建筑结构选型08_高层钢结构概论

8.2.1 体形设计
1.平面设计：简单对称
2.立面设计：下大上小，沿高度均匀变化
3.高层钢结构适用的最大高度
结构类型
烈度
6、7度 8度 9度
框架
110 90
50
钢框架－支撑
220 200 140
筒体和巨型框架
300 260 180
注：房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度
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5.道路、桥梁结构
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6.水利、水工结构
海上石油平台
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7. 轻型房屋钢结构 (1) 波纹拱壳结构
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(2) 门式刚架结构
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5.密闭性好，不渗漏；
6.钢材耐热性好，耐火性差； 温度在250℃以内，钢材性质变化很小，耐热
性能好；但当温度达到600 ℃，强度几乎为零， 耐火性能差。
7.钢材耐腐蚀性；
8.造价高。
二、钢结构的应用范围
1.大跨度结构
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拱 结 构
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8.可拆卸、移动房屋及移动结构
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9.构筑物
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10.建筑小品
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三、建筑钢材
1、品种：碳素钢、低合金钢 2、规格：钢板、型钢。
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8.2 高层钢结构的设计原则
在钢结构设计的整个过程中都应该被强调 的是“概念设计”，它在结构选型与布置阶 段尤其重要。
运用概念设计可以在早期迅速、有效地进 行构思、比较与选择。所得结构方案往往易 于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结 构分析阶段不必要的繁琐运算。
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8.2 高层钢结构的设计原则
1.支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称，支 撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3 ;
2.钢结构房屋设置地下室时，框架-支撑（抗震墙 板）结构中竖向连续布置的支撑（抗震墙板）应延 伸至基础，框架柱应至少延伸至地下一层；
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3.8、9度时，宜采用偏心支撑、带竖缝钢筋混 凝土抗震墙板、内藏钢板支撑或其他消能支撑；
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8.3 高层钢结构体系
高层钢结构的结构体系主要有框架体系、框 架-支撑（剪力墙板）体系、筒体体系（框筒、筒 中筒、桁架筒、束筒等）或巨型框架体系。
8.3.1 框架结构体系
框架结构体系是沿房屋纵横方向由多榀平面 框架构成的结构。这类结构的抗侧力能力主要决 定于梁柱构件和节点的强度与延性，故节点常采 用刚性连接节点。
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8.1 概述
一、钢结构的特点:
1.轻质高强： 由于钢材强度高，结构需要的构件截面小，结构 自重轻。 比强度=强度/表观密度。比强度越大，结构相对 越轻。 钢材：a=2700～5800； 木材：a=1800； 钢砼：a=550；
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建筑结构选型
第8章 高层钢结构
8 高层钢结构
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8.1 概述
钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、 荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、 密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。
直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电 视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和 钢结构自身的特点相一致的。
结构的布置要根据体系特征，荷载分布情况及 性质等综合考虑。
一般的说要刚度均匀、力学模型清晰，尽可能 使荷载以最直接的线路传递到基础。
柱间抗侧支撑的分布应均匀，其形心要尽量靠 近侧向力的作用线，否则应考虑结构的扭转。
结构的抗侧移应有多道防线。
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8.2 高层钢结构的设计原则
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一、钢结构的特点:
3.工业化程度高，工期短； 钢结构都为工厂生产，具备成批大件生产和成品
精度高等特点。采用工厂生产、工地安装的施工方法， 能有效地缩短工期，为降低造价、发挥投资的经济效 益创造条件。
4.抗震性能好；
自重轻，受地震作用小；强度高且塑性、韧性良
好。抗震设防地区特别是强震区的最适合结构。
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网架结构
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桥梁
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天津体育场
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2. 工业厂房
单层厂房
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3. 承受动力荷载及地震作用的结构
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4.高层建筑与高耸结构
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4.超过12层的钢结构采用偏心支撑框架时，顶 层可采用中心支撑；
5.超过 12 层的钢框架-筒体结构，在必要时可 设置由筒体外伸臂或外伸臂和周边桁架组成的加 强层；
6.楼盖宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼 板。
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8.2.3 场地选择
1. 避开不利建筑场地
应避开可能发生崩塌、滑坡、地陷、泥石流等对建 筑抗震危险的地段。
要防止在地震时可液化土和软土可能发生较大的沉 陷和不均匀沉陷。
2. 隔震方法的采用
隔震设计是利用隔震装置来控制和阻隔地震对结构
的作用，从而大幅度地减小结构所受到的地震力，并
使地震力大致定量夜某一水平上。隔震设计避开了地
震对结构的直接冲击，是一种以柔克刚的主动抗震方
法。
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4.高层钢结构的高宽比限值 结构的高宽比对结构的整体稳定性和人在建筑
中的舒适感等有重要影响，钢结构民用房屋适用的 最大高宽比见下表。
结构类型
烈度
6、7度 8度 9度
框架
5
4
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钢框架－支撑
6
5
4
筒体和巨型框架
6
5
5
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8.2.2 结构布置
高层钢结构的布置除应符合建筑概念设计的有关 要求外，尚应符合下列规定：
一、钢结构的特点:
2.钢材的塑性和韧性好；
塑性和韧性是概念上完全不同的两个物理量。
塑性——承受静载时，材料变形的能力。
塑性好，会使结构一般情况下不会由于偶然超载而
突然断裂，给人以安全保证；
韧性——承受动力荷载时，材料吸收能量的能力。
韧性好，说明材料具有良好的动力工作性能。
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