多高层钢结构的选型与结构布置

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1、§6．2多高层钢结构的选型与结构布置6．2．1结构选型6．2．2结构平面布置6．2．3结构竖向布置6.2.4构布置的其他要求6．2．1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》(GB50011—2001)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

2、。纯框架结构延性好，但抗侧力刚度较差。6．2．1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。6．2．1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

3、的最大高度结构体系设防烈度6、789框架1109050框架-支撑（剪力墙板）220200140筒体和巨型框架3002601806．2．1结构选型表6-5钢结构房屋适用的最大高宽比烈度6、789最大高宽比6.56.05.56．2．2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6-6L，l，l’，B’的限值L/BL/Bmaxl/bl’/B

4、maxB’/Bmax≤5≤4≤1.5≥1≤0.56．2．2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：6．2．2结构平面布置①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）6．2．2结构平面布置式中εx、εy——分别为所计算楼层在x和y方向

5、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；γex、γey——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。6．2．2结构平面布置②结构平面形状有凹角，凹角的伸出部分在一个方向的长度，超过该方向建筑总尺寸的25％。③楼面不连续或刚度突变，包括开洞面积超过该层楼面面积的50％。④抗水平力构件既不平行于又不对称于抗侧力体系的两个互相垂直的主轴。属于上述情况第①、第④项者应计算结构扭转影响；属

6、于第③项者应采用相应的计算模型，属于第②项者应在凹角伸出部分采用加强措施。6．2．3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/L≥0.75（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

7、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。