高层钢结构各种结构类型的综合分析

2019-12-24 09:56 高层钢结构 华邦钢结构

　　随着我国在大中城市高层建筑中禁止使用黏土砖，且混凝土结构已经产生了施工复杂周期长的问题。钢结构受到了工程界的青睐，已成为较有竞争力的民用建筑结构体系之一。与传统的住宅建筑结构体系相比,高层钢结构不仅具有环保、节能、产业化等特征，而且还具有强度高、自重轻、节约能源、抗震性能好等优点。

　　纯框架结构是指沿房屋的纵、横两个方向均由框架作为承重和抵抗水平抗侧力的主要构件所组成的结构体系。框架结构可以分为半刚接框架和全刚接框架两种，框架结构的梁柱宜采用刚性连接。与其他的结构体系相比，框架结构体系可以使建筑的使用空间增大，适用于多类型使用功能的建筑。其结构各部分的刚度比较均匀,但该结构体系的弹性刚度较差且属于单一抗侧力体系，抗震能力较弱。

　　框架—支撑结构体系是指以楼房的框架体系为基础，沿房屋的纵、横两个方向均布置一定数量的竖向支撑所组成的结构体系，属于双重抗侧力结构体系。支撑框架是第一道防线，框架是第二道防线，支撑框架中的竖向支撑产生屈曲或破坏后，由于支撑斜杆一般不承担竖向荷载，所以不影响结构承担竖向荷载的能力，不致危及结构的基本安全要求。此结构体系虽然在国外己经有较长的应用历史，技术和规范也很成熟，但是在我国却是一种新型的结构体系。

　　在框架结构中设置剪力墙,将框架和剪力墙二者结合起来共同抵抗水平荷载,就组成了框架—剪力墙结构体系。采用该结构体系,建筑的竖向荷载全部由钢框架承担，水平荷载引起的水平剪力由钢框架和墙板共同承担。该结构体系占用建筑面积小，能增大建筑物的使用空间;墙板具有较强的抗推刚度和受剪承载力，适用于超过40层的高层建筑。但该结构体系在受力初期，由于其剪力墙刚度较高，地震时易产生应力集中现象，从而导致建筑物出现斜向裂缝。

　　钢框架—混凝土核心筒结构体系是指由钢筋混凝土芯筒与外圈的刚接或铰接钢框架共同组成的混合结构体系。混凝土芯筒是结构体系中主要的抗侧力竖向构件。当楼面外圈为刚接框架时，芯筒承担着绝大部分作用于建筑物的水平荷载，该结构体系在我国的应用极为广泛，目前新建的高层、超高层建筑几乎均采用这种结构体系。混凝土筒体具有节约钢材、降低造价、施工方便等优点,但缺点是核心筒与钢外框架的延性、刚度不匹配。

　　通过对高层钢结构的几种类型的分析可以看出，钢结构体系是我国高层建筑发展的必然趋势。由于其特有的结构优势和自身的经济价值，在未来的建筑行业中，钢结构必将占有很大的比重。

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