高层建筑钢结构(讲稿)6.ppt

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1、第六部分第六部分 高层建筑钢结构高层建筑钢结构 抗侧力体系抗侧力体系 （二）（二）抗侧力体系抗侧力体系分类分类基本组成单元基本组成单元各类抗侧力体系各类抗侧力体系 水平变形特点水平变形特点实例实例 做法做法应用范围应用范围一、抗侧力体系基本单元一、抗侧力体系基本单元 基本组成单元基本组成单元支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒支撑桁架支撑桁架 + + 框架框架密柱深梁密柱深梁钢砼剪力墙钢砼剪力墙支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒钢框架体系钢框架体系基本单元的组合基本单元的组合支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒钢框架钢框架支撑体系支撑体系基

2、本单元的组合基本单元的组合支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒钢框架钢框架筒体系筒体系基本单元的组合基本单元的组合支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒大型支撑体系大型支撑体系基本单元的组合基本单元的组合支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒支撑支撑筒体系筒体系基本单元的组合基本单元的组合支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒支撑桁架支撑桁架钢框架钢框架筒筒基本单元的组合基本单元的组合筒筒 束束 体系体系筒筒 中中 筒体系筒体系抗侧力体系抗侧力体系钢框架体系钢框架体系钢框架钢框架支撑体系支撑体系钢框架钢框架筒体系筒体系大

3、型支撑体系大型支撑体系支撑支撑筒体系筒体系筒筒 束束 体系体系筒筒 中中 筒体系筒体系二、钢框架体系二、钢框架体系 应用于30层以内的高层建筑三、钢框架三、钢框架 支撑体系支撑体系 (应用于30 60层的高层建筑) 钢框架钢框架支撑桁架支撑桁架分类分类按支撑杆的设置方法 轴交支撑偏交支撑按支撑桁架的设置方法 框架竖向支撑体系加劲的框架竖向支撑体系支撑的等效件支撑的等效件 嵌入式墙板嵌入式墙板钢板剪力墙板钢板剪力墙板内藏钢板剪力墙墙板内藏钢板剪力墙墙板带竖缝砼剪力墙墙板带竖缝砼剪力墙墙板抗侧力体系抗侧力体系钢框架体系钢框架体系钢框架钢框架支撑体系支撑体系钢框架钢框架筒体系筒体系大型支撑体系大型支

4、撑体系支撑支撑筒体系筒体系筒筒 束束 体系体系筒筒 中中 筒体系筒体系四、钢框架四、钢框架 筒体系筒体系 1、做法、做法把钢框架和筒共同组合，作为抗侧力体系 最大高度 400 m 中国 高钢规程 筒筒 钢框架钢框架 钢框架钢框架 筒体系筒体系 支撑桁架支撑桁架 + + 框架框架密柱深梁密柱深梁钢砼剪力墙钢砼剪力墙支撑筒支撑筒钢框架钢框架密柱深梁筒密柱深梁筒钢框架钢框架钢砼筒钢砼筒钢框架钢框架2、分类、分类根据筒的做法不同，分三类 3 3、密柱深梁筒、密柱深梁筒钢框架钢框架 特点特点A A、密柱深梁在外，形成筒，承担水平和竖向荷载、密柱深梁在外，形成筒，承担水平和竖向荷载B B、钢框架在内，梁柱

5、铰接，承担竖向荷载、钢框架在内，梁柱铰接，承担竖向荷载C C、外筒一般为规则平面、外筒一般为规则平面正方形，圆形，八角形D D、外筒的梁柱采用刚接、外筒的梁柱采用刚接E E、外筒的抗侧力刚度大、外筒的抗侧力刚度大倾覆力矩 M水平剪力 QA AA AA AA A水平力水平剪力 倾覆力矩梁弯矩、剪力柱弯矩、剪力柱轴力普通钢框架普通钢框架由柱弯曲剪切变形引起层间水平位移由梁引起柱轴向变形引起相对较小框架梁、柱抗弯、抗剪刚度较小抗轴向刚度较大相对较大相对较大框架抗侧力刚度小，顶层位移大水平力水平力横向框架横向框架纵向框架纵向框架水平力作用时，外框架中，水平力作用时，外框架中，横向框架不能参与受力横向框

6、架不能参与受力梁抗弯、抗剪刚度较小普通钢框架普通钢框架 外框架外框架密柱深梁密柱深梁梁高度大柱很密抗弯、抗剪刚度大柱内力（弯，剪，轴）小特点由柱弯曲剪切变形引起层间水平位移由梁引起柱轴向变形引起小小小框架抗侧力刚度大，顶层位移小水平力水平力横向框架横向框架纵向框架纵向框架协调一个方向的柱子的轴向变形协调一个方向的柱子的轴向变形梁抗弯、抗剪刚度较大密柱深梁筒密柱深梁筒 外框架外框架通过角柱，协调另一个方向的柱通过角柱，协调另一个方向的柱子的轴向变形子的轴向变形结果横向框架参与抵抗水平力横向框架参与抵抗水平力世界贸易中心美国，纽约 411m地上110层，地下6层 1973年竣工密柱深梁筒密柱深梁筒

7、钢框架钢框架密柱深梁筒密柱深梁筒外筒外筒普通钢框架普通钢框架4747根箱形柱根箱形柱钢框架钢框架构件截面构件截面柱焊接箱型截面厚度 12.57.5框架梁焊接H型截面梁高1320楼板1.2mm压型钢板上浇100厚混凝土楼板800 80012.00m 以下450 45012.00m 以上用钢量78000 t, 186.6kg / m2 阿莫科大厦（Amoco Building) 芝加哥标准石油大楼 美国，芝加哥 342m地上82层，地下5层 1973年密柱深梁筒密柱深梁筒钢框架钢框架密柱深梁筒密柱深梁筒外筒外筒普通钢框架普通钢框架 16 16 柱柱钢框架钢框架构件截面构件截面外筒柱等边角钢型截面内

8、框架柱焊接H型截面用钢量161 kg / m2 芝加哥标准石油大楼 柱距3050, 宽1520厚度 63 16外筒梁1680 高10-2010-20层层4 4、支撑筒、支撑筒钢框架钢框架( ( 支撑桁架支撑桁架 + + 框架框架 ) )支撑筒支撑筒支 撑 筒 的支 撑 筒 的主要构件主要构件支撑斜杆支撑斜杆主裙梁主裙梁柱柱次裙次裙梁梁支撑筒支撑筒钢框架钢框架 特点特点A A、支撑筒在外，承担水平和竖向荷载、支撑筒在外，承担水平和竖向荷载B B、钢框架在内，梁柱铰接，承担竖向荷载、钢框架在内，梁柱铰接，承担竖向荷载C C、外筒一般为正方形或矩形平面、外筒一般为正方形或矩形平面E E、外筒的抗侧力

9、刚度大、外筒的抗侧力刚度大D D、支撑斜杆、柱、主次裙梁采用、支撑斜杆、柱、主次裙梁采用 焊接焊接H H型截面型截面B B、协调柱的轴向变形、协调柱的轴向变形支撑斜杆的作用支撑斜杆的作用A A、主裙梁、柱主要受轴向力、主裙梁、柱主要受轴向力B B、使横向的支撑框架参与、使横向的支撑框架参与 抵抗水平力抵抗水平力水平力水平力横向支撑框架横向支撑框架纵向支撑框架纵向支撑框架水平力水平力横向支撑框架横向支撑框架纵向支撑框架纵向支撑框架Location: Chicago, Illinois, USAC o m p l e t i o n D a t e : 1 9 6 9H e i g h t : 1

10、 , 1 2 7 ( 3 4 4 m ) f e e tStories: 100M a t e r i a l s : S t e e l地上 100层, 地下2层汉考克大厦汉考克大厦John Hancock Center支撑筒支撑筒钢框架钢框架构件截面构件截面外筒柱焊接H型截面用钢量145 kg / m2 汉考克大厦汉考克大厦最大 915 X 915最大厚度 152 达拉斯第一国际大厦 (Renaissance Tower, First international building)美国，达拉斯(Dallas), 217m地上56层，地下2层 1974年支撑筒支撑筒钢框架钢框架 达拉斯第一国

11、际大厦 (Renaissance Tower, First international building)构件截面构件截面柱节点板楼板肋高76mm的压型钢板上浇830厚混凝土楼板支撑杆焊接H型截面610 610610 610 152地下室角柱533 584一层焊接箱型截面焊接H型截面3000 3600 152 达拉斯第一国际大厦 (Renaissance Tower, First international building)5 5、钢砼筒、钢砼筒钢框架（钢框架（6060层以内）层以内）做法做法把钢框架和钢砼筒共同组合，作为抗侧力体系 最大高度 220 m 中国 高钢规程 深圳发展中心大厦深圳

12、发展中心大厦 中国，深圳, 151m地上40层，地下1层 钢砼筒钢砼筒钢框架钢框架结构钢材结构钢材(美国钢材)H型钢梁、柱 A572/50级钢高强度螺栓 A490F箱型截面梁、柱钢板 A572/42 级钢 上海静安希尔顿酒店 1层（下） 43层（上） 143.62m 北京国贸中心二期塔楼 3层（下） 39层（上） 156m 大连远洋大厦 4层（下） 51层（上） 200.8m 抗侧力体系抗侧力体系钢框架体系钢框架体系钢框架钢框架支撑体系支撑体系钢框架钢框架筒体系筒体系大型支撑体系大型支撑体系支撑支撑筒体系筒体系筒筒 束束 体系体系筒筒 中中 筒体系筒体系五、大型支撑体系五、大型支撑体系 做法做

13、法大型支撑桁架直接作为抗侧力体系 B、支撑桁架杆件少，但截面大 特点特点C、杆件主要受轴力作用 D、抗侧力刚度大E、最大高度 中国 高钢规程没有明确规定 369 m，72层 A、支撑桁架既是抗侧力体系，又是抗重力体系 香港中国银行大厦 中国，香港, 367m地上72层，1988.8.8大型支撑体系大型支撑体系 香港中国银行大厦 平面尺寸 50m 正方形四个角柱 4m X 4m抗侧力体系抗侧力体系钢框架体系钢框架体系钢框架钢框架支撑体系支撑体系钢框架钢框架筒体系筒体系大型支撑体系大型支撑体系支撑支撑筒体系筒体系筒筒 束束 体系体系筒筒 中中 筒体系筒体系六、筒中筒体系六、筒中筒体系 外筒与内筒之

14、间用钢梁相连 最大高度 高钢规程外筒密柱深梁密柱深梁，钢砼筒内筒 中国国际贸易中心大厦中国国际贸易中心大厦 中国，北京, 153.55m地下2层, 地上39层筒中筒体系筒中筒体系(三层以下为钢骨混凝土结构) 中国国际贸易中心大厦 上海国际贸易中心大厦 筒中筒体系筒中筒体系中国，上海, 129.55m地下2层,地上35层(地下室为钢骨混凝土结构)筒筒 束束 体系体系抗侧力体系抗侧力体系钢框架体系钢框架体系钢框架钢框架支撑体系支撑体系钢框架钢框架筒体系筒体系大型支撑体系大型支撑体系支撑支撑筒体系筒体系筒筒 中中 筒体系筒体系七、筒束体系七、筒束体系 多个筒相互组合在一起 最大高度 高钢规程筒密柱深梁西尔斯大厦68.55m方形，由9个方筒构成 美国，芝加哥443m, 108层， 1974年筒束体系筒束体系 构件截面构件截面柱焊接H型截面楼板76高肋的压型钢板上浇63厚混凝土楼板1070 609 102底层1070 305 19顶层用钢量76000 t, 161kg / m2 梁焊接H型截面990 406 70底层990 245 25顶层