巨型结构的应用与发展

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1、万方数据第29卷第3期2001年3月同薪』=学学报JOURNALOFTONGJ]UNIVERSITYVol29No3M盯!㈣1巨型结构的应用与发展沈祖炎，陈荣毅(同济大学建筑工程系，上海200092)摘要：根据目前高层建筑发展趋势，介绍了巨型结构的概念、特点、分类及应用情况，提出了今后需要解决的若干问题，并对其做丁展望关键词：超高层建筑；巨型结构；巨型桁架；巨型框架中图分类号：TU973文献标识码：A文章编号：0253—374X(2001)03—0258—05ApplicationsandDevelopmentsof

2、Mega—structuresSI-W,NZu-yan，CHENRong-yiI)eparrxntmtofBuildingEngineczing．TongjiUniverhLty．Shanghai20(1092，Chlm)Abstract：Accordingtothetrendofthedevelopmentofhigh—risebuildings，theconcepts，characteristics，classificationandapplicationsofmega—stmcturesayepresented

3、inthepaper．SomesubjectsforthefuturearesuggestedmadtheprospectisdiscussedKeywords：superhigh—risebuilding；mega—structure；mega—truKs；mega—frame高层建筑是近代经济发展和科学技术进步的产物[1～⋯．世界上第一幢近代高层建筑是美国芝加哥的HomeInsurance大楼，该楼高55m，10层，建于1883年高层建筑的发展已经历了100多年的历史，经济的发展、工业技术的进步不断地为高层建筑发

4、展创造了有利条件目前世界高层建筑发展的趋势是竞相推出高度超过500m的超高层建筑和满足一些特殊功能的高层建筑．巨型结构体系的出现和发展正是适应了现代建筑发展的新需求因此，开展巨型结构体系的研究，有其重要的理论价值和实际意义1巨型结构的概念、特点及分类巨型结构的概念产生于60年代末【91“，由粱式转换层结构发展而形成的．巨型结构体系又称超级结构体系，是由巨型的构件组成的简单而巨型的桁架或框架等结构，作为高层建筑的主体结构，与其它结构构件组成的次结构共同工作的一种结构体系，从而获得更大的灵活性和更高的效能，见图l巨型构件

5、的截面尺寸通常很大，其中巨型柱的尺寸常超过一个普通框架的柱距，形式上可以是巨大的实腹钢骨混凝土柱、空间格构式桁架或是简体；巨型梁采用高收稿日期：1999—06—21基金项目：国家自然科学基金赞助项目(59895410)作者简介：沈租炎(1934)，男，浙旺杭州人，教授，博士生导师除圜肿a桁架型b斜格犁c框筒型图1巨型结构体系型式Fig．1Formofmega-strueturesystem万方数据第3期沈祖炎．等：巨型结构的应用与发展度在一层以上的平面或空间格式桁架，一般隔若干层才设置一道巨型结构的主结构通常为主要抗

6、侧力体系，次结构只承担竖向荷载，并负责将力传给主结构巨型结构是一种超常规的具有巨大抗侧力刚度及整体工作性能的大型结构．巨型结构从材料上可分为巨型钢筋混凝土结构、巨型钢骨钢筋混凝土结构(SRC)、巨型钢一钢筋混凝土结构及巨型钢结构；按其主要受力体系可分为：巨型桁架(包括简体)、巨型框架、巨型悬挂结构和巨型分离式简体等四种基本类型巨型结构具有良好的建筑适应性和潜在的高效结构性能，正越来越引起国际建筑业的关注巨型结构具有一系列不同于普通结构的特点：(1)结构整体刚度大由矩形截面梁的截面剐度E1=Ebb3／12中可知，截面刚

7、度与截面高度的三次方成正比．由于巨型构件的截面尺寸比常规构件大得多，因此其刚度必然比普通结构的刚度大很多(2)侧向刚度大，且沿高度分布均匀，传力途径明确，是一种理想的抗侧力结构体系．(3)体系灵活多样，有利于抗震．巨型结构可以有各种不同的变化和组合，主结构和次结构可以采用不同的材料和体系巨型结构是一种大体系，可以在不规则的建筑中采取适当的结构单元组成规则的巨型结构，对抗震有利．(4)巨型结构的次结构只是传力结构，故次结构的柱子不必连续，建筑物中可以布置犬空间或空中台地或大门洞．次结构中的柱子仅承受巨型粱间的少数几层荷

8、载，截面可以做得很小，给房间布置的灵活性创造了有利条件(5)施工进度快巨型结构体系可先施工其主结构，待主结构完成后分开各个工作面同时施1=次结构，大大缩短了施工周期．(6)具有更大的稳定性和更高的效能，可节省材料，降低造价，使建筑物更加经济实用例如香港中国银行大楼采用巨型桁架体系，节省钢材40％左右2工程实例[3·8，12，13]2．1国内简介