21多层及高层房屋结构的组成09

少数柱参与抗侧力体系，和多跨门式刚架的中柱 做成摇摆柱一样。
梁柱刚性连接构造复杂，制作和工地安装工作量； 抗侧力体系也可混合使用，如纵向用框架，横向用斜 撑体系。
有抗震要求时，可采用偏心支撑体系。
纯框架具有很好的延性和耗能能力，但侧向刚度较弱。
轴线交汇的支撑体系侧向刚度很好，但支撑设计得在强 烈地震作用下不屈曲，则造成地震力过大，不经济合理； 若允许支撑屈曲，则屈曲后性能退化，影响它的耗能能 力。
采用偏心支撑框架结构，支撑一端做成偏心交汇， 在梁端部或中部形成耗能梁段；结构在弹性阶段有较 好的刚度，在非弹性阶段具有很好的延性和耗能能力。
设置偏心支撑的开间内，构件之间的相互连接均为 刚接。
《建筑抗震设计规范》规定，超过12层的钢结构应采 用偏心支撑框架，顶层可采用中心支撑；不超过12层 的钢结构宜采用中心支撑，有条件时也可采用偏心支 撑。
钢结构和有混凝土剪力墙的 钢结构高层建筑的适用高度（m）
结构种类
结构体系
非抗震设防
框架
110
钢结构 框架-支撑（剪力墙板） 260
各类筒体
360
钢框架-混凝土剪力墙
有混凝土剪力 钢框架-混凝土核心筒
220
墙的钢结构
钢框筒-混凝土核心筒
220
抗震设防烈度
6, 7
8
9
110
90
50
220
200
140
300
框筒结构横向刚度较大，可适用的建筑高度超过90层。
在框剪结构中，形成筒体的构面内存在的剪 切变形，即为剪力滞后。
高411m(110层)的原美国 纽约世贸中心大厦是带有裙房 的框筒结构，其平面尺寸为 240根柱子组成的正方形，柱 距1.02m；内筒由中央电梯井 的47根柱子组成。
阵风作用下实测到的屋顶 最大横向位移仅为0.46m(不足 计算值1．02m的50％)，约为 其高度的1／950，证明框筒结 构具有良好的抗侧力性能。
在地震区，具有双重设防的优点。可用于不超过 40~60层的高层建筑。
剪力墙可以是钢筋混凝土结构，也可是钢板结构。
钢筋混凝土结构需要采取一些构造措施，避免地震时 可能发生的应力集中破坏；钢板结构可取8~9mm厚的钢板 制成。
研究表明：侧向刚度相同时，钢板剪力墙的框剪结构 比框架结构用钢量少。
高153m(地上43层)的上海锦江饭店分馆，采用带支撑和 钢板剪力墙的框剪结构，其平面尺寸为32mx32m的正方形， 柱距为8m。
第2章 多层及高层房屋结构
2.1 多、高层房屋结构的组成 2.2 楼盖的布置方案和设计 2.3 柱和支撑的设计 2.4 多、高层房屋结构的分析和设计计算
2．1 多、高层房屋结构的组成
多层和高层房屋建筑之间并没有严格的界线。根据 房屋建筑的荷载特点及其力学行为，尤其是对地震荷载 的反应，大致可以12层(高度约40m)为界。
美国休斯敦印地安纳广场大厦——框架结构 高121m(29层)，平面尺寸为43.7m43.7m的正方形，
柱距约7.6m。
莱钢开发的青岛即墨钢结构住宅
2. 框剪结构：
在框架结构上设置适当的支撑或剪力墙，或二 者皆设。
侧向位移模式
在侧向荷载的作用下，纯框架的侧向位移呈剪切变形 模式，抗剪结构呈弯曲变形模式，二者组合而成的框剪结 构则显著减少了纯框架结构的侧向位移。
八片支撑的平面位置图
非抗震设防的多层(≤12层)钢结构房屋，可不设 双重抗侧力体系，可采用单纯框架或斜撑(或剪力墙) 结构体系。
采用框架体系时，不一定把所有的梁都和柱刚性 连接，只要侧向刚度够大，可以只取一部分柱参与抗 侧力工作。
采用斜撑体系时，只在少数柱间加设斜撑，梁 和柱的连接都可做成铰支——柔性连接。
260
180
180
100
70
180
150
70
4. 悬挂结构称芯筒体系或悬挂结构
框架、框—支、框—筒是多高层房屋结构的最基本型 式，由此可衍生出多种多样的型式。
在内筒(通常是钢筋混凝土结构)具有足 够的抗侧力刚度时，可把框—筒的外层框 筒去掉，将整个建筑物悬挂在内筒上，
打破了密柱深梁对建筑设计的桎梏， 充分发挥钢结构抗拉强度高的优势及钢筋 混凝土结构抗压性能好的长处，实现优势 互补。
一、多高层房屋结构的类别
多、高层房屋钢结构中，侧向荷载的影响显著。 按抵抗侧向荷载作用的功效可分为：框架结构、框 剪结构、筒体结构。
1. 框架结构：
优点是平面布置较灵活，刚度分布均匀，延性较大， 自振周期较长，对地震作用不敏感，侧向刚度小。
柱距一般控制在6~9m范围内，次梁间距以3~4m为 宜；一般不超过30层时比较经济。
3. 框筒结构：
不设抗剪结构将最外层框架柱加密(不超过3m)，用 深梁将其相互刚性连接，使外层框架在侧向荷载的作用下， 具有悬臂箱形梁的力学行为。
内筒及其他竖向构件主要承 受竖向荷载，刚性楼面作为框筒 的横隔，增强筒的整体性。
为了避免剪力滞后造成角柱的轴力过大，可控制框筒 平面的长宽比不宜过大(平面迎风面的长度超过45m时筒 体效果降低)；加大框筒梁和柱的线刚度比。
束筒结构方案可灵活地组成平面形式，也可将各 筒体在不同的高度中止，以获得丰富的立面造型。
筒体可用密柱深梁的钢结构形成， 也可采用钢筋混凝土筒体，不过常 以内筒出现。
《高层民用建筑钢结构技术规程》(JGJ 99—98)依 地震设防烈度，对各类结构形式所适用的高度作出了 规定，见P141表4—1，其中个别数据按《建筑抗震设 计规范》做了调整。
马来西亚双塔楼： 88层，450米，框—筒结构，1996年建成。
框筒结构是筒体结构的 一种，称为筒中筒结构。
深圳发展中心大厦
束筒结构是由各筒体间共用 筒壁的一束筒状结构组成，是 为了减缓框筒结构的剪力滞后 效应而提出来的。
利用第35、66、90三个设备层，设置 一层楼高的桁架，提高框筒抵抗竖向变 形的能力。
通常设置一些称为帽桁架和腰桁架的水 平桁架。
5. 支撑框筒结构或桁架筒体结构
用加支撑的外围框架代替框筒结构， 解决密柱深梁的问题。
支撑系统覆盖了整个建筑物表面，又 称大型支撑体系，它较框筒结构更为优越。
高315m(70 层)的香港中国
银行大楼为大
香
型支撑筒结构 体系。
港ຫໍສະໝຸດ Baidu
中
国
银
行
大
楼
四根角柱是由H型钢与混凝土的组合结构， 据称该大楼与位于风荷载仅为香港一半的纽约的某 面积和高度均相同的建筑物相比，结构耗钢量减少 约40％。