高层钢结构结构体系经典.ppt
合集下载
高层钢结构体系的类型全套PPT
高层钢结构工程施工
高层钢结构体系的类型
授课教师：刘菁菁
• 随着层数及高度的增加，除承受较大的竖向荷载外，抗侧力( 风荷载、地震作用等)要求也成为多层框架的主要承载特 点。
• 基本结构体系一般可分为三种：柱—支撑体系、纯框架体 系、框架—支撑体系。
• 1、柱-支撑体系 • 梁柱节点均为铰接，纵横
向沿柱高设置柱间支撑（ 抗侧力构件），适用于柱 距不大但允许双向设置支 撑的建筑物，设计安装简便 ，侧向刚度大，构件受力明 确，耗钢量小。
• 当钢框架结构层数及高度较大时 ，风荷载、地震作用成为影响 柱截面的主要因素，一般在框 架柱之间要布置柱间支撑，这
样可以有效抵抗水平地震力和风 力。可以有效降低框架柱的计算 长度，减少框架柱的计算截面。
• 2、纯框架体系是由梁和柱刚性连 接的骨架结构。特点框架的连接 点是刚节点，几何不变体。在竖向 荷载作用下，梁、柱互相约束，减 少横梁的跨中弯矩。
• 优点：
• (1) 所用型钢有很好的抗压和抗弯能力，可以加大建筑物的 空间和高度。
• (2)减轻建筑物的重量。 • (3)有较好的抗震能力。 • (4)有较好的延性。 • (5)有较好的整体性。
• 缺点：因构件截面尺寸不可能太大故承载力和刚度受到一定限 制，因此房屋的高度受到限制。
在实际设计中，由于使用功能的要求，钢框架结构在层数和 高度较小时，常常不设置柱间支撑。可以获得较大的柱距 和获得较大的使用空间。只能够通过加大框架柱的截面 来抵抗水平地 震力和水平风力，减少层间位移。
高层钢结构体系的类型
授课教师：刘菁菁
• 随着层数及高度的增加，除承受较大的竖向荷载外，抗侧力( 风荷载、地震作用等)要求也成为多层框架的主要承载特 点。
• 基本结构体系一般可分为三种：柱—支撑体系、纯框架体 系、框架—支撑体系。
• 1、柱-支撑体系 • 梁柱节点均为铰接，纵横
向沿柱高设置柱间支撑（ 抗侧力构件），适用于柱 距不大但允许双向设置支 撑的建筑物，设计安装简便 ，侧向刚度大，构件受力明 确，耗钢量小。
• 当钢框架结构层数及高度较大时 ，风荷载、地震作用成为影响 柱截面的主要因素，一般在框 架柱之间要布置柱间支撑，这
样可以有效抵抗水平地震力和风 力。可以有效降低框架柱的计算 长度，减少框架柱的计算截面。
• 2、纯框架体系是由梁和柱刚性连 接的骨架结构。特点框架的连接 点是刚节点，几何不变体。在竖向 荷载作用下，梁、柱互相约束，减 少横梁的跨中弯矩。
• 优点：
• (1) 所用型钢有很好的抗压和抗弯能力，可以加大建筑物的 空间和高度。
• (2)减轻建筑物的重量。 • (3)有较好的抗震能力。 • (4)有较好的延性。 • (5)有较好的整体性。
• 缺点：因构件截面尺寸不可能太大故承载力和刚度受到一定限 制，因此房屋的高度受到限制。
在实际设计中，由于使用功能的要求，钢框架结构在层数和 高度较小时，常常不设置柱间支撑。可以获得较大的柱距 和获得较大的使用空间。只能够通过加大框架柱的截面 来抵抗水平地 震力和水平风力，减少层间位移。
第四章多高层钢结构PPT课件
相对较小
框架抗侧力刚度小，顶层位移大
梁、柱
抗弯、抗剪刚度较小 抗轴向刚度较大
3、实例
长富宫中 心
北京 地 上 25 层 ， 地 下 2 层 , 94m 1987年建成 2层以下和地下室为型钢 砼结构, 以上全部为钢 框架结构
结构钢材 (日本钢材)
柱及主梁: 次梁及压型钢板: 高强度螺栓:
SM50A SS41 F10T
A、地震反复作用下,两支撑杆会先后压屈,支撑抗侧力刚度降低
B、支撑的两侧柱子产生压缩变形和拉伸变形时，由于支撑 的端点实际构造做法并非铰接，而导致支撑产生较大的附加 内力及应力
C、往复的地震作用
支撑斜杆会从受压的压屈状态
结构受冲击作用
受拉的拉伸状态
支撑斜杆、节点、相邻构件中将产生很大附加应力 D、地震反复作用下,两支撑杆会先后压屈后不能恢复（拉直）
筒
钢框架
支撑桁架
密柱深梁
筒
支撑桁架 + 框架
钢砼剪力墙
筒
（密柱深梁）
1-450×450外筒柱子 2-450×450内柱 3-带高强度螺栓的裙梁
纽约市贸中心大厦外筒中心梁柱安装单元
筒
( 支撑桁架 + 框架 )
筒
( 钢砼剪力墙 )
钢框架 或 钢筒
基本单元的组合
钢框架 支撑桁架 筒
项目5高层建筑钢结构施工PPT课件
设计与施工要求
设计要求
高层建筑钢结构设计需满足安全性、 适用性、耐久性的要求，同时要考虑 经济、美观等因素。设计过程中需进 行详细的受力分析和稳定性验算。
施工要求
施工过程中需严格遵守施工图纸和技术 规范，确保构件的加工精度和安装质量。 同时要采取有效的安全措施，确保施工 安全。
02
钢结构材料选择与加工
项目5高层建筑钢结构 施工PPT课件
目 录
• 高层建筑钢结构概述 • 钢结构材料选择与加工 • 高层建筑钢结构安装方法 • 节点连接与支撑体系设置 • 防腐、防火及保护措施应用 • 质量通病防治与安全文明施工管理 • 总结：提高高层建筑钢结构施工质量水平
01
高层建筑钢结构概述
钢结构特点及优势
01
钢材质量不合格、焊接缺陷、构件 变形等
预防措施
严格材料进场检验、加强焊接工艺 控制、合理安排施工顺序等
安全文明施工要求与制度建立
安全文明施工要求
遵守安全操作规程、佩戴安全防护用品、保持现场整洁等
制度建立
制定安全管理制度、明确岗位职责、实施安全培训等
施工现场安全检查与整改落实
安全检查
定期对施工现场进行全面检查，包括临时设施、脚手架、电气 设备等
整改落实
对检查中发现的问题及时整改，并跟踪验证整改效果，确保消 除安全隐患
07
高层建筑钢结构(讲稿)2
原因 三个好处
锥状体型上部迎风面积小,可以减少上部 结构所受风荷载
减少风荷载引起的倾覆力矩，增加房屋 的稳定性
减少侧移
数据
40层楼房，外柱内倾8%,顶层侧移可减少50%。
Transamerica Pyramid (泛美大厦）
San Francisco, California, USA
Time
1969 - 1972
设置条件
1、若房屋形状复杂，且无条件进行精确抗震分析时，可设 2、若房屋长度太大，须设深缩缝时，则应设置 3、若房屋两部分之间质量相差悬殊，或有较大错层，或两部分
基础类型不同，沉降不同，需设沉降缝时
4、裙房和主楼之间应根据情况确定
1、伸缩缝、沉降缝均应满足抗震缝要求
设置原则
2、防震缝宽度应根据规范确定
平面形状 立面形状 高度 高宽比
结构布置 场地的选择
结构平面布置 结构竖向布置
主要介绍上述内容的确定原则
具体 内容
结合中国规范
平面形状 立面形状 高度 高宽比 结构体系的选择（以后介绍） 结构平面布置 结构竖向布置 场地的选择
简称
《 高钢规程 》
一、房屋平面形状
原则 1
宜采用双轴对称的简单规则平面
原因
圆形、方形、六边形、 八边形、椭圆形
A、防止在风载作用下，荷载中心与刚度中心不重合，产 生扭矩，从而降低结构承载能力，且使居者感到不适。
高层钢结构施工PPT课件
• 4、采用焊接连接的梁-柱节点范围内，当节点 约束较强，板厚大于50mm，并承受沿板厚方 向的拉力作用时，应附加要求板厚方向的伸长 率保证（大于20%～25%），以防止层状撕裂。
• 5、同一高层结构中，根据构件所处的部位，受 力情况的不同可分别选用不同的钢号及强度级 别的钢材。
• 6、围护结构及组合板所用的压型钢板，宜采用 Q235钢。
2、抗震高层建筑钢结构的钢材性能，还应 满足下述要求：
（1）钢材屈强比不低于1.2，按8度和8度 以上抗震设防的结构不低于1.5；
（2）有明显的屈服台阶，伸长率大于20%， 且有保持延性的良好可焊性；
（3）甲、乙类高层建筑钢结构的钢材屈服 点不宜超过其标准值的10%。
第5页/共57页
• 3、承重结构处于外露和低温环境时，其钢材还 应考虑耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求。
第14页/共57页
• 二、钢结构构件的连接方式 钢结构构件间的连接方
式主要有高强螺栓连接、焊 接等。
1、柱与柱的连接 柱与柱的连接因柱的
截面不同而采用的连接方式 不同，如柱为H型钢柱可用 高强螺栓连接或高强螺栓与 焊接共同使用的混合连接， 如为箱形截面柱多采用焊接。 （图9-4）。
第15页/共57页
于l2mm钢板；锯切用切割宽翼缘型钢。
第19页/共57页
•
4、边缘加工和制孔
切割后的钢板或型钢在焊接组装前需作边
• 5、同一高层结构中，根据构件所处的部位，受 力情况的不同可分别选用不同的钢号及强度级 别的钢材。
• 6、围护结构及组合板所用的压型钢板，宜采用 Q235钢。
2、抗震高层建筑钢结构的钢材性能，还应 满足下述要求：
（1）钢材屈强比不低于1.2，按8度和8度 以上抗震设防的结构不低于1.5；
（2）有明显的屈服台阶，伸长率大于20%， 且有保持延性的良好可焊性；
（3）甲、乙类高层建筑钢结构的钢材屈服 点不宜超过其标准值的10%。
第5页/共57页
• 3、承重结构处于外露和低温环境时，其钢材还 应考虑耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求。
第14页/共57页
• 二、钢结构构件的连接方式 钢结构构件间的连接方
式主要有高强螺栓连接、焊 接等。
1、柱与柱的连接 柱与柱的连接因柱的
截面不同而采用的连接方式 不同，如柱为H型钢柱可用 高强螺栓连接或高强螺栓与 焊接共同使用的混合连接， 如为箱形截面柱多采用焊接。 （图9-4）。
第15页/共57页
于l2mm钢板；锯切用切割宽翼缘型钢。
第19页/共57页
•
4、边缘加工和制孔
切割后的钢板或型钢在焊接组装前需作边
《高层建筑钢结构讲》PPT课件
现场安装流程与质量控制要点
• 防腐与防火处理：对钢结构进行防腐和防火处理，提高结 构的耐久性和安全性。
现场安装流程与质量控制要点
质量控制要点
严格控制原材料质量，确保钢材、焊材等符合设计要求和相关标准。
加强施工过程的质量控制，包括加工制作、运输、安装等各环节的质量检查与监控 。
现场安装流程与质量控制要点
荷载传递路径
明确竖向荷载和水平荷载的传递路径，通过合理的结构布置 和构件设计，确保荷载的有效传递和结构的整体稳定性。
抗震设计策略
根据地震作用的特点和抗震设防要求，采用合理的抗震设计 策略，如设置耗能构件、采用隔震技术等，提高结构的抗震 性能。
关键节点设计与优化方法
关键节点设计
针对高层建筑钢结构中的关键节点，如梁柱节点、支撑节点等，进行详细的设计 和分析，确保节点的承载力和刚度满足要求。
焊接、螺栓连接等关键工艺介绍
焊接工艺参数设定
根据焊接方法和材料特性设定合适的焊 接电流、电压、速度等工艺参数。
VS
焊接质量控制
通过焊缝外观检查、无损探伤等手段对焊 接质量进行控制，确保焊缝质量合格。
焊接、螺栓连接等关键工艺介绍
螺栓类型选择
根据设计要求选择高强度螺栓或普通螺栓， 并确保螺栓规格、等级等满足要求。
具有更高的强度和韧性，可减小构件截面尺寸，提高建筑使用空间。
下册第4章多高层钢结构设计PPT课件
不考虑抗震时，根据立面要求也可以交错布置。 支撑体系布置在中部时，外围柱不考虑参加抵抗水平 力。
支撑桁架类型：
a）
b）
c）
d）
e）
图4-8 中心支撑类型
a）交叉形斜杆 b）单斜杆 c）人字形斜杆 d）V形斜杆 e）K形斜杆
Ｋ型斜杆支撑在地震区不得采用，因斜杆易反复压曲而降低承载力
a
a
a
a
a
a
a
aa
多、高层结构设计
4.1 多、高层房屋的结构体系 4.2 高层钢结构的计算特点
基本概念
高层建筑混凝土结构技术规程规定，10层和10层以上或房屋 高度超过28m的建筑为高层建筑。
民用建筑设计通则规定，以高度为24米、100米的住宅和公 共建筑分别列为高层及超高层建筑，其防火要求不同。
低层、中层和高层建筑都要承受竖向荷载和水平荷载（风荷 载及地震作用），其结构设计原理基本相同，但控制结构 设计的因素不同；竖向荷载作用下的基底轴力与结构高度 成正比，水平荷载产生的基底剪力与结构高度成正比；但 水平荷载产生的总体倾覆力矩与结构高度平方成正比，而 顶点侧移与结构高度四次方成正比。
钢筋砼抗震墙— 刚度大但有应力集中问题—解决办法：带缝
钢板抗震墙—钢板厚度8-10mm, 抗震设防烈度不小于7 度时应设置加劲肋，周边与钢框架采用高强度螺栓连接。
钢梁
支撑桁架类型：
a）
b）
c）
d）
e）
图4-8 中心支撑类型
a）交叉形斜杆 b）单斜杆 c）人字形斜杆 d）V形斜杆 e）K形斜杆
Ｋ型斜杆支撑在地震区不得采用，因斜杆易反复压曲而降低承载力
a
a
a
a
a
a
a
aa
多、高层结构设计
4.1 多、高层房屋的结构体系 4.2 高层钢结构的计算特点
基本概念
高层建筑混凝土结构技术规程规定，10层和10层以上或房屋 高度超过28m的建筑为高层建筑。
民用建筑设计通则规定，以高度为24米、100米的住宅和公 共建筑分别列为高层及超高层建筑，其防火要求不同。
低层、中层和高层建筑都要承受竖向荷载和水平荷载（风荷 载及地震作用），其结构设计原理基本相同，但控制结构 设计的因素不同；竖向荷载作用下的基底轴力与结构高度 成正比，水平荷载产生的基底剪力与结构高度成正比；但 水平荷载产生的总体倾覆力矩与结构高度平方成正比，而 顶点侧移与结构高度四次方成正比。
钢筋砼抗震墙— 刚度大但有应力集中问题—解决办法：带缝
钢板抗震墙—钢板厚度8-10mm, 抗震设防烈度不小于7 度时应设置加劲肋，周边与钢框架采用高强度螺栓连接。
钢梁
高层建筑钢结构PPT课件
美国还提出了高850米的 Erewhon中心的设想，系大 型支撑结构体系，刚度甚大， 周期仅为10s。
18.04.2020
精品课件
30
高层建筑钢结构
莫斯科水晶岛
福斯特建筑事务所刚 刚获得设计许可，在 一半岛上建造。高 457米，可供3万人居 住，同时拥有3000个 酒店房间，设有电影 院、剧院、购物中心、 健身中心和容纳500 名学生的国际学校。
ＶＬＹ－ＴＶ电视发射塔自１９６
３年以来保持着世界最高牵索建筑
纪录。
更令人不可思议的是，全球有4个号称高于千米的“待建
迪拜塔于２００４大年楼９”月，动全工部。位为于中东：
防止竞争者超越，艾科马威尔特公2司00一5年直策划建一座1001米高的“丝绸城”；
将迪拜塔的最终高度巴作林为于商2业00机6年密提出要建1022米高的“穆尔詹塔”；
精品课件
24
高层建筑钢结构
18.04.2020
精品课件
25
高层建筑钢结构
马来西亚号称世界第一高楼的吉隆坡石油双塔，88层 450米，1996年建成。实际上没有Sears大厦高。
采用钢-砼混合结构
采用钢梁和压型钢 板组合楼盖,C40砼
18.04.2020
钢砼内筒23m×23m
41~42层
外筒直径46m，由16
❖ 工厂化程度高，施工周期短，早投产、早受益、早 回收 综合经济指标显示： 钢结构最适于高层和超高层建筑
钢结构高层建筑施工(PPT)
临时支撑与稳定措施
01
02
03
安装临时支撑
在钢结构安装过程中，根 据需要安装临时支撑，确 保结构的稳定性和安全性 。
使用缆风绳
对于高耸的钢结构，使用 缆风绳进行临时固定，防 止结构倾覆。
加强节点连接
在关键节点处采取加强措 施，如增加连接板、加设 斜撑等，提高结构的整体 稳定性。
防火、防雷击等专项防护措施
05
钢结构高层建筑施工进度管理
施工进度计划编制与调整
编制依据
根据施工图纸、合同要求 、资源供应情况等编制施 工进度计划。
计划内容
包括施工总进度计划、单 位工程施工进度计划、分 部分项工程施工进度计划 等。
计划调整
根据施工过程中的实际情 况，及时调整施工进度计 划，确保施工按计划进行 。
关键节点控制及动态监测
安装精度控制与校正技术
安装精度控制
通过精确的测量和定位技术，确保钢结构构件在安装过程中的精 度和稳定性。
校正技术
采用先进的校正技术和设备，对安装过程中出现的偏差进行及时 调整和纠正，保证结构的整体性和稳定性。
监测与反馈
建立实时监测和反馈系统，对安装过程中的精度和稳定性进行动 态监控和调整，确保施工质量和安全。
检查质量管理体系运行情况
定期对质量管理体系进行检查，发现问题及时采取 纠正措施，确保质量管理体系的持续改进。
高层建筑结构设计之结构体系(ppt 32页)
高层建筑结构设计
（版）
• 钱稼茹赵作周叶列平编著 • •
第2章 结构体系
2.1 框架结构 2.2 剪力墙结构 2.3 框架-剪力墙结构 2.4 板柱-剪力墙结构 2.5 钢框架-支撑（延性墙板）结构 2.6 筒体结构 2.7 框架-核心筒结构 2.8 巨型结构 2.9 带转换层的结构 2.10 房屋建筑适用的最大高度及适用的高度比 2.11 变形缝设置 2.12 基础形式
第2章 结构体系
2.6 筒体结构
2.6.1 框筒结构
框筒是由布置在建筑物周边的柱距小、梁截面高的密柱深梁框架组成。
图2-19 框筒结构的剪力滞后
图2-20 纽约世界贸易中心塔楼结构
第2章 结构体系
2.6 筒体结构
2.6.2 桁架筒结构
用稀柱、浅梁和巨型 支撑斜杆组成桁架，布置 在建筑物的周边，就形成 了桁架筒结构。
剪力墙间距(m)(取较小值)
表2-1
第2章 结构体系
2.4 板柱-剪力墙结构
板柱结构是指钢筋混凝土无梁楼盖和柱组成的结构。
2.5 钢框架-支撑(延性墙板)结构
在钢框架中设置钢 支撑斜杆，即为支撑框 架；由钢框架和支撑框 架共同承担竖向荷载和 水平荷载的结构，称为 钢框架-支撑结构。
图2-14 典型中心支撑框架立面(a)单斜杆支撑;(b)十字交叉支撑; (c) 人字形支撑;(d)V形支撑; (e)K形支撑
（版）
• 钱稼茹赵作周叶列平编著 • •
第2章 结构体系
2.1 框架结构 2.2 剪力墙结构 2.3 框架-剪力墙结构 2.4 板柱-剪力墙结构 2.5 钢框架-支撑（延性墙板）结构 2.6 筒体结构 2.7 框架-核心筒结构 2.8 巨型结构 2.9 带转换层的结构 2.10 房屋建筑适用的最大高度及适用的高度比 2.11 变形缝设置 2.12 基础形式
第2章 结构体系
2.6 筒体结构
2.6.1 框筒结构
框筒是由布置在建筑物周边的柱距小、梁截面高的密柱深梁框架组成。
图2-19 框筒结构的剪力滞后
图2-20 纽约世界贸易中心塔楼结构
第2章 结构体系
2.6 筒体结构
2.6.2 桁架筒结构
用稀柱、浅梁和巨型 支撑斜杆组成桁架，布置 在建筑物的周边，就形成 了桁架筒结构。
剪力墙间距(m)(取较小值)
表2-1
第2章 结构体系
2.4 板柱-剪力墙结构
板柱结构是指钢筋混凝土无梁楼盖和柱组成的结构。
2.5 钢框架-支撑(延性墙板)结构
在钢框架中设置钢 支撑斜杆，即为支撑框 架；由钢框架和支撑框 架共同承担竖向荷载和 水平荷载的结构，称为 钢框架-支撑结构。
图2-14 典型中心支撑框架立面(a)单斜杆支撑;(b)十字交叉支撑; (c) 人字形支撑;(d)V形支撑; (e)K形支撑
2024版多高层钢结构PPT课件
课件
•钢结构概述
•多高层钢结构体系
•钢结构材料与性能
•多高层钢结构设计要点目录
•多高层钢结构施工技术
•多高层钢结构工程实例分析
钢结构概述
01
钢结构定义与特点
定义
钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。
结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组
成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工
艺。
特点
钢结构具有自重轻、强度高、延性好、施工快、造价低等一系
列优点，在大型厂房、场馆、超高层等领域得到了广泛应用。
钢结构在高层建筑中的应用日益广泛，其优良的抗震性能和施工速度受到了广泛认可。
高层建筑
大跨度桥梁的建设往往需要采用钢结构，以满足桥梁的承载力和稳定性要求。
大跨度桥梁
工业厂房通常需要大空间、高净空和灵活分隔，钢结构能够很好地满足这些要求。
工业厂房海洋工程面临着恶劣的自然环境和复杂的荷载条件，钢结构的高强度和耐腐蚀性使其成为首选结构形式。
海洋工程
钢结构应用领域
钢结构发展历程
古代时期
01
在古代，人们已经开始使用简单的木结构和石结构。随着铁器的出现，
人们开始使用铁制品来加固建筑物，逐渐形成了早期的钢结构雏形。
工业革命时期
02
18世纪末至19世纪初的工业革命时期，钢铁工业得到了迅速发展。随
着炼钢技术的进步和钢材产量的增加，钢结构开始广泛应用于建筑领域。
现代时期
03
20世纪以来，随着计算机技术和有限元分析等数值计算方法的发展，钢
结构设计进入了新的阶段。现代钢结构设计更加注重结构的安全性、经
济性和美观性等方面的综合考虑。
多高层钢结构体系
02
由梁和柱刚性连接而成的骨架结构，承受竖向荷载和水平荷载。
高层建筑结构类型65页PPT
• 3）布置原则：在底部大空间剪力墙结构中，一般 应把落地剪力墙布置在两端或中部，并将纵、横向墙 围成筒体；另外，还应采取增大墙体厚度、提高混凝 土强度等措施加大落地墙体的侧向刚度，使上、下部 侧向刚度差别尽量小。（上部可采用短肢剪力墙）
框支剪力墙结构：
4350 550 5200 6800 5200
高层建筑的结构类型
承重体系分类： 框架结构 剪力墙结构 框架——剪力墙结构 筒体结构
材料分类： 钢结构 钢筋混凝土结构 组合结构
框架结构体系
• 房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。
纵向连系梁
横向主梁
柱
框架结构体系
楼板 框架立柱
• 在非地震区可做到15 层，最高可做到20层。
• 不宜超过60米。
7500
7500
框架-剪力墙结构
剪力墙
框架
7500 4950 7500 4950 7500
17×4650＝79050
框架-剪力墙结构体系一般用于25层以下为宜， 最高 不超过35层。但若布置合理，也可更高
• 优点： 兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承 载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活， 可应用于 10～20 层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等 建筑中。
270.000
利用楼板将二者连为
一体，共同承受竖向 176.400
框支剪力墙结构：
4350 550 5200 6800 5200
高层建筑的结构类型
承重体系分类： 框架结构 剪力墙结构 框架——剪力墙结构 筒体结构
材料分类： 钢结构 钢筋混凝土结构 组合结构
框架结构体系
• 房屋结构均由梁、柱构件通过节点连接而构成。
纵向连系梁
横向主梁
柱
框架结构体系
楼板 框架立柱
• 在非地震区可做到15 层，最高可做到20层。
• 不宜超过60米。
7500
7500
框架-剪力墙结构
剪力墙
框架
7500 4950 7500 4950 7500
17×4650＝79050
框架-剪力墙结构体系一般用于25层以下为宜， 最高 不超过35层。但若布置合理，也可更高
• 优点： 兼有框架和剪力墙的优点，比框架结构的水平承 载力和侧向刚度都有很大提高，比剪力墙结构布置灵活， 可应用于 10～20 层的办公楼、教学楼、医院和宾馆等 建筑中。
270.000
利用楼板将二者连为
一体，共同承受竖向 176.400
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
钢材的抗火性能差，用钢量稍大，造价偏高。
演示课件
2）高层钢结构的适用范围
➢ 公共建筑，商业建筑，多层工业建筑，住宅等。 ➢ 特别适用于40层以上的超高层建筑，烈度为8度及以
上地震区的高层建筑和软弱地基上的高层建筑。 ➢ 近年来多层和小高层住宅也已开始采用钢结构，形式
喜人。
演示课件
21．2 钢结构构件的性能
出现局部压屈，随曲率的增加，弯矩可达到 值并保持M不P 变。 除了弯曲屈服破坏外，细长的柱因压弯和局部压屈可能在平面内失稳。
MP
y
演示课件
2．反复荷载下的性能 横向被梁支承的框架柱在固定轴向和反复水平荷载作用下的滞回曲线如图
21．2，4所示。
演示课件
21图．221．．23．支5给撑出构了件斜杆在反复荷载下的滞回性能，其中P和 分别是斜杆内
演示课件
演示课件
上海中心大厦 大厦的主楼为127层，总高为632米，结构
高度为565.5米，这两个高度均超过了上海环球金 融中心，从而成为“上海第一高”。
“上海中心”建筑外观呈螺旋式上升，建筑 表面的开口由底部旋转贯穿至顶部，从天空向下 俯瞰，“上海中心”非对称的顶部卷折状造型， 将进一步丰富上海的城市天际线。
计算机和结构计算理论也的飞跃性发展。这些进步使得高层建筑的 结构体系呈现出先进、新型、高效和多样化的局面，同时带来了设计技 术的革新，增加了高层建筑的适用性和使用功能，也降低了建筑的造价。
演示课件
高层钢结构在国内外的发展
1）国外的发展
➢ 形成期 西方工业革命时期，铁钢开始用于建筑 1872年法国巴黎Menier巧克力厂采用了钢框架结构
钢是具有较好的延性材料。但是由钢材制造成的钢结构 构件，在竖向和水平荷载作用下并不一定总是延性破坏。
在钢结构构件中，其脆性破坏主要是失稳和脆性断裂。 构件截面因宽厚比较大而产生局部压屈，柱和斜撑因长 细比较大而挠屈失稳以及梁、柱构件的侧向扭屈等属于失 稳破坏。 螺栓或铆钉连接的净断面拉坏，焊缝应力集中断裂等为 脆性断裂破坏。
“上海中心”总投入将达148亿元，2014年竣 工交付使用。项目的开发建设和运营由上海中心 大厦建设发展有限公司负责。
演示课件
演示课件
国内在建或已建完的其他著名高层钢结构详细信息
演示课件
1）高钢的优缺点
优点 承载能力高，自重轻，与钢筋混凝土结构相比要轻 30％-50％，结构所占面积和空间小，另外钢结构断 面小，与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8 ％左右，抗震性能好，工厂化程度高，建设周期短， 钢材可回收，对环境污染小。 缺点
架。
演示课件
21．2．4 连接节点 焊接的刚性梁柱连接处的破坏可能是局部高应力导致的屈服或断裂，如
芝加哥Sears大厦，109层 443米，用钢量161Kg/m2， 1974年建成。Sears Tower 成束筒体系。
Sears
演示课件
2）国内的发展
➢ 解放前高层钢结构建筑甚少，最高的是1934年在上海 建成的上海国际饭店，22层，高82.5米。
➢ 中国大陆自20世纪80年代中期起步修建高层钢结构， 先后在上海、北京、深圳、广州、大连、厦门、沈阳、 天津等地建造了数10幢高层钢结构建筑。
M P Z p Fy
式中， Z p 是塑性的截面模量， Fy 是钢材屈服ry 强度 。
对因曲横线向B压,屈lb使r承y 略载大下于降A。的如值果。l在b 达ry到更足大够，的在转达角到之受前弯
承载力
M
P
之前横向压屈，如曲线C.。 演示课件
演示课件
2．反复荷载下的性能 钢梁在往复荷载作用下的性能与单调荷载作用下基本一致，
演示课件
•国内目前最高的为上海环球金融中心
主楼建筑面积：25.3万m2。 总用钢量：65000t。 建筑规模：主体建筑物高492米,
地上101层，地下3层。 结构形式为同时采用三种体系：
a、巨型柱、巨型斜撑和带状 桁架组成的巨型结构； b、钢筋混凝土的核心筒； c、构成核心筒和巨型柱之间 相互作用的伸臂桁架。 投资单位：日本森海外株式会社 演日示课本件 森大楼公司主导兴建 2008年8月竣工
其滞回环在小的转角幅度下是稳定的，其反复荷载作用下的转 角能力随 lb ry的变化低于单调荷载。循环荷载作用下的滞回曲 线如图21．22所示；
演示课件
21．2．2 钢柱
1．单调荷载下的性能 宽翼板的柱在固定轴力和单调弯矩作用下的弯矩—曲率关系如图21．2．3，
其中 是轴力为零M P时的全塑性弯矩， 是轴力为零y 时的屈服曲率。如果不
高层钢结构房屋
21.1概述 21．2 钢结构构件的性能 21．3 高层建筑钢结构的结构体系
演示课件
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2.1．1 世界高层建筑钢结构的发展
钢结构是世界早期高层建筑中最先使用的一种结构类型，将其应用到 实际工程中已有几百年历史。19世纪末，西方就开始尝试用钢铁材料制 作的框架承重体系，例如美国在1883年建造的11层的保险公司大楼就是 采用生钢柱和熟铁梁所构成的框架来承担全部荷载，外围砖墙仅是自承 重墙，这栋楼被认为是近代高楼的始祖。
因此，避免钢结构构件的脆性破坏，是搞好钢结构设 计的重要问题。
演示课件
21．2．1 钢梁
1．单调荷载下的性能
H形截面梁在均布弯矩作用下的弯矩-转角关lb 系、依
赖于横向无支长度 lb 对绕截面弱轴的回转半径 之比，示于图21．2．1对曲线A， lb ry 小，受弯承载
力保持在 M P 时有大的转角，M P值为：
的轴向力和相应的伸长度，H和 分别是斜杆承受的水平荷载和框架的水平位
移。由于每根斜杆只承受拉力，如图21．2．5b、c，斜杆承担的总水平荷载是
各杆力的水平分量之和，如图21．2．5d。d中的滞回环表示斜杆只在发展新的
塑性伸长度时才消耗能量。斜杆如果在固定位移幅度的反复荷载作用下，则不
消耗能量，如图21．2．5e；这就是说．一般地斜杆的能量消耗能力小于抗弯框
演示课件
➢ 发展期 20世纪初，技术进步加速， 电梯技术的完善。
1931年纽约建成381m(102层) 的帝国大厦，钢框架结构， 206Kg/m2, 雄踞世界第一高40 多年。
Empire state building
演示课件
➢ 繁荣期 1945年二次大战后，高层 在美欧等西方国家快速发 展，其中以美国最具代表 性
演示课件
2）高层钢结构的适用范围
➢ 公共建筑，商业建筑，多层工业建筑，住宅等。 ➢ 特别适用于40层以上的超高层建筑，烈度为8度及以
上地震区的高层建筑和软弱地基上的高层建筑。 ➢ 近年来多层和小高层住宅也已开始采用钢结构，形式
喜人。
演示课件
21．2 钢结构构件的性能
出现局部压屈，随曲率的增加，弯矩可达到 值并保持M不P 变。 除了弯曲屈服破坏外，细长的柱因压弯和局部压屈可能在平面内失稳。
MP
y
演示课件
2．反复荷载下的性能 横向被梁支承的框架柱在固定轴向和反复水平荷载作用下的滞回曲线如图
21．2，4所示。
演示课件
21图．221．．23．支5给撑出构了件斜杆在反复荷载下的滞回性能，其中P和 分别是斜杆内
演示课件
演示课件
上海中心大厦 大厦的主楼为127层，总高为632米，结构
高度为565.5米，这两个高度均超过了上海环球金 融中心，从而成为“上海第一高”。
“上海中心”建筑外观呈螺旋式上升，建筑 表面的开口由底部旋转贯穿至顶部，从天空向下 俯瞰，“上海中心”非对称的顶部卷折状造型， 将进一步丰富上海的城市天际线。
计算机和结构计算理论也的飞跃性发展。这些进步使得高层建筑的 结构体系呈现出先进、新型、高效和多样化的局面，同时带来了设计技 术的革新，增加了高层建筑的适用性和使用功能，也降低了建筑的造价。
演示课件
高层钢结构在国内外的发展
1）国外的发展
➢ 形成期 西方工业革命时期，铁钢开始用于建筑 1872年法国巴黎Menier巧克力厂采用了钢框架结构
钢是具有较好的延性材料。但是由钢材制造成的钢结构 构件，在竖向和水平荷载作用下并不一定总是延性破坏。
在钢结构构件中，其脆性破坏主要是失稳和脆性断裂。 构件截面因宽厚比较大而产生局部压屈，柱和斜撑因长 细比较大而挠屈失稳以及梁、柱构件的侧向扭屈等属于失 稳破坏。 螺栓或铆钉连接的净断面拉坏，焊缝应力集中断裂等为 脆性断裂破坏。
“上海中心”总投入将达148亿元，2014年竣 工交付使用。项目的开发建设和运营由上海中心 大厦建设发展有限公司负责。
演示课件
演示课件
国内在建或已建完的其他著名高层钢结构详细信息
演示课件
1）高钢的优缺点
优点 承载能力高，自重轻，与钢筋混凝土结构相比要轻 30％-50％，结构所占面积和空间小，另外钢结构断 面小，与钢筋混凝土结构相比可增加建筑有效面积8 ％左右，抗震性能好，工厂化程度高，建设周期短， 钢材可回收，对环境污染小。 缺点
架。
演示课件
21．2．4 连接节点 焊接的刚性梁柱连接处的破坏可能是局部高应力导致的屈服或断裂，如
芝加哥Sears大厦，109层 443米，用钢量161Kg/m2， 1974年建成。Sears Tower 成束筒体系。
Sears
演示课件
2）国内的发展
➢ 解放前高层钢结构建筑甚少，最高的是1934年在上海 建成的上海国际饭店，22层，高82.5米。
➢ 中国大陆自20世纪80年代中期起步修建高层钢结构， 先后在上海、北京、深圳、广州、大连、厦门、沈阳、 天津等地建造了数10幢高层钢结构建筑。
M P Z p Fy
式中， Z p 是塑性的截面模量， Fy 是钢材屈服ry 强度 。
对因曲横线向B压,屈lb使r承y 略载大下于降A。的如值果。l在b 达ry到更足大够，的在转达角到之受前弯
承载力
M
P
之前横向压屈，如曲线C.。 演示课件
演示课件
2．反复荷载下的性能 钢梁在往复荷载作用下的性能与单调荷载作用下基本一致，
演示课件
•国内目前最高的为上海环球金融中心
主楼建筑面积：25.3万m2。 总用钢量：65000t。 建筑规模：主体建筑物高492米,
地上101层，地下3层。 结构形式为同时采用三种体系：
a、巨型柱、巨型斜撑和带状 桁架组成的巨型结构； b、钢筋混凝土的核心筒； c、构成核心筒和巨型柱之间 相互作用的伸臂桁架。 投资单位：日本森海外株式会社 演日示课本件 森大楼公司主导兴建 2008年8月竣工
其滞回环在小的转角幅度下是稳定的，其反复荷载作用下的转 角能力随 lb ry的变化低于单调荷载。循环荷载作用下的滞回曲 线如图21．22所示；
演示课件
21．2．2 钢柱
1．单调荷载下的性能 宽翼板的柱在固定轴力和单调弯矩作用下的弯矩—曲率关系如图21．2．3，
其中 是轴力为零M P时的全塑性弯矩， 是轴力为零y 时的屈服曲率。如果不
高层钢结构房屋
21.1概述 21．2 钢结构构件的性能 21．3 高层建筑钢结构的结构体系
演示课件
ຫໍສະໝຸດ Baidu
2.1．1 世界高层建筑钢结构的发展
钢结构是世界早期高层建筑中最先使用的一种结构类型，将其应用到 实际工程中已有几百年历史。19世纪末，西方就开始尝试用钢铁材料制 作的框架承重体系，例如美国在1883年建造的11层的保险公司大楼就是 采用生钢柱和熟铁梁所构成的框架来承担全部荷载，外围砖墙仅是自承 重墙，这栋楼被认为是近代高楼的始祖。
因此，避免钢结构构件的脆性破坏，是搞好钢结构设 计的重要问题。
演示课件
21．2．1 钢梁
1．单调荷载下的性能
H形截面梁在均布弯矩作用下的弯矩-转角关lb 系、依
赖于横向无支长度 lb 对绕截面弱轴的回转半径 之比，示于图21．2．1对曲线A， lb ry 小，受弯承载
力保持在 M P 时有大的转角，M P值为：
的轴向力和相应的伸长度，H和 分别是斜杆承受的水平荷载和框架的水平位
移。由于每根斜杆只承受拉力，如图21．2．5b、c，斜杆承担的总水平荷载是
各杆力的水平分量之和，如图21．2．5d。d中的滞回环表示斜杆只在发展新的
塑性伸长度时才消耗能量。斜杆如果在固定位移幅度的反复荷载作用下，则不
消耗能量，如图21．2．5e；这就是说．一般地斜杆的能量消耗能力小于抗弯框
演示课件
➢ 发展期 20世纪初，技术进步加速， 电梯技术的完善。
1931年纽约建成381m(102层) 的帝国大厦，钢框架结构， 206Kg/m2, 雄踞世界第一高40 多年。
Empire state building
演示课件
➢ 繁荣期 1945年二次大战后，高层 在美欧等西方国家快速发 展，其中以美国最具代表 性