高层钢结构设计实例

高层钢结构设计实例分析广州容柏生建筑结构设计事务所

RBS

StructureEngineeringDesignAssociates魏捷2011年5月RBS

钢结构是一种质量较轻、刚度较大的结构体系。多遇地震作用下，地震力与质量有近似的线性关系，即质量越大，地震力越大。因此，在满足相同刚度的条件下，钢结构的地震力一般小于钢筋混凝土结构。最为重要的是钢结构的延性远远优于钢筋混凝土结构，具有优越的防倒塌能力。

因此，在地震作用较大或地震作用为结构控制工况时，钢结构应该成为结构选型考虑的主要型式之一。一、前言二、国内近年钢结构的工程实例

北京银泰大厦。高度250米，50层。钢框架——筒体结构（筒体为内嵌钢板墙）天津津塔高度333米，83层钢框架——筒体（钢板墙）体系广州合景大厦钢框架——支撑体系40层，180米。厦门洪文世界山庄二期48层，188米钢框架——支撑（含钢板墙）体系在现划有的俊工程道应用坟实例针中，违结构煌高度葱从1稼00证米至家33糖0米狡。反鸟应出省钢结呢构抗劲侧刚余度的灿局限邮性。调（这短里不号讨论禾混合理结构纷）抗侧济力构嚷件的姐型式抗侧建力的寄构件兵主要连有：军钢支代撑，身钢板其墙，足边框析柱和迈钢板馆组成且的筒阶体。三、张高层惯钢结扔构的删规范谈依据1、竹《钢练结构粥设计尿规范救》G摔B5没00草17循-2半00诱32、碍《建华筑抗荒震设饼计规队范》药GB胡50季01固1-受20猛103、歇《高视层民漠用建堵筑钢值结构渡技术边规程浮》J庭GJ卷99坏-9功8（甜新标乌准J衰GJ好99阻-2知01魄0正双在报苹批）四、尽高层惨建筑箭钢结过构的既适用邻高度《抗牺规》球表结构类型6、7度（0.10g）7度（0.15g）8度9度（0.40g）0.20g0.30g框架11090907050框架—中心支撑220200180150120框架—偏心支撑（延性墙板）240220200180160筒体和巨型框架300280260240180表内爽的筒端体不使包括暑混凝劲土筒筹。新版株《高龙钢规倚》表结构类型6、7度（0.10g）7度（0.15g）8度9度（0.40g）非抗震设防0.20g0.30g框架11090907050110框架—中心支撑220200180150120240框架—偏心支撑（延性墙板）240220200180160260筒体和巨型框架300280260240180360五、岩《抗瓣规》催和新毙版《姑高钢普规》贤引矩入抗争震等啦级的辅概念《抗肠规》浓表8旗.1麻.3房屋高度烈度6789≤50m四三二＞50m四三二一与砼荐结构论相似槐的“顷强柱谁弱梁菠、强衔剪弱铁弯、窜强节洋点弱捷构件蚕”的凡延性践要求拒。六、遍钢结走构位亚移限袭值多遇之地震屑：1柱/2夹50智;罕遇论地震尸：1朵/5疼0。风荷辰载：耍1/日25揭0。七、下框架售——遍支撑日体系由于庸框架知结构津的适咸用高帜度较精小，眠高层跳钢结胁构一炊般采铲用框悦架—沃支撑消体系快。实邮例分颜析主加要以烤各类材支撑驴为主脱要对指象。1、乞《抗裳规》禁关于劫支撑展的规洗定《抗铃规条猴对支匹撑框呼架有愧以下贪几个既规定颤：1）胖支撑魄框架观在两将个方已向的土布置筑宜均尊匀对耐称，育支撑册框架湖之间楼盖俯的长脖宽比响不宜掀大于翠3。英（砼药结构轮：6品，7据度是涂6；酸8，退9度鹊是5伟。）2）鬼三、梅四级没且高吸度不隔大于僻50料米的浇钢结华构宜乳采用昂中心陈支撑陷，也知可采狱用偏鬼心支圈撑、采屈曲祸约束福支撑缺等消窗能支示撑。交叉悄支撑单斜烘支撑人字斗支撑3）坏中心邀支撑裁框架稻宜采掏用交挡叉支橡撑，约也可暮采用闯人字司支撑哀或单相斜杆右支撑炕，不校宜采仇用K决形支法撑；楼支撑省的轴胞线宜早交汇莲于梁鞋柱构记件轴贴线的厨交点漠，偏料离交住点时啦的偏极心距还不应滴超过寄支撑茄杆件炒宽度余，并拴应计币入由起此产像生的林附加熊弯矩崇。当狡中心俗支撑俱采用拴只能她受拉匙的单厦斜杆岔体系慢时，堂应同渣时设迅置不及同倾壶斜方影向的似两组妙斜杆肚，且酸每组炕中不灿同方坟向单有斜杆烛的截钉面面疼积在摔水平稼方向番的投漠影面倒积之智差不衰应大来于1监0%霞。支撑旗中心轿偏心饱，柱喂附加祥弯矩M=墨Ncsi似nα叫×e滋（偏蓬心矩栋）支撑但中心族交汇巡寿于梁滋柱节兔点4）愈偏心供支撑净框架束的每定根支娇撑应涛至少舅有一伏端与些框架桃梁连润接，灯并在穗支撑掏与梁闸交点词和柱嘱之间困或同某一跨修内与扒另一己支撑阀与梁锣的交心点之愤间形考成耗犁能梁泰段。耗能爹梁偏心蚕支撑《抗霜规条年第2细款：素当偏扶心支陈撑框效架部袄分承古担的拘地震絮倾覆糖力矩讯大于瓦结构京总地被震倾超覆力志矩的舒50翼%时资，其眉阻尼恋比可辉相应柏增加曲0.友00贡5。实践塞中，播偏心关支撑虽的刚寇度较僚小，佳在弹假性阶它段很喊难满削足此社条。来因此占，如交果需碑要偏蔑心支杆撑具滚有耗查能特词性，甘性能柿目标楚中，动必须扩使其兰在中完震下珍达到拾耗能趁段屈倍服。柴（中切震计程算需英要弹甩性板皱假定极）5）享采用德屈曲蹄约束富支撑搁时，角宜采哨用人述字支鬼撑、消成对司布置淘的单断斜杆赴支撑龙等形君式，兄不应孤采用卡K型奸或X叠形，其支撑唱与柱室堵塞锄夹角欠宜在受35惠°~沟55偏°之欠间。恐屈曲柱约束暗支撑妖受压助时，快其设口计参蠢数、么性能府检验卷和作侧为一睁种消宇能部端件的剃计算恒方法揭可按县相关言要求等设计凡。屈曲从约束践支撑口的主茅要特秆点是膝通过纪外加户套筒数，约裙束支先撑不写发生肉屈曲寨，且声保护伍梁柱岸构件慎不破票坏，报支撑携刚度拴和强帅度完毯全发听挥。粥其芯俯板钢蚀材类钉型为机低屈竟服点揉钢材智（屈节服强帅度1朝00欧MP低a，凑22著5M拴pa铃），叙普通句低碳田钢（乎SL否Y1万00斩，S券LY惧22垄5）采。屈曲够约束送支撑蕉和普饱通支犁撑的擦对比承载鹅力高拐（捷相同串刚度层下，笑承载苍能力摆比普奇通支迎撑提偿高2侦-1暂0倍惕）普通难支撑容轴向欠承载喂力设样计值屈曲捉约束旱支撑验轴向窜承载帖力设箱计值原理普通浴支撑

很大的不平衡力屈曲妄约束赛支撑屈曲淹约束袄支撑汇的检匆验《抗够规》融条文贴说明悄，P弦38叹8第核1，作2条多有具衡体规困定：橡“试偶验时日，依大次在楚1/摔30骨0,趣1/疾20溪0,煮1/鼓15法0,顿1/杂10浴0支荒撑长森度的委拉伸氧和压环缩往访复各廉三次脖变形绣。试握验得抖到的拆滞回要曲线度应稳渡定、暖饱满塌，具字有正零的增宋量刚利度，册且最桑后一松级变相形第井3次耗循环网的承踢载力刑不低电于历末经最财大承织载力夸的8胃5%帽，历刮经最膏大承婚载力腔不高忍于屈招曲约付束支菠撑极后限承钥载力执设计正值的塑1.亏1倍折。”6）滩钢板停剪力暴墙津塔刻钢板厘墙国外袜某工掠程钢咬板墙状应用钢板配墙特排点容易穿满足秘建筑洪功能乎（墙掘厚较异薄）砖；刚度萝较大数；需要铁采取阔措施克防止恢平面捆外屈稀曲；外包愉砼的孙钢板焦墙含加冬劲肋业的钢牙板墙简化活计算膛方法等效企支撑张的截夜面积Ab等效裕支撑可屈服睬应力fy’等效队支撑爱的屈艳服承拍载力喉Qy窃b2、疯抗侧向力构加件汇宾总中心搬支撑砍—受章力直谎接、蓄刚度处大；墓不能干受压永。偏心民支撑管—刚剑度小岛，弹旺性时铅作用蜂很小虏；在澡中震零、大晕震时涌耗能扔；宜财与中宴心支饱撑组呆合使全用。屈曲锣约束郊支撑她—受耀力直缠接、慰刚度茫大，慨受拉稍、受案压均隆可；异造价客较高天。钢板银墙—羞受力序直接被、刚掘度大柄；必愧须有臂防屈路曲措予施。重要鸣提示所有鸽抗侧狠力构崖件均脱应在疾安装灯阶段绵消除州自重脚