梁段腹板剪切屈服，通過(guò)腹板耗散地震能量，具有塑性變形大、屈服后承載力繼續(xù)提高、滯回耗能穩(wěn)定等特點(diǎn)。設(shè)置偏心支撐的開(kāi)間內(nèi)，構(gòu)件之間的相互連接均為剛接。

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定，超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)應(yīng)采用偏心支撐框架，頂層可采用中心支撐；不超過(guò)12層的鋼結(jié)構(gòu)宜采用中心支撐，有條件時(shí)也可采用偏心支撐。

結(jié)構(gòu)在彈性階段有較好的剛度，在強(qiáng)震作用下，消能梁段框架-支撐體系中的豎向支撐通常是在框架的同一跨度內(nèi)支撐沿豎向連續(xù)布置，如圖（a）所示。在水平荷載作用下，支撐部分由于其寬度較小，整體彎曲變形所引起的頂部側(cè)移較大，且柱腳受到很大的軸向拉（壓）力，設(shè)計(jì)中難以處理?？蚣?支撐體系中的豎向支撐通常是在框架的同一跨度內(nèi)如將豎向支撐布置在兩個(gè)邊跨圖b或根據(jù)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度上小下大的實(shí)際需要，上面幾層布置在中跨，下面幾層布置在兩邊跨圖c，則其側(cè)向剛度均比常規(guī)的沿中跨布置圖a大得多，而且柱腳處的軸向拉（壓）力亦相應(yīng)減小。如將豎向支撐布置在兩個(gè)邊跨圖b或根據(jù)結(jié)構(gòu)側(cè)向剛度上二、結(jié)構(gòu)布置

P3471.平面布置為了減少風(fēng)壓作用，應(yīng)首選由光滑曲線構(gòu)成的凸平面，減小風(fēng)載體型系數(shù)。圓形或橢圓形平面比矩形平面能顯著降低風(fēng)壓的整體作用；盡可能采用中心對(duì)稱或雙軸對(duì)稱的平面，減小或避免在風(fēng)荷載作用下的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)；避免狹長(zhǎng)形平面。

二、結(jié)構(gòu)布置P3471.平面布置（1）有抗震設(shè)防要求時(shí)，平面尺寸關(guān)系應(yīng)符合《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》第3.2.1條如下列的要求。（1）有抗震設(shè)防要求時(shí)，平面尺寸關(guān)系應(yīng)符合《高層民結(jié)構(gòu)在水平荷載下是否會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，不僅和平面圖上的外形有關(guān)，還和抗側(cè)力構(gòu)件設(shè)置部位有關(guān)?？箓?cè)力剛度中心應(yīng)和水平合力線盡量接近。偏心率是度量抗側(cè)力構(gòu)件布置狀況的力學(xué)參量，任一樓層相應(yīng)于x和y方向的偏心率x和y可由下式計(jì)算：x=ey/rex

y=ex/rey

ex、ey——分別為x和y方向水平作用合力線到結(jié)構(gòu)剛心的距離。結(jié)構(gòu)在水平荷載下是否會(huì)出現(xiàn)扭轉(zhuǎn)，不僅和平面圖rex、rey——分別為x和y方向的抗扭彈性半徑；rex=（KT/Kx）1/2，rey=（KT/Ky）1/2

KT=（Kxy2）+（Kyx2）KT——所計(jì)算樓層的扭轉(zhuǎn)剛度；Kx、Ky——分別為所計(jì)算樓層各抗側(cè)力構(gòu)件在x和y

方向的側(cè)向剛度之和；x，y——以剛心為原點(diǎn)的抗側(cè)力構(gòu)件坐標(biāo)。

當(dāng)任一層的偏心率＞0.15時(shí)，稱平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)繞剛心扭轉(zhuǎn)。rex、rey——分別為x和y方向的抗扭彈性半徑；（2）平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)

《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50011-2019第3.4.2條，

教材P347（2）平面不規(guī)則結(jié)構(gòu)大量建筑震害表明：防震縫設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致高層建筑在地震時(shí)相互碰撞的破壞后果很?chē)?yán)重的；高層建筑在發(fā)生地震時(shí)具有很大的側(cè)向位移，防震縫的合理設(shè)置很困難的，一般不宜設(shè)置防震縫。對(duì)地震區(qū)多高層建筑應(yīng)當(dāng)建立精細(xì)的力學(xué)模型，作較精確的地震分析，并采取相應(yīng)的措施提高其薄弱部位和構(gòu)件的抗震能力。高層鋼結(jié)構(gòu)建筑，一般不設(shè)置溫度縫，因?yàn)榻ㄖ钠矫娉叽缤ǔ２粫?huì)超過(guò)90m。

大量建筑震害表明：防震縫設(shè)置不當(dāng)導(dǎo)致高層建筑在地震時(shí)相2.豎向結(jié)構(gòu)布置(1)豎向結(jié)構(gòu)布置的原則：1）使結(jié)構(gòu)各層的抗側(cè)力剛度中心與水平合力中心盡可能重合；2）各層的剛度中心應(yīng)盡可能在同一豎直線上；3）建筑開(kāi)間、進(jìn)深的尺寸盡可能統(tǒng)一。2.豎向結(jié)構(gòu)布置(1)豎向結(jié)構(gòu)布置的原則：(2)豎向結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足的要求：多高層房屋的橫向剛度、風(fēng)振加速度與其高寬比有關(guān)。一般認(rèn)為高寬比超過(guò)8時(shí)，結(jié)構(gòu)效能不佳?！督ㄖY(jié)構(gòu)抗震規(guī)范》(GB50011)規(guī)定：對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)的高層建筑，其高寬比不宜大于下表的限值。(2)豎向結(jié)構(gòu)布置應(yīng)滿足的要求：多高層房屋(3)豎向布置的不規(guī)則結(jié)構(gòu)P347表6-2：(3)豎向布置的不規(guī)則結(jié)構(gòu)P347表6-2：3.樓層平面支撐布置P349保證其平面內(nèi)有足夠剛度，傳遞水平力。壓型組合樓板、現(xiàn)澆或裝配式樓板與樓面梁可靠連接時(shí)，可不設(shè)水平支撐。樓板開(kāi)大洞口時(shí)，應(yīng)在洞口周?chē)闹W(wǎng)區(qū)格設(shè)水平支撐。3.樓層平面支撐布置P349保證其平面內(nèi)5.鋼框筒結(jié)構(gòu)體系的布置原則(常用）P4261）框筒結(jié)構(gòu)高寬比不宜小于3（4），可發(fā)揮框筒的立體作用；2)框筒平面宜接近方形、圓形或正多邊形；矩形長(zhǎng)短邊比不宜超過(guò)1.5.為了避免剪力滯后，框筒平面的邊長(zhǎng)不宜超過(guò)45m。3）框筒應(yīng)做成密柱深梁，柱距一般為1.0~3.0m，不宜大于層高或4.5m，框筒的開(kāi)洞面積不宜大于其總面積的50％。4）框筒柱截面剛度較大的方向宜布置在框筒的筒壁內(nèi)，角柱一般為非角柱截面積的1.5~2.0倍；

5.鋼框筒結(jié)構(gòu)體系的布置原則(常用）P4261）框5）框筒的筒壁內(nèi)，深梁與柱的連接應(yīng)采用剛接。6）內(nèi)筒尺寸不宜過(guò)小，內(nèi)筒的邊長(zhǎng)不宜小于相應(yīng)外框筒邊長(zhǎng)的1／3；內(nèi)外筒間的進(jìn)深一般控制在10~16m之間；核心筒的高寬比不宜超過(guò)15。

5）框筒的筒壁內(nèi)，深梁與柱的連接應(yīng)采用剛接。7）內(nèi)筒也為框筒時(shí)，柱距宜與外框筒柱距相同，且在每層樓蓋處都設(shè)置鋼梁將相應(yīng)內(nèi)外柱相連接，保證角柱有足夠的截面積，控制其不產(chǎn)生嚴(yán)重的剪力滯后。7）內(nèi)筒也為框筒時(shí)，柱距宜與外框筒柱距相同，且在每層外框筒為矩形平面時(shí)，作成切角矩形，以削減角柱應(yīng)力；外框筒為矩形平面時(shí)，作成切角矩形，以削減角柱應(yīng)力；為提高內(nèi)外筒的整體性能，緩解剪力滯后，可設(shè)置帽桁架和腰桁架。

腰桁架一般布置于設(shè)備層。帽桁架和腰桁架由相互正交的兩組桁架構(gòu)成，等距滿布于建筑物的橫(縱)向，并貫通建筑物的縱(橫)向。為提高內(nèi)外筒的整體性能，緩解剪力滯后，可設(shè)置帽桁架和腰4.基礎(chǔ)埋深

(1)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)宜設(shè)地下室，起補(bǔ)償基礎(chǔ)的作用，增大結(jié)構(gòu)抗側(cè)傾的能力，(2)抗震設(shè)防時(shí)，基礎(chǔ)埋深宜一致，不宜采用局部地下室。（3）采用天然地基時(shí)，基礎(chǔ)埋深不宜小于H/15；采用樁基時(shí)，不宜小于H／18?；A(chǔ)埋深指室外地坪至基礎(chǔ)底面；Ｈ是室外地坪至屋頂檐口（不包括突出屋面的屋頂間）的高度。4.基礎(chǔ)埋深(1)高層建筑基礎(chǔ)設(shè)宜設(shè)地下室，起4.當(dāng)有可靠根據(jù)時(shí)，基礎(chǔ)埋深可適當(dāng)減小。5.地下室通常取鋼筋混凝土剪力墻或框剪結(jié)構(gòu)。6.在地下室與上層鋼結(jié)構(gòu)之間可設(shè)置鋼骨(型鋼)混凝土的過(guò)渡層，以平緩過(guò)渡抗推剛度。過(guò)渡層一般為2~3層，可部分位于地下。7.采用框架-支撐體系時(shí)，豎向連續(xù)布置的支撐桁架，在地下部分應(yīng)該用鋼筋混凝土剪力墻并一直延伸到基礎(chǔ)。8.采用框筒體系，外框筒宜在地下部分用鋼筋混凝土剪力墻，并一直延伸到基礎(chǔ)；內(nèi)框筒在地下部分最好改為鋼骨(型鋼)混凝土框筒或鋼筋混凝土筒，并一直延伸到基礎(chǔ)。4.當(dāng)有可靠根據(jù)時(shí)，基礎(chǔ)埋深可適當(dāng)減小。實(shí)際工程分析實(shí)際工程分析上海信息樞紐大樓

位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一座具有高度智能化通訊信息樞紐的建筑。大樓地下4層、地上41層，建筑面積約103442m2，建筑高度達(dá)288m(到天線塔頂端)。工程平面基本為矩形,長(zhǎng)87m、寬57m。地下結(jié)構(gòu)為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),地上部分兩側(cè)為勁性鋼筋混凝土筒體,中央為鋼結(jié)構(gòu),在7~11層、26~28層、40~屋面1層處設(shè)鋼桁架,與筒體抗震墻連接,使整幢建筑物形成一個(gè)巨大的框架結(jié)構(gòu)。外墻采用金屬玻璃單元式幕墻。上海信息樞紐大樓位于浦東陸家嘴金融貿(mào)易區(qū)，是一座具多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件多層及高層房屋結(jié)構(gòu)組成課件兩塔樓相距43.2m，其間為架空的全鋼結(jié)構(gòu)框架(以下簡(jiǎn)稱連廊)，連廊從7層開(kāi)始一直到屋面(設(shè)備1層)。大樓結(jié)構(gòu)上最大的特點(diǎn)表現(xiàn)在連廊部分，在連廊的7一11層、26~28層與40一PHI層設(shè)置了3道巨型鋼桁架。為使3道桁架受力明確，連廊的所有荷載均通過(guò)這3道桁架傳遞到左右兩塔樓上，設(shè)計(jì)要求在連廊的22與35層處，所有鋼柱的軸力為零。也就是說(shuō)整個(gè)連廊沿高度方向，要分為相互脫離的三大塊，其斷層(是形式上的斷層)就在22與35層，這樣可使每道桁架只承受其中一塊的荷載。由于荷載明確，從而有利于巨型桁架的設(shè)計(jì)，可以降低整幢建筑的含鋼量指標(biāo)。兩塔樓相距43.2m，其間為架空的全鋼結(jié)構(gòu)框架

鋼柱軸力為零的施工1根上下統(tǒng)長(zhǎng)的鋼柱，安裝后要做到某幾個(gè)區(qū)段的軸力為零，最容易的施工辦法是:先安裝3道桁架，然后以22層與35層為分界線，將鋼柱分別掛在或安裝在相應(yīng)的桁架上，等樓板混凝土澆搗完成后，再把22層與35層的鋼柱接通，這樣，鋼柱的軸力肯定為零，從而滿足了設(shè)計(jì)的要求。但是按照這樣的順序吊裝，會(huì)產(chǎn)生以下的弊病:a由于3道桁架必須先行安裝，這樣，桁架安裝如同架橋，而且是在100~200m的高空架橋，難度相當(dāng)大，其安全與質(zhì)量不容易控制，工期也會(huì)受到影響。b.有相當(dāng)一部分柱、梁必須采用懸掛吊裝的方法，這樣非但塔吊會(huì)失去優(yōu)勢(shì)，且會(huì)增加吊裝柱、梁的危險(xiǎn)性，同樣也會(huì)影響工期。鋼柱軸力為零的施工鑒于上述原因，我們決定改用順裝的方法，即充分利用原結(jié)構(gòu)的鋼柱，在22層與35層軸力為零處設(shè)一個(gè)斷口，先把斷口用高強(qiáng)螺栓接通(安裝懸掛部分的柱、梁與上道桁架)，等上道桁架安裝完成后(包括電焊完成)，再把斷口處的高強(qiáng)螺栓松開(kāi)，這樣懸掛柱梁的荷載就轉(zhuǎn)移到上道桁架上，斷口處的鋼柱軸力就變?yōu)榱恪?/p>

其施工順序如下:把位于22F的鋼柱斷口用高強(qiáng)螺栓接上，用常規(guī)工藝安裝22~28F的鋼框架，其自重傳遞到第1道桁架(見(jiàn)圖2順序1)第2道桁架吊裝結(jié)束后，脫開(kāi)22F處的鋼柱斷口(見(jiàn)圖2順序2)

鑒于上述原因，我們決定改用順裝的方法，即充分利用原把位于35F的鋼柱斷口接上，用常規(guī)工藝安裝35~PHI層的鋼框架，其自重傳遞到第2道桁架(見(jiàn)圖2順序3)把位于35F的鋼柱斷口接上，用常規(guī)工藝安裝35~PH第3道桁架吊裝結(jié)束后，脫開(kāi)35F處的鋼柱斷口(見(jiàn)圖2順序4)在整個(gè)樓層，除了活荷載以外的所有荷載(混凝土樓板荷載、樓板表面找平荷載、設(shè)備配管等的荷載)均處于加載狀態(tài)后，再連接22F與35F的柱節(jié)點(diǎn)(見(jiàn)圖2順序5)。第3道桁架吊裝結(jié)束后，脫開(kāi)35F處的鋼柱斷口(見(jiàn)

采用順裝法具有以下優(yōu)點(diǎn):a.所有懸掛部分的柱、梁都可以采用順裝的方法，可以充分發(fā)揮塔式起重機(jī)的優(yōu)勢(shì)，有利于安全、質(zhì)量與工期。b.第2、3道巨形桁架的安裝，無(wú)需采用懸臂架橋式的施工方法，與常規(guī)構(gòu)件吊裝一樣，同樣也有利于安全、質(zhì)量與工期。c.由于利用了原結(jié)構(gòu)中處于懸掛狀態(tài)的受拉鋼柱，作為上道桁架高空安裝時(shí)的支架，大大減少了輔助用鋼，降低了施工成本。d.必須根據(jù)上、下道桁架在施工各階段的垂直位移，計(jì)算斷口的間隙，間隙小了，就達(dá)不到軸力為零的目的，但也不能太大，那樣會(huì)增加斷口最終復(fù)原的難度。此外，采用順裝法施工還必須解決荷載如何從下道桁架平衡轉(zhuǎn)移到上道桁架的問(wèn)題。每道桁架由3一5榀桁架組成，其中第1道為4榀，第2道為5榀，第3道為3榀。每道桁架中各榀桁架互不交叉，桁架之間僅用簡(jiǎn)單鋼梁連系，因此荷載轉(zhuǎn)移時(shí)，可以以榀為單元，由中間向兩側(cè)逐榀完成。每榀桁架都有5個(gè)支承點(diǎn)(也就是5個(gè)斷口)對(duì)稱排列。由于起拱的關(guān)系，中間的斷口間隙最大，離中心越遠(yuǎn)，間隙一也越小，因此在轉(zhuǎn)移荷載時(shí)，必須遵循以下原則，即:由中心向兩邊對(duì)稱進(jìn)行;一次的下降值控制在5mm以內(nèi)，循環(huán)操作，直到完全放松為止。采用順裝法具有以下優(yōu)點(diǎn):4.解決鋼桁架起拱對(duì)混凝土樓面影響的措施

早在工程招標(biāo)投標(biāo)階段，設(shè)計(jì)方就給出了鋼桁架最大起拱值為9.23cm的數(shù)據(jù)，當(dāng)然，在桁架荷載不斷增加的同時(shí)，桁架起拱值會(huì)不斷減小;就算允許混凝土樓面跟著桁架一起起拱，但很難保證混凝土樓面不被破壞，為此我們?cè)O(shè)計(jì)了一套預(yù)應(yīng)力施工法，此法能圓滿解決混凝土樓層的起拱開(kāi)裂問(wèn)題。中標(biāo)后，我們對(duì)鋼桁架的起拱值進(jìn)行了復(fù)算，結(jié)果最大值僅為3.5cm，與設(shè)計(jì)方提出的數(shù)據(jù)相差甚遠(yuǎn)，故放棄了預(yù)應(yīng)力法，改用了留后澆帶的施工方法，即在樓面混凝土澆搗時(shí)，在跨中留條約50cm寬后澆帶，待起拱值減至10m