1、高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 內(nèi)容1、概述2、設(shè)計原則 8、結(jié)構(gòu)計算方法4、抗重力體系 5、抗側(cè)力體系 6、樓板 設(shè)計7、連接設(shè)計3、鋼材及連接材料 高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 內(nèi)容1、概述2、設(shè)計原則 8、結(jié)構(gòu)計算方法4第五部分 高層建筑鋼結(jié)構(gòu) 抗側(cè)力體系 （一）第五部分 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗重力體系結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)力體系豎向重力水平力抵抗抵抗高度大抗側(cè)力體系結(jié)構(gòu)體系的主要部分高層建筑鋼結(jié)構(gòu)抗重力體系結(jié)構(gòu)體系抗側(cè)力體系豎向重力水平力抵抗抗側(cè)力體系分類基本組成單元各類抗側(cè)力體系 水平變形特點實例 做法應(yīng)用范圍抗側(cè)力體系分類基本組成單元各類抗側(cè)力體系 水平變形特點實例 一、抗側(cè)力體系基本單元 基本組成單元支撐桁架鋼框架筒 高層建

2、筑鋼結(jié)構(gòu)（包括鋼砼組合結(jié)構(gòu)）一、抗側(cè)力體系基本單元 基本組成單元支撐桁架鋼框架筒 鋼框架支撐桁架鋼框架支撐桁架筒支撐桁架 + 框架密柱深梁鋼砼剪力墻筒支撐桁架 + 框架密柱深梁鋼砼剪力墻（密柱深梁）筒（密柱深梁）筒( 支撐桁架 + 框架 )筒( 支撐桁架 + 框架 )筒 ( 鋼砼剪力墻 )筒鋼框架 或 鋼筒 ( 鋼砼剪力墻 )筒鋼框架 或 鋼筒支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒鋼框架體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒鋼框架體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒鋼框架支撐體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒鋼框架支撐體系基本單元的組支撐桁架鋼框架筒支撐桁架

3、鋼框架筒鋼框架筒體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒鋼框架筒體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒大型支撐體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒大型支撐體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒支撐筒體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒支撐筒體系基本單元的組合支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒基本單元的組合筒 束 體系筒 中 筒體系支撐桁架鋼框架筒支撐桁架鋼框架筒基本單元的組合筒 束 體系抗側(cè)力體系鋼框架體系鋼框架支撐體系鋼框架筒體系大型支撐體系支撐筒體系筒 束 體系筒 中 筒體系抗側(cè)力體系鋼框架體系鋼框架支撐體系鋼框架筒體系大型支撐體

4、抗側(cè)力體系鋼框架體系鋼框架支撐體系鋼框架筒體系大型支撐體系支撐筒體系筒 束 體系筒 中 筒體系抗側(cè)力體系鋼框架體系鋼框架支撐體系鋼框架筒體系大型支撐體二、鋼框架體系 1、做法把梁柱剛接成整體，形成空間桿系結(jié)構(gòu)是最早出現(xiàn)、也是最基本的抗側(cè)力體系 2、特點A、平面布置比較靈活，可以獲得大空間B、安裝簡單方便，造價相對較低C、應(yīng)用于30層以內(nèi)的高層建筑二、鋼框架體系 1、做法把梁柱剛接成整體，形成空間桿系結(jié)構(gòu)2D、在水平力作用下，抗側(cè)力剛度小，頂層位移大頂層水平位移層間水平位移由柱彎曲剪切變形引起層間水平位移由梁引起框架彎曲變形引起D、在水平力作用下，抗側(cè)力剛度小，頂層位移大頂層水平位移層間柱彎曲、

5、剪切變形引起層間位移 i c柱彎曲、剪切變形引起層間位移梁彎曲、剪切變形引起層間位移 i g梁彎曲、剪切變形引起層間位移 i g框架彎曲變形引起 i f框架彎曲變形引起 i f由柱彎曲剪切變形引起層間水平位移由梁引起框架彎曲變形引起相對較小梁、柱抗彎、抗剪剛度較小抗軸向剛度較大相對較大相對較大框架抗側(cè)力剛度小，頂層位移大由柱彎曲剪切變形引起層間水平位移由梁引起框架彎曲變形引起相對3、實例長富宮中心 北京 地上25層，地下2層, 94m1987年建成 2層以下和地下室為型鋼砼結(jié)構(gòu), 以上全部為鋼框架結(jié)構(gòu)3、實例長富宮中心 北京 2層以下和地下室為型鋼砼結(jié)構(gòu),高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件結(jié)構(gòu)鋼材(

6、日本鋼材)柱及主梁: SM50A次梁及壓型鋼板: SS41高強度螺栓: F10T結(jié)構(gòu)鋼材(日本鋼材)柱及主梁: S構(gòu)件截面柱焊接箱型截面厚度 42 19450 450框架梁焊接H型截面寬度200 250梁高650翼緣板厚度 32 19腹板厚度 12次梁軋制H型鋼樓板1.2mm壓型鋼板上澆混凝土樓板壓型鋼板支承于跨度小于3m的鋼梁上構(gòu)件截面柱焊接箱型截面厚度 42 19450 450層高地下室 0.00 6.8 m一層 4.5 m二層5.0 m三 二十二層 3.3 m二十三層 4.3 m二十四層 4.1 m二十五層 3.3 m層高地下室 0.00 6.8 m一層 4.5 m二層5.三、鋼框架 支

7、撐體系 1、做法把鋼框架和支撐桁架共同組合，作為抗側(cè)力體系 三、鋼框架 支撐體系 1、做法把鋼框架和支撐桁架共同組合2、特點A、平面布置比較靈活，不能獲得大空間B、安裝較為簡單方便C、應(yīng)用于30 60層的高層建筑D、抗側(cè)力剛度比鋼框架大2、特點A、平面布置比較靈活，不能獲得大空間B、安裝較為簡單剪切形剪切形彎曲形彎曲形高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件3、分類（兩種分類方法）按支撐桿的設(shè)置方法 軸交支撐支撐桿一端位于梁柱節(jié)點，另一端與另一支撐桿相交于框架梁或節(jié)點上 偏交支撐支撐桿端點與梁柱節(jié)點之間（或）兩支撐桿端點之間耗能梁段 存在3、分類（兩種分類方法）按支撐桿的設(shè)置方

8、法 軸交支撐支撐桿一軸交支撐軸交支撐軸交支撐特點用于抗風(fēng)或不太強的地震力當(dāng)有強震作用時，會有如下嚴重后果 A、地震反復(fù)作用下,兩支撐桿會先后壓屈,支撐抗側(cè)力剛度降低B、往復(fù)的地震作用支撐斜桿會從受壓的壓屈狀態(tài)受拉的拉伸狀態(tài)支撐斜桿、節(jié)點、相鄰構(gòu)件中將產(chǎn)生很大附加應(yīng)力結(jié)構(gòu)受沖擊作用C、地震反復(fù)作用下,兩支撐桿會先后壓屈后不能恢復(fù)（拉直）軸交支撐特點用于抗風(fēng)或不太強的地震力當(dāng)有強震作用時，會有如下高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件偏交支撐偏交支撐偏交支撐特點用于地震烈度大的地區(qū) A、存在一小段耗能梁段 B、地震作用時，耗能梁段先屈服，消耗地震能量，

9、保護支撐桿耗能梁段的剪切屈服承載力支撐桿受壓承載力a、 耗能梁段的受彎承載力大于受剪承載力設(shè)計思路b、 耗能梁段的設(shè)計剪力不超過剪力承載力的80%c、 提高支撐桿的受壓承載力，使其至少應(yīng)為耗 能梁段屈服時相應(yīng)支撐軸力的1.6倍d、 塑性鉸應(yīng)出現(xiàn)在梁而不是柱上偏交支撐特點用于地震烈度大的地區(qū) A、存在一小段耗能梁段 B高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件按支撐桁架的設(shè)置位置 框架豎向支撐體系加勁的框架豎向支撐體系框架豎向支撐體系按支撐桁架的設(shè)置位置 框架豎向支撐體系加勁的框架豎向支撐框架豎向支撐體系每層設(shè)置支撐跨層設(shè)置支撐每層設(shè)置跨層設(shè)置桿件、節(jié)點數(shù)量多，費用高，傳力路線長與上面相反，但桿件長框架豎向支

10、撐體系每層設(shè)置支撐跨層設(shè)置支撐每層設(shè)置跨層設(shè)置桿加拿大國家銀行大廈蒙特利爾 地上31層，地下7層, 127.08m1983年建成 7層以下為鋼砼結(jié)構(gòu), 以上全部為鋼框架豎向支撐體系構(gòu)件截面柱焊接H型截面厚度 50760 760（最大）框架梁W610梁高610次梁W410樓板壓型鋼板肋高76mm,混凝土樓板140mm梁高410間距 3m加拿大國家銀行大廈蒙特利爾 7層以下為鋼砼結(jié)構(gòu), 以上全高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件加勁的框架豎向支撐體系在設(shè)置豎向支撐的基礎(chǔ)上，在頂層和每隔15層左右，沿房屋兩個方向全長設(shè)置橫向的伸臂桁架伸臂桁架伸臂桁架15層加勁的框架豎向支撐體系在設(shè)置豎向支撐的基礎(chǔ)上，在頂層

11、和每隔腰桁架或帽桁架腰桁架或帽桁架設(shè)置伸臂桁架和腰桁架（帽桁架）樓層水平加強層設(shè)備層或避難層腰桁架（帽桁架）外框架所有柱子均參與整體抗彎作用加勁的框架豎向支撐體系設(shè)置伸臂桁架和腰桁架（帽桁架）樓層水平加強層設(shè)備層或避難層腰伸臂桁架的作用伸臂桁架的作用伸臂桁架有很大的抗彎剛度和抗剪剛度結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下外框架所有柱子均參與整體抗彎作用一側(cè)外柱受拉， 另一側(cè)受壓相當(dāng)于作用反彎矩減少結(jié)構(gòu)水平位移抵消一部分傾覆力矩伸臂桁架有很大的抗彎剛度和抗剪剛度結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下外框架4、支撐的等效件 嵌入式墻板支撐桿件易屈曲支撐桿件截面尺寸大為提高結(jié)構(gòu)抗側(cè)力剛度原因嵌入式墻板采用代替支撐桿件嵌入式墻板鋼板剪力

12、墻板內(nèi)藏鋼板剪力墻墻板帶豎縫砼剪力墻墻板4、支撐的等效件 嵌入式墻板支撐桿件易屈曲支撐桿件截面鋼板剪力墻板采用厚鋼板，四周通過高強度螺栓與梁柱相連做法設(shè)防烈度大于等于7時，鋼板兩側(cè)焊縱向或橫向加勁肋僅承擔(dān)框架內(nèi)四周的剪力，不承擔(dān)框架梁上的豎向荷載特點側(cè)向剛度大，重量輕，安裝方便，但用鋼量大鋼板剪力墻板采用厚鋼板，四周通過高強度螺栓與梁柱相連做法設(shè)防高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件內(nèi)藏鋼板剪力墻墻板鋼板支撐的基礎(chǔ)上，外包鋼砼做法預(yù)制板僅在支撐的上下端節(jié)點處與鋼框架相連鋼支撐有外包砼，不考慮屈曲內(nèi)藏鋼板剪力墻墻板鋼板支撐的基礎(chǔ)上，外包鋼砼做法預(yù)制

13、板僅在支高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件北京京城大廈北京京城大廈北京京城大廈北京京城大廈帶豎縫砼剪力墻墻板預(yù)制板，中間帶豎縫做法豎縫寬度10 mm ，豎向長度為墻板凈高的一半，縫間距為縫長一半多遇地震，墻板處于彈性階段，側(cè)向剛度大預(yù)制板僅與框架柱用高強度螺栓連接受力特點罕遇地震，墻板處于彈塑性階段而產(chǎn)生裂縫，起到抗震耗能的作用帶豎縫砼剪力墻墻板預(yù)制板，中間帶豎縫做法豎縫寬度10 mm 高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件5、工程實例北京京廣中心大廈地上52層，地下3層, 196m高，1990年建成地下為鋼骨砼框架和砼剪力墻，以上為鋼框架支撐體系5、工程實例北京京廣中心大廈地上5

14、2層，地下3層,地下為鋼骨高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件結(jié)構(gòu)鋼材(日本鋼材)鋼板厚小于等于40mm SM50A 軋制H型鋼 SS41鋼板厚大于40mm SM50B結(jié)構(gòu)鋼材(日本鋼材)鋼板厚小于等于40mm 構(gòu)件截面柱箱型截面厚度 80850 850（最大）框架梁焊接H截面800 200 12 36 （外圍框架梁端）800 300 12 25 （中心框架梁端）豎向支撐熱軋及焊接H截面350 350 36 36 （最大）構(gòu)件截面柱箱型截面厚度 80850 850（最大）框架梁支撐主要采用帶豎縫的預(yù)制墻板，在層高較大的部分則采用鋼支撐（1-6層，23層，38層）豎向支撐布置

15、支撐主要采用帶豎縫的預(yù)制墻板，在層高較大的部豎向支撐布置高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件R1軸支撐布置R1軸支撐布置高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件新錦江大酒店地上43層，地下1層, 152m高，上海加勁的鋼框架 豎向支撐體系新錦江大酒店地上43層，地下1層,加勁的鋼框架 豎向支撐體高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件高層建筑鋼結(jié)構(gòu)(講稿)5課件結(jié)構(gòu)鋼材(美國鋼材)A572/50級鋼抗拉強度 390N/mm2屈服強度 350N/mm2結(jié)構(gòu)鋼材(美國鋼材)A572/50級鋼抗拉強度 構(gòu)件截面柱箱型截面700 700 80-20 (6層以下)框架梁焊接H截面700 300500 500 80-20 (6層以上)外