高层钢结构发展趋势.doc

钢结构论文 学 校： 安徽建筑工业学院 学 院： 土木工程学院 专 业： 土 木 工 程 姓 名： 张 亚 灿 学 号： 近年来由于城市化进程加速、人口相对集中、地价飞涨，节约用地成为关键；由此而推动了高层钢结构的飞速发展，高层钢结构可以改善城市面貌，体现经济实力和技术水平，而更多的标志性高层建筑也大多选用钢结构。 其原因是由于高层钢结构具有以下的优势： （1）自重轻，可减少地震作用，减少运输量，便于地基处理，结构所占面积少，可增加使用面积 （2）工厂化程度高，施工周期短，早投产、早受益、早回收，综合经济指标显示钢结构最适于高层和超高层建筑。 高层钢结构在国外的发展： 形成期：西方工业革命时期，铁钢开始用于建筑其代表是1872年法国巴黎Menier巧克力厂采用了钢框架结构。 发展期：20世纪初，技术进步加速，电梯技术的完善。1931年纽约建成381m(102层)的帝国大厦，钢框架结构，206Kg/m2, 雄踞世界第一高40多年。 繁荣期：1945年二次大战后，高层在美欧等西方国家快速发展，其中以美国最具代表性：芝加哥Sears大厦，109层443米，用钢量161Kg/m2，1974年建成。Sears Tower 成束筒体系。 高层钢结构在国内的发展： 解放前高层钢结构建筑甚少，最高的是1934年在上海建成的上海国际饭店，22层，高82.5米。中国大陆自20世纪80年代中期起步修建高层钢结构，先后在上海、北京、深圳、广州、大连、厦门、沈阳、天津等地建造了数10幢高层钢结构建筑。国内目前最高的为上海环球金融中心，代表性建筑还有：北京京广大厦，高208米，北京中关村金融中心，39层，150米等。 高层钢结构今后发展趋势：单体建筑的发展趋势：构件立体化，布置周边化，结构支撑化，体形圆锥化或变截面棱柱化，材料高强化，结构巨型化，外墙蒙皮化，结构智能化。巨型结构的发展趋势：分离整体式结构，空中城市。 多高层建筑钢结构体系 框架结构 特点：平面布置灵活，可为提供较大的室内空间，结构各部分刚度比较均匀。框架结构有较大的延性，自振周期较长，因而对地震作用不敏感，抗震性能好。但框架结构的侧向刚度小，由于侧向位移大，易引起非结构构件的破坏，因此不宜建的太高。纯框架结构体系在地震区一般不超过15层。 框架-支撑体系 纯框架侧移不满足时，可以采用带支撑的框架，即在框架体系中，沿结构的纵、横两个方向布置一定数量的支撑。沿纵向布置的支撑和沿横向布置的支撑相连接，形成一个支撑芯筒。竖向支撑桁架起剪力墙的作用，能获得比纯框架结构大的多的抗侧力刚度，可以明显减小建筑物的层间位移。 3. 框架剪力墙结构体系 在框架结构中布置一定数量的剪力墙可以组成框架剪力墙结构体系，这种结构以剪力墙作为抗侧力结构，既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度，可用于40至60层的高层钢结构。当钢筋混凝土墙沿服务性面积（如楼梯间、电梯间和卫生间）周围设置，就形成框架多筒体结构体系。这种结构体系在各个方向都具有较大的抗侧力刚度，成为主要的抗侧力构件，承担大部分水平荷载，钢框架主要承受竖向荷载。 4.框架-核心筒结构体系。 将框架-剪力墙结构体系中的剪力墙结构设置于内筒的四周形成封闭的核心筒体，而外围钢框架柱柱网较密，形成框架-核心筒体系。中心筒体既可采用钢结构亦可采用钢筋混凝土结构,核心筒体承担全部或大部分水平力及扭转力。楼面多采用钢梁、压型钢板与现浇混凝土组成的组合结构，与内外筒均有较好的连接，水平荷载将通过刚性楼面传递到核心筒。钢与钢筋混凝土筒体结构的水平刚度取决于核心筒的高宽比。 5.筒体结构 由内外两个筒体（筒中筒）或多个筒体结构（束筒体系）组合而成，共同抵抗水平力，具有很好的空间作用，适用于90层左右的钢结构建筑。 6.钢——混凝土组合结构 适合于50-80层的高层建筑。 高层钢结构的适用范围 公共建筑，商业建筑，多层工业建筑，住宅等。特别适用于40层以上的超高层建筑，烈度为8度及以上地震区的高层建筑和软弱地基上的高层建筑。近年来多层和小高层住宅也已开始采用钢结构，形式喜人。 钢结构建筑是一种新型的节能环保的建筑体系，被誉为21世纪的“绿色建筑”之一，是一种节能环保型、能循环使用的建筑结构。但目前我国的钢结构建筑仍存在一些问题，一方面由于绝大多数结构设计工程师习惯和擅长进行钢筋砼或砖混结构的设计，对钢结构设计不熟悉；另一方面，我国“入世”时间不长在建筑领域与国际接轨还有一个适应过程，在工程项目的设计管理机制方面，还有不完善的地方，因此主要存在以下的问题： 1 对钢结构产业是符合节能环保和可持续发展型的行业的认识还待于提高。最近几年，日、加、英等国的政府和研究机构发表了很多文章，专门论述发展钢结构房屋的优点和措施。