解析高层钢结构的框筒体系

2021-09-29 10:13 高层钢结构 华邦建设

　　一、结构体系的组成

　　1、框筒体系是指由高层钢结构平面外圈的框架筒体和楼面内部的框架所组成的结构体系。

　　2、框架筒体是由三片以上的“密柱深梁型”框架所围成的抗侧力立体构件，简称框筒。

　　3、框筒的平面形状可以是圆形、矩形、三角形和多边形。因为框筒体系的抗侧力构件是沿高层钢结构周边布置，不仅具有很大的抗倾覆能力，而且具有很强的抗扭能力，所以，框筒体系也适用于平面复杂的高层钢结构。

　　4、高层钢结构内部的框架仅承受重力荷载，所以，柱网可以按照高层钢结构平面使用功能要求随意布置，不要求规则、正交，柱距也可以加大。

（框筒体系）

　　二、受力特点

　　1、作为抗侧力立体构件的框筒，具有很大的抗推刚度。框筒体系中的框筒，将承担高层钢结构全部水平荷载所引起的水平剪力和倾覆力矩。

　　2、侧力作用下的框筒，水平剪力由平行于侧力的两片腹板框架承担，倾覆力矩则由平行和垂直于侧力的各片腹板框架和翼缘框架共同承担。

　　三、框筒设计要点

　　1、框筒平面的边长不能超过45米，矩形框筒平面的长宽比也不能大于1.5;否则，框筒将因剪力滞后效应过于严重，而不能充分发挥其立体构件的功效。

　　2、框筒的高宽比不能小于4,过于矮胖就不能形成有效的抗侧力立体构件。

　　3、框筒应采取密排柱，柱的中心距一般为3至4.5米。

　　4、框筒应采用截面较高的实腹式窗裙梁，以确保框筒各层钢梁具有足够的竖向抗弯刚度。一般情况下，窗裙梁的截面高度取0.9至1.5米。

　　5、钢框筒的立面开洞率一般取30%左右。太大，剪力滞后效应过于严重而不能构成有效的抗侧力立体构件;过小，则耗用钢材较多，不经济。

　　6、钢柱的强轴方向(H形柱的腹板方向)应位于所在框架的平面内，以增强框筒的抗剪刚度和受剪承载力。