第8章 多高层钢结构房屋.ppt

多、高层房屋结构 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。 实际上结构没有确切的划分低层、中层和高层的界限，对于结构设计而言影响设计的重要因素—水平荷载及其效应是随高度而渐变的。 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。 低层建筑由竖向荷载控制，高层建筑一般由水平荷载控制。 第一节 多、高层房屋的结构体系 一、多、高层钢结构的特点 1、结构自重轻（ 8-15KN/m2大约为砼结构的60%） 2、抗震性能好 3、减少结构所占建筑面积，能充分利用建筑空间。（砼7%——钢3%） 4、施工周期短（1.5倍于砼结构） 5、耐火性能差 二、多、高层钢结构的结构体系 根据不同建筑高度、不同抗侧力结构对水平荷载效应的适应性，分为： 纯框架结构体系 框架-抗震墙结构体系 框架-支撑结构体系 框架-核心筒结构体系 筒体结构体系 1、纯框架结构体系 由水平杆件和竖向构件正交或非正交连接而成。 优点——框架柱网可大可小，建筑平面布置灵 活。延性大、耗能能力强的延性框架结 构， 具有较好的抗震性能。 缺点——刚度小，侧移大，使用高度最低。 2、框架-抗震墙结构体系 优点——兼有框架结构布置灵活、延性好和剪力墙结构刚度大、承载力大的特点。水平荷载由钢框架和抗震墙共同承担。 抗震墙 ：钢筋砼抗震墙 钢筋砼带缝抗震墙 钢板抗震墙。 支撑桁架类型：　 4、框架-核心筒结构体系 核心筒侧向刚度有限，设防烈度8度以上地震区不宜采用这种结构。 工程实例：加拿大国家银行大厦 (1)外框架筒体系 外筒：密柱深梁；柱距3-4.5m；梁高0.9-1.5m; 承担全部水平荷载和按荷载面积比例分配的楼层重力荷载； 内部框架:只承担重力荷载。 梁柱节点可以采用铰接。 工程实例：芝加哥标准石油公司大厦 该大厦建于1973年，地下5层、地上82层的办公大楼，建筑高度342m，标准层层高3.86m。建筑平面尺寸为59.15m × 59.15m，内部承重框架平面尺寸为28.96m × 28.96m。外筒钢柱柱距3.05m，柱截面采用人字形，深梁截面高度1.68m。 (2)筒中筒体系 内框筒：采用钢结构或钢砼结构 外框筒：多采用密柱深梁的钢框筒 工程实例：上海国际贸易中心 该大厦建筑平面为矩形，在四个角部有局部收进，地下2层、地上35层，建筑总高度140m。建筑平面尺寸为40.4m × 50m，内筒宽度为25.6m × 16m，内、外筒柱距均为3.2m，内外筒之间的跨度为12.2m，钢柱采用箱形截面，梁采用轧制H型钢，楼板采用压型钢板上浇钢筋混凝土板，厚度90mm，压型钢板仅作模板使用。 第二节 多、高层钢结构的计算特点 一、荷载 1、竖向荷载 自重、楼面和屋面活荷载、雪荷载 多层结构：活荷载不利布置 高层结构：各跨满载，当活荷载较大时，可将简化后框架梁的弯矩适当加大。 注意施工阶段的验算。 2、风荷载 计算主要承重结构和抗侧力构件时，垂直于建筑物表面上的风荷载标准值为： 式中 ω k—风荷载标准值(kN/m2)； 　　βz—顺风向高度z 处的风振系数；　　μs—风荷载体型系数；　　μz—风压的高度变化系数；　　ωo—基本风压(kN/㎡)。 　　基本风压ωo ：风荷载基准压力，以当地比较空旷平坦地面上，离地面10米高度处，10分钟平均的风速观测数据，经概率统计得出50年一遇最大值确定的风速，再考虑相应的空气密度，计算确定的风压。 注意：建筑物的重要性不同，其风压值的重现期不同。对于高层建筑重现期为100年，但对于高层建筑的维护结构，重现期仍为50年。 对于高层建筑和高耸结构，上述的风压应乘以1.1 对于特别重要和有特殊要求的高层建筑和高层结构，应乘以1.2 　风压的高度变化系数μz：根据地面类别查表，必要时应修正。 　风荷载体型系数μs： 1、对单独高层建筑：按《高钢规程》附录一采用。 2、对城市建成区内新建高层建筑，应考虑周围已有高层建筑，特别是邻近已有高层建筑的影响 。增加一个相互干扰增大系数：见表8-1 3、验算墙面构件及其连接时，