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1、多层钢砼框架结构特点和应对措施 摘要：由于建筑科学技术的发展，近20年来又推出了第五种结构类型，即全新的钢－混凝土组合结构。该种新型建筑结构，充分发挥了钢材和混凝土的材料特性及优点，钢－混凝土组合结构之一的钢管混凝土，即钢砼框架结构，就是在钢管中充填素混凝土制成的建筑构件。它具有承载力高、抗震性能好、节约钢材和施工简捷等突出优点，因而在建筑中得到了日益广泛的应用。其推广与发展的速度十分迅猛，并将成为建筑群最为实用和主要的结构形式。本文对钢砼结构的特点进行分析，并研究了几种常用体系和探讨了多层钢砼框架结构存在问题的解决办法。关键词：多层建筑钢砼框架结构设计中图分
2、类号：TU323.5文献标识码：A文章编号：随着我国多层建筑发展迅速，设计思想也在不断更新，结构体系日趋多样化。建筑平面布置与竖向体型也越来越复杂,这就给多层建筑结构分析和设计提出了更高的要求。钢砼结构体系将钢材的强度高、重量轻、施工速度快和混凝土的抗压强度高防火性能好、抗侧刚度大的特点有机地结合起来。这种体系通常将电梯间或卫生间做成钢筋混凝土剪力墙或简体,形成主要的抗侧力结构,而外周则采用钢框架,承受竖向荷载钢砼结构比较适用于多多层建筑,7在实际中也有所应用。一、钢砼结构的特点分析钢砼结构体系通常指的是钢框架砼核心筒或剪力墙体系，抗侧移刚度很大的混凝土核心筒或
3、剪力墙主要抵抗风荷载和地震作用，而钢框架主要承受竖向荷载。1、降低用钢量钢砼结构体系兼有钢结构和混凝土结构的优点。与全钢结构相比，可以降低用钢量40%~55%，而施工速度与之相当，能够减少现场焊接工作量、降低防火处理费用；与混凝土结构相比，可减轻结构自重，增加建筑使用面积，缩短施工工期。因此是一种符合我国国情的较好的多层建筑结构形式。2、抗压承载力高，扩大了建筑使用空间由于钢砼柱的承载力高，柱子载面小，还可采用大柱网、大空间的框架结构体系。所以在多层建筑中采用钢砼柱比采用钢筋混凝土结构增加使用面积3%~6%。3、柱子截面减小对抗震有利和全钢结构相比，钢砼结构柱的
4、自重小，地震作用引起的地震反应也将减小。据有关资料分析，多层建筑中采用钢砼结构体系比采用全钢结构，柱自重可以减少1/3~1/2，地震作用可以减少一半，相当于设防烈度下降一度二、多层钢砼结构的几种常用体系1、7多层钢砼框架（或剪力墙）体系多层钢砼框架（或剪力墙）体系由外围钢框架和混泥土内筒（或剪力墙）构成，钢框架与内筒间的跨度一般为8~12m，并采用两端饺接的钢梁，或一端与钢框架柱刚接相连另一端与内筒饺接相连的钢梁。典型工程实例包括深圳发展中心大厦，北京国贸中心二期塔楼。2、多层带伸臂桁架的钢砼框架体系多层带伸臂桁架的钢砼框架体系在钢框架混泥土内筒体系的基础上增加
5、伸臂桁架，目的是提高结构的侧向刚度，减少水平侧移和内筒承担的倾覆力矩等。典型工程实例为深圳地王商业大厦。3、多层巨柱框架砼内筒体系多层巨柱框架砼内筒体系通过设置巨型柱，使带伸臂桁架的钢框架砼内筒体系的测向刚度得以进一步提高，巨型柱往往采用钢管或钢骨混泥土制成。典型工程实例包括北京冠城园A楼，上海金茂大厦，美国休斯顿西南银行大厦等。三、多层钢砼框架结构设计体系的问题1、目前多层建筑、商住楼开发较多,随着实心粘土砖的禁用,多层砖混结构体系的逐渐退出,纯框架体系更成为了大多数设计院首选的结构体系,但纯框架体系毕竟是柔性体系,抗震设计中只有一道梁柱框架抗震防线,强震下较
6、易破坏甚至例塌,可靠度较低;随着层灵敏的增加,执受力和变形工需要较大的柱,以致较难满足用户对柱、梁断面尽量小的要求。框架梁、柱配筋量增大,结构造价逐渐增加,7并不经济2、建议五层以上的多层建筑优先采用框架———剪力墙结构体系。在分散、均匀、对称和周边的布置原则下利用楼、电梯间、分户墙或允许落地的墙位合理布置长短适中,数量适当的纵、横剪力墙,在保证楼板与剪力墙间传递水平力的可靠性下,可收到良好的抗震、使用及经济效果,主要如下:(1)增加了一道抗震防线,使剪力墙成为第一道防线,框架退居为第二道防线,较好地实现抗震设计多道设防的设计概念。(2)设置刚度较框架大许多的剪
7、力墙,提高了结构的承载力,减少了层间变形,在常遇地震下的结构件及非结构构件均不易开裂、破坏;在强震下,剪力墙不易剪切破坏,大大提高了结构的防倒塌能力及可靠度。有关专家综合日本震害调查得出结论:剪力墙的数量宜取每平方米楼面50mm长以上。(3)剪力墙厚一般同填充墙厚,不会外露,剪力墙承受了大部份地震剪力及较大部份的地震倾覆力矩。这样框架基本上以承受竖向荷载为主,柱、梁断面均较小,配筋也较少,特别是框架梁的主筋减少较多。对于非大柱网的多层建筑,梁宽可取200mm,也不外露。对于建筑有较好的使用效果。(4)一般墙量合理不太多的情况下,7框剪结构的混凝土工程量略小于纯框
8、架结构,框剪结构墙、柱基
