高层溷合结构设计与施工1004

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1、1高层混合结构设计与施工湖南大学沈蒲生2一、高层混合结构的定义高层混合结构是指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体（或剪力墙）所组成的高层建筑结构。3456二、高层混合结构的特点抗侧刚度比钢结构大，变形比钢结构小；用钢量比钢结构省，造价比钢结构低；结构的耐久性和耐火性比钢结构好；延性比混凝土结构好，自重比混凝土结构轻；施工速度比混凝土结构快；结构所占面积比混凝土结构少。上海静安希尔顿酒店方案比较[3]：43层，143.6m高。钢筋混凝土核心筒，外钢框架结构。78指标项目高层混合结构钢结构钢筋混凝土结构结构自重总重量/t每平方米结构重量/(t/m2)百分率(

2、%)664341.28100546261.0582941111.801.42施工工期上部结构工期/d比率32212420.754341.47建筑使用空间结构面积/m2结构面积/总面积量(%)17303.313202.547009.0用钢量总用钢量/(kg/m2)型钢用量/(kg/m2)钢筋用量/(kg/m2)133696416514124－－－施工技术节点焊接量(%)高强螺栓量(%)100100250200－－上海静安希尔顿酒店三种结构方案技术经济分析9三、高层混合结构的工程应用国外：研究工作始于上世纪60年代。工程应用始于上世纪70年代。代表性建筑有：●美国

3、芝加哥GatewayⅢBuilding，36层，137m。●法国巴黎MainMantparnasse大楼，64层。●英国伦敦TheNationalWestMinsterBankBuilding.●捷克Guezla大楼，36层。●日本神奈县海老名塔楼，25层。●新加坡OverseasUnionBuilding，64层。法国AnacondaTower，40层。10美国芝加哥拟建的米格林-拜特勒大厦，483m。1112国内：研究工作开始于上世纪80年代。工程应用开始于上世纪90年代。代表性建筑有：●北京香格里拉饭店，82.75m●上海希尔顿酒店，143.6m●大连远

4、洋大厦，200.8m●深圳赛格广场，291.6m●上海金茂大厦，418m●上海环球金融中心大厦，492m13上海环球金融中心上海金茂大厦上海金茂大厦平面图和剖面图1415塔顶高450m，天线顶高610m。新型高层混合结构：16地上103层，高432m，外筒为钢网筒结构，内筒为混凝土结构。总用钢量约4万吨。四、高层混合结构设计时需要重视的问题1、抗震性能问题高层混合结构在意大利有成功的经验，但是，在美国和日本的大地震中有损伤和破坏的纪录，如：1994年3月27日，美国阿拉斯加大地震（8.3-8.6级）中，多栋6-14层房屋出现混凝土局部压碎，个别柱箍筋拉断，主

5、筋和型钢屈曲，型钢外鼓等现象。1995年1月17日，日本阪神地震（7.2级）中，多栋6-11层的混合结构房屋的格构式型钢混凝土柱的型钢骨架发生变形和外鼓等现象。因此，他们认为高层混合结构房屋的高度不宜超过150m。17182、由于荷载和混凝土收缩徐变等因素影响产生的竖向变形差问题钢柱钢柱钢筋混凝土筒钢梁结构变形钢柱钢筋混凝土筒钢梁结构因竖向变形产生的内力19钢框架与钢筋混凝土核心筒的质量、刚度差别很大，自振周期不同，协同工作是一个问题。3、钢框架与核心筒的协同工作问题20五、高层混合结构的抗震性能我国的部分试验研究：●龚炳年等：23层混合结构模型动力特性试验。

6、●李国强等：25层沪东造船厂综合技术中心大楼结构模型振动台试验。●吕西林等：60层上海世茂国际广场大厦、31层北京LG大厦结构模型振动台试验。●徐培福等：30层型钢框架-核心筒结构模型拟静力试验。●我们：层模型低周反复荷载试验和13层框支框架-核心筒模型拟动力试验。211、高层混合结构层平面模型低周反复荷载试验墙为钢筋混凝土墙；柱分钢筋混凝土柱、型钢柱和型钢混凝土柱三种类型，每种类型2个试件,共6个试件。22层模型加载装置23层模型实验室加载情况24层模型不分缝剪力墙破坏情况25层模型分缝剪力墙破坏情况26不分缝墙钢筋混凝土柱荷载-位移滞回曲线分缝墙钢筋混凝

7、土柱荷载-位移滞回曲线不分缝墙型钢柱荷载-位移滞回曲线分缝墙型钢柱荷载-位移滞回曲线27不分缝墙劲性混凝土柱荷载-位移滞回曲线分缝墙劲性混凝土柱荷载-位移滞回曲线28试验结果表明：（1）所有试件的延性都比较好，滞回曲线比较丰满。框架柱为型钢柱和型钢混凝土柱时的延性比钢筋混凝土柱时好。（2）结构破坏时，墙、柱、梁的强度都能较充分的利用。（3）剪力墙分缝对结构的延性有明显的改善。292、外框支框筒-内核心筒高层混合结构模型的拟动力试验305~13层层高300mm主体结构为13层组合筒中筒结构模型，模型的缩比为1/10（平面尺寸1800×1800，高4750）1~4

8、层层高450mm现场模型照片31试件加