高層1-高層鋼結(jié)構(gòu)體系與概念設(shè)計(jì)（修改后）_475901241

1、 。 （ wHN 2 2 1 qHM 2 3 1 qHM 圖圖1-2 1-2 高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼量隨層數(shù)的變化高層建筑結(jié)構(gòu)用鋼量隨層數(shù)的變化 EI qH 8 4 EI qH 120 11 4 框架中柱的軸壓應(yīng)力框架中柱的軸壓應(yīng)力 往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力，往往大于邊柱的軸壓應(yīng)力， 中柱的軸向壓縮變形大于中柱的軸向壓縮變形大于 邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng)邊柱的軸向壓縮變形。當(dāng) 房屋很高時(shí)，這種軸向壓房屋很高時(shí)，這種軸向壓 縮差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù)縮差異將會(huì)達(dá)到較大的數(shù) 值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁值，其后果相當(dāng)于連續(xù)梁 的中間支座產(chǎn)生沉陷，從的中間支座產(chǎn)生沉陷，從 而使連續(xù)梁中間支座處的而使連續(xù)梁中間支座處的

2、負(fù)彎矩值減小，跨中正彎負(fù)彎矩值減小，跨中正彎 矩值和端支座負(fù)彎矩值增矩值和端支座負(fù)彎矩值增 大大 相對(duì)于較低樓房而言，高層建筑更柔一些，在地震作用下相對(duì)于較低樓房而言，高層建筑更柔一些，在地震作用下 的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較的變形更大一些。為了使結(jié)構(gòu)在進(jìn)入塑性變形階段后仍具有較 強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，除選用延性較好的材料外，特別需強(qiáng)的變形能力，避免倒塌，除選用延性較好的材料外，特別需 要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。要在構(gòu)造上采取恰當(dāng)?shù)拇胧?，來保證結(jié)構(gòu)具有足夠的延性。 由線構(gòu)件和由線構(gòu)件和( (或或) )面構(gòu)件組成的具有較大橫截面尺寸和較小壁

3、面構(gòu)件組成的具有較大橫截面尺寸和較小壁 厚的組合構(gòu)件，稱為空間構(gòu)件或立體構(gòu)件。厚的組合構(gòu)件，稱為空間構(gòu)件或立體構(gòu)件。 空間構(gòu)件是框筒體系、筒中筒體系、束筒體系、支撐框筒體空間構(gòu)件是框筒體系、筒中筒體系、束筒體系、支撐框筒體 系、大型支撐筒體系及巨型結(jié)構(gòu)體系中的基本構(gòu)件。系、大型支撐筒體系及巨型結(jié)構(gòu)體系中的基本構(gòu)件。 與線構(gòu)件和面構(gòu)件相比，它具有較大的抗扭剛度和極大的抗與線構(gòu)件和面構(gòu)件相比，它具有較大的抗扭剛度和極大的抗 推剛度，在水平荷載下的側(cè)移較小，因而在高層或超高層建筑中，推剛度，在水平荷載下的側(cè)移較小，因而在高層或超高層建筑中， 宜盡量選用空間構(gòu)件。宜盡量選用空間構(gòu)件。 鋼材雖為非燃燒材

4、料，但它耐熱不耐火，在火災(zāi)高溫下，鋼材雖為非燃燒材料，但它耐熱不耐火，在火災(zāi)高溫下， 結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度和剛度都將迅速降低，而火災(zāi)升溫又十分迅速，結(jié)構(gòu)鋼的強(qiáng)度和剛度都將迅速降低，而火災(zāi)升溫又十分迅速， 故無防火保護(hù)措施的鋼構(gòu)件在火災(zāi)中很容易破壞。因此，高層故無防火保護(hù)措施的鋼構(gòu)件在火災(zāi)中很容易破壞。因此，高層 建筑鋼結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目够鹪O(shè)計(jì)，以減少或避免財(cái)產(chǎn)損失建筑鋼結(jié)構(gòu)必須進(jìn)行恰當(dāng)?shù)目够鹪O(shè)計(jì)，以減少或避免財(cái)產(chǎn)損失 和人員傷亡。和人員傷亡。 由于鋼材耐腐蝕性差，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件易生銹腐蝕，影響結(jié)構(gòu)由于鋼材耐腐蝕性差，鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件易生銹腐蝕，影響結(jié)構(gòu) 使用壽命，所以高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中的所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行使

5、用壽命，所以高層建筑鋼結(jié)構(gòu)中的所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均應(yīng)進(jìn)行 合理的防銹處理，以保證結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用。合理的防銹處理，以保證結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)期使用。 高層建筑上遭受雷擊的機(jī)會(huì)比一般建筑要多，一年中的雷高層建筑上遭受雷擊的機(jī)會(huì)比一般建筑要多，一年中的雷 擊次數(shù)與建筑物的高度有關(guān)，建筑物越高，受到的雷擊次數(shù)越擊次數(shù)與建筑物的高度有關(guān)，建筑物越高，受到的雷擊次數(shù)越 多。在雷擊放電時(shí)便有可能引起火災(zāi)或產(chǎn)生其它電擊、機(jī)械性多。在雷擊放電時(shí)便有可能引起火災(zāi)或產(chǎn)生其它電擊、機(jī)械性 的事故。因此，為了保證高層建筑的防雷安全，高層建筑要設(shè)的事故。因此，為了保證高層建筑的防雷安全，高層建筑要設(shè) 置可靠的避雷系統(tǒng)。置可靠的避雷系統(tǒng)。

6、 低層房屋一般采用簡(jiǎn)單方法計(jì)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)對(duì)荷載的影低層房屋一般采用簡(jiǎn)單方法計(jì)及結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)對(duì)荷載的影 響后，設(shè)計(jì)主要按靜力問題處理；響后，設(shè)計(jì)主要按靜力問題處理； 而由于風(fēng)和地震作用的隨機(jī)性和復(fù)雜性，高層建筑風(fēng)振和而由于風(fēng)和地震作用的隨機(jī)性和復(fù)雜性，高層建筑風(fēng)振和 地震響應(yīng)分析地震響應(yīng)分析, ,高層建筑風(fēng)振、地震動(dòng)響應(yīng)是由結(jié)構(gòu)特征、環(huán)境高層建筑風(fēng)振、地震動(dòng)響應(yīng)是由結(jié)構(gòu)特征、環(huán)境 作用等諸因素綜合影響決定的，是結(jié)構(gòu)整體性能的體現(xiàn)，同時(shí)作用等諸因素綜合影響決定的，是結(jié)構(gòu)整體性能的體現(xiàn)，同時(shí) 也表明，要獲得滿意的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)特征，必須綜合考慮結(jié)構(gòu)也表明，要獲得滿意的結(jié)構(gòu)動(dòng)力響應(yīng)特征，必須綜合考慮結(jié)

7、構(gòu) 系統(tǒng)，因此高層建筑動(dòng)力響應(yīng)成為設(shè)計(jì)考慮的關(guān)鍵因素。系統(tǒng)，因此高層建筑動(dòng)力響應(yīng)成為設(shè)計(jì)考慮的關(guān)鍵因素。 高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求盡可能采用輕質(zhì)、高強(qiáng)且性能良好高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求盡可能采用輕質(zhì)、高強(qiáng)且性能良好 的材料，一方面減小重力荷載，進(jìn)一步減小基礎(chǔ)壓力和造價(jià)；的材料，一方面減小重力荷載，進(jìn)一步減小基礎(chǔ)壓力和造價(jià)； 另一方面因結(jié)構(gòu)所受動(dòng)力荷載大小直接與質(zhì)量有關(guān)，減小質(zhì)量另一方面因結(jié)構(gòu)所受動(dòng)力荷載大小直接與質(zhì)量有關(guān)，減小質(zhì)量 有助于減小結(jié)構(gòu)動(dòng)力荷載。有助于減小結(jié)構(gòu)動(dòng)力荷載。 1-8 (b) 1-7 1-10 （a）中段樓層結(jié)構(gòu)平面 （b）底段樓層結(jié)構(gòu)平面 （c）結(jié)構(gòu)縱剖面 (b) (a) 鋼結(jié)構(gòu)

8、和有混凝土剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的適用高度（鋼結(jié)構(gòu)和有混凝土剪力墻的鋼結(jié)構(gòu)高層建筑的適用高度（m） 表表 1-4 圖圖1-46美國(guó)紐約的層大樓美國(guó)紐約的層大樓 (a)豎向支撐與伸臂桁架；豎向支撐與伸臂桁架；(b)周邊桁架周邊桁架 對(duì)于預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，均可采用非抽心成空的生產(chǎn)對(duì)于預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板，均可采用非抽心成空的生產(chǎn) 工藝，制成空心樓板。其方法是：在樓板內(nèi)，順跨度方向埋置波紋薄鋼管或工藝，制成空心樓板。其方法是：在樓板內(nèi)，順跨度方向埋置波紋薄鋼管或 硬紙管，然后澆筑混凝土，從而形成空心板。硬紙管，然后澆筑混凝土，從而形成空心板。 據(jù)測(cè)算，與現(xiàn)澆的普通鋼筋

9、混凝土平板相比較，采用預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力空據(jù)測(cè)算，與現(xiàn)澆的普通鋼筋混凝土平板相比較，采用預(yù)應(yīng)力或非預(yù)應(yīng)力空 心板，約可減輕樓板自重心板，約可減輕樓板自重30%左右，降低造價(jià)。左右，降低造價(jià)。 在樓蓋設(shè)計(jì)中，若能綜合鋼梁和樓板的各種優(yōu)點(diǎn)于同一樓蓋結(jié)構(gòu)之中，那在樓蓋設(shè)計(jì)中，若能綜合鋼梁和樓板的各種優(yōu)點(diǎn)于同一樓蓋結(jié)構(gòu)之中，那 將是一種具有優(yōu)良綜合性能和顯著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的樓蓋體系。將是一種具有優(yōu)良綜合性能和顯著經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)的樓蓋體系。 2）使用桁架鋼梁）使用桁架鋼梁 3）采用蜂窩梁）采用蜂窩梁 （2）減輕樓板自重的方法減輕樓板自重的方法 1）使用輕骨料混凝土）使用輕骨料混凝土 2）減小樓板的折實(shí)厚度）減小樓板的折實(shí)厚度 利用一些常用的設(shè)計(jì)方法和施工手段，利用一些常用的設(shè)計(jì)方法和施工手段， 來減小樓板的折實(shí)厚度。來減小樓板的折實(shí)厚度。 a.選用密肋樓蓋選用密肋樓蓋 b.選用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板選用無粘結(jié)預(yù)應(yīng)力混凝土平板 c.采用壓型鋼板采用壓型鋼板-混凝土組合樓板混凝土組合樓板 以壓型鋼板作底模的壓型鋼板以壓型鋼板作底模的壓型鋼板-混凝土混凝土 組合樓板，呈密肋狀組合樓板，呈密肋狀(