框架结构体系的特点
1、框架结构体系的特点
1．1建筑平面布置灵活，使用空间大。
1．2延性较好。
1．3整体侧向刚度较小，水平力作用下侧向变形较大（呈剪切型）。所以建筑高度受到限制。
1．4非结构构件破坏比较严重。
2、框架结构体系选择的因素及适用范围
2．1考虑建筑功能的要求。例如多层建筑空间大、平面布置灵活时。
2．2考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件等因素。
2.3框架结构体系是介于砌体结构与框架-剪力墙结构之间的可选结构体系。框架结构设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则（结构设计原则）。
2.4非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般情况下框架结构多用多层及小高层建筑（7度区以下）。
2.5框架结构由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架结构。在7度（0.15g）设防区，对于一般民用建筑，层数不宜超过7层，总高度
不宜超过28米。在8度（0.3g）设防区，层数不宜超过5层，总高度不宜超过20米。超过以上数据时虽然计算指标均满足规范要求，但是不经济。
3、结构平面、竖向布置
3．1为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应；平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小（不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度），避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。
3．2框架结构宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载。特殊情况下也可以采用一向为刚架，另一向为铰接排架的结构体系。但在铰接排架方向应设置支撑或抗震墙，以保证结构的承载力、刚度和稳定。
3．3抗震设计的框架结构，不宜采用单跨框架。如果不可避免的话，可设计为框架-剪力墙结构，多层建筑也可仅在单跨方向设置剪力墙。后者框架结构部分的抗震等级应按框架结构选用，而剪力墙部分的抗震等级应按框架-剪力墙结构选用。
3．4框架结构按抗震设计时，不应采用部分由砌体墙承重之混合形式。框架结构中的楼、电梯间及局部出屋顶的电梯机房、楼梯间、水箱间等，应采用框架承重，不应采用砌体墙承重。
3.5小高层结构体系采用框架结构，首先尽可能将过于狭长的结构用伸缩缝脱开。如果建筑专业不允许，可通过加大端部开间的抗侧刚度达到限制结构扭转效应的目的。具体可将边框架的角柱断面增大，加大框架梁的高度，如条件允许，中间增加框架住，既增加框架的跨数。这些方法可以显著增加结构的抗扭刚度。
在有抗震设防要求的地区一般框架结构很难达到10层.
框架结构房屋的最大适用高度和最大宽高比:
非抗震设计:高度限值70m高宽比限值5
抗震设计:6度,高度限值60m高宽比限值4
7度,高度限值55m高宽比限值4
8度,高度限值45m高宽比限值3
9度,高度限值25m高宽比限值2
高层建筑结构 （P45页） 2.2试述各种结构体系的优缺点、受力和变形特点、使用层数和应用范围。 答： 1.框架结构： 优点：较空旷且建筑平面布置灵活，可做成具有较大空间的会议室、餐厅、办公室和实验室等，同事便于门窗的灵活设置，里面也可以处理得富于变化，可以满足各种不同用途的建筑的需求。 缺点：由于其结构的受力特性和抗震性能的限制，使得它的使用高度受到限制。 受力特点：框架结构的抗力来自于梁、柱通过节点玉树的框架作用。单层框架柱底完全固结，单层梁的刚度也大到可以完全限制柱顶的转动，此时在侧向荷载作用下，柱的饭晚点在柱的中间，其承受的弯矩为全部外弯矩的一半，另一半由柱子的轴力形成的力偶来抵抗。这种情况下的梁、柱之间的相互作用即为框架作用的理想状态——完全框架作用。一般来说，当梁的线刚度为柱的线刚度的5倍以上时，可以近似地认为梁能完全限制柱的转动，此时就比较接近完全框架作用。实际的框架作用往往介于完全框架作用与悬臂梁排架柱之间，梁、柱等线性构件受建筑功能的限制，截面不能太大，其线刚度比较小，故而抗侧刚度比较小。 变形特点：在水平荷载的作用下将产生较大的侧向位移。其中：一部分是框架结构产生的整体弯曲变形，即柱子的轴向拉伸和压缩所引起的侧移，在完全框架做哟更情况下，拉压力偶抵抗一般的外力矩，此时的整体弯曲还是比较明显的。另一部分是剪切变形，即框架的整体受剪，层间梁、柱杆件发生弯曲而引起水平位移。在完全框架作用情况下，柱子的弯曲尚需来说是比较难抵抗的。通过合理设计，框架结构本身的抗震性能良好，能承受较大的变形。使用层数和应用：建筑高度10层以下或70m以下。 2.剪力墙结构： 优点：剪力墙结构具有良好的抗震性能。房间内没有梁柱棱角，比较美观且便于室内布置和使用。 缺点：剪力墙是比较宽大的平面构件，使建筑平面布置、交通组织和使用要求等受到一定的限制。同时，剪力墙的间距受到楼板构件跨度的限制，不容易形成大空间， 受力、变形特点：构建的抗弯刚度与截面告诉的3次方成正比。高层建筑要求结构体系具有较大的侧向刚度，故而增大框架柱截面告诉以满足高层建筑侧移要求的办法自然就产生了。但是由于它与框架柱的受力性能有很大不同，因而形成了另外一种结构构件。在承受水平作用是，剪力墙相当于一根悬臂深梁，其水平位移由歪曲变形和剪切变形两部分组成。在高层建筑结构中，框架柱的变形以剪切变形为柱，而剪力墙的变形以弯曲变形为主，其位移曲线呈弯曲形，特点是结构层间位移随楼层的增高而增加。“剪力墙”这个术语有时并不确切的原因也在于此。 使用层数和应用：建筑高度50层左右或者150m以下。 3.框架-剪力墙结构： 优点：水平荷载由剪力墙这一具有较大刚度的抗侧力单元来承担。使得建筑功能要求和结构设计协调得比较好。既具有框架结构平面布置灵活、使用方便的特点，又有较大的刚度和较好的抗震能力，因而在高层建筑中应用非常广泛。 受力、变形特点：在同一层中由于刚性楼板的作用，两者的变形协调一致。在框架-剪力墙
钢框架结构与混凝土结构优缺点比较 钢结构具有结构自重轻、抗震性能好、工业化生产程度高、施工速度快、建筑造型美观、有利环境环保、空间大等优点。建设部称之为可重复利用型和环保型绿色建筑。在沙、石资源日益紧张的今天，钢结构的优势越发明显。 一、钢框架结构与普通钢混凝土结构相比的优点： 1、钢框架结构是采用钢砼柱+钢梁结构。由于钢结构强度明显高于混凝土强度，大大减小了框架柱和梁的截面，使混凝土和钢筋用量大大减少，最主要的是大大减少了结构的主体重量，根据粗略计算主体重量(柱和梁)能降低约30%，这样就大大减轻了对地基的压力，基础施工开挖取土量减少，对土地资源破坏小且可大幅降低基础造价（在超高层建筑中，基础造价可达整个建筑造价的三分之一）。 2、钢砼柱提高了框架柱的承载能力，减薄了柱的钢板厚度，同时又提高了柱的刚度和相应的结构侧向刚度，并且有利于提高柱的防火能力。 3、钢结构强度明显高于混凝土，更容易获得大空间，提高室内空间的使用率，以前的建筑空间稍大的室内就有断面很大的混凝土柱子，影响美观和使用。钢结构比钢砼结构主构件截面面积更小（本工程初步框算下来柱截面小1/6，梁高小150~200），使得业主在同等情况下可以获取更大的使用面积；一般可将使用面积扩大5%-10%。 4、钢结构施工速度快，综合考虑制造周期、安装周期、材料费、
管理费等因素，造价在工期长的项目上具有经济优势。 5、由于钢结构件是工厂规模化生产，加工精度高，有利于现场施工精度控制，它的误差控制是以“毫米”来控制的；而混凝土施工精度是以“厘米”来控制的。 6、钢结构可干式施工，节约用水，施工占地少，产生的噪音小、粉尘少，且建筑外形容易满足多样化要求，利于外墙装修。 7、使用钢结构可大量减少混凝土的使用和砖瓦的使用，有利于环境保护也是当前建筑的发展趋势。 8、建筑使用寿命到期后，钢结构拆除产生的固体垃圾少，废钢资源回收价格高。从目前来看，钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一，所以被称为绿色建筑，也是当年国家重点扶持和发展的对象。 9、使用钢框架结构方便楼面采用钢筋桁架楼承板与混凝土的组合楼板，楼板采用钢筋桁架自承式楼板，选择合适型号的自承式楼板，跨度在3m内浇注楼板无需进行支撑，这样就大大减少了浇注楼板使用的脚手架、模板用量和人工费用，大量减少了施工的措施费用，从而降低了工程成本，加快了施工速度，根据工程统计能节约脚手架和模板大约40%-50%。 二、钢框架结构与普通钢混凝土结构相比的缺点：从现有钢结构的建筑来看，缺点主要还是钢结构的防腐和防火两方面， 1、钢结构在发生大火时耐火性能较差，需要涂刷防火涂料或者用混凝土包裹。
1、框架结构体系的特点 1．1建筑平面布置灵活，使用空间大。 1．2延性较好。 1．3整体侧向刚度较小，水平力作用下侧向变形较大（呈剪切型）。所以建筑高度受到限制。 1．4非结构构件破坏比较严重。 2、框架结构体系选择的因素及适用范围 2．1考虑建筑功能的要求。例如多层建筑空间大、平面布置灵活时。 2．2考虑建筑高度和高宽比、抗震设防类别、抗震设防烈度、场地条件等因素。 2.3框架结构体系是介于砌体结构与框架-剪力墙结构之间的可选结构体系。框架结构设计应符合安全适用、技术先进、经济合理、方便施工的原则（结构设计原则）。 2.4非抗震设计时用于多层及高层建筑。抗震设计时一般情况下框架结构多用多层及小高层建筑（7度区以下）。 2.5框架结构由于其抗侧刚度较差，因此在地震区不宜设计较高的框架结构。在7度（0.15g）设防区，对于一般民用建筑，层数不宜超过7层，总高度不宜超过28米。在8度（0.3g）设防区，层数不宜超过5层，总高度不宜超过20米。超过以上数据时虽然计算指标均满足规范要求，但是不经济。 3、结构平面、竖向布置 3．1为了保证框架结构的抗震安全，结构应具有必要的承载力、刚度、稳定性、延性及耗能等性能。设计中应合理地布置抗侧力构件，减少地震作用下的扭转效应；平面布置宜规则、对称，并应具有良好的整体性；结构的侧向刚度宜均匀变化，竖向抗侧力构件的截面尺寸和材料强度宜自下而上逐渐减小（不应在同一层同时改变构件的截面尺寸和材料强度），避免抗侧力结构的侧向刚度和承载力突变。 3．2框架结构宜设计成双向梁柱刚架体系以承受纵横两个方向的地震作用或风荷载。特殊情况下也可以采用一向为刚架，另一向为铰接排架的结构体系。但在铰接排架方向应设置支撑或抗震墙，以保证结构的承载力、刚度和稳定。 3．3抗震设计的框架结构，不宜采用单跨框架。如果不可避免的话，可设计为框架-剪力墙结构，多层建筑也可仅在单跨方向设置剪力墙。后者框架结构部分的抗震等级应按框架结构选用，而剪力墙部分的抗震等级应按框架-剪力墙结构选用。
1. 采用框架+BRB 结构体系优点 a) 双重抗侧力体系，结构性能提高。框架-屈曲约束支撑结构体系为双重抗侧力体系，支撑框架为第一道防线，框架为第二道防线。而且在大震作用下，防屈曲支撑持续耗能，减小主体结构的破坏。 b) 提高得房率。支撑框架刚度较大，材料利用率较高。支撑框架承担了大部分地震剪力，减小了其余框架构件的地震作用。因此可以适当降低框架梁、柱截面。进而提高了建筑的实际使用面积，提高了建筑的得房率，降低了结构自重。 c) 增大净高。由于，框架承担的地震作用大幅降低，因此梁柱构件基本由竖向荷载控制，因此，框架梁高度可大幅降低，增加了建筑净空，也即，相同建筑限高的情况下，可以做更多层。 d) 承载力较高。《建筑抗震设计规范》及《高层民用建筑钢结构技术规程》规定：抗震等级为一、二、三级的中心支撑不得采用拉杆设计；中心支撑受压承载力应按式1-1~式1-3验算。现考察受压支撑最大应力比b 与支撑长细比的关系，不失一般性假定支撑材料强度等级为Q235级，截面类型为b 类。 /()/br RE N A f ?ψγ≤ 1-1 1/(10.35)n ψλ=+ 1-2 (/n λλπ=1-3 /()RE br N fA βγ?ψ= 1-4
图1-1轴压比与长细比关系曲线 由图1-1可以看出，随着支撑长细比的增加，支撑稳定承载力控制的轴压比急剧减小。工程中常用的支撑长细比约为80，此时普通支撑的轴压比为0.53，也即支撑的强度承载力仅能发挥53%。 图 1-2普通支撑受压屈曲 图 1-3普通支撑屈曲后残余变形 e) 普通支撑失稳后，疲劳性能急剧降低。支撑在受压失稳后会 发生大应变塑性变形，如图 1-2~ 图 1-3所示。此时，支撑的低周疲劳性能较差，地震过程中极有可能直接断裂而退出工作，给结构在罕遇地震作用下的可靠性带来了极大的不确定性，如图 1-4所示。因此即使采用单拉杆设计，结构安全性
框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化， 便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好， 设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。 框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架， 在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破坏，适用于非抗震设计； 钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工 受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度 都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是 有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对于各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢 筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平 荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和 空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理， 故一般适用于建造不超过15层的房屋。 滑模 滑模工程技术是我国现浇混凝土结构工程施工中机械化程度高、施工速度快、现场场地占用少、 结构整体性强、抗震性能好、安全作业有保障、环境与经济综合效益显著的一种施工技术，通常 简称为“滑模”。 建筑层高 建筑物上下两层间的高度差值（一般以楼面高度间的差值或上下横梁间的差值）称建筑层高。 结构层高 结构层高系指房屋上下两层结构层层面的垂直距离。 混凝土结构及砌体结构参考资料：框架变形缝 变形缝包括伸缩缝、沉降缝和防震缝三种。它们设置的原因、设置的方法各不相同，有区别也有联系。分 别介绍如下： ㈠伸缩缝 伸缩缝是为了避免温度应力和混凝土收缩应力使房屋产生裂缝而设置的。设置伸缩缝时只需断开上部 结构，基础可不断开。
情况简介：瑞丽市抗震设防烈度为8度（0.3g），俗称8度半。地震烈度大，地震力强，对结构抗震要求高。该建筑为厂房类，对空间跨度要求较大。 钢框架结构优点： 1、抗震性能良好：由于钢材延性好，钢框架是柔性结构，既能削弱地震反应，又使得钢结构具有抵抗强烈地震的变形能力；适用于抗震烈度为8度以上的地区。 2、材料强度高，自重轻：可以显著减轻结构传至基础的竖向荷载和地震作用； 3、充分利用建筑空间：由于柱截面较小，可增加建筑使用面积2～4％；在梁高相同的情况下，钢结构的开间可以比混凝土结构的开间大50%，从而可使建筑布置灵活； 4、施工周期短，建造速度快； 5、形成较大空间，平面布置灵活，结构各部分刚度较均匀，构造简单，易于施工。 6、钢结构构件多在工厂加工制作，所以精度高，质量有保证，与混凝土结构现场施工相比，更易符合结构设计要求； 7、厂房建筑管道很多，如果采用钢结构，可以方便地在梁上开孔用以穿越管道； 8、健康性：干作业施工，减少废弃物对环境造成的污染，房屋钢结构材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合当前环保意识；所有材料为绿色建材，满足生态环境要求，有利于健康；
满足绿色建筑的要求。 9、符合云南省人民政府办公厅《关于大力发展装配式建筑的实施意见》。要求到2020年，初步建立装配式建筑的技术、标准和监管体系；昆明市、曲靖市、红河州装配式建筑占新建建筑面积比例达到20%，其他每个州、市至少有3个以上示范项目。到2025年，力争全省装配式建筑占新建建筑面积比例达到30%，其中昆明市、曲靖市、红河州达到40%；装配式建筑的技术、标准和监管体系进一步健全；形成一批涵盖全产业链的装配式建筑产业集群，将装配式建筑产业打造成为西南先进、辐射南亚东南亚的新兴产业。
国内钢结构软件优缺点比较【转帖】 纵观国内钢结构类设计软件，常用的大致有以下几种： 1，建研院PKPM系列软件（STS、STXT、STPJ）以及MSGS空间网格软件，PKPM最新版本2007年04月，官方网站https://www.doczj.com/doc/e46139518.html, 2，同济大学3D3S系列空间钢结构软件，最新版本9.0，官方网站https://www.doczj.com/doc/e46139518.html, 3，同济大学MTS系列钢结构软件（MTS、MTSTool），MTS最新版5.6，MTSTool最新版本1.9，官方网站https://www.doczj.com/doc/e46139518.html, 4，同济大学STRAT系列有限元建筑通用设计软件，最新版本3.2，官方网站https://www.doczj.com/doc/e46139518.html, 5，中国冶建总院SS2000、PS2000系列钢结构软件，PS2000最新版本R6.70，官方网站https://www.doczj.com/doc/e46139518.html, 6，北京云光设计咨询中心SFCAD，无官方网站 7，浙江大学空间结构研究中心MST2006，最新版本2006，官方网站https://www.doczj.com/doc/e46139518.html, 8，上海交通大学结构工程研究所TWCAD、STCAD、SMCAD系列钢结构软件，官方网站https://www.doczj.com/doc/e46139518.html, 9，阿依艾工程软件大连有限公司STAADCHINA系列软件，最新版本2006，官方网站https://www.doczj.com/doc/e46139518.html, 软件功能PK之pkpm VS 3d3s 目前国内用户最多当属建研院的PKPM系列软件以及同济大学3D3S系列空间钢结构软件；1，PKPM系列软件（STS、STXT、STPJ）钢结构方面的功能： 1）门式刚架结构 2）平面屋架、桁架结构 3）钢支架结构 4）空间钢框架、框－支撑结构 PKPM－STS系列作为建研院开发多年的钢结构软件，在国内各地设计院拥有相当大的用户，其优点是紧扣规范，参数详尽，规则结构上设计效率比较高，后处理节点设计类型比较全面，带支撑柱脚节点设计混乱是STS的一个缺憾；最近推出的重钢设计软件STPJ填补了国内重钢设计以及后处理这方面的空白；缺点是不规则结构建模不便，计算误差大，后处理出图还有所欠缺，尽管一直在改善；钢屋架设计中风荷载添加麻烦，不准确，但钢屋架后处理出图是目前所有同类软件中最好的； 屋主小评：PKPM-STS在门式刚架设计以及规则多高层框架结构设计上比较有效率，后处理节点设计以及出图都不错，但是在带夹层门式刚架后处理节点设计上，不能在2维模型中很好处理；对复杂的三维空间框架模型，程序无法很好的模拟，风荷载误差比较大，后处理节点设计也无法达到要求。
高层钢结构各种类型的优缺点分析 前言 随着我国在大中城市住宅建筑中禁止使用黏土砖，且混凝土结构施工复杂周期长。钢结构受到了工程界的青睐，已成为较有竞争力的民用建筑结构体系之一。与传统的住宅建筑结构体系相比,钢结构不仅具有环保、节能、产业化等特征，而且还具有强度高、自重轻、节约能源、抗震性能好等优点。国家建筑钢结构产业“十二五”计划和2020年发展纲要(草案)提出，“十二五”期间应以多高层钢结构房屋为突破点。 1. 纯框架结构体系 纯框架结构是指沿房屋的纵、横两个方向均由框架作为承重和抵抗水平抗侧力的主要构件所组成的结构体系。框架结构可以分为半刚接框架和全刚接框架两种，框架结构的梁柱宜采用刚性连接。与其他的结构体系相比，框架结构体系可以使建筑的使用空间增大，适用于多类型使用功能的建筑。其结构各部分的刚度比较均匀，构件易于标准化和定型化，构造简单，易于施工，常用于不超过30层的高层建筑。但该结构体系的弹性刚度较差且属于单一抗侧力体系，抗震能力较弱。 图1 纯钢框架结构三维模型图 1.1组成及其特点 典型的框架体系多层轻钢住宅由基础、H型或箱形框架梁柱、节点、轻质墙体、屋面板、楼层次梁、压型钢板楼盖等组成，常见柱距为5 m~8 m。具有下列优势:（1）它是一种延性体系;（2）在建筑设计和平面布置上具有很大的灵活性;（3）各部分刚度比较均匀，构造简单，易于施工;（4）自重周期较长，自重轻，对地震作用不敏感。 1.2 设计原则及注意问题 1)强柱弱梁的设计原则。这个设计原则是为了保证结构在最终破坏的时候具有较好的延性及耗能效果，保证结构的安全性，使塑性铰出现在梁端而不是发生在柱端。
常见建筑结构体系及 其特点
常见建筑结构体系及其特点 一、混合结构体系 混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢、木结构，而墙、柱和基础采用砌体结构建造的房屋。也可认为是指同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构 根据承重墙所在的位置划分为 横墙承重方案 其受力特点是：主要靠横墙支撑楼板，横墙是主要承重墙。纵墙主要起维护、隔断和维持横墙的整体作用，故纵墙是自承重墙。该方案的优点是：横墙较密，房屋横向刚度大，整体刚度好，其缺点是：平面布置不灵活。 纵墙承重方案 其特点是：把荷载传给梁，由梁传给纵墙，纵墙是主要承重墙，横墙只承受小部分荷载，横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要，它的间距比较大。优点是：房屋的空间可以比较大，平面布置比较灵活，墙面积较小，缺点是：房屋的刚度较差。 纵横墙承重方案 根据房屋的开间和进深要求，有时需要纵横墙同时承重，即为纵横墙承重方案。这种方案的横墙布置随房间的开间需要而定，横墙的间距比纵墙的小，所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。 内框架承重方案 房屋有时由于使用上要求，往往要用钢筋混凝土柱代替内承重墙，以取得较大的空间。其特点是：由于横墙较小，房屋的空间刚度较差。 二、框架结构体系 框架结构是利用粱、柱组成的横、纵两个方案的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。 由梁和柱这两类构件通过刚节点连接而成的结构称为框架，当整个结构单元所有的竖向和水平作用完全由框架承担时，该结构体系成为框架结构体系。有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。
框架结构体系具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构。同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。 框架结构体系的缺点为：①框架节点应力集中显著；②框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；③对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理。 三、剪力墙体系 剪力墙体系是利用建筑物的墙体（内墙和外墙）做成剪力墙来抵抗水平体力。剪力墙一般为钢筋混凝土墙，厚度不小于140mm。剪力墙的间距一般不小于 3~8m，适用于小开间的住宅和旅馆等。一般在30m高度范围内都适合。 剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。 四、框架—剪力墙结构 框架—剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。 框架—剪力墙具有框架结构平面布置灵活，有较大空间的优点，又具有侧向刚度较大的优势特点。 框架结构的建筑布置比较灵活，可以形成较大空间，但抗侧刚度较小，抵抗水平力的能力较弱；剪力墙结构的刚度较大，抵抗水平力的能力较强，但结构布置不灵活，难以形成大空间。框架—剪力墙结构结合了两个体系各自的优点，因而广泛地应用于高层办公楼及宾馆等建筑中。 五、筒体结构 筒体结构主要抗侧力，四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和柱框架组成竖向箱形截面的框筒，形成整体，整体作用抗荷。 由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件称为筒体（由密柱框架组成的筒体称为框筒；由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒）。由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构，它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。 六、桁架结构体系 桁架是由杆件组成的结构体系。
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。
（八）二十四节气歌 打春阳气短，雨水沿河边 惊蛰乌鸦叫，春分地皮干 清明忙种麦，谷雨种大田 立夏鹅毛住，小满鸟来全 芒种开了铲，夏至不拿棉 小暑不算热，大署三伏天 立秋忙打淀，处暑动刀镰 白露烟上架，秋分不生田 寒露不算冷，霜降变了天 立冬交十月，小雪河插严 大雪河封上，冬至不行船 小寒大寒又一年1668083947
特点 框架建筑的主要优点：空间分隔灵活，自重轻，有利于抗震，节省材料；具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构；框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期；采用现浇混凝土框架时，结构的整体性、刚度较好，设计处理好也能达到较好的抗震效果，而且可以把梁或柱浇注成各种需要的截面形状。 抗震房-房屋框架结构 框架结构体系的缺点为：框架节点应力集中显著；框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；钢材和水泥用量较大，构件的总数量多，吊装次数多，接头工作量大，工序多，浪费人力，施工受季节、环境影响较大；不适宜建造高层建筑，框架是由梁柱构成的杆系结构，其承载力和刚度都较低，特别是水平方向的（即使可以考虑现浇楼面与梁共同工作以提高楼面水平刚度，但也是有限的），它的受力特点类似于竖向悬臂剪切梁，其总体水平位移上大下小，但相对与各楼层而言，层间变形上小下大，设计时如何提高框架的抗侧刚度及控制好结构侧移为重要因素，对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩和整体的侧移亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理，故一般适用于建造不超过15层的房屋。
常见建筑结构体系及其特点 一、混合结构体系 混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢、木结构，而墙、柱和基础采用砌体结构建造的房屋。也可认为是指同一房屋结构体系中采用两种或两种 以上不同材料组成的承重结构 根据承重墙所在的位置划分为 横墙承重方案 其受力特点是：主要靠横墙支撑楼板，横墙是主要承重墙。纵墙主要起维护、隔 断和维持横墙的整体作用，故纵墙是自承重墙。该方案的优点是：横墙较密，房 屋横向刚度大，整体刚度好，其缺点是：平面布置不灵活。 纵墙承重方案 其特点是：把荷载传给梁，由梁传给纵墙，纵墙是主要承重墙，横墙只承受小部 分荷载，横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要，它的间距比较大。 优点是：房屋的空间可以比较大，平面布置比较灵活，墙面积较小，缺点是：房 屋的刚度较差。 纵横墙承重方案 根据房屋的开间和进深要求，有时需要纵横墙同时承重，即为纵横墙承重方案。 这种方案的横墙布置随房间的开间需要而定，横墙的间距比纵墙的小，所以房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。 内框架承重方案 房屋有时由于使用上要求，往往要用钢筋混凝土柱代替内承重墙，以取得较大的空间。其特点是：由于横墙较小，房屋的空间刚度较差。 二、框架结构体系 框架结构是利用粱、柱组成的横、纵两个方案的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。 由梁和柱这两类构件通过刚节点连接而成的结构称为框架，当整个结构单元所有的竖向和水平作用完全由框架承担时，该结构体系成为框架结构体系。有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。
框架结构体系具有可以较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构。同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配 整体式结构，以缩短施工工期。 框架结构体系的缺点为：①框架节点应力集中显著；②框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；③对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各 层不但柱的轴力很大，而且梁和柱由水平荷载所产生的弯矩亦显著增加，从而导致截面尺寸和配筋增大，对建筑平面布置和空间处理，就可能带来困难，影响建筑空间的合理使用，在材料消耗和造价方面，也趋于不合理。 三、剪力墙体系 剪力墙体系是利用建筑物的墙体（内墙和外墙）做成剪力墙来抵抗水平体力。剪力墙一般为钢筋混凝土墙，厚度不小于140mm。剪力墙的间距一般不小于3~8m，适用于小开间的住宅和旅馆等。一般在30m高度范围内都适合。 剪力墙结构的优点是侧向刚度大，在水平荷载作用下侧移小，其缺点是剪力墙的间距有一定限制，建筑平面布置不灵活，不适合要求大空间的公共建筑，另外结构自重也较大，灵活性就差。一般适用住宅、公寓和旅馆。 四、框架—剪力墙结构 框架—剪力墙结构是在框架结构中设置适当剪力墙的结构。 框架—剪力墙具有框架结构平面布置灵活，有较大空间的优点，又具有侧向刚度较大的优势特点。 框架结构的建筑布置比较灵活，可以形成较大空间，但抗侧刚度较小，抵抗水平力的能力较弱；剪力墙结构的刚度较大，抵抗水平力的能力较强，但结构布置不灵活，难以形成大空间。框架—剪力墙结构结合了两个体系各自的优点，因而广泛地应用于高层办公楼及宾馆等建筑中。 五、筒体结构 筒体结构主要抗侧力，四周的剪力墙围成竖向薄壁筒和柱框架组成竖向箱形截面 的框筒，形成整体，整体作用抗荷。 由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的 抗侧力构件称为筒体（由密柱框架组成的筒体称为框筒；由剪力墙组成的筒体称为薄壁筒）。由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构， 它适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。 六、桁架结构体系 桁架是由杆件组成的结构体系。
《钢框架——支撑结构概念》 钢框架——支撑结构在多高层钢结构建筑中是一种非常常用的结构形式，钢框架支撑结构是在钢框架结构的基础上，通过在部分框架柱之间布置支撑来提高结构承载力及侧向刚度。支撑体系与框架体系共同作用形成双重抗侧力结构体系，这不但为结构在正常受力情况下提供了一定的刚度，而且为结构在水平地震作用及较大风荷载作用下，提供了两道受力防线，形成了人们较理想的破坏机制。然而，不同的支撑布置方式会产生不同的效果，这包括支撑的类型，支撑布置的位置以及支撑杆件所选择的截面形式。 １支撑的类型： （１）中心支撑：支撑构件的两端均位于梁柱节点处，或一端位于梁柱节点处，一端与其他支撑杆件相交，中心支撑的特点是支撑杆件的轴线与梁柱节点的轴线相汇交于一点，支撑体系刚度较大。中心支撑包括：单斜杆支撑，交叉支撑，人字形支撑，Ｖ字形支撑，Ｋ字形支撑，跨层交叉支撑，带拉链杆支撑。
中心支撑适用于抗震设防等级较低的地区，以及主要有风荷载控制侧移的多高层建筑物。 （２）偏心支撑：支撑杆件的轴线与梁柱的轴线不是相交于一点，而是偏离了一段距离，形成一个先于支撑构件屈服的“耗能梁段”。偏心支撑包括人字形偏心支撑，Ｖ字形偏心支撑，八字形偏心支撑，单斜杆偏心支撑等。 偏心支撑适用于抗震设防等级较高的地区或安全等级要求较高的建筑，而且相对中心支撑而言可以很容易解决门窗布置受限的难题。 （３）消能支撑：将支撑杆件设计成消能杆件，以吸收和耗散地震能量减小地震反应。
消能支撑实际上也是一种非屈曲支撑，技术较为先进，适应强，但单造价相对较高。 ２、支撑的布置方式：
以上述６跨的钢框架支撑结构为例，来说明支撑的布置对结构抗侧刚度的影响：（框架支撑结构的用钢量及支撑的数量、规格均相同）（１）支撑集中布置在中间跨的框架支撑结构的抗侧移刚度要大于支撑布置于边跨；（比如ｂ和ｅ的布置方式，假设将有支撑跨 视为一个竖向悬臂杆，无支撑跨的抗侧刚度忽略不计，则显然 ｂ结构只相当两个竖向悬臂杆的抗侧刚度的简单叠加，而ｅ结 构却相当于一个２倍截面高度的悬臂杆的抗侧移刚度。）（２）应使支撑在长度方向上连续，尽量增大之城之称的通常，即使更多的竖向杆件被支撑杆件联系成整体，发挥空间整体作 用。 （３）结构的高度越大，层数越多，支撑的设置对结构抗侧移刚
常见建筑结构体系 及其特点
常见建筑结构体系及其特点 一、混合结构体系 混合结构房屋一般是指楼盖和屋盖采用钢筋混凝土或钢、木结构，而墙、柱和基础采用砌体结构建造的房屋。也可认为是指同一房屋结构体系中采用两种或两种以上不同材料组成的承重结构根据承重墙所在的位置划分为 横墙承重方案 其受力特点是：主要靠横墙支撑楼板，横墙是主要承重墙。纵墙主要起维护、隔断和维持横墙的整体作用，故纵墙是自承重墙。该方案的优点是：横墙较密，房屋横向刚度大，整体刚度好，其缺点是：平面布置不灵活。 纵墙承重方案 其特点是：把荷载传给梁，由梁传给纵墙，纵墙是主要承重墙，横墙只承受小部分荷载，横墙的设置主要为了满足房屋刚度和整体性的需要，它的间距比较大。优点是：房屋的空间能够比较大，平面布置比较灵活，墙面积较小，缺点是：房屋的刚度较差。 纵横墙承重方案 根据房屋的开间和进深要求，有时需要纵横墙同时承重，即为纵横墙承重方案。这种方案的横墙布置随房间的开间需要而定，横
墙的间距比纵墙的小，因此房屋的横向刚度比纵墙承重方案有所提高。 内框架承重方案 房屋有时由于使用上要求，往往要用钢筋混凝土柱代替内承重墙，以取得较大的空间。其特点是：由于横墙较小，房屋的空间刚度较差。 二、框架结构体系 框架结构是利用粱、柱组成的横、纵两个方案的框架形成的结构体系。它同时承受竖向荷载和水平荷载。 由梁和柱这两类构件经过刚节点连接而成的结构称为框架，当整个结构单元所有的竖向和水平作用完全由框架承担时，该结构体系成为框架结构体系。有钢筋混凝土框架、钢框架和混合结构框架三类。 框架结构体系具有能够较灵活地配合建筑平面布置的优点，利于安排需要较大空间的建筑结构。同时框架结构的梁、柱构件易于标准化、定型化，便于采用装配整体式结构，以缩短施工工期。框架结构体系的缺点为：①框架节点应力集中显著；②框架结构的侧向刚度小，属柔性结构框架，在强烈地震作用下，结构所产生水平位移较大，易造成严重的非结构性破性；③对于钢筋混凝土框架，当高度大、层数相当多时，结构底部各层不但柱的轴
钢框架（型钢框架混凝土、钢管混凝土框架）－支撑结构介绍 一、定义： １、钢框架－支撑结构： 钢框架－支撑结构是高层建筑，特别是地震区高层建筑一种经济 有效的结构类型。钢框架一支撑结构由于较好地协调了框架和支撑的受力性能，具有良好的抗震性能和较大的抗侧刚度，因而在高层钢结构建筑中较为常用。主要有中心支撑、偏心支撑及消能支撑等钢框架－支撑体系的构造形式。 所谓钢结构就是支撑体，传统的方式由钢筋混凝土中的钢筋作为支撑，钢结构是采用Ｈ型钢作为支撑。 ２、型钢混凝土框架－支撑结构： 型钢混凝土组合结构是将型钢埋入混凝土中的一种独立的结构， 也是钢与混凝土组合的一种新型式。根据《型钢混凝土组合结构技术 ）定义为混凝土内配置轧制型钢或焊接型钢的规程》（ＪＧＪ１３８－２００１ 结构。 ３、钢管混凝土框架－支撑结构： 钢管混凝土框架－支撑结构既是在空钢管内灌注高强度的素混凝 土而形成的复合受压构件，它利用钢管约束混凝土，使钢管内的混凝土三向受压，从而提高混凝土的抗压强度和延性，同时管内混凝土保证了钢管的局部稳定性。
二、三种结构型式的优缺点： １、钢框架－支撑结构： 优点： （１）以灵活、丰实。大开间设计，户内空间可多方案分割，可满足用户的不同需求，提高面积使用率，户内有效使用面积提高约６％。 （2）建筑总重轻，钢结构住宅体系自重轻，约为混凝土结构的一半，可以大大减少基础造价。 （3）施工快。工期比传统住宅体系至少缩短三分之一， （４）钢结构的延性好、塑性变形能力强，具有优良的抗震抗风性能，大大提高了住宅的安全可靠性。由于是柔性布局，地动粉碎力对于它影响较小。可以建筑到500多米乃至更高的高度。 （５）环保效果好。钢结构住宅施工时大大减少了砂、石、灰的用量， 回收或降解的材料，在建筑物拆除时，所用的材料主要是绿色，１００％ 大部分材料可以再用或降解，不会造成垃圾。 （６）符合住宅产业化和可持续发展的要求。 弱点：畏惧腐化；修建费用高比钢筋混凝土住宅高20%左右，后期维护费用高；最怕高温； 2、型钢混凝土框架－支撑结构： 优点： （1） 受力合理、材料利用充分：
钢结构的优势 1、钢结构住宅在结构性能上的优势 （1）抗震性能优 钢结构柔韧性强抗震性能好，可以通过一定的允许变形，吸收、消耗掉大量的地震力，从而减小地震力对建筑物的破坏。日本和我国台湾等地区多次大地震证明，在地震中钢结构建筑在保证人们生命安全上有不可替代的优势。 （2）结构自重轻 与传统的混凝土结构相比，由于其构件截面小，与同等框架的用钢量相当，省去了框架梁柱的砼重量。钢结构是钢筋砼重量的1/2~1/3，大大减轻基础的荷载，减少砼用量。 （3）施工精度高 大量的标准化钢构件采用机械化作业，均在工厂完成，所以构件的施工精度与现场浇注的砼结构相比，精度高、质量好。 （4）有利于建筑造型创造新意 钢结构的特性有条件使建筑变得轻盈通透，可以实现大跨度空间造型和局部较复杂的造型创意。 2、钢结构住宅在经济效益和社会效益上的优势 （1）基础造价省 当遇到地基承载力较低，由于自重轻，则可能对地基不用处理或适当处理就能够满足建筑对地基的承载力要求，从而节约地基处理费用和
基础造价的费用。 （2）施工工期短、占用场地小 由于钢结构主体构件工厂化生产，再运抵现场完成组装，对现场施工作业面非常狭小的场地，具有非常明显的优势，大大减少了现场加工所需要的作业面。基础施工、楼板施工与钢构件加工可以采用平行作业的方式交叉或同时进行，从而大大地缩短现场的施工工期，与传统砼结构的施工工期相比，能缩短约1/4~1/3的工期。 （3）投资风险小 由于施工工期短，从而缩短资金的周转期，降低开发商的总体成本，能够规避或减小由于市场突变带来的不可预测的风险。 （4）提高使用率 由于钢结构柱断面尺寸小，与砼柱相比，截面约小50%以上，而且开间尺寸灵活，这将增加6%~8%的有效使用面积，还可实现内部空间自由划分。带动配套产业的发展——钢结构住宅的发展将带动高质量、高性能的新型建筑材料的出现，将推动新型墙体材料、新型门窗及其配套产品和其他新型环保建材产业的发展。 （5）有利于设计施工队伍素质的提高由于采用了新工艺、新技术，就要求设计人员、技术管理人员和建筑工人具有相当的技术素质，促进相关人员的素质提高。 3、钢结构住宅在保护生态环境方面的优势 （1）现场污染减少
框架结构剪力墙构各自有什么优点
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框架结构和剪力墙结构各自有什么优点? ? 1 ?下一篇文章 框架结构是由梁和柱组成承重体系的结构。主梁、柱和基础构成平面框架，各平面框架再由联系梁连接起来而形成框架体系。框架结构的最大特点是承重构件与围护构件有明确分工，建筑的内外墙处理十分灵活，应用范围很广。这种结构形式虽然出现较早，但直到钢和钢筋混凝土出现后才得以迅速发展。根据框架布置方向的不同，框架体系可分为横向布置、纵向布置及纵横双向布置三种。横向布置是主梁沿建筑的横向布置，楼板和联系梁沿纵向布置，具有结构横向刚度好的优点，实际采用较多。纵向布置同横向布置相反，横向刚度较差，应用较少。纵横双向布置是建筑的纵横向都布置承重框架，建筑的整体刚度好，是地震设防区采用的主要方案之一。 剪力墙结构： 剪力墙结构是利用建筑的内墙或外墙做成剪力墙以承受垂直和水平荷载的结构。剪力墙一般为钢筋混凝土墙，高度和宽度可与整栋建筑相同。因其承受的主要再载是水平荷载，使它受剪受弯，所以称为费力墙，以便与一般承受垂直荷载的墙体相区别。剪力墙结构的侧向刚度很大，变形小，既承重又围护，适用于住宅和旅游等建筑。国外采用剪力墙结构的建筑已达70层，并且可以建造高达100~150层的居住建筑。由于剪力墙的间距一般为3~8m，使建筑平面布置和使用
要求受到一定限制，对需要较大空间的建筑通常难以满足要求。剪力墙结构可以现场捣制，也可预制装配。装配式大型墙板结构与盒子结构，就其实质也是剪力墙结构。 框架一剪力墙结构： 简称框一剪结构。它是指由若干个框架和剪力墙共同作为竖向承重结构的建筑结构体系。框架结构建筑布置比较灵活，可以形成较大的空间，但抵抗水平荷载的能力较差，而剪力墙结构则相反。框架一剪力墙结构使两者结合起来，取长补短，在框架的某些柱间布置剪力墙，从而形成承载能力较大、建筑布置又较灵活的结构体系。在这种结构中，框架和剪力墙是协同工作的，框架主要承受垂直荷载，剪力墙主要承受水平荷载。筒体结构指由一个或数个筒体作为主要抗侧力构件而形成的结构称为筒体结构。筒体，是由密柱高梁空间框架或空间剪力墙所组成，在水平荷载作用下起整体空间作用的抗侧力构件。简体结构适用于平面或竖向布置繁杂、水平荷载大的高层建筑。筒体结构分筒体一框
高层建筑钢框架结构设计要点探讨 发表时间：2018-07-24T13:39:42.033Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第6期作者：陆咏彬 [导读] 本文阐述了高层建筑钢结构钢框架结构体系及选用，并对高层建筑钢框架的结构的节点设计要点进行了探讨。 广东建筑艺术设计院有限公司佛山分公司 摘要：钢结构具有节约能源、施工迅速、抗震性能好，符合环保及适应产业化生产等优势，在现代高层建筑施工中得到了广泛应用。本文阐述了高层建筑钢结构钢框架结构体系及选用，并对高层建筑钢框架的结构的节点设计要点进行了探讨，以供同仁参考。 关键词：高层建筑；钢框架结构体系；选用；设计要点 一、前言 高层建筑钢结构是以工厂化生产的H型钢梁、钢柱（包括H型钢柱、钢管柱、箱形柱、钢骨混凝土柱或圆、方或矩形钢管混凝土柱）为承重骨架。同传统的砖混和混凝土结构建筑相比，钢结构建筑是一种更符合“绿色生态建筑”特征的结构形式。它具自重轻、地基费用省、占用面积小、工业化程度高、外形美观、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染少等优势，具有较好的综合经济效益。本文阐述了高层建筑钢结构钢框架结构体系及选用，并对高层建筑钢框架的结构的节点设计要点进行了探讨，以供同仁参考。 二、高层建筑钢框架结构体系及选用 高层钢结构房屋的结构体系通常有框架体系、框架-剪力墙体系、框架-核心筒体系、框架-支撑体系、框架-墙板体系，以及它们的混合体系。框架不仅是主要承重结构，同时也是抗侧力体系。这些结构体系各有优缺点，其主要区别在于结构的抗侧力体系不同，故它们具有不同的抗侧能力，抗侧刚度由弱到强依次为框架体系、框架-支撑体系、框架-剪力墙体系和框架-核心筒体系。 高层钢结构房屋的结构体系的选用主要应考虑以下几个方面： （1）建筑物的抗震设防等级以及房屋高度越高，其受到风荷载、地震作用等的影响也越大，所以对于抗震设防要求较高的建筑物，框架-支撑结构体系宜优先考虑，因为其不仅构造相对简单，而且抗侧力效果也显著；而对于抗震设防要求不高、楼层低的建筑物，可采取框架结构体系；建筑设计中含有电梯、管道井等结构时，可用框架-核心筒结构。 （2）结构体系的选择还受到建筑功能与要求的制约，如框架-剪力墙体系和框架-核心筒体系能够充分满足建筑物内部的空间要求。 （3）结构体系的选择也受到施工条件的制约。由于钢结构的构件在工厂加工，现场拼接安装，可有效缩短施工周期；而混凝土的抗侧力结构体系需对混凝土进行现场浇筑和养护，会延长施工周期，所以如果施工工期紧，则可采用纯钢的结构体系。 （4）结构体系的选择还应考虑工程造价方面的因素。结构的抗侧能力越高，工程造价也会相应的越高。若采用混凝土的抗侧力体系，就应充分考虑其自重对结构基础的负面影响，必然会增加基础处理的费用。故在地质条件较差的地区，可采用纯钢框架结构体系，以降低对抗侧力的要求，同时降低基础造价。 三、高层建筑钢框架的结构的节点设计要点 根据相关资料表明，在地震自然灾害中：钢框架结构在地震中容易受到破坏的是刚性梁柱节点，而发生钢梁、柱构件破坏的情况很少，可见目前的梁柱刚性连接方式存在抗震能力不足的问题。而地震中的钢框架梁柱刚性连接节点的破坏集中在节点下翼缘焊缝处，而上翼缘的破坏要相对少得多，下面笔者简要分析如何加强钢框架结构梁柱的刚性节点设计。 （1）采用新型的节点构造形式 1）梁端削弱式节点，即对靠近梁柱节点的钢梁进行削弱，使得地震中削弱处先于梁柱节点出现塑性铰，从而起到保护梁柱刚性连接节点的作用。 通常有这两种形式：①狗骨式节点。它是对靠近梁柱节点的钢梁翼缘进行削弱，实现塑性铰外移，根据削弱形状不同分为直线形、锥形、圆弧形，它可起到保险丝效果，通过削弱梁来保护节点。狗骨式连接主要是考虑到梁端与柱的连接焊缝难免存在缺陷，可能导致连接承载力低于梁的承载力，不得已采取削弱梁截面抗弯能力的措施，也相当于提高了连接的抗弯能力，改变了两者之间的强弱关系，使得水平地震作用下框架在不会首先在连接处破坏。实验表明，当梁翼缘被削弱40%时，结构刚度降低4%～5%，被削弱50%时降低6%～7%左右，所以设计时需考虑刚度变化对整体分析的影响。此方法符合“强连接弱杆件”设计思路，故不会影响到梁柱连接处节点设计、安装。在加工构件时，对加工工艺有较高要求，处理圆弧削弱要求加工尺寸准确，切割面光滑无尖角，磨平时应顺翼缘长度方向加工，避免应力集中。②槽型节点。它是将在梁腹板靠近柱翼缘处沿梁轴线方向切出上下两个槽，其中腹板上槽的存在不会明显地影响梁弹性阶段载荷——位移特性，并具有如下特点：减小节点焊缝处的应力集中；塑性铰外移；改变了节点的破坏模式。 2）梁端加强式节点，即增大梁端及其与钢柱焊接的截面，使得梁端及节点承载能力比其他截面的高，在地震作用下，接近梁端的正常钢梁截面因截面较小，使加强的梁端及梁柱节点尚未进入塑性受力状态时，便先形成塑性铰，从而保护了梁柱刚性连接节点。加强的形式有这两种：①改进的加盖板节点。盖板式连接的设计思想就是加强连接承载力，它是地震后最先提出的一种方案。这种连接在试验室进行大尺寸试件研究时，可获得比以往的连接更好的延性，但有时易出现一些脆性破坏。并且这种连接会使得盖板与梁翼缘的焊接及其检测比较困难，尤其是采用厚盖板时将使坡口焊很大，更容易在梁翼缘和盖板交接处产生残余应力，并且致使焊缝的收缩、复原等更加困难。改进的方法是使梁翼缘不直接与柱连接，消除了盖板与梁翼缘间的人工缝，所以其性能要优于盖板连接。②加腋节点。即在节点部位梁的下面加上三角形的梁腋，以增加节点处截面的有效高度，迫使塑性铰在梁腋区域外形成，降低了梁下翼缘处焊缝的应力。但由于增加了节点区域的焊缝，从而增大了该处发生脆性断裂的可能性。 （2）改变焊接工艺 柱在梁翼缘上下各500mm的节点范围内，腹板与翼缘间的连接焊缝应采用坡口全熔透焊缝。为保证梁上下翼缘与柱焊接采用的垫板和柱翼缘之间充分焊透，可在焊接时采用去掉焊接垫板的做法，同时采取其他减少焊接缺陷的焊接工艺，这样还可减少应力集中。 此外，还应采取限制梁平面外的长细比、受压构件的长细比、构件组成板件的宽厚比，并采取措施增强连接节点的承载能力，使钢框架结构能承受较大的往复塑性变形，提高抗震能力。