高层建筑钢结构及钢—混凝土结构的发展
混凝土结构和钢结构在建筑中的应用
混凝土结构和钢结构在建筑中的应用摘要：混凝土结构和钢结构在建筑中是应用最为广泛的土木结构,这两种材料的结构的性能直接关系到建筑的安全状况.但这些材料的使用效率受多种因素的影响,外部和内部的结构使材料易降解和锈蚀,导致不安全事故的发生,造成生命和财产损失.所以土木工程建设工作,一直是一个备受关注的问题,而在建筑领域包括许多不同的建筑结构,主要用于承载和支撑力函数空间,本篇主要从混凝土结构和钢结构的角度分析建筑技术。
关键词：混凝土结构；钢结构；土建技术前言：当前，在土建工程施工中，应用最为广泛的两种土建结构是混凝土结构以及钢结构。
在土建施工实践中，为有效保障混凝土结构以及钢结构的施工质量，要准确把握混凝土结构以及钢结构的施工技术要点。
一、混凝土结构对土建技术的探析（一）混凝土结构概述混凝土结构，是指主要以混凝土材料制成的土建工程结构。
混凝土结构主要有以下三种：（1）素混凝土结构。
素混凝土结构，是指不对受力钢筋进行配置的混凝土结构，主要由水泥、粗细骨料以及外加剂等构成。
素混凝土抗压强度高，然而呈现出较低的抗拉强度。
因此，主要在柱墩、基础墙等受压构件中应用。
（2）钢筋混凝土结构。
此类结构，将适量钢筋配置在混凝土中，有效结合了钢筋和混凝土的材料性能优点，具有较高的强度和刚度，且具有良好的防火性、耐久性以及抗震性能。
（3）预应力混凝土结构。
此类结构，将受力的预应力钢筋配置在混凝土中，并借助张拉等措施对结构施加预应力。
预应力混凝土结构具有较强的抗裂性能，且结构自重相对较轻，在大跨度结构中得到了广泛应用[1]。
（二）混凝土设计混凝土结构是一种混合型的是施工材料，主要是由水泥、沙子、石头以及水搅拌而成的。
混凝土根据具体添加的辅助材料不同，可以分为干净的混凝土结构、素混凝土、钢管混凝土结构以及型钢混凝土等，不同种的混凝土材料适用于不同特点的施工工程。
混凝土受其组成材料特点影响，其受力性能以及支撑部件等组合特征极易被环境中的空气还有水分子等破坏，一旦时间较长，就会发生溶解、出现裂缝等状况。
浅谈我国高层钢结构建筑的发展及其安装技术
截至 目前，我国 已经建成的高层钢 结构建筑 物早 已经超过 了三位 数， 按照其结构类 型可 以分为钢 框架一 ＲＣ核心 筒、 Ｓ ＲＣ框架一 ＲＣ 核心筒 、 钢 框架一 支撑体系 、 巨型框架 、 纯钢框架等。 根据有关数据 统计得 出， 在目 前我 国的高层钢结构建筑 中， 大多数 的结构都 是以混合结构为主的。这种结构 在施工建设的过程中存在着 良好的控 制优 势，同时其施工可操作性强 ， 有
程 施 工 的 顺 利进 行 。
１ ０ ０ ｍ 高的超 高层钢 柱一般分 为 ８ ￣ １ ２节构件 ， 钢柱在翻样 下料 制作过
程 中应考虑焊缝的收缩变形和 竖向荷载 作用下引起 的压缩变形 ， 所 以钢 柱 的翻样下料长度不等于设计长度 ， 即使只有几毫米也不能忽略不计 。而且
上下两节钢柱截面完全相等时也不允许 互换 ， 要求对每节钢柱应编号 予以
设计 效 益 。
缝。 框架梁与钢 柱的悬 臂梁 （ 短牛腿） 连 接， 上下 翼缘 的连接采用衬板 （ 兼引 弧板） 全熔透焊缝 ， 腹板采用高强螺栓连接 。 由于钢筋混凝土施 工允许偏差远远大于钢 结构的精 度要求 ， 当框架梁 与钢筋混凝 土剪力墙 或钢筋混凝 士简壁连接 时，腹 板 的连接 板可开椭 圆
层钢结构 建筑物 的发展 与安装 技术要 点进行 了深入分析 。 关键词 ： 钢结构； 高层建筑 ； 施 工技术 ； 钢材
进 入新世纪 以来 ， 我国各大城市 都发生了这么一种 变化， 那就 是钢结 构建筑物 正在 以前所未有 的速度 向着建筑领域迈进 ， 在整个建筑 工程中扮 演着越 来越重要的意义 ， 己成为现代化施工建设 中不可缺 少的一部分。为 此， 在这里我 们有必要对 高层钢结构建筑的发展和施工进行分析。
高层建筑发展概况
1.3 高层建筑结构发展1.3.1 高层建筑的发展概况随着工业化、商业化、城市化的进程，城市人口剧增，造成城市生产和生活用房紧张，地价昂贵，迫使建筑物向高空发展，由多层发展为高层。
⑴近代（形成期）1819年，美国芝加哥16层Monadnock大楼，砖承重墙体系，底部八层砖墙1.8m厚1801年，美国曼彻斯特7层棉纺厂房，厂房内部采用铸铁框架承重1854年，美国长岛黑港采用熟铁建造灯塔1883年，美国11层保险公司，生铁柱，熟铁梁（世界第一栋高层建筑）1889年，9层 Second Rand Merally大楼，全钢框架（第一栋高层钢建筑）⑵现代（发展期）帝国大厦20世纪，钢结构技术的进步、电梯的发明，房屋建筑高度越来越高框架抗侧力体系－加竖向支撑或剪力墙来增强抗侧刚度和强度。
1905年，50层Metrop Litann大楼1913年，60层高234m的沃尔沃斯（Woolworth）大楼1929年，319m的Charysler大厦1931年，102层381m帝国大厦（采用平面结构理论，用钢量为206kg/m2）⑶二战结束后地价昂贵、平面结构理论——三维立体结构理论、轻质材料。
1972年，世界贸易中心（Twin Towers）高402m，110层——钢结构1974年，西尔斯大厦 442m（立体结构－框筒束体系，用钢量161kg/m2，与帝国大厦相比减少20％）——钢结构1996年，吉隆坡建成石油大厦，88层，高450m，是钢与混凝土混合结构。
2003年，10月中国台北101大厦，101层，高508m，首次突破500m高度。
全世界前10幢已建的最高建筑物1.3.2 我国高层建筑概况我国的现代高层建筑起步较晚，解放前，仅在几个大城市有为数很少的高层建筑。
解放以后，在20世纪50至60年代，陆续建造一些；自20世纪70年代，我国高层建筑建设加快了步伐，开始大批建造；进入80年代后，城市建设更是日新月异，高层建筑如雨后春笋，拔地而起。
钢结构的发展历程
钢结构的发展历程改革开放以来，随着科学技术的发展，我国建筑钢结构得到迅猛发展。
其生产的钢材品种、规格越来越齐全，钢材质量有了很大的提高，钢结构形式越来越新颖，钢结构设计与施工技术越来越发达。
如“鸟巢”、“水立方”、CCTV新址大楼、广州新电视塔、上海环球金融中心、杭州湾跨海大桥等具有代表性的钢结构建筑在世界上达到了领先水平，表现为高、大、奇、新等特点。
早期钢结构发展钢铁用于建筑结构最早的应该是铁索桥，据历史记载，中国最早的铁索桥是陕西汉中攀河铁索桥，建于公元前206年西汉时期，距今约2200年历史。
该桥经过了多次修复，于1951年毁坏。
另外，云南神州铁索桥建于隋唐时期，于唐贞元十年(794年)战乱时毁坏，距今约1200多年。
英国 1779年建造了一座铁索桥，俄国1824年开始建铁索桥，美国1851年开始建铁索桥，比中国晚2000年左右。
我国现存最早的桥梁有四川大渡河泸定桥，长127米，建于1705年，属铁索桥，距今约304年，新中国成立后修复过一次，现还在使用。
新中国成立前由外国人建造的钢桥有：唐山运河铁路桥1906年建成，英国人设计，比利时人建造，为中国第一座现代铁路钢桥;天津金汤开启式钢桥也建于1906年，2005年整修后重新恢复开启功能;兰州中山大桥，建于1907年，长233米、宽7米，连续使用至今，2007年维修后改为人行桥，距今102年。
由中国人自行设计建造的铁路钢桥是 1902～1909年詹天佑主持建造的京张铁路桥，121座，累计长1951米，最大跨度33.5米，距今有100年;1937年由茅以升主持建造了杭州钱塘江公铁两用大桥。
新中国成立后，党和国家非常重视钢铁生产和建筑钢结构发展，具有代表性的工程有：1957年建成我国第一座跨长江公铁两用武汉长江大桥，长1670米，可谓“一桥飞架南北，天堑变通途”，圆了几代人的梦想。
1968年建成南京长江大桥，长4589米，这是苏联专家撤走并中断了钢铁供应和成套技术后，中国人自己建造的一座为国增光的钢结构桥梁，它开创了我国自力更生建设大型桥梁的新纪元。
高层钢结构结构体系
各层楼盖协调的结果，使框架—支撑体系的侧移曲线，介于单独框架和单独支撑的侧移曲线之间。从而使支撑的顶点侧移和顶点最大层间侧移角得以减小；同时也使得框架下部的最大层间侧移角减小(图21．3．1b)。
在框架—支撑体系中，框架和支撑之间，不仅有连系梁，更重要的是有各楼盖将他们连为一体。因为各层楼盖沿水平方向的刚度很大，框架和支撑不再能自由地单独变形，两者的侧移曲线由各层楼盖将其协调一致，变成一条共同的侧移曲线(图21．3 剪力墙板
2．框架—支撑框架结构体系
框架—支撑框架结构就是在框架的一跨或几跨沿竖向布置支撑而构成，其中支撑桁架部分起着类似于框架—剪力墙结构中剪力墙的作用。在水平作用下，支撑桁架部分中支撑构件只承受拉、压轴向力，这种结构形式无论是从承载力或变形的角度看，都是十分有效的。与纯框架结构相比，这种结构形式大大提高了结构的抗侧力刚度。 支撑在水平荷载作用下所产生的侧移，主要是由其杆件的轴向拉伸或压缩变形引起的。与杆件的剪弯刚度相比较，杆件的轴向变形刚度要大得多。也就是说，支撑的抗侧力刚度相对于框架的抗侧力刚度要大得多。 就钢支撑的布置而言．可分为中心支撑(CBF)和偏心支撑(EBF)两大类。
3 高层建筑钢结构的结构体系 目前，高层建筑钢结构的主要结构体系有钢框架、钢框架—抗剪结构、带水平加强层的钢框架—支撑桁架结构、巨型结构、筒体结构等结构体系，下面就这些结构体系的不同特点来分别讨论。
21．3．1 钢框架结构体系
框架结构体系是指，沿房屋的纵向和横向均采用框架作为承重和抵抗侧向力的主要构件所构成的结构体系。
01
由于框架体系能够提供较大的内部使用空间，因而建筑布置灵活。此外，框架的杆件类型少，构造简单，施工周期短。所以，对层数不太多的高层结构来说，框架体系是一种应用比较广泛的结构体系。
钢结构与钢筋混凝土结构的比较
2011年08月科教纵横钢结构与钢筋混凝土结构的比较文/徐子茵 张恒飞摘 要：近年来，随着国家经济的发展和钢材产量的不断增加，钢结构在我国得到迅猛发展。
在许多领域，例如大跨结构、高层建筑，钢结构由于其优越的物理力学性能已逐步占据主导地位，甚至有取代钢筋混凝土结构的趋势。
那么钢结构与钢筋混凝土各有有些特点，未来的发展会如何呢？关键词：钢结构；钢筋混凝土；特点中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：1006-4117（2011）08-0283-01一、发展历史的比较现代钢筋混凝土的发展历史可以追溯到19世纪五六十年代。
主要分为两个发展时期。
1850年到20世纪20年代，为钢筋混凝土发展的初步阶段。
1824年，英国约瑟夫 阿斯匹丁发明波特兰水泥并取得专利。
1861年法国约瑟夫 莫尼埃获得了制造钢筋混凝土板、钢管和拱桥等的专利。
但这些成果的大多来自生产实践经验，没有形成系统的理论指导与设计方法。
由于1850年到1900年，钢筋混凝土的施工和设计方法被视为商业机密，公开发表的研究成果不多，这极大的限制了钢筋混凝土的发展。
从20世纪30年代开始，由于科技的飞速发展，在结构形式、材料性能、施工方法和计算理论方面均有了较大的改进。
混凝土强度不断提到，预应力技术得到极大提高，减水剂、速凝剂等得到广泛的应用，以概率数理统计为基础的结构可靠度理论也得到了广泛的应用。
与钢筋混凝土结构相比，现代钢结构的发展是随着世界钢产量的不断提高而发展起来，近百年来发展迅速。
近五十年来，随着经济发展，冶炼工艺的提高以及设计理论与理念的革新，钢结构的应用领域得到拓展。
由于钢结构具有强度高、自重轻、施工速度快等优越的物理力学性能和综合经济效益，发展钢结构获得全世界的普遍认可，已逐渐成为工程结构领域优先考虑使用的结构类型。
二、特点的比较钢结构和钢筋混凝土结构有着各自独特的优势与不足。
1、强度和自重。
混凝土的抗压强度较高，而抗拉强度严重不足（约为抗压强度的10%），在较小拉力下混凝土就会开裂，将抗拉强度较高的钢筋布置在混凝土结构的受拉区，便可以充分发挥钢材和混凝土两种材料的特长，极大地提高构件承载能力。
我国高层建筑现状及发展研究
我国高层建筑现状及发展研究0引言随着城市的发展，原有城市建筑特点无法满足人口聚集的需要，所以城市建筑向空间、纵向发展已成为必然。
高层建筑的发展已有100多年的历史，其根本原因主要有：经济发展、城市人口密集、土地资源减少、科技进步等。
随着钢结构技术的发展和多种高性能建筑材料的产生，对于高层建筑的要求已不仅限于满足使用，建筑形式和审美要求也越来越重要。
1、我国高层建筑的历史及现状我国最早的高层建筑始源于公元524年，也就是现在的河南嵩岳寺塔，高度约为50米，比它晚约500年的山西应县木塔（见下图）堪称世界木结构的奇迹。
近代我国高层建筑起源于20世纪初的上海，起初由于经济、技术水平有限，高层建筑发展较为缓慢。
自改革开放以来，随着我国经济高速发展，城市人口不断增多，建设用地紧缺，高层建筑迅速成为城市建筑的主体。
主要分以下为四个阶段：第一阶段，从新中国成立到60年代末，属于初步发展阶段，主要以20层以下的框架结构为主。
例如北京民族饭店、广州人民大厦等建筑。
第二阶段为70年代，以20-30层建筑为主，主要用于住宅、旅馆、办公楼等。
以北京饭店新址、广州白云宾馆为例。
第三阶段为80年代，仅1980～1983年所建的高层建筑就相当于建国年以来30多年中所建高层建筑的总和。
这其中比较突出的有深圳发展中心大厦、广州国际大厦。
第四阶段从90年代开始，高层建筑兴建速度加快，1990-1994年间，每年建成10层以上建筑在1000万平方米以上，占全国已建成的高层建筑的40%。
同时，超高层建筑也在发展，其层数和高度增长更快，建成了多座200米以上的高层建筑。
如上海环球金融中心共97层、高492米，是地标性建筑。
2、我国高层建筑特点我国高层建筑在不断崛起的同时也形成了自身的特点，主要有一下几点：建筑高度不断增加；结构形式趋于复杂；组合或混合结构为主体；新型结构不断涌现。
2.1建筑高度不断增加起初，我国建筑的层数都不高，例如12层的北京民族饭店，高度为47.4米，1968年建成的广州宾馆高为27层，这主要受限于当时的经济水平和建筑技术水平。
我国高层建筑钢结构的发展及展望
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建 筑方面 有一 型 建 如 仅 些大 公共 筑， 北京体 馆， 育 采
采用高 孵ｍ、 跨度 ６ ． ０９ ｍ钢屋架 ，其余民用建筑应用
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１ ０ 钢箭 混凝土棱心筒 ． ４０ ０ 外框钢筋混凝土柱殛钢柱 ２５Ｏ ４Ｏ 钢箭混凝 土棱心筒 ． 外框锕结 掏 １００ ０ ０ Ｉ Ｄ １ Ｄ ０ 螂 ｌ０ Ｄ ９ ０ ８０ ０ ０ 钢箭混凝 土棱心筒 ．外框镪管混凝土 钢箭混凝 土棱心筒 ． 外框钢结 构 钢箭混凝 土棱心筒，外框锕 结掏 钢框架 ． 带边框 钢筋混凝土剪 力墙 钢箭混凝 土棱心筒 ，外 框钢箭混凝土结构 钢筋混凝土 棱心筒 。外框钢结构
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我国钢结构建筑在近十年来空前发展 ，其中以房
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太桥 ，是一座 跨度 １８ ９ 的菱形腹 杆铆接桁 梁 ２ｍ× 孔
屋建筑钢结构及桥梁建筑钢结构最为典型。而前者又
以高层建筑钢结构及轻钢结构更为突 出。各种类型的
桥 。全长 １７ｍ ６０ ，由我国山海关桥梁厂制造 ，钢材 由
维普资讯
高层建筑钢结构的结构类型和结构体系
高层建筑钢结构的结构类型和结构体系高层建筑钢结构的结构类型主要有以下三种：1. 钢结构2. 钢-混凝土结构3. 钢管混凝土结构高层建筑钢结构的结构体系主要有以下几种：一、框架体系二、双重抗侧力体系1. 钢框架-支撑（剪力墙板）体系2. 钢框架-混凝土剪力墙体系3. 钢框架-混凝土核心筒体系三、筒体体系1. 框-筒体系2. 桁架筒体系3. 筒中筒体系4. 束筒体系相关资料(高层建筑钢结构)：· 高层建筑钢结构超大构件焊接变形预防与矫正· [新加坡]超高层建筑钢结构安装施工技术演示（英文）· 【硕士】高层建筑钢结构性能化防火设计方法与应用· 浅谈高层建筑钢结构吊装施工技术· 高层建筑钢结构概念设计相关资料(结构类型)：· 各种结构类型选用设计软件的指南· 型钢混凝土组合结构技术规程·设计基本规定·结构类型· 【硕士】湖南古代桥梁结构类型和特点研究【2008】· 无碴轨道结构类型及设计原则· 浅谈桥梁支座的结构类型相关资料(结构体系)：· 无粘结预应力结构体系施工工艺· 高层建筑混凝土结构体系· 矮塔斜拉桥结构体系主要有哪些？· 剪力墙结构体系构成· 请举例常见建筑结构体系本类最新发布· 与混凝土结构加固方法配合使用的技术主要有哪些？· 混凝土结构加固方法之增设支点加固法· 混凝土结构加固方法之预应力加固法· 混凝土结构加固方法之高强钢丝绳网片-复合砂浆外加层加固法· 混凝土结构加固方法之绕丝加固法· 混凝土结构加固方法之粘贴纤维复合材加固法· 各抗震设防类别建筑的抗震设防标准· 混凝土结构加固方法之外粘钢板加固法· 混凝土结构加固方法之外粘型钢加固法· 混凝土结构加固方法之置换混凝土加固法。
钢-混凝土组合概述
体系的基本构成
• 钢—钢筋混凝土组合结构住宅体系建筑是由钢管砼柱、抗侧力支撑、 双向轻钢密肋组合楼盖、复合外墙板等构件组成的钢结构框—撑结构 体系。 • 钢管砼柱是在螺旋焊接钢管内灌注高强度等级砼，形成两种材料相辅 相成共同工作的机理。它具有承载力高、抗震性能好、施工简捷的特 点，一般每三层为一个制作安装单元，整根钢管柱一次吊装就位，为 主体结构安装创造了流水作业的条件。 • 钢骨砼梁是在钢梁周围配置钢筋，浇注砼后使钢骨与砼成为一体共同 工作的组合结构构件。由于钢骨的存在使得构件延性得到很大改善， 其变形能力强，抗震性能好，承载力高。混凝土对钢骨的包裹解决了 钢结构的防腐、防火问题。施工时钢梁骨架有较大的承载力，可大大 节省模板工作量。 • 抗侧力支撑是由钢管斜撑杆与钢管柱、钢框架梁焊接组成的抗侧力架 体。考虑建筑专业的门窗布置，在不影响建筑功能的前提下，支撑可 以采用X型、单斜杆型、人字型、W型等形式，还可采用偏心耗能支 撑。采用抗侧力支撑取代了传统的砼剪力墙，不仅减轻了结构自重， 而且提高了结构延性，对于优化抗侧刚度，改善抗震性能起到了积极 抗震的作用。
1.4钢管混凝土
• 钢管混凝土结构是在型钢混凝土结构、配螺旋箍混凝土结 构以及钢管结构的基础上发展起来的。钢管混凝土是将普 通混凝土填入薄壁圆型钢管内而形成的组合结构。按截面 形式不同，分为方钢管混凝土、圆钢管混凝土和多边形钢 管混凝土等。钢管混凝土可借助于内填混凝土增强钢管壁 的稳定性；借助钢管对核心混凝土的套箍(约束)作用，而 使混凝土处于三向受压状态，从而使核心混凝土具有更高 的抗压强度和抗变形能力。 • 钢管混凝土结构由于其受力性能及结构特点使其具有以下 的优点： • 1)受力合理，能充分发挥混凝土与钢材的特长，从而使构 件的承载能力大大提高；
混凝土的发展历史
பைடு நூலகம்
混凝土结构的发展史：
从现代人类的工程建设史上来看，相对于砌体结构、木结 构和钢结构而言，混凝土结构是一种新兴结构，它的应用也不 过一百多年的历史。但有的考古学者认为，水泥的起源约在公 元前5—10万年，在公元前3000年，古人用熟石膏和石灰混合在 一起建造了著名埃及的金字塔，这是现存的最早的混凝土结构 物。
混凝土结构的优点：
和其他材料的结构相比，混凝土结构的主要
优点是：整体性好，可灌筑成为一个整体； 可模性好，可灌筑成各种形状和尺寸的结构; 耐久性和耐火性好;工程造价和维护费用低。
混凝土结构的缺点：
混凝土抗拉强度低，部分地采用了钢 筋混凝土楼板。容易出现裂缝；结构 自重比钢、木结构大；室外施工受气 候和季节的限制；新旧混凝土不易连 接，增加了补强修复的困难。
进入近代以来，经过了J．Smeaton，J．Parker等人的 试作阶段，1824年英国的烧瓦工人Joseph Aspdin调配石灰 岩和粘土，首先烧成了人工的硅酸盐水泥，并取得专利，成 为水泥工业的开端。以后，对如何克服混凝土抗拉强度很低 这一问题进行了研究，1854年法国技师J．L．Lambot将铁丝 网敛入混凝土中制成了小船，并于第二年在巴黎博览会上展 出，这可以说是最早的钢筋混凝土制品。
1892年法国的Hennebique阐述了箍筋对抗剪的有效作 用，并于1898年提出了T形粱的方案。
钢结构建筑
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节能、高效、环保与产业化。20世纪后几年，我国城镇住宅建设以每年竣工面积4.4亿平方米，总产值 6000 亿元(约占GDP9%)的建设迅猛发展，住宅产业成为国民经济中新世纪的新的增长点。实现住宅产业现代化，解决 住宅建设中存在工业化水平低，部品化率低以及住宅用材档次低，寿命低，实心黏土砖能耗高，不利于环保等问 题，已被列入新世纪急待解决的问题。我国建筑行业要求全行业研究钢结构在各类建筑中应用的新体系，扩大其 应用范围，发展多层钢结构建筑。国际上，美国设计师和结构师非常重视研究金属结构及其耐用性、实用性和经 济性，欧洲专家们提出，钢结构具备绿色建筑的条件，即为有利于保护环境，节约能源的建筑。他们认为金属结 构建筑具有良好的空间感，能够实现创新的规划和空间设计，建筑，不光是居住、使用，更应考虑为人创造更舒 适的空间，节约能源的空间。日本1998年钢产量5900万吨，建筑结构用钢量占13%，而钢结构住宅在建筑结构用 钢中占了相当大的比例，香港更是高楼大厦到处林立。台湾地震，明显看出钢结构建筑优于钢筋混凝土建筑；从 地震破坏情况看，一般的多层住宅基本全部塌为平地，而钢结构建造的住宅没有倒塌的，因此台湾当局要求多层 房屋建筑一律要用钢结构。我国多层住宅和小高层住宅采用钢结构的试点，从天津开始。天津市采用三种不同结 构，不同墙体材料，不同施工方法的方案。启动20万平方米以上的规模试点工程。其一是采用方钢管混凝土柱大 开间结构形式；其二采用钢骨桁架结构形式；其三采用钢管混凝土结构形式。三种结构的平方米用钢量都小于钢 筋混凝土结构的用钢量。在青岛、上海及新疆都列出一定面积的房屋住宅工程进行试点。由于我国 “钢住宅”刚 刚起步，很多结构都无法批量生产，因此，钢结构会要比混凝土结构贵一些。
亚洲最大钢结构植物馆——2013年1月23日，中国青岛世园会植物馆主体封顶，外形规划设计为树叶形状。 植物馆工程位于天水路以北，百果山森林公园内，占地面积2.44公顷，总建筑面积22749平方米，其中，地上建 筑面积13522平方米，地下建筑面积9227平方米，是亚洲最大的钢结构植物馆之一，工程总造价为2.93亿元 。
我国高层钢结构建筑的发展及其安装技术
事项 ， 为我 国 高层 建 筑 钢 结 构 的 发展 提 出 了一 些 建议
【 关键词】 高层建筑； 发展体 系； 施工
一
、
我 国 高层 钢 结 构 建 筑 的 发 展
二 、 结 构 制 作 与 安 装 钢
（） 柱 的 安 装 。首 先 是 准 备 工 作 ， 括 钢 构 件 预 检 和 配 １钢 包
我 国 由于 技 术 和 经 济 的 原 因 ， 层 建筑 钢 结 构 的 发 展 起 步 高
较 晚 ，Ｏ年 代 以前 没 有 建 过 一 幢 高 层 钢 结 构 建 筑 ， 到 ８ 代 套 、 ８ 直 ０年 定位 轴 线及 标 高 和 地 脚 螺 栓 的 检 查 、 构 件 现 场堆 放 、 装 钢 安
的进展 ，在钢结构 的制作及 安装方 面的 国产 化 已具 有相 当水
准。
（） 架 梁 的 制作 与 安 装 。 高层 、 高层 框 架 梁 一 般 采 用 Ｈ ２框 超 型钢， 框架 梁 与钢 柱 宜采 用 刚 性 连 接 ， 柱 为 贯通 型 ， 框 架 梁 钢 在
高层钢 结构在 我国的发展 中仍存在 着一 定的 问题： １钢 的 上 下 翼缘 处在 钢 柱 内设 置 横 向加 劲 肋 。为 保 证 框 架 梁 与钢 柱 （）
中期 我 国在 深 圳 兴 建 第 一 幢 高 层 钢 结 构 建 筑“ 圳 发 展 中心 大 机 械 的 选择 、 装 流 水 段 的划 分 、 动 力 的 进 场 等 。其 次 就 是 吊 深 安 劳
厦 ” 高 １５ ） 该 工 程 中截 面 为 １７ ｍ × １ ７ｍ （ ６ｍ ， ０ ０ｍ ０ ０ｍ箱 形 柱 （ 厚 装 ， 层 及 高 层 钢 结 构 吊装 ， 分 片 区 的 基础 上 ， 壁 多 在 多采 用 综 合 吊
推荐：钢—混凝土组合结构的发展概况
钢—混凝土组合结构的发展概况
钢混凝土组合结构的发展概况
钢混凝土组合结构这门学科起源于本世纪初期。
于本世纪二十年代进行了一些基础性的
研究。
到了五十年代已基本形成独立的学科体系。
至今组合结构在基础理论，应用技术
等方面都有很大的发展。
目前钢混凝土组合结构在高层建筑、桥梁工程等许多土木工程
中得到广泛的应用，并取得了较好的经济效益。
在国外，钢混凝土组合结构最初大量应用于土木工程旨在二次世界大战结束后，当时的
欧洲急需恢复战争破坏的房屋和桥梁，工程师们采用了大量的钢混凝土组合结构，加快
了重建的速度，完成了大量的道路桥梁和房屋的重建工程。
1968年日本十胜冲地震以后，发现采用钢混凝土组合结构修建的房屋，其抗震性能良好，于是钢混凝土组合结构在日
本的高层与超高层中得到迅速发展。
60年代以后世界上许多国家（包括英、美、日、苏、法、德）根据本国的试验研究成果及施工技术条件制定了相应的设计与施工技术规范。
1971年成立了由欧洲国际混凝土委员会（CES）、欧洲钢结构协会（ECCS）、国际预应力联合会（FIP）和国际桥梁及结构工程协会（IABSE）组成的组合结构委员会，多次组织了国际性的组合结构学术讨论会，并于1981年正式颁布了《组合结构》规范。
我国对钢混凝土组合结构的研究和应用起步较晚，从五十年代才开始开展组合梁的研究
和应用，至今除了钢与混凝土组合梁已纳入《钢结构设计规范》（GBJ17-88）外，其余的。
建筑钢结构的发展及在我国的应用共3篇
建筑钢结构的发展及在我国的应用共3篇建筑钢结构的发展及在我国的应用1建筑钢结构的发展及在我国的应用建筑钢结构是指以钢材为主要材料搭建起来的建筑物结构。
自20世纪初出现以来，随着钢材加工和加强技术的发展，建筑钢结构在建筑领域中得到了越来越广泛的应用。
在我国，建筑钢结构的应用也越来越普遍，其应用领域涵盖了高层建筑、桥梁、机场、轻轨交通等多个方面。
建筑钢结构的发展可以追溯到19世纪中叶，当时德国、法国等欧洲国家开始采用铁材料建造桥梁和铁路站房。
20世纪初，美国建筑师William Le Baron Jenney设计了一座十层高的钢结构建筑，在建筑领域中开创了现代钢结构建筑的先河。
此后，钢结构建筑逐渐普及并得到了进一步的完善，应用于高层建筑、桥梁、机场、轻轨交通等领域中。
在我国，建筑钢结构的应用也有着不小的历史，其中最著名的应用是首都机场的航站楼。
20世纪80年代初，为了迎接1984年北京亚洲运动会，在北京市南郊修建了一座形似凤凰展翅的航站楼。
这座航站楼的建筑钢结构设计引起了世界建筑界的关注，被誉为“21世纪第一极品钢结构建筑”。
如今，在我国的主要城市中，涌现了大量的钢结构建筑，包括高层建筑、地铁、机场、体育场馆等各种类型。
高层建筑中，众所周知的伦敦的碎片大厦、上海环球金融中心、广州CITIC塔等都是著名的建筑钢结构建筑。
地铁中，北京市内的多条地铁线路均采用了建筑钢结构，例如北京地铁4号线和北京地铁8号线。
机场中，南京禄口国际机场的航站楼、上海浦东国际机场的汇贤航站楼等都是建筑钢结构的代表性应用案例。
建筑钢结构有着很多优点，其中最突出的优点是具有较高的强度、刚度和耐久性。
相比传统的混凝土和砖木结构，钢结构的自重小、承载能力强，能够为建筑物提供更多的空间，并且能够更好地承受突发事件的荷载，如地震、台风、爆炸等。
此外，建筑钢结构的施工速度快、工期短，能够大幅度缩短工程周期，节约施工资金，提高建筑效率。
虽然建筑钢结构具有较多的优点，但是也有一些不足。
我国钢结构建筑的现状及发展趋势
１ 钢 结构 建筑概 述
钢结 构建 筑 是指 由钢板 、 型钢 、 钢管 、 钢绳 、 钢束 等钢 材 ， 用 焊、 、 铆 螺栓或胶等 方式 连接 而成 的建 筑。钢结 构建 筑 具有 自重 轻、 强度高 、 载重大 、 跨度大 、 展性好 、 震性 能好 、 设 （ 延 抗 架 安装 ） 便捷 、 便于工业化 生产等特点 ， 是一种节 能环保 型 ， 能循 环使 用 的 建筑 ， 符合经济持 续健 康发 展 的要求 ， 高层 建筑 、 在 大型 厂房 、 大 跨度 空间结构 、 轻钢 结 构 、 宅建 筑 中更 能 发挥 其 优势 ， 住 应用 广
２ 我 国钢 结构 建筑 现状 ２ １ 我 国钢 结构 建筑 规 范 、 配件 标 准概 况 ． 构
发了诸 如压型钢板 、 彩涂板 及成 型机械 、 强螺栓 、 接 Ｈ型钢 、 高 焊
焊接箱形梁柱 、 轧 Ｈ型钢 、 热 大型方矩 管等钢铁 产 品， 促进 了新 兴 带动并推进 了钢结 构事业 的发展 。钢 结 近几 年来 ， 国家技术监督局 、 设部 等有关部 门和协 会 ， 建 组织 钢结构制造产业 的形成 ， 构随着新材料和设 计理 念变 化 ， 的结 构体 系 和创新 不断 涌现 。 新 高校 、 科研 、 计 、 工及 企业 ， 设 施 编制和 修订 钢结 构 设计 、 工 、 施 验 比较突出的是我 国钢一混凝 土混合 结构发 展及应用 在 国际领先 ， 收规 范和规程 ６ ０多 本 ， 编制 了相应 的构 件和 配套 材料 的通 用 并
桥 地 图集 ， 为钢结构行 业 的发展 奠定 了 良好 的基础 。在 国家标 准 、 行 广泛应用于超高 层建筑 、 梁到 厂房 、 铁等 建筑 。还 有 门式 钢 架结构成为 目前钢结构厂 房 、 仓库 、 超市等常见的建筑 。 业标 准和协会标准 的基 础上 ， 确保 工程质 量 ， 为 国家 又 制定 了强
高层建筑结构设计课件10第十章高层建筑混合结构设计简介
• 2、发展简况
–前苏联，劲性钢筋或承重钢筋，其原意为能承 受一定施工荷载的钢筋。
–二战后，为加快恢复重建，采用劲性钢筋来承 受悬挂模板和支撑等施工荷载，以加快施工速 度。
– 1949年，前苏联建筑科学技术研究所编制了 《多层房屋劲性钢筋混凝土暂行设计技术条件 (BTY-03-49)》
–50年代又进行了较全面的试验研究，1978年制
– 一般可比纯钢结构节约钢材达50％以上
• 4、与钢筋混凝土结构相比
– 使构件的承载力大为提高
–实腹式钢骨的钢骨混凝土构件，受剪承 载力有很大提高，大大改善了结构的抗 震性能。正是由于这一点，钢骨混凝土 结构在日本得到广泛的应用。
–钢骨架本身具有一定的承载力，可以利 用它承受施工阶段的荷载，并可将模板 悬挂在钢骨架上，省去支撑，这有利于 加快施工速度，缩短施工周期，如在多 高层结构的施工中不必等待混凝土达到 强度就可以继续进行上层施工。
订了《苏联劲性钢筋混凝土结构设计指南(С И3-78)》。
–后来由于省钢目的，主要采用焊接钢桁架、钢 构架和钢筋骨架等作为劲性钢筋（即空腹式钢 骨）。
欧洲
– 在20世纪20年代，西方国家的工程设 计人员为满足钢结构的防火要求，在钢 柱外面包上混凝土，称为包钢混凝土（ Encased Concrete）结构。
• 3、与钢结构相比
– 外包混凝土可以防止钢构件的局部屈曲
–提高钢构件的整体刚度，显著改善钢构件出平 面扭转屈曲性能
– 使钢材的强度得以充分发挥
– 比纯钢结构具有更大的刚度和阻尼，有利于 控制结构的变形
–外包混凝土增加了结构的耐久性和耐火性。最 初，欧美国家发展钢骨混凝土结构主要就是出 于对钢结构的防火和耐久性方面的考虑
高层建筑结构的历史沿革与发展趋势
随高度的增加，内力和变形呈非线性增长。
从结构的观点看，凡是水平荷载起主要作用的建筑就可认为进入了高 层建筑结构的范畴。
随层数的增加，材料用量呈非线性增长。 设法减少为抵抗侧向力所需增加的材料
用量是衡量一个结构设计师能力好坏的 主要标准之一 。
历史沿革
高层建筑不仅是人类财富和技术实力的表现，还代表人类的精神追求和 创造愿望。人类的建筑历史就是一部不断追求新的建筑高度的历史。
1968年，芝加哥John Hancock大厦建成。 100层332米高，立面为上小下大的矩形
截锥形，底面的平面尺寸为
79.9m×46.9m，顶面的平面尺寸为 48.6m×30.4m，底层最大柱距13.2m，
立面上的巨大的X形支撑特别引人注目，
用钢量仅146kg／m2，相当于40层钢框 架结构的用钢量。
在经过60多个小时连续作业后，规划中的我国第一高楼——上海
中心大厦6.1万立方米的大底板混凝土浇筑工作3月28日顺利完成， 这是我国民用建筑领域一次性连续浇筑方量最大的基础底板工程。
远处可见金茂大厦（左）和环
球金融中心。“上海中心”建 设将带动浦东小陆家嘴地区地 下空间的统一规划和整体开发， 形成立体交通网络，其地下通 道将连接金贸大厦、环球金融 中心地下空间，并与轨道交通 2号线、14号线相连通，把人 流以最快的速度引导到周边公 交站点，最大程度缓解区域人 流疏散的问题。
超过100m的砖石结构建筑，已将
材料特性和当时的建造技术推向了
极致。
中国人开创了木构架叠层 架屋的建造方式（框架结 构），将建筑的使用空间 推向高空。成为后来建筑 向高层发展之滥觞。
现代高层建筑的历史始于18世纪末的工业革 命。
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建筑构件。它具有承载力高 、 抗震性能好 、 约钢材和 节
施工简捷等突出优点 ， 因而在高层 和超高层建筑 中得 到 了日益广泛 的应用ｂ。其推广与发展 的速度十分迅 ］
猛， 并将成为二十一世 纪高层 和超 高层建筑群最为实
钢结构为主 ， 少量 的采用钢一 混凝土结构 。
２ 国 内高 层 建筑 钢 结构 的 发展 概 况
自 ８ 年代中期 至今 的 ｌ 年 内， 国 已建成 的高 ０ ５ 我 层建筑钢结构和钢一混凝土结构约有 ２ 项【 ， ９ ４ 其简要 情况可参见有关资料 ， 采用 钢管混凝 土 的高层建筑如 表２ 所示 。对这 ２ 栋建筑按建筑高度 、 ９ 结构材料及建
（） ２ 建筑高度多数为 １ —３０ ５ ０ｍ。 ０ （） ９ ３ ２ 栋高层建筑均建于抗震设防区。 （）高层建筑的用途多样化。 ４ 钢一混凝土组合结构之一 的钢管混凝 土（ 即钢管 混凝土一 ｃ ） 就是在 钢管 中充 填素 混凝土 制成 的 研 ，
的应用 比例有所增加 。对 于地层 区超高层建筑则仍 以
况 和发 展趋 势 有所 了解 。 １ 国外超 高层 建筑 发展 概 况 ｎ
（） 多 的是 ２０ ０ｍ 的超 高 层建 筑 。 ２较 ０ —３０ 当今 世界 有 ６栋 ４０ ０ ｍ以上 的 超高 层 建 筑 （ 际上 实 只有 ４栋 ， 贸 中心 １２已倒 塌 ）其 中 ３幢建 于 ７ 世 、 ， Ｏ年
位 的概况 引。 儿 由概 况 表可 知 下列 的发展 趋 势 ：
基本相同。１ 栋超高层建筑 中有 ２ 栋 的建筑 ， 度 ０ ０ ０ 高
为 ３ ０— ５ ｍ，０栋 为 ２ ０—３ ０ 这 表 明 后 者 的建 筑 ０ ４０ ８ ０ ０ ｍ，
高 度 的适 用 性得 到 了开 发商 的关 注 。 （） 高层 建 筑 的用途 在 拓宽 。 ３超
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３ ８・
中南水力发 电
第１ 期
（） ４ 结构材料的多样化。 ７ 年代以前和 ７ Ｏ ０年代建造 的超高层建筑绝 大部 分采用钢结构 ， ８ 年代增￣ －钢一混凝土结构 的比 在 Ｏ ｕ＂ Ｊ
例 ，０年 代 在 非 地 震 区增 加 了钢 筋 混 凝 土 结 构 的 比 ９
用 和 主要 的结 构形 式 。
抗震设防的高层建筑项 目位于上海 、 深圳 、 大连及厦门
表 ２ 国内２ ９栋高 层建筑钢结构和 钢一 混凝土 结构情 况归纳 （ 栋数 ）
表 ３ 我 国主要 的钢管混凝土 高层建筑 名 称 层 数 高 度 建成 时间
厦 门阜康 大厦
厦 门金 源大厦 广 州好世界广 场 天津工商银行 办公大楼 福州环球 广场
代， ３ 另 幢建于 ９ 年代 。建于 ７ ０ Ｏ年代高 为 ４ ３ ４ ｍ的西 尔斯大厦 至今仍属世界上最高建筑 ， １９ 年建成的 于 ９６
高 为 ４０ 的吉 隆坡 石 油 大厦 在 高 度 上 与 西 尔 斯 大 厦 ５ｍ
１９ 第 ５ 国际 高 层 建 筑 会议 发 布 了 当 时 １０ ９５年 届 ０ 栋 ２０ 以上 的超 高 层 建 筑 概 况 表 。表 １ 录 了前 十 ０ｍ 摘
２０ ０ｍ以上 的高层建筑 自 ２ ０世纪 ３ 年代 至今 ， Ｏ 除 ４ ｏ年代 因受二 战 的影 响外 ， 随后 的年代 均在 持续 增 加， 尤其是 ７ 年代后更显著。 Ｏ
注： ｓ 钢结 构 ， ① 为 Ｃ为混凝土结构 ， Ｍ为 钢一 混凝土组合结构 。 ②世 贸中心 １２均在 ９ １ 事件 中倒塌 。 、 ．１
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２０年３ ０ ２ 月
中 南水 力发 电
第１ 期
高 层 建 筑 钢 结 构 及 钢 一 混 凝 土 结 构 的 发 展
孙 威 期
（ 南省 交 通 质量 监 督站 ， 南 长 沙 ４ ０ ０ ） 湖 湖 １０ １
摘
要
介绍 了国 内外高层建筑 钢结构 的现有状况及 发展趋势 ， 阐述 了钢结 构及钢 管混 凝土 结 并 钢结构 钢一 混凝 土结构
２ ５层
地下水层 ３ ｏ层 地下 ３层地上 ２ ２层 地下 ２层地上 ３ ６层 地 下 ３５ ． 层地上 ３ 层 ８
８ ．ｍ ６５
９ｍ ６ １６ ３ １ ．ｍ １５５ ２ ．ｍ
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ｌ ５年 钙Ｉ ｌ ５年 Ｉ １９ ９６拒 １９ ９７拒
福州侨益 大厦
天 津今晚报大 厦 北京世界金融 中心大厦
构 的优点 。对 土地 的需 求将 更 迫 切 ， 人 但 土地 资 源 毕竟 是有 限 的 ， 以对 土地 的 利用 率 的 高 低 所 必将 成 为人 类 关 心 的课 题 ， 高 层 建 筑 正 是 解 决 这 一 而 课 题 的 有效 方法 之 一 。 因 此 ， 必 要 对 高 层 建 筑 的 现 有
（）超高 层 建筑 的 数量 在 增加 。 １
８ 年代 以前的超高 层建筑大部分用作办公建筑 ， ０ 但在 ９ 年代较多地增 加了多功能建筑和旅 馆建筑 的 ０
比例 ， 宽 了建筑 用途 ， 拓 相应 的结 构 材 料 和结 构体 系的
选择 也 需适 应 其 要求 。
表１ 世界上最 高的 １ ０座 建 筑
等城市 ， 度抗震设防的项 目 ８ 均位于北京 。 从表 ２ ２ 栋 高层 建筑钢结 构和钢一混凝土结 对 ９
构 的归纳， 可知下列情况 ： （） １ 三分之二的工程及 ５ 栋最 高的建筑是钢一混
凝土结构。
例。综上所述 ， 这些 结构材料 的变化除受建 筑用途影
响 外 ， 由于经 济 原 因 和 防火要 求 ， 还 使后 两种 结 构材 料
地下 ２ 地上 ３ 层 ２层