多高层钢结构体系

多高层钢结构各种结构体系的优点与不足

摘要：我国大陆地区的大城市多数位于沿海或6度以上地震区，强风或地震引起的侧力成为高层建筑的决定性荷载。有关专家也指出，设计实践中抗侧力结构体系的优选与否，不仅使结构用钢量大幅增减，也关系到房屋建筑的重大安全。因此，作为一名结构设计从业人员，有必要了解多高层钢结构各种体系的特点、使用条件和适用高度，明确其优点与不足，才能正确地选择合适的结构体系。

关键词：多高层；钢结构；结构体系

近年来，我国各个城市相继兴建了大量高层建筑，随着楼房的日益增高，钢筋混凝土结构已不再是唯一经济有效的结构类型。对于40层以上的高楼，若采用传统的普通钢筋混凝土结构，则会带来以下问题：构件截面尺寸较大，建筑使用面积相对减小，单位使用面积造价相对上升；自重大，使基础和地基处理复杂，费用昂贵；现场工作量大，施工周期大，推迟建筑的启用，减小了经济效益等。而多高层钢结构的应用，极大地缓解了上述问题。多高层钢结构，一般是指六层（或30m）以上，主要采用型钢、钢板机械连接或焊接成构件，再经机械连接、焊接而成的结构体系。具有材料强度高、延性好，抗震性能优越；自重轻、截面小，室内有效面积大；与玻璃幕墙结合，建筑外形现代感很强；施工速度快、工业化程度高，可降低人工费用，增加建筑的投资回报率；现场作业环境污染小；材料可重复利用等优点。因此，当今多高层钢结构建筑蓬勃发展，业已成为都市化水平的标志和经济技术实力的象征。

在高层建筑设计中，由于结构高度与宽度尺寸相差悬殊，高层建筑类似嵌固于地面上的“悬臂柔杆”，其抗侧力作用成为必须考虑的重要问题。根据荷载规范与抗震规范可知，高层建筑的水平侧力主要包括经常性的风荷载和偶发性的地震作用。其中：风荷载的影响是使建筑产生侧向变形，风大时产生振动，进而影响人们在正常生活和工作下的舒适感；地震作用则往往导致建筑结构的倒塌或损坏。对于地震区的高层建筑，应考虑地震作用时不破坏，至少不倒塌。随着建筑高度的增长，风荷载一般逐渐增大，达到一定高度后，风荷载稳定下来，波动较小；并且，随着高度的增长，风荷载对结构设计的控制作用越来越强，甚至超过地震荷载的影响。一般来说，风荷载与结构的抗侧刚度关系不大，而地震作用的大小则与其有着密切关系：从抗风振的角度来看，自然希望结构刚度大些，而从抗地震力的观点上，较大的刚度反而会导致较大的地震力，但太小又会因二阶效应等原因引起结构破坏甚至倒塌，因此结构刚度应大小适当。由于风荷载、地震作用都是侧力，对于地震区的高层建筑设计，特别要求结构体系既能适应风荷载作用，又能承受地震作用。

根据我国《高层民用建筑钢结构技术规程》（JGJ99-98）规定，高层建筑钢结构体系分为四类：框架结构、框架-支撑（剪力墙板）结构、筒体、有混凝土剪力墙的钢结构。在此基础上，有关学者从不同的研究角度，衍生出多个结构体系（见图1）。各种结构体系根据自身特点适用于不同的建筑高度、使用功能和抗震设防要求。以下就多高层钢结构各种体系的优点与不足进行详细论述。

(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)(h)(i)(j)

图1高层钢结构建筑常见结构体系

上图中，(a)——框架体系；(b)——错列桁架体系；(c)——框架-支撑桁架体系；(d)——有水平带状支撑的框架体系；(e)——框架-核心筒体系；(f)——开口筒体系；(g)——外框筒体系；(h)——筒中筒体系；(i)——束筒体系；(j)——外围桁架筒体系

一框架体系

钢框架结构，即由钢梁与钢柱构成的“杆件弯曲体系”。框架结构的变形主要由剪切变形和整体弯曲变形构成。当层数较少时，大部分位移由剪力引起的梁、柱弯曲产生，随着层数增高，框架有如一根悬臂梁，由于柱子轴向伸长和压缩，使整体弯曲变形所占的比例相对增加。按梁与柱的连接形式，钢框架结构又可分为半刚接钢框架与刚接钢框架两种形式。

工程应用实例：美国休斯顿第一印第安纳广场大厦（29层、高121m）、上海金沙江大酒店（反Z形平面、高42.4m）、北京长富宫饭店（矩形去四角平面、高89m）。

优点：结构各部分刚度相对来说比较均匀；在垂直平面上不需要设置斜杆，使建筑物形成较大空间，并且为平面布置提供最大的灵活性；构造简单、易于施工；由于框架结构较软，具有较大延性，对地震作用不敏感，因此是一种好的抗震结构形式。在钢框架结构体系中，为了节约钢材，改善受力特性，提高防火性能，也可在下面若干层用钢骨混凝土代替钢框架。

不足：半刚接框架梁仅按重力作用下简支梁选择截面，梁与柱连接不承受重力荷载产生的弯矩，而用近似分析法得到的风荷载弯矩计算节点，在地震区还要进行地震作用验算；刚接框架虽更全面地考虑节点承受的弯矩，但节点构造较复杂；纯框架的抗侧刚度主要取决于梁与柱的抗弯能力，在侧力作用下梁柱节点弯矩过大；当层数增高时（半刚接框架超过20层，刚接框架达到30层以上），则楼层剪力很大，必须靠加大梁、柱的截面来提高其抗推能力，采用该结构将变得不经济。

二框架-抗剪结构体系

由于纯钢框架体系是靠梁柱的弯曲来抵抗水平力的，当房屋层数较多，或者

风力较大、地震烈度较高时，将不能有效地利用构件强度，采用纯钢框架结构体系就很不经济，而采用框架-抗剪结构体系就可以弥补这一不足。框架-抗剪结构体系的特点是主要依靠抗剪结构体系来抵抗侧力。

根据抗剪结构的不同，该体系又分为以下几种类别：

（1）框架-剪力墙结构

在钢框架中通过布置一定数量的剪力墙（钢筋混凝土剪力墙、带缝剪力墙或钢板剪力墙）来提高框架结构的抗侧力刚度。剪力墙的布置有独立式、核心式、内廊式、并列式和棋盘式等几种。

工程应用实例：北京香格里拉饭店（Z形平面、高82.3m）、京广中心（扇形平面、高208m）、上海瑞金大厦（矩形平面、高106.9m）、深圳发展中心（3/4圆形平面、高160m）。

优点：剪力墙的作用有如竖向悬臂梁，发生弯曲时顶部挠度最大，而框架结构主要发生剪切变形，在底部剪力最大处变形最剧烈。当二者共同工作时，由于彼此相互约束，在结构底部钢框架的变形受到了限制；而在上部，框架又限制了剪力墙过大变形，从而克服了纯钢框架在30层以上高层建筑中强度不能充分发挥的问题；以剪力墙作为抗侧力结构，既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度，可用于40~60层的高层钢结构。

不足：钢框架与剪力墙存在刚度均衡的问题。与钢框架并用的钢筋混凝土剪力墙刚度较大，在地震时易于发生应力集中现象，以致产生斜向大裂缝而脆性破坏；剪力墙部分仍要受楼板跨度的限制，灵活性有所减弱；在设计中必须注意剪力墙中心线与边缘约束框架柱的中线重合，否则引起偏心。

为避免上述现象，可采用带裂缝剪力墙，该形式由日本学者武藤清提出，即在钢筋混凝土墙体中按一定间距设置竖缝，在竖缝中设置两块重叠的石棉纤维板作隔板（日本方案）。这样做既不妨碍竖缝剪切变形，还能起到隔音和防火作用，从而将墙体分成许多并列的壁柱，在风荷载和小震下处于弹性阶段，确保结构的使用功能；在强震时进入塑性阶段，吸收大量的地震能量，而各壁柱继续保持其承载能力以防止建筑物倒塌。

工程应用实例（带裂缝剪力墙）：日本京王广场饭店、东邦人寿保险总社大厦、新宿三井大厦等。

钢板剪力墙是以钢板做成剪力墙结构，钢板厚约8~10mm，与钢框架组合，起到刚性构件的作用，在水平刚度相同的条件下，框架-钢板剪力墙结构的耗钢量比纯框架结构要省。剪力墙也可配合建筑要求上下层错开布置，呈棋盘状。其优点是可以避免刚度集中，使地震作用力分散开，缺点是剪力墙的整体性受到减弱并影响抗侧力性能。

（2）框架-支撑（支撑桁架）结构

众所周知，就杆件自身的力学特性而言，与杆件的抗弯刚度相比较，杆件的抗压或抗拉刚度则要大得多。因此，在该体系中，采用属于“轴力体系”的竖向支撑来加强框架，就能获得较大的抗推刚度。框架-支撑桁架体系由沿竖向或横向布置的支撑（或支撑桁架）结构和框架梁柱构成，桁架结构起着剪力墙的作用，水平力主要由竖向桁架结构承担，工作原理类似于嵌固在基础上的悬臂梁，梁柱框架可以是铰接或半刚接，其侧向刚度可以忽略不计，柱仅承受墙、梁、楼板传来的竖向荷载。该结构体系是高层建筑钢结构中应用最多的一种结构体系，一般适用于40~60层的高层建筑。根据钢支撑形式不同，该结构体系又分为中心支撑

结构和偏心支撑结构两种。

工程应用实例：加拿大蒙特利尔38层贝尔公司和国家银行办公大楼、日本神户贸易中心大厦（26层）、上海国际贸易中心（矩形去四角平面、高140m）、北京京城大厦（去掉四角的十字方形平面、高182.8m）、香港的Macau Ferry Terminal 大楼（42层）。

中心支撑：支撑斜杆、梁、柱的中心线都交汇于一点。形式有十字交叉型、三角型、K型、V型、菱形等。

优点：在侧力作用下，框架属剪切型，上部层间位移小，下部层间位移大，而支撑系统为弯曲型，顶部层间位移大，下部层间位移小，两者并联，可以明显减小下层的层间位移角；用钢量较纯框架结构少；梁柱节点构造相对简单。另外，采用桁架支撑的节间高，方便了施工；由于框架与支撑系统协同工作，竖向支撑桁架起到剪力墙的作用，承担大部分水平剪力。罕遇地震中若支撑系统破坏，尚可内力重分布由框架承担水平力，即所谓两道抗震设防。

不足：在强烈地震交变力作用下，支撑的侧向受压屈曲位移很大，中心支撑的承载能力将显著降低，同时结构的耗能性能变差，并可能引起周围构件的破坏。但随着支撑桁架的宽度、数量和布置位置不同，结构效能有较大差异，在结构设计中，尚应进行深入分析和研究。模型试验也指出：支撑在反复荷载作用下，杆件如果重复地屈曲，抗压能力将显著降低，短柱轴压承载力的降低值达50%，长柱的降低幅值则更大；压杆两端有很小的轴向位移，导致压杆发生很大的侧向挠度，例如，压杆两端的轴向位移为1cm时，压杆的侧向挠度即达15cm；反向荷载作用下，较细长的支撑斜杆从弯曲状态拉直时，迅速获得的刚度对支撑框架是一种撞击荷载，不仅产生振动效应，也促使支撑斜杆本身特别是杆端的连接因产生超应力而破坏；支撑斜杆一旦屈曲后，在反向荷载下不可能完全拉直，而在反向荷载下，另一根支撑斜杆又将出现屈曲，楼层抗剪刚度进一步降低；支撑杆件的局部屈曲，会导致钢板因出现裂缝而过早断裂。

偏心支撑：支撑的中心线偏离于梁柱交点，交点之间的一段梁被称为“剪梁”，它在往复荷载下具有良好的塑性，大大改善支撑框架的抗震性能。自70年代中期以来，美国、日本等国对这种支撑形式进行了较为全面的受力变形分析，特别是美国加州大学伯克利分校的地震研究中心对此还专门进行了一系列的理论和试验研究。

优点：在轻微和中等地震侧向力作用下，可以具有很大的刚度，减少地震作用下房屋的侧移；而在强烈地震时，由于体系的耗能，连梁首先发生剪切屈服，从而吸收大量能量，它一方面保护支撑斜杆不再因受压失稳而发生侧向挠度，使斜杆始终保持平直状态，避免斜杆在反复荷载作用下重复地屈曲而引起轴压承载力的大幅度降低，保证主要受力构件不致失效，另一方面也增加了支撑框架的延性，从而进一步提高了整个结构体系的抗震可靠度；据专家推算，使用偏心支撑可以节省用钢量约18%~30%，从而降低结构造价；另外，偏心支撑更容易解决门、窗及管道的设置问题。

不足：连杆是偏心支撑-框架设计的关键，为了防止扭转失稳，耗能梁与柱的连接形式不宜采用铰接，应采用刚接形式，所以耗能杆件相对来说不易更换；另外，当截面腹杆进入塑性之后，翘曲变形将不容忽视。重要的是，由于偏心支撑受杆件的长细比限制，截面尺寸较大，受压时也易失稳屈曲，在强风区或高烈度的地震区的建筑结构，一般的支撑体系满足不了要求。

（3）空间错列桁架结构

空间错列桁架结构由美国麻省理工学院在上世纪60年代研究出来，其设计概念是：建筑物整个框架在水平荷载下像一个悬臂梁，所有柱子都布置在周边，其作用如梁的翼缘，而柱间桁架起着悬臂梁腹板的作用。水平力作用于每层桁架上弦，经腹杆传至下弦，又由楼板传至相邻桁架的上弦，重复这一过程直到传至基础。该结构体系在国外通常为15~20层，可用到30层。

优点：不设中间柱，在房屋整个宽度和两倍柱距范围形成无柱空间，其中可以进行建筑的自由布置；楼板如一根深梁，起着将水平剪力传递给相邻桁架的横隔板作用，虽然桁架是交错布置的，但其受力性能与一个竖向平面内连续布置的桁架类似；楼板之间的柱不承受或承受很小的由侧向力引起的弯矩，而主要承受由重力引起的荷载效应，可以充分发挥高强钢材的作用，降低结构用钢。

不足：存在桁架挠度效应，即由桁架上弦轴向受压缩短和下弦轴向受拉伸长引起柱的弯曲，这种弯曲往往会在弱轴引起过大的弯矩；并且，错列桁架结构体系的建筑平面布置要求比较高，整个结构体系的变形是两个相邻桁架变形协同工作的结果，在垂直方向，为了传递另一方向侧力，也须同样方式布置错列桁架；另外，楼盖对结构的影响较大，必须特别注意其与平面桁架连接的可靠性。

（4）有水平带状支撑的框架-支撑桁架结构

当竖向支撑桁架设置在建筑中部时，外围柱一般不参加抵抗侧力的工作，因而整个建筑刚度提高有限，影响了建筑高度的增加，所以常在建筑的顶层或中间层设置整层楼高的水平带状支撑桁架予以加强（这些楼层可用作设备技术层或避难层），借以提高建筑物的刚度。其效果相当于在一定程度上加大了竖向支撑系统的有效宽度，减小了高宽比。

工程应用实例：美国41层第一威斯康星中心大楼、明尼阿波利斯IDS中心（57层、235m）、香港42层Macau Ferry大楼的部分楼层（第8、24、40层）采用了水平带状桁架予以加强，国内京城大厦和上海锦江饭店分馆大楼也作了这样处理。

优点：此体系使外围框架共同参与抵抗倾覆力矩，减小了结构的高宽比，加强了结构的整体刚度。表现为：向风面柱由于顶部帽状桁架转动而伸长、受拉；背风面柱则缩短、受压。这种拉压作用使核心结构发生相反的转动，因而限制了结构在侧力作用下的转动，减少了结构的侧移。此外房屋顶部设置水平支撑桁架，还可消除内外柱的变温差异并承担温度应力。

三筒体结构体系

筒体结构主要由内外两个筒体（即筒中筒体系）或多个筒体结构（即束筒体系）组合而成，共同抵抗水平力。对于该结构体系，必须重视剪力滞效应。

（1）框架-核心筒结构

对于超高层建筑，要使主体结构达到经济合理的地步，最有效的途径是使抗侧力结构的平面尺寸，达到房屋的全宽，也就是使房屋外围的竖向构件成为抗侧力结构的主要组成部分。若将框架-剪力墙结构体系中的剪力墙结构设置于内筒的四周形成封闭核心筒体，用以承受全部或大部分侧向和扭转荷载（核心筒可作为服务设施的空间用，如电梯井、楼梯井、设备管道井和卫生间等，外围框架可以是铰接钢结构或钢骨混凝土结构），而外围钢框架柱柱网较密，就形成了框架-核心筒体系。核心筒的布置随建筑的面积和用途不同而有很大变化，它可以是设于建筑核心的单筒，也可以组成几个独立的核心区布置在不同位置上。从材料上看,它可以是钢的，钢筋混凝土的，或二者组合的。从结构上看，可以设想为从

地面伸出承受侧力的悬臂箱形梁。由于它又同时承受重力荷载，这使核心墙体即使在侧力作用下也能按受压设计。

工程应用实例：美国芝加哥的80层标准石油公司大楼、纽约110层的世界贸易中心大楼、加拿大多伦多第一银行大楼（72层，高285m）、上海希尔顿酒店（三角形平面、高143.6m）、锦江饭店分馆（方形平面、高153.2m）。

优点：筒体外围结构是由密排柱子组成的，它看上去与多孔墙体一样，由此形成很大的空间结构，大大提高了体系的抗侧移刚度和抗扭性能；无需楼板梁的弯矩约束作用来抵抗和传递水平力，楼板可以作为密肋或无梁平板，从而获得较大的层高；外围结构可以是铰接钢结构或钢骨混凝土结构，按重力荷载进行设计，采用简单的抗剪连接，设计与施工比较简单。

不足：筒体不是实心而是密网框架，因框架的柔性在传力过程中有应力损失，造成正应力两边大、中间小的不均匀现象，即剪力滞效应，使得角柱比中间柱承受更大的轴力；结构的水平刚度取决于核心筒的高宽比，内筒平面尺寸相对较小，侧向刚度有限，由较小的核心面积承受全部侧力对地基的要求较高，对抗震不利；混凝土核心筒占用建筑面积，钢框架及其与筒体相连的桁架则节点复杂。因而这种体系对于50层以下在经济上比较有效。

（2）束筒结构

束筒是在房屋内部，沿纵向和横向各设置多道密排柱框架，将一个大框筒分割成若干个相连的小框筒而成的抗侧刚度很大的体系。

工程应用实例：美国芝加哥西尔斯大厦（采用9个方形钢框筒组成，内部具有一些共用柱使筒体相连，因而在水平双向各形成两道内部隔墙）、芝加哥“宏伟里程”大厦（该体系体形复杂，平面为狭长的L形，而且左、中、右三部分的高度相差很大，分别为57层、49层和22层）。

优点：构成筒体组合群的每个单元筒体本身也有很强的刚性，因此可以组成任何外形，形成所需要的楼面面积；各个单筒建筑可以终止于不同的高度，形成稳定的塔形建筑，而并不增加结构的复杂性；并且剪力滞效应很小；在使用上，下部可设置大量办公室,上部可满足一些租用者独占一层的要求。另外，就西尔斯大厦的设计来看，采用该体系还可以减少受风面积，减小风载侧移，不规则的上部扰乱了气流，产生湍流，减小建筑物的摇摆振动。

不足：从芝加哥西尔斯大厦结构的材料用量上看，束筒结构消耗钢材较大；并且密排柱设置过多，将影响建筑开间。

（3）筒中筒结构

集框筒和核心筒为一体的筒中筒结构体系，外围多为密柱深梁的钢框筒，核心部分由钢结构或钢筋混凝土结构筒体组成。换句话来说，利用建筑中心竖井的可封闭性，将一般框架结构改做成密排柱的框架内筒。

工程应用实例：美国休斯顿的52层单壳广场大楼、日本东京的54层新宿中心大楼、60层的“阳光60”办公大楼、北京国际贸易中心（带有2个圆角的方形平面、高155.3m）。

优点：增加了一个内筒抗弯构件，从而提高了结构的总刚度；内筒的轮廓尺寸比外筒小，水平荷载作用下的结构侧移中，剪切变形与整体弯曲的比例，内筒比外筒小得多，剪力滞后效应弱；内筒更接近于弯曲型构件，因此建筑物下部各层的层间位移，将因增设了内筒而显著减小；在顶层以及中间设备层，沿内筒的四个面设置外伸桁架，加强内外筒的连接，使外筒翼缘柱发挥更大的作用，有效

地抵抗层间剪力，进一步提高整个结构的抗弯能力；另外，全钢筒中筒还具有施工期短，墙体自重较轻，地基重力荷载分布较均匀，地震水平力不致集中到核心筒结构上，在大震时变形能力也较强。

不足：筒中筒结构的材料用量较大，且建筑空间布置的灵活性和建筑美观不如框筒结构。

（4）桁架支撑框筒结构

由主结构和次结构组成。主结构包括：外框筒角柱、外框筒中柱、内承重柱、大型斜支撑、主楼层外框筒梁。次结构包括：次楼层梁、内部小框架梁柱、楼板。

工程应用实例：美国芝加哥100层汉考克大厦。

优点：巧妙地克服了框筒中的剪力滞后效应，空间刚度很大。交叉桁架筒主要依靠斜杆的轴向力来抵抗水平剪力；正常情况下，侧力引起的斜杆拉力将会被重力荷载所产生的压力抵消，斜杆的这种双重作用使这一体系有很高的效能；采用该结构体系，用钢量比框筒可以节约钢材10%左右。

不足：开窗受到斜杆的影响，大量交叉节点构造比较复杂；对该体系的弹塑性分析表明，斜撑区段与角柱相交处是支撑框筒结构抗震的薄弱环节。

（5）开口筒结构

开口筒结构体系是指内筒平面尺寸较小，为增强侧向刚度，将抗剪结构在外围延伸至建筑短边全宽，在长边则中间断开，在平面两端形成槽形，当长边较长时，在中间部位有时再加一工字形抗剪结构或加一封闭中间筒以增强结构刚度，形式上像一个封闭的筒体上开了个小口，所以叫半筒体系。

工程应用实例：日本52层的新宿住友三角大厦中部分采用了这种体系。

优点：这种体系的抗剪结构采用抗剪桁架或者密柱结构，内部空旷，使用比较灵活。由于增大了抗侧力效果，高度可以达到70层。

不足：楼盖梁通常截面设计较大，比较耗材；虽然考虑剪力滞效应将长边中间断开是合理的，但是比起筒中筒体系，外部筒的刚度有所减弱。

四巨型结构体系

由几个大型结构单元所组成的主结构与其它结构单元组成的次结构共同工作，从而获得更大的整体稳定性和更高的效能。

（1）巨型框架结构

核心筒结构的分散和分离使得服务性空间和交通空间逐步向四周分散，这也促使了巨形框架结构的出现。由巨型柱承担主要荷载，使得高层建筑内部功能空间相对于核心筒结构更加完整。将一般的单跨框架结构按比例放大，就形成了巨型框架。该结构由位于建筑角部的巨型柱以及连接巨型柱的大型桁架组成，巨型柱和大型桁架分别充当刚接框架中的“柱”和“梁”。大型桁架一般有几个楼层的高度，通常每隔15～20层布置一道，满足超高层建筑的抗侧力要求。在巨型框架中，柱和梁不再是一个简单构件，而是由一个方形立体支撑体系或框筒所构成的复合构件。

工程应用实例：日本千叶县的NEC办公大楼（地面以上43层、高180m）、香港汇丰银行（矩形平面、采用了巨型柱结构与钢结构悬挂体系、地面以上43层、高175m）。

优点：抗侧刚度比一般框架大的多，更适合较高建筑物；隔若干层设置的大梁充当转换层的作用，使得沿竖向大小不一的空间得以自由布置。

不足：对转换层要求较高，梁做的很大，影响建筑的净高；梁柱断面尺寸太大，也会导致肥梁胖柱，影响建筑美观。

（2）巨型支撑结构

巨型支撑结构通过沿外框筒的各个面设置大型跨层斜支撑来形成结构的抗侧力体系，当结构在水平力作用下发生弯曲时，本由腹板和翼缘框架中的窗裙梁承受的竖向剪力改由支撑来承担。

工程应用实例：香港中国银行大厦（方形平面、70层、高315m）、成都成达工程有限公司总部大厦（高145m）。

优点：抗侧力方面，比框架-筒体更经济有效，结构钢耗用量大大减少；与过去采用的一个钢柱与两个或三个方向竖向支撑相连接的多向连接相比较，构造简单的多，加快了施工进度。

不足：同样面临开窗受支撑影响较大，且影响建筑美观的问题。

五其它结构体系

（1）伸臂结构

在高层建筑中，通过设置伸臂（在钢结构建筑中伸臂通常为钢桁架）将弯矩传递到外侧柱子上。通常情况下核心筒两侧的伸臂对称布置,但也有仅在核心筒一侧布置伸臂的情况。

工程应用实例：上海金茂大厦（地上88层、地下3层、高420.5m）、深圳平安金融中心（地上115层、地下5层、主体高588m）。

优点：结构外围，在伸臂端部可设置带式桁架，用于将伸臂传来的荷载分配到多根柱子。伸臂端部若与周边巨型柱相连,形成整体,可以更好的抵抗侧向力。

不足：该结构在伸臂位置容易产生剪力突变；位于核心筒与外侧柱子之间的伸臂桁架并不能增加核心筒的剪切刚度，因此通常要求很大的抗剪刚度。

（2）外部骨架结构

与巨型框架结构不同，外部骨架结构的抗侧力体系置于建筑主体的外部，与主体结构的外轮廓分开。

不足：抗侧力结构暴露在室外，在设计中需要考虑它与主体结构之间热胀冷缩的差异；同时，在设计中热桥效应也需要仔细考虑。

（3）表皮结构

表皮结构也称为蒙皮结构，是将建筑承受荷载的功能全部交由表皮构件完成，在维护构件的同时起到支撑结构的作用。

工程应用实例：MAD设计的中钢大厦、荷兰库哈斯设计的CCTV新办公楼。

优点：表皮结构将高层建筑的内部空间解放出来，空间大小、形状、连接方式十分自由，不受柱子的影响，功能空间的划分也更容易。空间的设计可以向异型化发展，作为内部的整体空间可以做得具有雕塑感。

缺点：就CCTV新楼的业内评价来看，该结构过于注重空间和使用功能上的联系，这种异形的结构形式传力并不直接，抗震性能值得质疑。

结语

多高层钢结构体系繁多，各具特色。在多高层钢结构设计时，必须根据各自的特点选择适宜的结构体系。以上论述作为本课程的一点总结和个人体会是较为肤浅的，对于多高层钢结构的丰富认识有待于在今后的学习和工作中进一步研究

和深化。

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[19]柯松.民用建筑钢结构体系研究[J].科技风,2009,(18):142-143

优秀的钢结构厂房监理总结 钢结构厂房监理总结

XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX工程 监理工作总结 XXXXXXXXXX项目部 2010年9月10日 主送单位：XXXXXXXXX集团有限公司 XXXXXXXXXXXXX监理有限公司 编制：XX 审核：XXXXXXX 批准：XXXXXX

总目录 一、工程概况 二、监理概况 （一）项目监理部组织机构 （二）监理工作制度 （三）项目部内部管理制度 三、项目监理部工作方法及原则 四、监理合同履行情况 （一）工程质量控制 （二）施工进度控制 （三）投资控制 （四）安全文明施工管理 （五）合同管理 （六）信息管理 （七）监理资料管理 五、监理工作成效 六、监理工作小结

一、工程概况 建设单位： 设计单位： 监理单位： 施工单位： 本工程为XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX，长度为150米，宽度为124米，建筑高度为21.25米，建筑面积为12915平方米建筑跨度为150米（5跨），柱梁构造为焊接组合Ｈ型钢，采用Q345B，节点连接采用扭剪型高强螺栓；涂装要求为钢材表面采用喷丸处理达Sa2.5级，底漆为环氧富锌漆，中间漆为环氧云母铁厚涂底漆，面漆为氧化橡胶厚涂面漆；防火等级为要求钢梁耐火极限为1.5小时，钢柱耐火极限为2小时，设计防火等级为二级。 二、监理概况（一）项目监理部组织机构依据《建设工程监理规范》，结合本工程的规模、特点、性质、目标和建设单位的要求，公司派许光健同志担任该工程总监，全面负责该工程监理工作，并配备足够现场监理人员进驻现场开展监理工作。 （二）监理工作制度根据监理规划、监理细则、安全监理细则的要求，项目部在总监理工程师主持下订立了监理例会制度、监理人员岗位责任制、旁站监理制度、文件档案管理制度等各项规章制度，并将各项制度上墙公布，督促所有成员努力工

多高层建筑钢结构节点的连接设计要点分析

多高层建筑钢结构节点的连接设计要点分析 摘要：随着我国社会经济的快速发展，人民经济水平的不断提高，使得高层建筑规模不断扩大。多高层钢结构建筑结构的出现，有效的提高了建筑住宅的安全性，提高了建筑的土地资源利用率，促进了多高层钢结构建筑结构的健康发展。以此为出发点，本文就多高层建筑钢结构连接设计展开分析，分析了多高层建筑钢结构连接设计的特点，并提出了针对不同连接方式的设计要点，以期促进我国建筑行业的快速发展。 关键词：多高层建筑；钢结构；节点连接设计； 0.引言 伴随着社会的进步，钢结构以其优良的材料特征在建筑业正日益受到广泛的关注。面对目前国内大量住宅建设所造成的资源浪费、环境恶化等后果，建设部已多次倡导发展钢结构住宅，从而推动住宅产业的升级。同样，我国目前多高层钢结构连接设计也必须基于目前的工业化水平，本文研究的重点即是针对我国目前钢结构连接设计存在的不足，构建出一套适用性的多高层钢结构连接设计方法。以期为我国多高层钢结构住宅的发展做出微薄的贡献。  1.钢结构梁柱节点形式的选择 进行钢结构设计时，在结构分析过程中应想好用哪种节点形式，根据结构构件的选用，按照传力特征不同，选择节点分刚接、铰接还是半刚性连接。 （1）铰接连接节点，本身拥有极大的柔性。钢梁仅在腹板处采用高强螺栓连接，上、下翼缘无需进行现场焊接。采用铰接时构造简单，使现场安装程序大为简化，现场作业量大大减小，现场安装可以不受天气及季节的影响，钢结构的安装速度大大提高。但是，铰接连接刚度和耗能性能差，对于结构抗风、抗震不利。 （2）刚性连接节点，具有很高的强度和刚度。其特点是受力性能好，但构造复杂，施工难度大。设计中梁柱节点一般是做刚接，这是由于梁柱节点承受的荷载一般较大而且还要抵御风荷载和水平地震引起的位移。 （3）半刚性连接节点，刚度和强度介于铰接和刚接之间。我国《钢结构设计规范》中没有给出半刚性连接的具体计算和设计方案，而且节点转动刚度很难确定。这样的 节点形式在工程设计中一般很少采用。 结构设计中习惯的做法是把连接当成理想刚接或者铰接，这样做能够使计算

钢结构工程施工总结

钢结构工程施工总结

目录 一、工程概况 (3) 二、材料采购及加工说明 (3) 三、原材料及成品进场检验 (4) 四、施工过程质量控制对策 (5) 五、质量控制措施 (5) 六、工序报验及验收 (6) 七、成品保护 (7)

钢结构工程 施工总结 一、工程概况 1、工程名称： 2、工程地址： 3、结构形式：钢结构 4、建筑高度：11m 5、建筑面积：5222 ㎡ 6、工程造价：200 万元 7、屋面板：宝钢镀铝锌彩钢板，厚度0.5mm，版型：HV980B,颜色：瓷蓝。 8、墙面板：宝钢镀铝锌彩钢板，厚度0.5mm，版型：HV1050,颜色：火石灰。 9、结构安装条件：采用起重机吊装 10、责任主体单位： 建设单位： 监理单位： 设计单位： 施工单位： 二、材料采购及加工说明 1、主结构管板节点及肢管下料均在钢结构专业加工厂按设计要求生产加工. 其他辅助材料. 如预应力索等均按设计及产品标准要求采购标准件。 2、屋面体系用主、次檩条（矩形管）、保温棉、水泥纤维板均按设计及产品标 准要求采购. 并在专业加工厂按设计要求生产加工。 3、所有钢构件加工前. 其表面已按规范规定清除氧化皮和锈蚀等污染物. 采用抛

.除锈完毕按设计要求喷涂环氧富锌底漆和环氧云 1 2 丸除锈. 除锈等级达到Sa 2 铁中间漆。 4、铝镁锰合金屋面板按设计要求现场加工。 5、本工程各类钢构件出厂前已按国家现行有关规定要求进行抽检检验. 结果表 明. 均满足《钢结构工程施工质量验收规范》的要求。 三、原材料及成品进场检验 原材料及半成品进场后已按《钢结构工程施工质量验收规范》的质量要求和验 收规定进行检验和验收. 具体检验项目及检验结果详见下表： 材料 序号检验批检验或验收结果名称 钢材、钢铸件强度要求符合设计及产品标准要求 主控 抽检复验要求的钢材检查复验报告. 合格 项目 钢板厚度及允许偏差 1 钢材 经量测. 符合产品标准要 求 型钢的规格尺寸和允许 经量测. 符合产品标准要一般 偏差求 项目 钢材的表面外观质量符合GB50205要求 主控焊接材料的品种、规格、 符合产品标准要求焊接项目性能要求 2 材料一般未发现药皮脱落、焊芯生 焊条外观要求 项目锈等缺陷 成型板及其原材料符合设计及产品标准要求金属压主控 3

钢结构设计的八大要点

钢结构设计的八大要点 钢结构设计要点 钢结构设计简单步骤和设计思路 （一)判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有 较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住 宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 （二）结构选型与结构布置 此处仅简单介绍。详请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构 选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规 定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来 确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有 效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是 判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。（无论结构软件 如何强大，扎实的结构概念和力学分析，及可靠的手算能力，才是过 硬的素质。）钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设 计方法，比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大 悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。屋面上雪

压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨 量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节 点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选 择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用 钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为 了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型src 柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。 对抗震不利。（把受力单元尽可能的向结构外围布置，是充分利用材 料性能的关键，就像中空的竹子一样，所以外强内弱很重要。） 结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的 说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响 范围,使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。 其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承 受1/4的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足 不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截 面加大，减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑 在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 （三）预估截面 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的 断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。根据荷载与支座情况， 其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧 向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按 规范中局部稳定的构造规定预估。

多高层钢结构住宅楼毕业设计计算书

多 高 层 钢 结 构 住 宅 方案设计

1、工程概况 1.1工程名称：雅居乐多高层钢结构住宅； 1.2建设地点：东莞市区某地； 1.3工程概况：场地大小为30m×30m，8～12层，建筑总高度不超过40m，室内外高差为0.3m，设计使用年限为50年； 1.4基本风压：0ω=0.8kN/m2，地面粗糙程度为C类； 1.5抗震要求：抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为8度，Ⅱ类场地土，设计地震分组为第一组。 2、场地土层情况 表2-1 场地土层情况 3 3.1建筑布置 3.1.1首层建筑平面图 如下图3-1所示，首层平面设计为大空间的形式，可以用此空间做为店面，即商住两用住宅。中间设计为过道、楼梯和电梯。由过道和墙把首层建筑分开为四个大空间，作为四爿店。由于商业的要求，首层平面将进行比较豪华的装修，例如钢柱将外包为方柱，而墙也做成玻璃幕墙与装饰墙混合的形式。此外，门也将用比较好看的旋转门，以吸引顾客。

图 3-1 首层建筑平面图 3.1.2标准层平面图 如下图3-2所示，标准层平面设计为商品房，以中间两墙为分隔墙，分为四户。朝北两户面积较小，内设一个客厅，四个卧室，两个卫生间，一个厨房，一个阳台（左右侧阳台以一墙分开）。而朝南两户面积较大，内设一个客厅，五个卧室，一个书房，一个厨房，两个卫生间，一个杂物间，一个独立阳台。此外，左右两户为于中间墙对称。

图 3-2 标准层平面图 3.1.3顶层平面图 如下图3-3所示，顶层设计为空旷的天台，外围有1.2m的女儿墙，屋檐外挑500mm。

图3-3 顶层平面图

3.1.4剖面图 图3-4 剖面图1

钢结构公司年度工作总结

工作总结 通过在市场部的工作，使我对自己的工作有了重新的认识，工作上的经验和得失，是需要不断学习和总结的，从中有经验也有教训，市场部的工作使我懂得了很多，不管是技术水平的提高，还是在为人处事的礼节，都需要进一步的提高，同时在努力作好自己本职工作的同时，更重要的是发挥团队的精神，与本部门及其他部门密切配合来共同来完成每一项工作。对于市场部，是充满机遇和挑战的，要想抓住机遇，必须苦练内功，作好迎接各种挑战的准备，还需要领导的培养和自己的历练。 一，现将近期在市场部的工作总结如下 近期公司任务量不足，主要跟市场的大环境有关，我们公司主要是内部市场，当集团公司投资或新建项目减少，公司生产也受影响，再者目前公司的钢结构产品还处在一个低端的水平，成本高，市场竞争力弱，在市场上竞争并不占优势，要想有大的突破1，必须树立良好的外界形象，建立良好的客户口碑和良好的长期合作关系,；2，苦练内功，节能降耗，提高自己的产品质量和档次，争夺高端市场，避免和低端市场打价格战；3，提高自身的技术水平，如网架，框架，高层建筑钢结构等的学习和研发，同时也可以到外面学习或引进外部的技术力量。 特别是近期在林重，山西陵川关岭山煤矿，新乡同力水泥网架工程，工作中，深深感觉到，客户的需求就是我们的努力的方向，同时跟客户进行有效的沟通至关重要，虽然自己在此方面的工作中曾经也出现了一些失误，如林州重机孵化园餐厅檩条材质问题，出现了失误，但亡羊补牢，为时不晚，吸取教训，以后要杜绝此类失误，公司虽然给予了处分，但公司是站在大局考虑的，不能因为同情，就原谅你的错误，一视同仁，所以

不找客观理由，不推卸，敢担当，先从自身找起，吸取教训，总结经验，进一步提高自身业务水平，争取让每一个客户满意。同时业主与合作单位客户沟通联系工作是一项纷繁复杂而又十分重要的工作，在山西陵川关岭山煤矿工程中，刚开始是一个新建工程，造价是147.7万元。但后期逐步增多，第二是活动中心，造价是121.1万元，工期45天，由于它是局部二层框架结构，屋顶为三角桁架，还涉及和原有建筑搭接问题，比较复杂，但经过现场实际勘察测量，和甲方多方面沟通，还是很好完成了任务，虽然施工过程中也存在和原有混凝土建筑打架的问题，如原有混凝土天沟和三角桁架打架，屋檐留口位置错误，但经过领导及项目部成员多方面努力，本着考虑进度，把影响及损失减少到最小，现场克服困难，很好完成施工任务。之后山西陵川关岭山煤矿防风抑尘网，虽然没有作过，但我们具有学习的精神，发挥自己的主观能动性，可以说是在学习中成长，并用于实际工作中去，工业场地热力管道土建及钢结构工程，是现场制作安装，本人在现场和施工人员加强沟通交流，也学习到了新的技术工艺。后续工程陆陆续续开工，截至目前我公司在此累计已承接工程437.45万元，这充分说明一个问题，只要我们本着为客户着想，创造优质工程，就会逐渐取得客户的信任，创造更多得合作机会。 新乡水泥有限公司煤棚又是另外一个例子，第一次投标我公司投标价并不占优势，投标价338万，由高到低排名第3，共6家，领导及市场部刚开始认为把握不大，但第一次投标流标，出乎意料，第二次投标公司考虑全面，运筹帷幄，投标价格占优势，另外离公司地址又近，占据天时，地利，人和，随后中标，以中标价272万元签合同。这让我们也领略到了什么叫峰回路转，凡事只要准备充分，机会会照顾有备之人的。但在喜悦的同时，得正视工作中的不足，第一工作经验不足，人际关系没有充分展

建筑工程(钢结构)毕业实习报告范文

日照职业技术学院 建筑工程学院顶岗实习报告 姓名： 专业：建筑工程技术 班级： 3 班 学号： 学校指导教师： 工地指导教师： 二〇一二年五月

目录 目录 第一章实践概况........................................ 错误！未定义书签。 1.1 前言............................................................................................ 错误！未定义书签。 1.2实习单位介绍............................................................................. 错误！未定义书签。 1.3岗位介绍..................................................................................... 错误！未定义书签。第二章钢结构工程概况.................................... 错误！未定义书签。 2.1 钢结构........................................................................................ 错误！未定义书签。 2.2 钢结构特点................................................................................ 错误！未定义书签。 2.3 日照嘉联建业钢结构有限公司................................................ 错误！未定义书签。第三章钢结构预算........................................ 错误！未定义书签。 3.1 做预算前的准备工作................................................................ 错误！未定义书签。 3.2 研究图纸需注意的问题............................................................ 错误！未定义书签。 3.3套用定额编制预算..................................................................... 错误！未定义书签。第四章钢结构厂房施工.................................... 错误！未定义书签。 4.1 钢结构厂房的主要构成............................................................ 错误！未定义书签。 4.1.1 钢结构厂房的建造，主要分以下五部分.................... 错误！未定义书签。 4.2 厂房施工工序.......................................................................... 错误！未定义书签。 4.2.1 钢结构主要施工工艺流程............................................ 错误！未定义书签。 4.2.2 施工放线........................................................................ 错误！未定义书签。 4.2.3 基础混凝土预埋螺栓.................................................... 错误！未定义书签。 4.3 钢结构安装.............................................................................. 错误！未定义书签。 4.3.1 施工方法........................................................................ 错误！未定义书签。 4.3.2 安装前准备工作............................................................ 错误！未定义书签。 4.3.3 安装施工工艺................................................................ 错误！未定义书签。 4.3.4 安装校正........................................................................ 错误！未定义书签。 4.3.5 檩条安装........................................................................ 错误！未定义书签。 4.3.6 屋面板的安装................................................................ 错误！未定义书签。 4.3.7 钢结构油漆.................................................................... 错误！未定义书签。 4.4单层门式钢架结构和混凝土结构的比较................................. 错误！未定义书签。第五章总结.............................................. 错误！未定义书签。 5.1 主要工作回顾.......................................................................... 错误！未定义书签。致谢..................................................... 错误！未定义书签。

高层钢结构设计四大关键点

在高层钢结构设计过程中，需要对结构布置、构件设计、节点设计及图纸编制等四个关键点进行重点把握，从而有效的提高设计水平，确保钢结构的质量和安全性。 一、结构布置 高层钢结构多以六层以上结构体系为主，在高层钢结构设计过程中，结构布置作为关键所在，通过将型钢、钢板连接或焊接成构件，然后将若干个构件利用螺栓或是焊接的方式组装成钢结构。在具体设计过程中，需要根据整体结构体系与分体系之间的力学关系及机理来进行结构布置，以此来对结构的重要性、荷载特征。结构形式、应力状态、连接方式、钢材厚度及工作环境等因素进行综合分析，从而确保设计的合理性，使结构布置更为科学。 二、构件设计 在高层钢结构设计过程中，构件设计作为其中较为关键的环节，在这个过程

中需要重视材料的选择，尽可能保证所选择的材料具有较好的承载能力，这样整体承重结构才不会因为钢材自身的脆性受到破坏。在连接构件时，轴心受拉构件的刚度要保证，这样才能提高钢结构的稳定性。 三、节点设计 在钢结构设计时，节点设计根据传力特点不同，可以分为三种，即刚接、铰接和半刚接。在节点设计时需要做好以下几方面的工作： 1、焊接：严格对焊接焊缝的形式和尺寸进行规定，焊接过程中要遵循规定的焊缝形式和尺寸进行，所选择的焊条要与金属连接材料具有较好的匹配性。 2、栓接：使用高强螺栓作为高层建筑钢结构连接传力螺栓，通常可以选择扭剪类型的螺栓，连接的螺栓则以摩擦类型为主。 3、连接板：将梁腹板加厚4mm，不过需要进行抗剪净截面验算。节点设计还需要考虑的是考虑螺栓的安装、现场焊接等工作空间与吊装构件的具体顺序等。

4、梁腹板：验算栓孔位置的腹板抗剪净截面，连接时使用高强承压型螺栓时，验算时还要包括局部孔壁承压能力。 四、图纸编制 在高层钢结构设计时，图纸编制主要以施工图作为参照标准，并做好细部设计工作，控制好桁架的整体稳定性，对设计流程进行规范，通过对钢结构的跨度、柱距、建模等进行确定，根据荷载规范进行加载和计算，从而绘制出施工图。

钢结构设计步骤

钢结构设计步骤和设计思路 摘要：钢结构设计简单步骤和设计思路关键词: 钢结构结构设计步骤 (一) 判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 (二) 结构选型与结构布置 此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指 导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是\"概念设计＼＂，它在结构选型与布置阶段尤其重要．对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概

念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间 的相互力学关系和简化近似设计方法。[２０] 钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载）,如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中,不

高层建筑钢结构设计与混凝土结构设计

高层建筑钢结构设计与混凝土结构设计 【摘要】如今的高层建筑基本上采用的是钢结构设计或混凝土结构设计方法，也有将两者结合建造的建筑物，这两种结构设计在高层建筑中各自有什么特点？在高层建设期间对两者结构设计的要求是什么？本文将针对性地做简要的分析。 【关键词】高层建筑;钢结构;混凝土;设计 一、高层建筑的钢结构特点 1、质地坚固、自重轻 钢材材质十分坚固是众所周知的。在高层建筑的施工中，相较于混凝土结构的工程，钢结构的建筑没有其横截面积大的问题，另外，由于钢结构自重较轻，所以利用钢材结构建造的建筑物重量较轻，这样就有效提高了建筑内部的抗干扰性能。 2、塑性好、韧性强 钢材良好的可塑性与伸缩性、坚强的韧性可以适应不同的负载重量。利用钢结构设计建造的建筑物比其他结构建造的建筑物的抗震性能更强。 3、钢材质地较为均匀 钢材质地较为均匀，钢材在建造钢结构的建筑物时符

合力学计算上的要求。 二、几种常见的高层建筑结构 1、剪刀墙结构 剪刀墙及结构设计常常出现在钢混结构的高层建筑中，其缺点主要是不能有效满足对空间的布置要求，同时载重能力较差，极少应用在共建建筑结构上。 2、框架结构 框架结构的高层建筑主要组成部分是梁和柱，是通过两者之间的连接点组成的，钢结构与钢混结构建造而成的高层建筑物基本上采用的是框架结构，其优势是其结构较为灵活，应用相当广泛，更能满足对室内空间的布置便利的要求;其劣势在于这种结构的高层建筑的抗震性不高。 3、简体结构与巨型结构 简体结构与巨型结构在高层建筑的建设中被应用的方式是一样的，通常情况下是与其他结构的建筑结构相结合，应用在高层建筑的建设中。 4、剪刀墙结构与框架结构相结合的设计结构 在高层建筑的建设中，如果单独采用剪刀墙结构或者框架结构的设计方式，建造完成的高层建筑在载重力、刚度、负荷力等方面都较弱，但是如果采取框架结构与剪刀墙结构相结合的设计方式，在应用到高层建筑的建设中时，其在载重力、刚度和负荷力方面都更为优越，所谓“1+1>2”的效

钢结构施工小结

钢结构工程施工总结 配套公建及商业楼工程,位于广州市白云区金沙五路，建设单位为广州市白云区经济发展公司，设计单位为深圳建筑深大建筑设计有限公司，勘察单位为建筑广州地质工程勘察研究院，钢结构施工单位为广东永达建筑有限公司，监理单位为广州高大上工程顾问有限公司。 本工程为门式钢架结构。建筑设计使用年限为50 年，建筑结构安全等级为二级，建筑抗震设防类别为丙类，抗震设防烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度为0.10g，建筑场地类别为Ⅱ类。出屋面中庭钢结构共有六个，分别编号为：G-W1、G-W2、G-W3、G-W4、G-W5、G-W6，六个的合计面积为：3789.85平方米。工程质量目标为合格。 本钢框架屋架最小的跨度为7.1米，最大的跨度29.9米，钢框架起 建高度由建筑结构屋面标高H20.700米起建。钢框架建筑标高最高高度 为H24.65米。屋面为单坡和双坡排水两种形式，坡度0.4~0.65不等。 本钢结框架屋架主结构采用Q345B钢材，屋面檩条采用C型的Q345B热 镀锌檩条。屋面系统（从上而下）为：屋面0.9厚直立锁边压型氟碳铝 镁锰合金板YX64-400，20厚玻璃棉隔声层，2厚自粘聚酯胎改性沥青防 水卷材，110厚岩棉板(保温板，燃烧性能A级，密度140kg/m3)，0.6厚 镀锌彩钢板，90厚岩棉板(保温板，燃烧性能A级，密度140kg/m3)，50 厚玻璃棉吸声、保温板，下铺防尘布，0.5厚穿孔压型钢板（YX30-245-980）。屋面排水系统为：外挂天沟及PVC落水管。应业主要求，钢结构 屋面收边面板采用为2.5mm铝单板收边及装饰。 钢结构工程从2016年11月10日开始施工，至2017年05月20日 完成。 项目部组织有关技术人员熟悉图纸，了解设计意图，做好自审、会 审工作，并根据施工图纸，认真编制本工程的施工组织设计和施工方案。做好技术交底：技术交底采用三级制。交底细致齐全。并结合具体操作 部位、关键部位的质量要求，操作要点及注意事项等进行交底。 钢结构工程按个数划分为6个施工区域。按区域组织流水施工，施 工顺序：主结构材料进场及检验→WG1安装预埋件及验收→主钢构吊装→ 现场焊接→檩条安装→主结构调整→现场补漆→主体检验→屋面板安装 →天沟安装……依次类推→屋面收边安装。

高层钢结构设计课后习题

1-1在高层钢结构设计中，为什么说水平荷载成为决定因素，结构侧移成为控制指标? 一方面结构自重和楼面使用荷载在竖向构件中所引起的轴力和弯矩的数值，仅与楼房髙度的一次方成正比，而水平荷载对结构产生的倾覆力矩，以及由此在竖向构件中所引起的轴力，是与楼房高度的二次方成正比；另一方面，对某一高度的楼房来说，竖向荷载大体上是定值，而作为水平荷载的风荷载和地震作用，其数值随结构动力特性的不同而有较大幅度的变化，从而使合理确定水平荷载比确定竖向荷载困难。 1)结构顶点的侧移△与结构高度H的四次方成正比;2)结构的侧移与结构的使用功能和安全有着密切的关系; 过大侧移会使人产生不安全感；使填充墙和主体结构出现裂缝或损坏，影响正常使用；因P-△效应而使结构产生附加内力，使结构安全受威胁。 1-2在高层钢结构设计中，为什么需要考虑柱的轴向变形和梁柱节点域的剪切变形？ 在高层钢结构中，由于柱中轴力大（特别是底层柱），因而轴向变形大，同时各柱轴向变形差异随房屋高度的增加而加大。当房屋很高时，中柱和边柱的轴向压缩差异将会达到较大数值，其后果相当于连续梁的中间支座产生沉陷，从而使连续梁中间支座处的负弯矩值减小，跨中正弯矩值和端支座负弯矩值增大。因此，若忽略柱中轴向变形，将会使结构内力和位移的分析结果产生一定的误差。另一方面，在高层建筑中，特别是在超高层建筑中，柱的负载很大，其总高度又很大，整根柱在重力荷载下的轴向变形有时可能达到数百毫米，对建筑物的楼面标高产生不可忽视的影响。因此，在构件下料时，应根据轴向变形计算值，对下料长度进行调整。 在结构设计中，钢框架的梁、柱大都采用工字形或箱形截面，若假设梁、柱端弯矩完全由梁、柱翼缘板承担，并忽略轴力对节点域变形的影响，则节点域可视为处于纯剪切状态工作，加之节点域板件一般较薄，剪切变形较大，因此，对结构内力和侧移的影响不能忽视。 1-3试述线性构件、平面构件和空间构件的特点与区别。 (1)线形构件具有较大长细比的细长构件，称为线形构件或线构件。当它作为框架中的柱或梁使用时，主要承受弯矩、剪力和压力，其变形中的最主要成分是垂直于杆轴方向的弯曲变形。当它作为桁架或支撑中的弦杆和腹杆使用时，主要是承受轴向压力或拉力，轴向压缩或轴向拉伸是其变形的主要成分。 线构件是组成框架-支撑体系、框架-剪力墙体系的基本构件。 (2)平面构件具有较大横截曲宽厚比的片状构件，称为平面构件或面构件。它作为楼板使用时，承受平面外弯矩，垂直于其平面的挠度是其变形的特点。它作为墙体使用时，承受着沿其平面作用的水平剪力和弯矩，也承担一定的竖向压力；弯曲变形和剪切变形是墙体侧移的主要成分。面构件出平面方向的刚度和承载力很小，结构分析中常略去不计。 面构件是组成框架-剪力墙体系、框架-核心筒体系的基本构件。 (3)空间构件由线构件和（或）面构件组成的具有较大横截面尺寸和较小壁厚的组合构件，称为空间构件或立体构件。框筒就是由梁和柱等线构件组成的空间构件；框架-核心筒体系中的核心筒常由面构件组成空间构件；巨型结构体系中的巨型柱常由线构件或线构件与面构件组合成空间构件，其巨型梁通常由线构件组成。在高层建筑结构中，空间构件作为竖向筒体或巨型柱使用时，主要承受倾覆力矩、水平剪力和扭转力矩。与线构件和面构件相比，它具有较大的抗扭刚度和极大的抗推刚度，在水平荷载下的侧移较小，因而在高层或超高层建筑中，宜尽量选用空间构件。 空间构件是框筒体系、筒中筒体系、束筒体系、支撑框筒体系、大型支撑筒体系及巨型结构体系中的基本构件。2-1试述高层建筑结构类型及其主要特征。 根据主要结构所用材料或不同材料的组合可将高层建筑结构分为：钢筋混凝土结构、纯钢结构、钢-混凝土混合结构和钢-混凝土组合结构四种结构类型。后三种可归属于高层建筑钢结构范围，统称髙层建筑钢结构。这三种结构类型的主要特征分别为： 1.纯钢结构 这种结构类型的梁、柱及支撑（含等效支撑，如钢板剪力墙、嵌入式内藏钢板支撑剪力墙和带竖缝的混凝土剪力墙）等主要构件均采用钢材。 该类型主要用于纯框架体系或框架-支撑（等效支撑）体系。 2.钢-混凝土混合结构 这种结构类型的梁、柱构件采用钢材，而主要抗侧力构件采用钢筋混凝土内筒或钢筋混凝土剪力墙。 该类型主要用于框架-内筒体系或框架-剪力墙体系。 3.钢-混凝土组合结构 这种结构类型包括钢骨（型钢）混凝土结构、钢管混凝土结构。该类结构的柱和主要抗侧力构件（筒体、剪力墙等竖向构件）常采用钢骨混凝土或钢管混凝土，而梁等横向构件仍采用钢材。 2-2试述高层建筑钢结构体系的分类方法及其适用范围。 根据抗侧力结构的力学模型及其受力特性，可将常见的高层建筑钢结构分成如下四大体系：框架结构体系、双重抗侧力结构体系、筒体结构体系和巨型结构体系。框架体系由于结构自身力学特性的局限，对于30层以上的楼房经济性欠佳。双重抗侧力体系是在框架体系中增设支撑或剪力墙或核心筒等抗侧力构件，其水平荷载主要由抗侧力构件承担，可用于30层以上的楼房。当房屋层数更多时，由于支撑等抗侧力构件的高宽比值超过一定限度，水平荷载产生的倾覆力矩引起的支撑等抗侧力构件中的轴压应力很大，结构侧移也较大，宜采用加劲框架-支撑体系，利用外柱来提高结构体系的抗倾覆能力。随着房屋高度的增大，水平荷载引起的倾覆力矩，按照房屋高度二次方的关系急剧增大。因此当房屋层数很多时，倾覆力矩很大，此时宜采用以立体构件为主的结构体系，即简体体系或巨型结构体系。这种结构体系能够较好地满足很高楼房抗倾覆能力的要求。

高层钢结构施工流程

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高层钢结构施工流程 2 / 14

操作工艺 1.钢结构吊装顺序 多层与高层钢结构吊装一般需划分吊装作业区域，钢结构吊装按划分的区域，平行顺序同时进行。当一片区吊装完毕后，即进行测量、校正、高强度螺栓初拧等工序，待几个片区安装完毕后，对整体再进行测量、校正、高强度螺栓终拧、焊接。焊后复测完后，接着进行下一节钢柱的吊装。并根据现场实际情况进行本层压型钢板吊放和部分铺设工作。 2.螺栓预埋 柱位置的准确性取决于预埋螺栓位置的准确性。预埋螺栓标高偏差控制在.+5mm以内，定位轴线的偏差控制在±2mm以内。 3.钢柱安装工艺 第一节钢柱吊装 (1)吊点设置 吊点位置及吊点数根据钢柱形状、断面、长度、起重机性能等具体情况确定。 一般钢柱弹性和刚性都很好，吊点采用一点正吊。吊点设置在柱顶处，柱身竖直，吊点通过柱重心位置，易于起吊、对线、校正。当多个构件在地面组装成扩大单元进行安装时，吊点应计算确定。 (2)起吊方法 1)多层与高层钢结构工程中，钢柱一般采用单机起吊，对于特殊或超重的构件，也可采取双机抬吊。 2)起吊时钢柱必须垂直，尽量做到回转扶直，根部不拖。起吊回转过程中应注意避免同其它已吊好的构件相碰撞，吊索应有一定的有效高度。在吊装第一节钢柱时，应在预埋的 3 / 14

地脚螺栓上加设保护套，以免钢柱就位时碰坏地脚螺栓的丝牙。 3)第一节钢柱是安装在柱基上的，钢柱安装前应将登高爬梯和挂篮等挂设在钢柱预定位置并绑扎牢固，起吊就位后临时固定地脚螺栓，校正垂直度。钢柱两侧装有临时固定用的连接板，上节钢柱对准下节钢柱柱顶中心线后，即用螺栓固定连接板做临时固定。 4)必须等地脚螺栓固定后才能松开吊索。 (3)钢柱校正 钢柱校正要做三件工作：柱基标高调整，柱基轴线调整，柱身垂直度校正。 1)柱基标高调整 放下钢柱后，利用柱底板下的螺母或标高调整块控制钢柱的标高(因为有些钢柱过重，螺栓和螺母无法承受其重量，故柱底板下需加设标高调整块——钢板调整标高)，精度可控制在±1mm以内，柱底板下预留的空隙，可以用高强度、微膨胀、无收缩砂浆以捻浆法填实。当使用螺母作为调整柱底板标高时，应对地脚螺栓的强度和刚度进行计算。 2)第一节柱底轴线调对线方法：在起重机不松钩的情况下，将柱底板上的四个点与钢柱的控制轴线对齐缓慢降落至设计标高位置 3)第一节柱身垂直度校正 采用缆风绳校正方法。用两台呈90~的经纬仪找垂直。在校正过程中，不断微调柱底板下螺母，直到校正完毕，将柱底板上面的两个螺母拧上，缆风绳松开不受力，柱身呈自由状态，再用经纬仪复核，如有微小偏差，再重复上述过程，直至无误，将上螺母拧紧。 地脚螺栓上螺母一般用双螺母，可在螺母拧紧后，将螺母与螺杆焊实。 4)柱顶标高调整和其它框架钢柱标高控制 4 / 14

钢结构施工总结

5.方茴说：“那时候我们不说爱，爱是多么遥远、多么沉重的字眼啊。我们只说喜欢，就算喜欢也是偷偷摸摸的。” 6.方茴说：“我觉得之所以说相见不如怀念，是因为相见只能让人在现实面前无奈地哀悼伤痛，而怀念却可以把已经注定的谎言变成童话。” 7.在村头有一截巨大的雷击木，直径十几米，此时主干上唯一的柳条已经在朝霞中掩去了莹光，变得普普通通了。 8.这些孩子都很活泼与好动，即便吃饭时也都不太老实，不少人抱着陶碗从自家出来，凑到了一起。 9.石村周围草木丰茂，猛兽众多，可守着大山，村人的食物相对来说却算不上丰盛，只是一些粗麦饼、野果以及孩子们碗中少量的肉食。 陕西伟达制药有限公司综合制剂车间 轻钢结构厂房安装施工总结 陕西伟达制药有限公司综合制剂车间为我公司改制后承揽并施工的第一座轻型钢结构厂房。该工程由一分公司组建的伟达项目部组织施工。 该工程地脚螺栓预埋于2004年1月12日完成，主钢结构于3月18日开始安装，至4月12日完成。次结构、屋面结构及围护结构于6月10日结束。 现就该工程轻钢结构施工全过程，并结合质量控制，作如下总结。 一、工程概况： 陕西伟达制药有限公司综合制剂车间为采用门式轻型钢结构的工业厂房，厂房结构柱均为焊接H型钢立柱，屋架梁均为焊接H型钢变截面梁，屋架梁上布置S型冷弯薄壁型钢檩条。钢柱与基础用地脚螺栓锚固。车间的钢柱底板低于室内地坪150mm，待整个钢架结构安装完成并调整好后，用强度等级为C30的无收缩砼将柱脚全部包住至±0.000。 全部钢结构的安装连接均采用螺栓连接方式。其中柱梁间连接、梁的连接及拼接采用高强度螺栓。其它如檩条的连接、抗风柱与屋架梁连接，隅撑连接采用普通螺栓。屋架梁水平支撑采用圆钢以花篮螺栓连接，围护板和围护板支架采用自攻螺钉或自钻螺钉连接。泛水板、收边板与围护板采用自攻螺钉或抽芯拉铆钉连接。檩条用普通螺栓与屋架梁上檩托板连接。每两根檩条之间用∟50×5角钢拉结。 综合制剂车间的屋面为单脊双坡，屋面坡度2.5％。屋面板采用镀铝锌本色咬合板0.53mm厚。下铺100mm厚无箔玻纤保温棉。泛水、收边、屋脊板采用0.5mm 厚彩钢板，外墙板为豆绿色镀铝锌彩钢夹芯板，50mm厚。局部内墙板为0.46mm 厚的象牙镀锌彩钢板。屋面天沟为0.53mm厚镀铝锌彩钢板内天沟，落水管为φ150mm焊接钢管. 其中生产车间部分为一层，长62.4m（由9排钢立柱组成8个开间，每开间距7.8m），宽72m（由1—8轴、8—15轴及15—22轴三个24 m跨组成）。 办公化验部分为二层钢结构，局部三层。该部分长72m（由10排钢结构柱形成9个开间，开间尺寸8m），宽10.09m。 二、安装施工程序：（阴影部分为重点部位或工序） 地脚螺栓预埋→安装准备→基础和构件验收→吊装有支撑的第一内开间钢柱→安装柱间围梁→紧固地脚螺栓→吊装钢架梁→柱、梁间高强度螺栓连接→安装此开间全部檩条、围梁和屋檐连梁→调整、找正、设置抗风支撑→端墙柱、梁和次结构安装→连接端墙与已调整、找正的第一内间柱、梁→依次顺序吊装其余各跨主、次结构→设置跨间抗风支撑→调整、找正整个建筑结构→拧紧全部螺栓→复测柱垂直度和对角线尺寸并确认→安装屋面板、采光板、安装泛水、天沟→安装墙板→安装门窗→安装收边→检查验收。 三、重点部位施工及检验要点： 1.地脚螺栓预埋： 1.“噢，居然有土龙肉，给我一块！” 2.老人们都笑了，自巨石上起身。而那些身材健壮如虎的成年人则是一阵笑骂，数落着自己的孩子，拎着骨棒与阔剑也快步向自家中走去。

第11讲多高层房屋钢结构——结构体系类型及其特点1多层

第11讲多（高）层房屋钢结构——结构体系类型及其特点（一） 1、多层房屋钢结构的结构体系类型有哪些?阐述各自的抗侧力单元。 答： 多层房屋钢结构常见结构类型有纯框架体系、柱-支撑体系和框-支撑体系。如果抗侧刚度不满足，还可采用双重抗侧力体系,主要采用钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系。纯框架体系的抗侧力单元为平面框架，柱-支撑体系的抗侧力单元为支撑，框-支撑体系的抗侧力单元为无支撑的平面框架和支撑；钢框架-支撑体系、钢框架-剪力墙体系以及钢框架-核心筒体系的抗侧力单元除了钢框架外，还分别由支撑、剪力墙以及核心筒作为抗侧力单元。 2、试述纯框架体系在水平荷载作用下的受力和变形特征? 答： 水平荷载作用下梁柱刚接的框架结构如同空腹桁架结构，结构一侧的部分柱脚产生轴向拉力，另一侧的部分柱脚则产生轴向压力，这些轴向力将形成力偶，平衡外部水平荷载产生的倾覆力矩；另外，楼层剪力使该层框架柱产生弯矩和剪力，而柱端弯矩又使框架梁两端产生反对称的梁端弯矩和剪力。 平面框架结构在水平荷载作用下的变形包括两部分，一部分是由于水平荷载作用下的倾覆力矩使竖向构件(柱)承受轴向拉力或压力，进而使结构整体产生弯曲变形；另一部分为各层梁、柱在剪力作用下引起的框架整体剪切变形。因此，框架整体侧移曲线呈剪切型。 3、框架结构有哪些优点？适于多少层的钢结构房屋？ 答： 优点：无承重墙，使建筑设计具有一定的自由度；外墙采用非承重构件，可使建筑立面设计灵活多变；轻质墙体的使用还可以大大降低房屋自重，减小地震作用，降低结构和基础造价；构件易于标准化生产，施工速度快，而且结构各部分的刚度比较均匀，自振周期长，对地震作用不敏感。 适用层数：因框架结构的抗侧刚度较小，适于30层以下的房屋建筑。在地震区，一般不超过15层。 4、试述框架-支撑体系在水平荷载下的变形特点？ 答： 在框架-支撑体系中，框架属于剪切型构件，支撑近似于弯曲型构件。当楼板可视为刚性体且结构不发生整体扭转时，在刚性楼盖的协调下，使各榀框架与各个支撑的变形相互协调—致，因此，框架-支撑体系可以简化成用刚性连杆将框架与支撑并联，其侧移属于弯剪型变形。