钢结构高层建筑施工(PPT)
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• 纯框架结构体系到达一定高度后，难以承受水 平荷载作用下的水平剪力，通过在框架结构某些 节间的竖向平面内增设起剪力墙作用，由钢支撑 构成的竖向抗剪支撑桁架，来承受水平剪力。即 能有效地提高结构体系的抗剪刚度而大大减少水 平位移。
• 框架主要作为承受竖向荷载的结构，大部分水 平荷载由抗剪支撑承受。
Baidu Nhomakorabea
湖北工业大学土木与建筑学院
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• 五 筒体结构体系
• 定义：加强框架外筒式结构体系的另一种方法 是在内部设置强劲的钢结构或钢筋混凝土结构剪 力墙式的核心内筒，外围结构为密柱深梁钢框筒， 从而发展形成筒中筒结构体系；
• 类型：筒中筒、筒束等几种；
• 受力形式：结构体系的内筒和外筒由楼盖结构 连接起来形成一个整体，共同承受水平荷载和竖 直荷载，可以十分有效地抵抗侧力；
加工方式、结构安装的顺序和施工要点、构件制 作和结构安装的焊接及螺栓连接的施工工艺、钢 结构防腐和防火的涂装工艺。
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国家体育场(鸟巢）全景效果图
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世界最高钢结构建筑***金融中心492米101 层
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• 第一节 钢结构高层建筑的结构体系 • 钢结构高层建筑的结构体系有： • 纯框架结构体系； • 框架—支撑(剪力墙)结构体系； • 错层桁架结构体系； • 外筒式结构体系； • 筒体结构体系等几种。
筒中筒结构体系
深圳**中心大厦
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多筒结构体系
成 束 筒 湖北工业大学土木与建筑学院
多筒结构体系
主框架 次框架 3
次框架 2 次框架 1
巨形框架结构 湖北工业大学土木与建筑学院
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• 框架筒： • 定义：采用密排的柱和各层楼盖处的横梁(或
以窗下墙作为横梁)刚接组成密间距矩形网格， 四周成圈，形成一个封闭空心箱形悬臂筒(竖直 方向)，来承受水平荷载，竖直重力荷载则主要 由内部少量中间柱承受。这种结构的外筒是由 空腹格网组成的框架式结构，因而称为框架筒。 • 桁架筒：可将外筒的刚性框架结构改为桁架 式结构，也称为桁架式外筒结构。
• 三、错列桁架结构体系
• 由框架—支撑结构派生演变成。
• 其特点是下一楼层的桁架位于上一楼层两榀 桁架间距的中线上，使相邻两个楼层桁架呈 “品”字形交错排列。此结构的楼板架设在 下层桁架的上弦杆和上层桁架的下弦杆上， 楼板参与桁架传递水平力，起刚性隔板作用。 水平力作用于每层桁架上弦，经腹杆传至下 弦，又由楼板传至相邻桁
• 四 外筒式结构体系
• 外筒式结构体系如图7.1(e)、(f)、(g)所示， 有开口筒、框架筒、桁架筒等几种。
• 开口筒：把抗剪结构在外围延伸至建筑短边全宽， 长边则在中间断开，在平面两端形成槽形悬臂构 件，称为半框筒式结构或开口筒结构。如长边较 长，中间可再加工字形抗剪悬臂构件或加一个封 闭的中间筒。此结构的抗水平力构件可采用支撑 桁架或密柱解决，其抗水平力能力加大，内部空 旷，使用较灵活，但楼盖梁跨度较大，可建到70 层。
• 3. 耐候钢
• 在钢的冶炼过程中，加入少量的Cu、P、Cr、 Ni 等特定合金元素，可以在金属基体表面上形 成保护层，以提高钢材耐大气腐蚀性能，这类 钢材称为耐候钢或耐大气腐蚀钢，
• 1) 高耐候结构钢
• 其性能比焊接结构用耐候钢好，故称作高耐候 性结构钢。
• 牌号表示方法是由代表“屈服点”的拼音字母 Q、屈服点的数字及“高耐候”的拼音字母GNH 按顺序组成，含Cr、Ni 的高耐候钢在牌号后加 代号“L”。
• 钢结构高层建筑施工
• 主要内容：钢结构的结构体系
•
钢结构用钢材；
•
钢结构的连接技术
•
钢结构的制作和安装；
•
钢结构的防腐和防火。
• 要求：了解钢结构高层建筑工程关于结构体 • 系、结构用钢材、结构的连接技术、构件制作、 • 结构安装及结构的防腐与防火等等内容； • 掌握:钢结构高层建筑钢材的选用、零件不同的
湖北工业大学土木与建筑学院
• 碳素结构钢按又可以分为普通碳素结构钢 和优质碳素结构钢。
• 普通碳素结构钢 • 优质碳素结构钢 • 处理(如调质处理和正火处理)得到的优质钢。
• 2. 低合金钢(GB/T 1591—1994)
• 低合金钢是一种在普通碳素钢基础上添加少 量的一种或多种合金元素(总量低于5%)如钒 、铌、钛、铬、镍等，以提高其强度，耐腐 蚀性、耐磨性或低温冲击韧性的钢材。加入 钒、铌、钛等元素能明显提高钢材的强度、 细化晶粒、改善可焊性；镍、铬属于残余元 素，
• 2) 焊接结构用耐候钢
• 这类钢材具有良好的焊接性能，适用厚度为 100mm。
• 表示方法：焊接结构用耐候钢的牌号表示由代表 “屈服点”的字母Q、钢材的屈服点数值及“耐 候”的字母NH 按顺序组成。分为Q235NH、 Q295NH、Q355NH、Q460NH 四种牌号。
• 4. 其他钢材 • 1) 桥梁用结构钢 • 桥梁用结构钢比一般的建筑用结构钢的技术要
• 由于有内筒参与抵抗侧力，框筒的剪力泄后现 象得到改善，其合适高度也可达到100 层左右。
•
• 第二节 钢结构用钢材 • 一 、结构用钢材的种类 • 钢材的品种繁多，性能各异，但在钢结构中采
用的钢材按其化学元素组成，主要： • 1. 碳素结构钢 • 碳素结构钢是最普通的工程用钢，其中碳是
形成钢材强度的主要元素，直接影响着钢材的 可焊性。 • 按其含碳量的多少:可分为低碳钢(用得最 多）、中碳钢、高碳钢；
• 一 纯框架结构体系
• 定义：由水平梁和垂直柱通过节点的刚性构造 连接而成的多个平面刚接框架结构组成的空间杆 系结构。
• 优点：平面布置灵活，有利于抗震；
• 缺点：侧向刚度较差，层间位移较大，会导致 非结构部件破坏。
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• 二 框架一支撑(剪力墙)结构体系
严格得多。 • 2) 耐火钢 • 普通建筑用钢在350℃以上高温时屈服强度迅
速下降到室温的2/3 以下，不能满足设计要求； 而耐火钢在600度时屈服强度相当于室温下的2/3 以上屈服强度； • 适应范围：公共建筑
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• 框架主要作为承受竖向荷载的结构，大部分水 平荷载由抗剪支撑承受。
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• 五 筒体结构体系
• 定义：加强框架外筒式结构体系的另一种方法 是在内部设置强劲的钢结构或钢筋混凝土结构剪 力墙式的核心内筒，外围结构为密柱深梁钢框筒， 从而发展形成筒中筒结构体系；
• 类型：筒中筒、筒束等几种；
• 受力形式：结构体系的内筒和外筒由楼盖结构 连接起来形成一个整体，共同承受水平荷载和竖 直荷载，可以十分有效地抵抗侧力；
加工方式、结构安装的顺序和施工要点、构件制 作和结构安装的焊接及螺栓连接的施工工艺、钢 结构防腐和防火的涂装工艺。
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• 第一节 钢结构高层建筑的结构体系 • 钢结构高层建筑的结构体系有： • 纯框架结构体系； • 框架—支撑(剪力墙)结构体系； • 错层桁架结构体系； • 外筒式结构体系； • 筒体结构体系等几种。
筒中筒结构体系
深圳**中心大厦
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多筒结构体系
成 束 筒 湖北工业大学土木与建筑学院
多筒结构体系
主框架 次框架 3
次框架 2 次框架 1
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• 框架筒： • 定义：采用密排的柱和各层楼盖处的横梁(或
以窗下墙作为横梁)刚接组成密间距矩形网格， 四周成圈，形成一个封闭空心箱形悬臂筒(竖直 方向)，来承受水平荷载，竖直重力荷载则主要 由内部少量中间柱承受。这种结构的外筒是由 空腹格网组成的框架式结构，因而称为框架筒。 • 桁架筒：可将外筒的刚性框架结构改为桁架 式结构，也称为桁架式外筒结构。
• 三、错列桁架结构体系
• 由框架—支撑结构派生演变成。
• 其特点是下一楼层的桁架位于上一楼层两榀 桁架间距的中线上，使相邻两个楼层桁架呈 “品”字形交错排列。此结构的楼板架设在 下层桁架的上弦杆和上层桁架的下弦杆上， 楼板参与桁架传递水平力，起刚性隔板作用。 水平力作用于每层桁架上弦，经腹杆传至下 弦，又由楼板传至相邻桁
• 四 外筒式结构体系
• 外筒式结构体系如图7.1(e)、(f)、(g)所示， 有开口筒、框架筒、桁架筒等几种。
• 开口筒：把抗剪结构在外围延伸至建筑短边全宽， 长边则在中间断开，在平面两端形成槽形悬臂构 件，称为半框筒式结构或开口筒结构。如长边较 长，中间可再加工字形抗剪悬臂构件或加一个封 闭的中间筒。此结构的抗水平力构件可采用支撑 桁架或密柱解决，其抗水平力能力加大，内部空 旷，使用较灵活，但楼盖梁跨度较大，可建到70 层。
• 3. 耐候钢
• 在钢的冶炼过程中，加入少量的Cu、P、Cr、 Ni 等特定合金元素，可以在金属基体表面上形 成保护层，以提高钢材耐大气腐蚀性能，这类 钢材称为耐候钢或耐大气腐蚀钢，
• 1) 高耐候结构钢
• 其性能比焊接结构用耐候钢好，故称作高耐候 性结构钢。
• 牌号表示方法是由代表“屈服点”的拼音字母 Q、屈服点的数字及“高耐候”的拼音字母GNH 按顺序组成，含Cr、Ni 的高耐候钢在牌号后加 代号“L”。
• 钢结构高层建筑施工
• 主要内容：钢结构的结构体系
•
钢结构用钢材；
•
钢结构的连接技术
•
钢结构的制作和安装；
•
钢结构的防腐和防火。
• 要求：了解钢结构高层建筑工程关于结构体 • 系、结构用钢材、结构的连接技术、构件制作、 • 结构安装及结构的防腐与防火等等内容； • 掌握:钢结构高层建筑钢材的选用、零件不同的
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• 碳素结构钢按又可以分为普通碳素结构钢 和优质碳素结构钢。
• 普通碳素结构钢 • 优质碳素结构钢 • 处理(如调质处理和正火处理)得到的优质钢。
• 2. 低合金钢(GB/T 1591—1994)
• 低合金钢是一种在普通碳素钢基础上添加少 量的一种或多种合金元素(总量低于5%)如钒 、铌、钛、铬、镍等，以提高其强度，耐腐 蚀性、耐磨性或低温冲击韧性的钢材。加入 钒、铌、钛等元素能明显提高钢材的强度、 细化晶粒、改善可焊性；镍、铬属于残余元 素，
• 2) 焊接结构用耐候钢
• 这类钢材具有良好的焊接性能，适用厚度为 100mm。
• 表示方法：焊接结构用耐候钢的牌号表示由代表 “屈服点”的字母Q、钢材的屈服点数值及“耐 候”的字母NH 按顺序组成。分为Q235NH、 Q295NH、Q355NH、Q460NH 四种牌号。
• 4. 其他钢材 • 1) 桥梁用结构钢 • 桥梁用结构钢比一般的建筑用结构钢的技术要
• 由于有内筒参与抵抗侧力，框筒的剪力泄后现 象得到改善，其合适高度也可达到100 层左右。
•
• 第二节 钢结构用钢材 • 一 、结构用钢材的种类 • 钢材的品种繁多，性能各异，但在钢结构中采
用的钢材按其化学元素组成，主要： • 1. 碳素结构钢 • 碳素结构钢是最普通的工程用钢，其中碳是
形成钢材强度的主要元素，直接影响着钢材的 可焊性。 • 按其含碳量的多少:可分为低碳钢(用得最 多）、中碳钢、高碳钢；
• 一 纯框架结构体系
• 定义：由水平梁和垂直柱通过节点的刚性构造 连接而成的多个平面刚接框架结构组成的空间杆 系结构。
• 优点：平面布置灵活，有利于抗震；
• 缺点：侧向刚度较差，层间位移较大，会导致 非结构部件破坏。
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• 二 框架一支撑(剪力墙)结构体系
严格得多。 • 2) 耐火钢 • 普通建筑用钢在350℃以上高温时屈服强度迅
速下降到室温的2/3 以下，不能满足设计要求； 而耐火钢在600度时屈服强度相当于室温下的2/3 以上屈服强度； • 适应范围：公共建筑
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