高层钢结构体系的主要类型及特点

Question

如题所述

Answer 1

高层建筑钢结构的结构体系主要有以下几种：
一、框架体系
其特点是受力明确，平面布置灵活，为建筑提供较大的室内空间，且结构各部分刚度比较均匀，具有较大的延性，自振周期较长，因而对地震作用不敏感，抗震性能好。结构简单，构件易于标准化、定型化，施工速度快。但框架结构属典型的柔性结构体系，其耐久性侧向刚度差，易引起非结构构件的破坏。
二、双重抗侧力体系
1. 钢框架-支撑（剪力墙板）体系
为了提高钢框架的侧向刚度，有效地抵抗水平荷载，减少层间位移，通常在墙体平面内布置由角钢或槽钢构成的垂直支撑体系。支撑设置的位置要合适，一般布置在窗台下至下层窗顶之间，既隐蔽又能满足支撑体系的需求。支撑与框架铰接，按拉杆或压杆设计。设计时可根据建筑物高度及水平力作用情况调整支撑的数量、形式和刚度。为了有效地提高钢框架的侧向刚度，支撑应沿建筑物同一平面四周环向封闭布置，以形成一个封闭的加强箍。偏心支撑在地震作用下具有较好的延性和耗能性能，适合在强震区采用。
2. 钢框架-混凝土剪力墙体系
钢框架-剪力墙结构体系是在原有框架基础上，为了增加结构的侧向刚度，防止侧向位移过大，设立剪力墙或核心筒来抵抗水平荷载的作用。该体系以楼梯间或适当部位采用现浇钢筋混凝土剪力墙，作为结构主要抗侧力体系，框架部分主要承担竖向荷载。常用的剪力墙体系有钢板剪力墙、内藏钢板支撑剪力墙和带竖缝混凝土剪力墙等。
三、钢框架-混凝土核心筒体系
该体系以卫生间（或楼、电梯间）组成四周封闭的现浇钢筋混凝土核心筒，与热轧H型钢框架结合成组合结构。钢框架-核心筒体系的受力特性与钢筋混凝土的框剪结构体系相似。其特点是结构受力分工明确，核心筒抗侧移刚度极强，主要承担水平荷载（占结构抗侧移总刚度的90%以上）；钢框架主要承担竖向荷载，可以减小钢构件的截面尺寸，国内已有较多的应用经验。
四、新型抗侧力体系
包括钢框架—抗剪桁架结构体系，结合电梯井、管道井或楼梯间墙体的布置而形成的长孙钢框架—混凝土核心筒（剪力墙）结构体系和钢框架—抗剪钢板剪力墙结构核心体系等。这些体系使钢框架主要承担竖向荷载，而钢框架与抗剪桁架、剪力墙协同工作承担水平荷载，以确保结构水平位移控制在规范允许值内。抗侧力构件可为抗剪桁架、混凝土核心筒（剪力墙）或抗剪钢板剪力墙。设计时可根据建筑物高度及水平力作用情况采用不同的抗侧力体系。
五、交错桁架结构体系
由房屋外侧的柱子和跨度等于房屋宽度的桁架组成，桁架高度等于层高，在相邻柱上为上下层交错布置，楼板一端搁置在桁架的上弦，另一端搁置在相邻桁架的下弦。这种体系非常适合要求各单元灵活布置的住宅、旅馆建筑。同时，由于桁架隔层布置，减小了桁架弦杆引起的局部弯矩，使柱在框架平面内的弯矩很小，主要受轴力，有利于减小柱的断面尺寸，框架的横向刚度大，侧向位移小。