高层混合结构设计与施工

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高层混合结构设计与施工2一、高层混合结构的定义

高层混合结构是指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体（或剪力墙）所组成的高层建筑结构。

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56二病、抄高诸层项混能合谎结榜构重的结特犬点抗询侧附刚奋度妨比比钢撑结捆构冠大畅，写变筋形螺比励钢莲结站构新小冲；用钢膝量比圣钢结焦构省粥，造酷价比氏钢结锄构低核；结构垮的耐遭久性介和耐被火性盟比钢召结构揉好；延性绕比混债凝土钞结构愧好，湾自重忘比混灿凝土饮结构亭轻；施工核速度拖比混件凝土澡结构窄快；结构轮所占狗面积争比混驰凝土裁结构闻少。上海乱静安辛希尔碰顿酒葛店方享案比地较[胀3威]：4育3层沫，14陵3.暮6m高趟。钢筋幻玉混凝巩土罢核心栏筒，久外钢付框千架蕉结鞭构欢。78

指标

项目高层混合结构钢结构钢筋混凝土结构

结构自重总重量/t每平方米结构重量/(t/m2)百分率(%)664341.28100546261.0582941111.801.42

施工工期上部结构工期/d比率32212420.754341.47建筑使用空间结构面积/m2结构面积/总面积量(%)17303.313202.547009.0用钢量总用钢量/(kg/m2)型钢用量/(kg/m2)钢筋用量/(kg/m2)133696416514124

－－－

施工技术节点焊接量(%)高强螺栓量(%)100100250200

－－上海压静安炕希尔狂顿酒特店三韵种结抓构方燥案技彩术经货济分便析9三、雷高层答混合替结构丘的工怨程应欺用国外初：研究钟工作乌始于逐上世乔纪60年饰代舒。工程踩应用镰始于妖上世位纪70年代痒。代保表性仔建筑轰有：●美厘国乡丰芝事加纲哥Ga堡te怒wa雀y巴Ⅲ著Bu并il架di释ng，3累6层，1线3皇7剩m。●法国佳巴黎Ma爷in庭M刺an匀tp愈ar坚na耐ss钟e大旬楼拣，64层贺。●英国嚼伦敦T给h固e淹N明a凶t别i悠o策n座a第l怀W自e紫s币t跳M粪i呢n口s篮t绣e铺r袋B漫a貌n漆k某B码u皆i国l弓d孔i沉n陪g管.●捷克Gu算ez越la大楼译，36层。●日本痰神奈她县海端老名生塔楼摇，25层。●新加泡坡Ov轻er降se撒as光U梨ni爪on塞B泥ui划ld最in旁g，64层。法根国An智ac碑on结da魄To伙we杰r，4大0层。1洗0美处国妙芝胳加叠哥妖拟弦建肯的槐米元格府林-拜特泰勒大爱厦，4个8驶3盘m。1旁11造2国内晴：研葬究消工匠作驼开稀始斜于悦上遗世逮纪8牛0年严代朴。工程妖应用乖开始疫于上也世纪9泻0年滔代敏。改代宣表珠性荷建桐筑奸有素：●北京甘香格磨里拉荒饭店塘，82艰.7除5m●上虚海殖希拘尔缎顿廉酒店店朗，1元4箩3狸.服6喘m●大芦连执远胀洋候大详厦输，2僻0涌0鸣.贼8冠m●深裙圳健赛包格尤广醉场葛，29出1.卫6m●上亩海尊金蛮茂便大科厦聚，4坝1在8腊m●上锅海扛环锻球漆金嚷融沸中工心桐大简厦蠢，4栏9窃2木m1酷3上海英环球妥金融办中心上海蓄金茂勿大厦上海充金茂牺大厦协平面克图和宫剖面佣图1湿41没5塔遵顶作高4齐5软0谎m，天见线顶谣高61族0m。新型耗高层恢混合吉结构酒：16地凯上1嗽0茎3层，秧高4侄3监2碧m，奇外幕筒歌为殿钢倦网壁筒润结喷构程，开内端筒高为直混绩凝胜土五结认构兆。龟总监用蔽钢熔量晓约4万吨低。四脆、龙高怪层友混叔合哭结扁构退设趟计拌时拔需塔要亿重检视且的奇问播题1、抗普震性喘能问猫题高睛层剥混红合像结茅构寒在栽意评大矿利肌有厚成午功羽的陕经见验快，辉但羽是撇，互在宿美产国论和颤日复本汗的旧大福地验震扯中赚有谅损悔伤俭和蒜破呀坏哥的萝纪怪录族，筋如辛：1姨9封9粪4年3月27日，妈美国书阿拉锋斯加蜜大地右震（觉级）仍中，颈多栋6-搬14层房议屋出歪现混腿凝土接局部岔压碎选，个舒别柱楼箍筋岔拉断秃，主源筋和译型钢饮屈曲塔，型直钢外字鼓等控现象夸。19俗95年1月1怜7日画，浊日托本程阪傍神盟地咸震优（7液.膨2级）沫中，侦多栋6-债11层略的甲混氏合讽结战构们房附屋乔的葡格套构姨式然型震钢张混充凝突土迎柱狱的糕型挨钢炭骨鞭架炉发赢生僚变井形适和候外议鼓其等化现印象道。因此萄，他耍们认陪为高会层混绍合结目构房页屋的州高度狸不宜螺超过1鬼5伤0碎m。1邻71昏82、由眠于荷瓶载和帐混凝筹土收苦缩徐秤变等削因素影好响产守生的配竖向辰变形凡差问环题钢喷柱钢柱钢筋混凝土筒钢梁结构变形钢雪柱钢筋统混凝上土筒钢梁结构出因竖魂向变导形产料生的恼内力1遥9钢廉框纤架烂与寨钢蚂筋示混教凝碧土歪核磁心妨筒疤的息质善量风、刚酱度麦差公别霜很呢大及，西自蔬振级周崇期哄不壶同稼，乏协阅同工作雾是一碰个问之题。3、钢寺框架竟与核仰心筒迹的协明同工历作问盯题20五、恶高层佳混合丛结构而的抗啦震性贷能我轮国湾的毙部荒分饥试每验伶研北究黄：●龚修炳掩年钻等呈：2鞠3层混宜合结楼构模跃型动棋力特刻性试帜验。●李锣国浮强饲等固：25层坡沪雨东皂造牧船伟厂宋综螺合升技络术拼中趴心扣大象楼糟结使构弹模骂型葱振涛动厚台乒试票验圾。●吕西灵林等乌：60层瓜上轧海伯世共茂浮国洞际补广亿场峡大慌厦泊、31层北茄京L附G大厦刺结构雕模型伴振动曾台试革验。●徐废培随福唐等迫：30层型同钢框磨架-核获心辆筒玻结萌构孔模叠型摆拟芦静刃力诞试嗓验务。●我增们友：粗层榴模稿型珠低聋周话反垒复盟荷棚载哨试乘验也和13层框柿支框亡架-核滚心皇筒顽模弦型肆拟泊动浑力厚试菊验具。2码11、高层菌混合律结构允层平董面模荐型低殖周霸反复蜜荷载雹试验墙为盗钢筋桂混凝栗土墙蛾；柱半分钢神筋混掠凝土浙柱、珍型钢恳柱和抬型钢携混凝搏土柱荐三种汁类型辞，每渴种类侮型2个试剪件,共6个池试断件恩。22层模浸型加急载装求置23层眼模橡型接实纳验赠室登加叶载判情房诚况24层奸模皂型邪不深分挡缝艘剪智力团墙谱破乓坏积情怀况25层弱模啦型兆分录缝仁剪检力勒墙先破奸坏碗情至况26不耗分洗缝享墙娱钢被筋俭混稻凝聪土膨柱滩荷柿载-位移冠滞回五曲线分缝黑墙钢见筋混协凝土夸柱荷归载-位移捏滞回暂曲线不毕分蝇缝骡墙限型莲钢浙柱终荷足载-位移铲滞回牲曲线分缝起墙型竖钢柱混荷载-位移泳滞回碧曲线2宇7不分标缝墙舅劲性贤混凝取土柱验荷载-位移团滞回聚曲线分坐缝郑墙退劲根性秩混考凝效土礼柱膊荷贵载-位移穿滞回滔曲线2垮8试毅验谁结蓬果寨表注明贵：（1）所价有试植件的造延性续都比景较好炕，滞淋回曲脊线比较丰汪满。婚框架矮柱为息型钢剥柱和瞒型钢拢混凝膀土柱圆时衡的哲延梅性袖比扇钢示筋绳混羽凝饼土旁柱墓时弓好趁。（2）描结检构川破废坏廉时概，请墙众、搂柱亚、杰梁乎的讯强倘度治都共能热较充缘瑞分河的吐利膛用怎。（3）彼剪问力线墙辟分泼缝祖对认结仰构滑的而延幼性俊有厉明荡显哑的开改善。2咳92、外滔框支馋框筒-内尖核忠心珍筒牢高驴层供混规合讲结互构劈燕模湾型汤的苗拟丧动逗力托试邀验3响05~基13层浸层第高3各0枯0视m馆m主连体器结眉构观为1没3层丽组准合折筒古中隆筒阔结夫构步模塘型运，挺模症型代的漆缩撕比画为1/咳10（额平村面虫尺顿寸18竹00腔×1妹80联0，莫高4材7乎5亡0）1帝~久4层狡层浮高45拐0m歼m现场遗模型姓照片3哈1试篇件引加馅载敬图32模夜型萄裂参缝蔬图3搞3楼拘面绞裂指缝伪图34底层贯核心选筒破论坏情衰况第4层核前心筒仿破坏童情况外故框疼筒估第9层已破比坏蚀情累况外框统筒转插换层途破坏妥情况35第5、13层位移时程曲线试验与计算对比

第5、13层位移时程曲线试验与计算对比

3抚6工况1234加速度峰值0.22g0.40g0.62g1.00g最大层间位移角试验值1/4811/3281/1721/106最大层间位移角计算值

1/5111/3091/1941/101最大层间位移角计算误差(%)-5.96.1-9.45.0最大顶点相对位移试验值

1/8471/4621/2941/177最大顶点相对位移计算值

1/9201/4301/2611/156最大顶点相对位移计算误差(%)-7.97.412.613.5层间位移角、顶点最大相对位移计算与试验比较

3郑7试验伶结果洞表明级：（1）核率心筒狗是抵离抗水座平剪生力的旨主要渠构件鄙。（2）连梨梁出薯现交素叉裂舞缝，跟破坏层最明姓显。（3）币结略构甘具泊有俘良屑好办的陕抗征震幕性渣能爪，7度罕脂遇地新震时，更外框挺筒基牙本处往于弹龙性状查态，8、9度罕遇他地震场时，怎内、乳外筒捎混凝咬土裂企缝开旷展较严利重。（4）主钢敬管退混且凝核土究柱秋承枝载爆力彼高描，溉抗犹裂拣性摊和闷延屠性都很冻好，戏直至拿结构钱破坏街时一返直保爽持完窜好。3伙83、舞沪的东姨造带船铅厂民综腐合列技国术泪中车心芳大窑楼锦结构斑模礼型火振目动剩台警试汪验共25层，切振动烤台台棚面输贼入三争种地赛震波信：上层海市回人工垮地震门波；E诉l泛c骄e册n悠t品r摇o波虎；Sa铜n胶Fe格rn效an污do波。3著9随着芬振型设阶数救的增承加，毁实测滴自振偶频率够加大哈，阻地尼比赠减少她。4晴0试验梨结果嫁表明谊：（1）小丘震阶订段模虑型的量顶点堆位移驾为1/坦60碎0赔-1闻/1精00躲0，挑大震阶根段为1痰/锄4求5，猫说茎明专模敢型井有码较粪好榆的样延竹性悉。（2）榴结缺构事破创坏承主废要现集惠中叙于暗混靠凝列土并核再心房诚筒弊，喜表食现溉为风底盼层辅核心苍筒成混抓凝蛙土凝受秩压妙破叫坏登、逗暗级柱升和组角都柱筒纵亡筋患压编屈职，验而为钢框泊架梳处瓶于燥弹伍性连阶各段痰。荒结斥构妥整全体画破益坏沟属姜于谱弯连曲桃型奴。（3）扮钢披框桥架肆梁招与巨混顺凝胳土龙核边心扔筒浪连按接允处套受念力掌复寺杂富，煤预傲埋刚件与混原凝土循的粘扔结易寇遭破向坏，网核心悔筒角安部节泻点区购混凝土破嚼坏严往重。（4）勺只欲要吐设胡计璃合浆理法，谣根夸据小现贸行《建焰筑猜抗名震胶设僻计茅规亚范》设计的漠结构耽，能体满足“小震孩不坏块，中磨震可梅修，昌大震淡不倒”的要芝求。高窝层果混匀合良结浅构臭好旗的贱抗亮震冈性板能冤是漫建嫌立艇在日以东下兆的额基尤础疏之搞上厚：1、称结准构柳的通平陈面吼布春置闪应缩慧尽独可慌能饶规粉整版；2、卧结疤构阻的歉整吵体材性旧要详好虑；3、碑型呜钢甩混劝凝煮土廉构思件肾采野用锦实伍腹总式狡型全钢就配金筋缸；4、娃节怨点浓区馋箍稼筋岔要垒加嗓密料，预梁猎与拉柱胃、索梁芒与墙的园连接蚊要可丧靠。4站1意极大芹利痕的起经两验苏是如：●楼乱面捐梁真多亿采勇用讯混割凝奔土仁梁码；●楼颜面掘梁笔与蔽混同凝吓土虾核苏心西筒匀或崇剪拣力宰墙搬的连企接看多茅采匙用株刚裕性网连往接扑；●在钢尿框架暴上设趟置斜扭向支臂撑；●基础夜多采封用桩穷基础睬。42434膀44鹅5日束本横不煌同负年摩代疑型庸钢不混麦凝鸦土慈梁单柱称配醉筋棒形密式岗变盛化464秒7六、尘高层壶混合声结构亮的竖阴向变屑形樱差分铃析不利旬因素切：●竖向慢荷载谷在各辨竖向辉构件纠中的活压缩壳量不搁等。●混凝杰土会风发生础收缩执、徐泽变变留形，作钢材爬不会慕。●温鞠度网。有榴利浑因革素光：●楼消面中标灭高示测们量课控扎制盒。●楼面绳高差拢混凝问土找仓平。●钢筋蜡对混蒸凝土膊收缩巡寿、徐哗变变毯形会枣产生叨约束诸。●混凝搂土核墨心筒饲超前拍施工幼。4箭8（艰一油）欧结肥构鸽自抽重杯等册竖绿向待荷楚载板作庄用游下仗考滥虑柿施驴工过想程孙影狡响们的盲竖摄向皂变菌形姜差僵分吴析4峡9考虑懂施工稻过程条的特克点：虹结构助逐步混形成宾，荷崭载逐株层施疲加，槐竖向我变形筑差随众着楼神面标勤高测赵量控遇制和屠混凝甲土找草平而头减少边，计圆算较蹦复杂茫，因巾此可绑采用峰近似梁加载煌法计救算。矩阵议方程彻为：[K燃][Δ]=阵[P剥]式割中妹，[K卵]保笨持译不弄变少，[P剥]为发上权三沸角辈矩叙阵维。50例题1：近似越解与眠精确督解结裙果相私近，歼一次枕解与骂精确叮解结则果相步差较肌大。5侦1竖向忧荷载撞下的革变形婶：s1d1s4s3s2d4d3d2S1为蜡第1层首竖轿向筒构迎件瓶的摘最兄小俊压党缩秆量棉，d1为鸦第1层竖用向构悼件的瞧竖向认变形固差。啊由于腔标高墨测量忍控制君和楼路面找家平关涝系，厌如果称各层秘层高利、梁冒柱截中面以昆及竖垦向荷苹载相只同，概可近狼似取副：S4=4壮S1d4=暂4要d15真2（二脚）考北虑竖膨向荷境载和域混凝棉土收南缩徐盟变产尽生般的竖德向变肝形差父实用尾分析羽方法●仅考值虑竖莲向构桶件在村轴力滋作用讯下的那变形富。●筒体狱应力拌较小号，混庙凝土排徐变欲为线认性徐变道，饱迭示加庭原误理枕适日用输。●计疯算氏徐里变锣收吹缩下竖俯向运位狭移菊时眉，纠不后考杜虑表水笛平构件通对相贩邻竖喝向构塑件变继形的播约束孩。1、库基临本残假语定532、剥钢洽筋够混砍凝食土哄轴类压由构皇件彻分隐批林加烤载天时还混葱凝趣土增徐孩变收缩司分析我的简居化方井法（1）徐决变的秤计算定磨义裕：在荷破载保辜持不孤变的进情况浑下，雷变形慢随时扛间推馆移继码续表增捷大波的点现题象复。特驻点耽：早爷期栽发眠展帽快匀，污但塘可碰以枝延历续多数饥年系。混凝退土的查徐变回与混交凝土休的材况料组添成、堡应力提大小察、养清护情伏况和绣加载绞龄期馒等许往多因枪素有辟关，参情况街较复橡杂。54假愿定格混承凝摧土百的向应畏力团较野小卡，肯徐霸变晶是搂线能性姻的披，仙迭晌加晚原妇理衬适命用湖。元根昆据AC唇I规张范至可币得怎混化凝母土莫的俊徐旗变贝应们变讲公灯式绢如臭下忙：式中烫，△σi、γai、γh、γt该i、γλ分贤别虫为妹第i级翅荷镰载罪时耕的沃荷驱载梁增芦量间以剩及抛加疫载摇龄量期墨、怜构字件张厚滥度议、壶持栽荷简时承间车、明环葵境屈相派对穗湿非度栽有拔关拢的贝徐鸣变近影禁响苹系株数第。耀当t→队∞时兵，γti＝1。时洁刻t的撒徐雀变旅应斗变:最终液徐变妻应变:5佩556（2）收炊缩的异计算定义仿：混凝莲土在匠空气挂中结瞒硬时矛体积迈减小笼的现妇象。收碧缩艰率探：3随×锡1恭0-耐4。收血缩=凝助缩+干缩叫。特殖点剑：早期便快，携可延裤续1～2年院。混浴凝牧土东的寄收较缩撇与悼混厉凝完土功的都组携成皱及期配香合处比循，合尤荣其嘉是倾水津灰闻比芹；乓养短护俘条解件古；黎使贴用轿时描的声温嫩度爬与汇湿住度僵有百关尽。传与朴荷夕载雕的食大钱小稍无陕关敬。57式克中企，——持由续员时拐间乞影蛇响延系很数践，扁（曲潮搭湿撤养扣护妈）涉，符（柴蒸壤汽蕉养项护起）伴，t是斤养傍护姿终喊了乖以盗后始的威天店数雪。混芽凝宝土鸣收惑缩假应为变绍可渣按普下远列冷公蜓式悼计午算裳：58（3）旦混归凝肉土针竖暮向狮承鉴重脆构斜件吨收碍缩席、耳徐凑变倦变遥形榜的拨计湿算第i层具竖硬向浮构旬件抹收羽缩耗、粱徐普变易由什以氏下功几可部流分董组禾成涛：分办析批表绵明熟，梢高器层辉混泪合锹结兄构榴竖让向炎变闸形用差适的趁大涝小肃为0科.唱5越m杆m膜~责1求.悉0孩m剧m宾/向m。蕉其惭中舞：发由榜于刃荷责载违引馆起通的慌竖降向狱变杯形桨差杂约消占1掀/限3；赞由头于腐混掩凝渠土太的岂收避缩荐、腾徐敞变疼引偏起赤的甜竖们向聋变令形恶差听约毫占2/扰3。有些窝因素宵和施喇工措恰施可完以减丛小竖抱向变爸形差泄，如乎纵向维受力达钢筋矛和核步心筒烈超前轰施工郑等。596罗0（三揉）梳配筋冈率影剖响的度计算混烛凝鱼土制截糊面乖最林终胶收炊缩父徐榴变唯应掏变键：式借中泥：61（四承）混父合结透构核筹心筒并超前阵施工剩的影递响混提凝摧土辫核躺心取筒霞超教前文施屈工晨的凡目盈的拐是触：湿使围楼牧面另施赌工紫到乌达径这刘一妈层勒之伍前丛，漆核哥心丈筒脸由防于耗荷铜载增和布混秋凝豆土晋的询收胜缩劳、居徐嫌变纪产盖生税的持变犹形森已哀经侍完尽成枯了毁一忽部康分确，饮当旨楼酱面液施耍工详到赞这稀一镰层钱时熊，骑竖惊向而变很形肿差汽比艇不踏超肠前爆施聪工态的流小祥。62上海天地区卧部分圈混合斗结构卡核心惑筒超酱前施悠工情员况

工程项目

核心筒超前施工层数核心筒占标准层面积（%）

金茂大厦1526

震旦大厦6-12

世茂国际广场12-1524

上海银行6-1021

商品交易大厦9

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钢筋用量

（t）

钢材用量

（t）

混凝土量（m3）

结构造价

方案13084

—19000838元/m2

方案23292

—20800858元/m2

方案394029149200861元/m2表7垫.胁1仙7工西程顽造逐价晃比培较Y方向眉前两嘱阶振盗型9煎5振型频率周期/s振型参与

系数振型参与质量（%）

1

20.2821.4373.5430.6961.510.77

64.8

18.9表7.脚18结构y向移前棋二黑阶镰模绞态96楼层多模态推覆时程分析均值

误差（绝对值）楼层位移

（mm）层间位移（mm）楼层位移

（mm）层间位移（mm）楼层位移

（%）层间位移

(%）14812162024280.86.018.330.944.058.575.594.20.82.2