隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國高層建筑業(yè)也隨之發(fā)展迅速，設(shè)計水平也在不斷更新。結(jié)構(gòu)體系日趨多樣化，建筑平面布置與豎向體型也越來越復(fù)雜，這就給高層鋼結(jié)構(gòu)裝配式建筑結(jié)構(gòu)分析和設(shè)計提出了更高的要求。

1、高層鋼結(jié)構(gòu)

 從當(dāng)前的發(fā)展情況看，大致可分為重型鋼結(jié)構(gòu)和輕型鋼結(jié)構(gòu)。其中重型鋼結(jié)構(gòu)包括采用大截而和厚板的結(jié)構(gòu)，如高層鋼結(jié)構(gòu)、重型廠房和公共建筑等；輕型鋼結(jié)構(gòu)主要指采用輕型屋面和墻面的門式鋼架房屋、廠房、某些多層建筑等。此外，還有網(wǎng)架等空間結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在橋梁和工業(yè)構(gòu)架等方而也廣泛應(yīng)用。

 多層多跨框架結(jié)構(gòu)體系的主要組成部分是梁、柱及與之相連接的屋面結(jié)構(gòu)、支撐體系和墻板或墻架結(jié)構(gòu)。，梁柱均為等截面。材料主要選用高頻焊接和熱軋H型鋼、普通或輕型熱軋型鋼、冷彎型鋼等。多層框架輕鋼建筑自重輕、自振周期較長。對地震作用反應(yīng)不敏感，但框架體系的側(cè)向剛度較小。需設(shè)置各種側(cè)向支撐，或者結(jié)合電梯井的布置。采用框架抗剪橋架結(jié)構(gòu)、框架抗剪鋼板剪力墻、框架一鋼混剪力墻等新體系，以確保結(jié)構(gòu)水平位移控制在規(guī)范允許的范圍內(nèi)。

 高層裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑體系一般采用純框架體系，與鋼筋混凝上框架體系類似，縱、橫方向均為剛接框架，但將梁、柱改為鋼梁和鋼柱，且大多采用H截面，其承載能力及空間剛度均由剛接框架提供，適用于無法設(shè)置支撐的建筑物由于結(jié)構(gòu)采用型鋼，故其成為施工速度快的一種結(jié)構(gòu)形式，采用該種結(jié)構(gòu)體系的鋼結(jié)構(gòu)住宅，柱網(wǎng)分布有大跨度和小開間密柱式兩類。純框架結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是整體剛度均勻。制作安裝簡單，但側(cè)向剛度小，裝配式建筑鋼結(jié)構(gòu)宜用于20層以下的高層建筑。

 從力學(xué)觀點看，在民用和公共建筑的平面布局中，應(yīng)當(dāng)盡量使柱網(wǎng)按開間等跨和進深等距(或近似于等距)布置，這樣可以相應(yīng)減少邊跨柱距，也可以充分利用連續(xù)梁的受力特點以減少結(jié)構(gòu)中的彎距，可以使各跨梁截面趨于一致，而提高結(jié)構(gòu)的整體剛度。

2、鋼管混凝土結(jié)構(gòu)

 鋼管混凝土構(gòu)件是在混凝土中主要配置鋼骨，也配有構(gòu)造鋼筋及少量受力鋼筋，也被稱作型鋼混凝土或勁性混凝土。鋼管混凝土由于兩種材料間相互作用結(jié)果，不僅強度得到提高還增強塑性和延性，抗震性能和防水性能優(yōu)越，且節(jié)省材料，因此鋼管混凝上在高層建筑中的應(yīng)用日益增多。鋼加混凝土組合結(jié)構(gòu)的另一種類型是由鋼柱子外包混凝上組成，既能發(fā)揮兩種材料的各自優(yōu)點，又比較經(jīng)濟，所以高層建筑采用較多。

 鋼框架鋼筋混凝上核心筒混合結(jié)構(gòu)的側(cè)向剛度主要取決于核心筒的高寬比，從抗震和抗風(fēng)角度考慮其值不宜超過10。高寬比大的結(jié)構(gòu)很難滿足我國設(shè)計規(guī)范對結(jié)構(gòu)水平位移的限值。該結(jié)構(gòu)形式的主要特點是其抗震性能基木上取決于混凝上核心筒(在這此方而遠不如鋼結(jié)構(gòu)優(yōu)越)，由于剛度大，承擔(dān)了約90%的水平力，即使將鋼框架做得較強，也難以從根本上改變這種局面。在單一材料的雙重抗側(cè)力體系中。周邊框架要求至少能承擔(dān)25%的水平力。而在鋼框架一鋼筋混凝土核心筒混合結(jié)構(gòu)中卻無法做到。也就是說，這種體系的二道防線的抗震能力很弱。就這一點而言，對抗震是很不利的。目前，在我國這種結(jié)構(gòu)體系日益占據(jù)統(tǒng)治地位。

 在鋼混結(jié)構(gòu)中剪力墻設(shè)計中應(yīng)該注意的幾個問題：

 短肢剪力墻較多的剪力墻結(jié)構(gòu)”，主要是指結(jié)構(gòu)平面中部為剪力墻構(gòu)成的薄壁筒體、其余部位基本為短肢剪力墻的一種結(jié)構(gòu)布置形式。

 （1）為了提高抗震墻的變形能力，避免發(fā)生剪切破壞，對于一道截面較長的抗震墻，應(yīng)該利用洞口設(shè)置弱連梁，使墻體分為小開口墻、多肢墻或單肢墻，并使每個墻段的高寬比不小于2。所謂弱連梁，是指在地震作用下各層連梁的總約束彎矩不大于該墻段總地震彎矩的20%，連梁不能太強，以免水平地震作用下某個墻肢出現(xiàn)全截面受拉，這是比較危險的。但是，考慮到耗能，連梁又不能太弱，連梁弱到成為一般小梁時，墻肢就變成單肢墻，而單肢墻的延性很差，僅為多肢墻的一半，且單肢墻僅具有一道抗震防線，超靜定次數(shù)少，在地震作用下是很不利的。目前，有許多設(shè)計人員將結(jié)構(gòu)中門洞連梁、窗洞連梁都改為截面高度極小的二力桿件，這對結(jié)構(gòu)抗震是不好的。

 （2）在實際設(shè)計中，對連梁的剛度都要進行折減，這是因為剪力墻的剛度一般都很大，在水平力作用下，剪力墻中的連梁會因為很大的內(nèi)力而超過截面允許值，可靠的辦法是讓這些連梁先屈服，要使連梁能形成塑性鉸而不發(fā)生脆性破壞，連梁先就必須滿足強剪弱彎的要求，對連梁的剛度進行折減實際上就是降低其抗彎能力。以上兩種結(jié)構(gòu)體系的技術(shù)經(jīng)濟分析比較中，高層建筑采用鋼結(jié)構(gòu)綜合造價比鋼筋混凝上結(jié)構(gòu)偏高，并非鋼結(jié)構(gòu)本身的問題。只要通過合理選用結(jié)構(gòu)方案、構(gòu)件布局、截面形狀和節(jié)點構(gòu)造設(shè)計等，從而降低鋼結(jié)構(gòu)綜合造價是完全可行的。在框架結(jié)構(gòu)設(shè)計中，不論工程簡單還是復(fù)雜，其實終究是由梁、柱、板形成的基本單元組合而成，因此我們在設(shè)計過程中對梁、柱、板以及結(jié)構(gòu)體系中的一些注意點應(yīng)該有清晰的認識，使設(shè)計的工程既經(jīng)濟又合理。

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