多高层钢结构选型与结构布置
11页1、62 多高层钢结构的选型与结构布置,621 结 构 选 型 622 结构平面布置 623 结构竖向布置 6.2.4 构布置的其他要求,621 结 构 选 型,在结构选型上,多层和高层钢结构无严格界限。但为区分结构的重要性对结构抗震构造措施的要求不同,我国建筑抗震设计规范(GB500112001)将超过12层的建筑归为高层钢结构建筑,将不超过12层的建筑归为多层钢结构建筑。 有抗震要求的多高层建筑钢结构可采用框架结构体系、框架-中心支撑结构体系(图6-9)、框架-偏心支撑结构体系(图6-10)及框筒结构体系(图6-11)。 框架结构的梁柱节点宜采用刚接。纯框架结构延性好,但抗侧力刚度较差。,621 结 构 选 型,中心支撑框架通过支撑提高框架的刚度,但支撑受压会屈曲,支撑屈曲将导致原结构承载力降低。 偏心支撑框架可通过偏心梁段剪切屈服限制支撑受压屈曲,从而保证结构具有稳定的承载能力和良好的耗能性能,而结构抗侧力刚度介于纯框架和中心支撑框之间。 框筒实际上是密柱框架结构,由于梁跨小、刚度大,使周圈柱近似构成一个整体受弯的薄壁筒体,具有较大的抗侧刚度和承载力,因而框筒结构多用于高层建筑。,6
2、21 结 构 选 型,各种钢结构体系建筑的适用高度与高宽比不宜大于表6-4和表6-5给出的数值。 表6-4 钢结构房屋适用的最大高度,621 结 构 选 型,表6-5 钢结构房屋适用的最大高宽比,622 结构平面布置,多高层钢结构的平面布置应尽量满足下列要求: 1)建筑平面宜简单规则,并使结构各层的抗侧力刚度中心与质量中心接近或重合,同时各层刚心与质心接近在同一竖直线上。 2)建筑的开间、进深宜统一,其常用平面的尺寸关系应符合表6-6和图6-12的要求。 表6-6 L,l,l,B的限值,622 结构平面布置,当钢框筒结构采用矩形平面时,其长宽比不应大于1.5:1;不能满足此项要求时,宜采用多束筒结构。 3)高层建筑钢结构不宜设置防震缝,但薄弱部位应注意采取措施提高抗震能力。如必须设置伸缩缝,则应同时满足防震缝的要求。 4)宜避免结构平面不规则布置。 如在平面布置上具有下列情况之一者,为平面不规则结构:,622 结构平面布置, 任意层的偏心率大于0.15。偏心率可按下列公式计算: (6-1) 其中: (6-2) (6-3),622 结构平面布置,式中 x 、y分别为所计算楼层在x和 y方
3、向的偏心率; ex 、ey 分别为x和y方向楼层质心到结构刚心的距离; ex 、ey分别为结构x和y方向的弹性 半径; Kx 、Ky分别为所计算楼层各抗侧 力构件在x和y方向的侧向刚 度之和; KT所计算楼层的扭转刚度; x、y以刚心为原点的抗侧力构件坐标。,623 结构竖向布置,多高层钢结构的竖向布置应尽量满足下列要求: 1) 楼层刚度大于其相邻上层刚度的70%,且连 续三层总的刚度降低不超过50%。 2) 相邻楼层质量之比不超过1.5(屋顶层除外)。 3)立面收进尺寸的比例L1/L0.75(图6-13)。 4)任意楼层抗侧力构件的总受剪承载力大于其 相邻上层的80%。 5)框架-支撑结构中,支撑(或剪力墙板)宜 竖向连续布置,除底部楼层和外伸刚臂所在 楼层外,支撑的形式和布置在竖向宜一致。,6.2.4 构布置的其他要求,1)高层刚结构宜设置地下室。在框架-支撑(剪力墙板)体系中,竖向连续布置的支撑(剪力墙板)应延伸至基础。设置地下室时,框架柱应至少延伸到地下一层。 2)8、9度时,宜采用偏心支撑、带缝钢筋混凝土剪力墙板、内藏钢板支撑和其他消能支撑。 3)采用偏心支撑时,顶层可为中心支撑。 4)楼板宜采用压型钢板(或预应力混凝土薄板)加现浇混凝土叠和层组成的楼板。楼板与钢梁应采用栓订或其他元件连接(图6-14)。当楼板有较大或较多的开孔时,可增设水平钢支撑以加强楼板的水平刚度。 5)必要时可设置由筒体外伸臂和周边桁架组成的加强层。,
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