高層鋼結構各種結構類型的綜合分析
2019-12-24 09:56 高層鋼結構 華邦鋼結構
隨著我國在大中城市高層建筑中禁止使用黏土磚，且混凝土結構已經產生了施工復雜周期長的問題。鋼結構受到了工程界的青睞，已成為較有競爭力的民用建筑結構體系之一。與傳統的住宅建筑結構體系相比,高層鋼結構不僅具有環保、節能、產業化等特征，而且還具有強度高、自重輕、節約能源、抗震性能好等優點。
純框架結構是指沿房屋的縱、橫兩個方向均由框架作為承重和抵抗水平抗側力的主要構件所組成的結構體系。框架結構可以分為半剛接框架和全剛接框架兩種，框架結構的梁柱宜采用剛性連接。與其他的結構體系相比，框架結構體系可以使建筑的使用空間增大，適用于多類型使用功能的建筑。其結構各部分的剛度比較均勻,但該結構體系的彈性剛度較差且屬于單一抗側力體系，抗震能力較弱。
框架—支撐結構體系是指以樓房的框架體系為基礎，沿房屋的縱、橫兩個方向均布置一定數量的豎向支撐所組成的結構體系，屬于雙重抗側力結構體系。支撐框架是第一道防線，框架是第二道防線，支撐框架中的豎向支撐產生屈曲或破壞后，由于支撐斜桿一般不承擔豎向荷載，所以不影響結構承擔豎向荷載的能力，不致危及結構的基本安全要求。此結構體系雖然在國外己經有較長的應用歷史，技術和規范也很成熟，但是在我國卻是一種新型的結構體系。
在框架結構中設置剪力墻,將框架和剪力墻二者結合起來共同抵抗水平荷載,就組成了框架—剪力墻結構體系。采用該結構體系,建筑的豎向荷載全部由鋼框架承擔，水平荷載引起的水平剪力由鋼框架和墻板共同承擔。該結構體系占用建筑面積小，能增大建筑物的使用空間;墻板具有較強的抗推剛度和受剪承載力，適用于超過40層的高層建筑。但該結構體系在受力初期，由于其剪力墻剛度較高，地震時易產生應力集中現象，從而導致建筑物出現斜向裂縫。
鋼框架—混凝土核心筒結構體系是指由鋼筋混凝土芯筒與外圈的剛接或鉸接鋼框架共同組成的混合結構體系。混凝土芯筒是結構體系中主要的抗側力豎向構件。當樓面外圈為剛接框架時，芯筒承擔著絕大部分作用于建筑物的水平荷載，該結構體系在我國的應用極為廣泛，目前新建的高層、超高層建筑幾乎均采用這種結構體系。混凝土筒體具有節約鋼材、降低造價、施工方便等優點,但缺點是核心筒與鋼外框架的延性、剛度不匹配。
通過對高層鋼結構的幾種類型的分析可以看出，鋼結構體系是我國高層建筑發展的必然趨勢。由于其特有的結構優勢和自身的經濟價值，在未來的建筑行業中，鋼結構必將占有很大的比重。
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