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多层及高层钢结构设计资料
钢结构是一种结构在工程建设中常用的类型。
它们通常用于支撑高度
和重量较大的建筑物，包括桥梁、高层建筑等。
为了保证钢结构的安全性，设计师必须了解一些设计原则和安全系数，以确保钢结构的可靠性。
多层钢结构设计通常是在结构复杂的情况下使用的，它们一般由多个
层次组成。
通常，它们可以分为第一层和第二层，第一层是基础层，用于
承受整体负载，而第二层是辅助层，用于降低前一层的负载以及消除冲击
荷载。
与双层结构相比，多层钢结构设计需要考虑的因素更多，由于钢结构
具有较大的抗拉强度和压缩强度，所以在设计多层钢结构时，需要严格考
虑各层连接的强度和稳定性，以确保结构的可靠性。
另外，为了满足不同
的结构性能要求，设计师还需要考虑结构材料的选择，以及在设计过程中
需要考虑的其他因素。
高层钢结构设计的主要考虑因素也不尽相同。
首先，设计师需要根据
结构的使用环境和目的，结合当地建筑规范，选择合适的结构系统和结构
形式。
其次，钢结构必须考虑最大风荷载和地震荷载，以确保夠强的抗风
性能和抗震能力。
多层钢结构厂房有哪些布置规定
多层钢结构厂房有的置规定：
1 平面形状复杂、各部分构架高度差异大或楼层荷载相差悬殊时，应设防震缝或采取其他措施。
当设置防震缝时，缝宽不应小于相应混凝土结构房屋的1.5倍。
2 重型设备宜低位布置。
3 当设备重量直接由基础承受，且设备竖向需要穿过楼层时，厂房楼层应与设备分开。
设备与楼层之间的缝宽，不得小于防震缝的宽度。
4 楼层上的设备不应跨越防震缝布置；当运输机、管线等长条设备必须穿越防震缝布置时，设备应具有适应地震时结构变形的能力或防止断裂的措施。
5 厂房内的工作平台结构与厂房框架结构宜采用防震缝脱开布置。
当与厂房结构连接成整体时，平台结构的标高宜与厂房框架的相应楼层标高一致。
以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。
第十三讲钢结构房屋抗震设计规定蔡益燕一、多层和高层钢结构房屋1．前言我国89年版抗震规范，除单层钢结构厂房外，没有其它钢结构内容。
我国过去钢材产量有限，钢结构在工程中应用很少。
随着钢材产量的增加，国家要求积极发展钢结构，新规范除保留单层钢结构房屋外，还增加了第八章“多层与高层钢结构房屋”，使钢结构抗震设计的内容大大充实，以适应钢结构发展的需要。
我国《钢结构设计规范》GBJ17不包含抗震内容。
因此，地震区的房屋钢结构设计，除应符合钢结构设计规范外，还应符合抗震规范的有关规定。
与行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》（以下简称《高钢规程》）相比，新的抗震规范第八章对高层钢结构的设计与施工作出了不少新规定。
今后，凡是《高钢规程》中与抗震规范不一致之处，应按抗震规范的规定执行，且不应比其低。
但抗震规范中未列入而《高钢规程》中已列入的，在该规程修订前仍可执行。
本章在适用的高层钢结构体系中未列入钢框架－混凝土剪力墙（核心筒），是考虑到对这种体系的性能尚未进行系统研究。
1994年的美国北岭(Northridge)地震和1995年的日本阪神地震是两次震害特别严重的地震，尤其是钢结构焊接刚架连接的破坏十分严重。
美国该地区的钢框架房屋破坏达100多幢，日本破坏的也不少，震后两国都进行了大量研究，对破坏原因进行了分析，采取了相应措施，制订了新标准。
由于美、日是钢结构应用最多的国家，它们的新标准引起了各国钢结构设计、施工和研究人员的关注，在这次我国抗震规范修订中也有若干反映。
本介绍对于行业标准《高层民用建筑钢结构技术规程》中已有规定而这次变更不大的内容只作一般介绍，着重说明这次修订中的新内容。
多层工业建筑钢结构的抗震设计另有规定，列入本章附录，这里不拟作介绍。
2．材料对抗震钢结构钢材的基本要求, 是参考AISC钢结构房屋抗震规定提出的。
这些要求是:⑴强屈比大于1.2; ⑵有明显的屈服台阶;⑶伸长率大于20%(标距50mm); ⑷有良好可焊性。
6多层和高层钢筋混凝土房屋6.1一般规定6.1.1本章适用的现浇钢筋混凝土房屋的结构类型和最大高度应符合表6.1.1的要求。
平面和竖向均不规则的结构或建造于Ⅳ类场地的结构，适用的最大高度应适当降低。
注：本章的“抗震墙”即国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010中的剪力墙。
注： 1 房屋高度指室外地面到主要屋面板板顶的高度（不包括局部突出屋顶部分）；2 框架-核心筒结构指周边稀柱框架与核心筒组成的结构；3 部分框支抗震墙结构指首层或底部两层框支抗震墙结构；4 乙类建筑可按本地区抗震设防烈度确定适用的最大高度；5 超过表内高度的房屋，应进行专门研究和论证，采取有效的加强措施。
6.1.2钢筋混凝土房屋应根据烈度、结构类型和房屋高度采用不同的抗震等级，并应符合相应的计算和构造措施要求。
丙类建筑抗震等级应按表6.1.2确定。
6.1.3 钢筋混凝土房屋抗震等级的确定，尚应符合下列要求：1框架-抗震墙结构，在基本振型地震作用下，若框架部分承受的地震倾覆力矩大于结构总地震倾覆力矩的50%，其框架部分的抗震等级应按框架结构确定，最大适用高度可比框架结构适当增加。
2裙房与主楼相连，除应按裙房本身确定外，不应低于主楼的抗震等级；主楼结构在裙房顶层及相邻上下各一层应适当加强抗震构造措施。
裙房与主楼分离时，应按裙房本身确定抗震等级。
3当地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时，地下一层的抗震等级应与上部结构相同，地下一层以下的抗震等级可根据具体情况采用三级或更低等级。
地下室中无上部结构的部分，可根据具体情况采用三级或更低等级。
4 抗震设防类别为甲、乙、丁类的建筑，应按本规范3.1.3条规定和表6.1.2确定抗震等级；其中，8度乙类建筑高度超过表6.1.2规定的范围时，应经专门研究采取比一级更有效的抗震措施。
注：本章“一、二、三、四级”即“抗震等级为一、二、三、四级”的简称。
注：1建筑场地为Ⅰ类时，除6度外可按表内降低一度所对应的抗震等级采取抗震构造措施，但相应的计算要求不应降低；2接近或等于高度分界时，应允许结合房屋不规则程度及场地、地基条件确定抗震等级；3 部分框支抗震墙结构中，抗震墙加强部位以上的一般部位，应允许按抗震墙结构确定其抗震等级。
2。
2 多层与高层钢结构安装施工工艺标准2。
2。
1 总则2。
2.1.1 适用范围当前，多层与高层建筑钢结构在我国蓬勃发展，充分体现了钢结构良好的综合经济效益和力学性能。
为了适应多层与高层钢结构的发展需要，在钢结构工程施工中贯彻执行国家的技术经济政策，即在保证工程质量的基础上，贯彻技术先进、经济合理。
安全适用原则，结合目前钢构件工厂加工、现场安装的特点，特制定本施工工艺标准.本施工工艺标准用于指导多层与高层钢结构工程安装及验收工作。
主要针对框架结构、框架-剪力墙结构、框架-支撑结构。
框架—核心筒结构、筒体结构以及劲性混凝土和钢管混凝土中的钢结构,屋顶特殊节框架构筑物等多、高层钢结构体系编写。
多层与高层钢结构的安装施工除执行本施工工艺标准外，还应符合国家现行有关标准的规定。
2.2.1.2 编制参考标准及规范(1)《钢结构设计规范》GB 50017—2003（2)《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ 99－98(3）《钢结构工程施工质量验收规范》GB 50205-2001（4)《建筑工程施工质量验收统一标准》GB 50300－2001(5）《工程测量规范》GB 50025—93(6）《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ 81—2002（7）《钢结构高强度螺栓连接的设计、施工及验收规范》JGJ 82-91（8）《建筑施工高处作业安全技术规程》JGJ 80－91(9）《建筑抗震设计规范》GB 50011—20012。
2.2 术语、符号2。
2.2。
1 术语(1）设计文件：设计图纸、施工技术要求和设计变更文件等的统称。
（2）材质证明书：由钢材生产部门或销售单位委托有资质的质量检测部门出具的钢材质量的证明文件。
（3）零件：组成部件或构件的最小单元，如节点板、加劲肋、翼缘板等。
(4）部件：由若干零件组成的单元,如焊接H 形钢、牛腿等。
(5）构件：由若干零件、部件或由零件和部件组成的钢结构基本单元，如梁、柱、支撑等。
（6）高强度螺栓连接副：高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈的总称.(7）抗滑移系数：高强度螺栓连接中,使连接件摩擦面产生滑动时的外力与垂直于摩擦面的高强度螺栓预拉力之和的比值。
第十二章钢筋混凝土房屋结构§12-1 钢筋混凝土多层及高层房屋结构体系一、多层及高层建筑的范围（1）《高层建筑混凝土结构技术规程》（高规）JGJ3-2002、J186-2002适用于10层及10层以上或高度超过28m的建筑。
（2）多层及高层建筑的大致范围多层建筑：<10层且高度不超过28m的建筑；高层建筑：≥10层或高度超过28m的建筑；习惯上，对其中10-18层的建筑又称为小髙层建筑；18-40层的建筑称为高层建筑；>40层的建筑称为超高层建筑。
二、钢筋混凝土多层及高层建筑常用的结构体系结构体系：指结构构件受力与传力的结构组成方式。
钢筋混凝土多层及高层建筑常用的结构体系1、框架结构体系框架结构是由梁、柱刚接而构成的结构体系。
其主要特点是建筑平面布置灵活，空间划分方便。
框架结构是一种常用的结构体系。
广泛应用于多层工业厂房及多高层办公楼、医院、旅馆、教学楼、住宅等建筑中。
框架结构侧向刚度小，属柔性结构，因而对其建造高度应予以控制。
框架的合理建造高度一般为30米左右（6~15层）。
异型柱框架：柱截面为L形、T形、Z形或十字形的框架结构称为异型柱框架结构，目前一般用于非抗震设计或按6、7度抗震设计的12层以下的建筑中。
2、剪力墙体系剪力墙是指固结于基础上的钢筋混凝土墙片，它具有很高的抗侧移能力。
剪力墙体系是把钢筋混凝土墙体作为竖向承重和抵抗水平力的构件的结构体系。
剪力墙结构的房屋横墙多，侧向刚度大，整体性好，并可使用大模板、滑升模板等先进施工方法，利于缩短工期，节省人力。
但剪力墙结构的房间划分受到很大限制，因而一般用于住宅、旅馆等开间要求较小的建筑，其使用高度为15~50层。
框支剪力墙体系：把剪力墙体系的底层或底部两层的部分剪力墙改为框架，即为框支剪力墙体系。
3、框架-剪力墙体系框架-剪力墙体系是由框架和剪力墙共同承受外加荷载的结构体系。
框-剪体系的侧向刚度比框架结构大，大部分水平力由剪力墙承担，而竖向荷载主要由框架承担。
多层及高层钢结构安装工程技术交底一、施工材料及设备准备：1.厂商提供的所有施工材料要求符合相关标准，并保持其原有质量。
2.确保所有设备完好无损，并按照施工计划进行布置。
3.必须保证施工现场的安全性，包括设置警示标志和安全设备等。
二、基础处理：1.施工前必须对基础进行检查和测量，确认其质量和水平度。
2.在基础上标起安装位置，确保各种构件按照设计要求进行安装。
3.开展地基处理工作，包括基础的混凝土浇筑和固定等。
三、立柱的安装：1.按照施工图纸和现场实际情况确定立柱的位置和高度，并标明。
2.将立柱安装在固定座上，并用螺栓固定。
3.确保立柱垂直度和水平度符合要求，可以采用水平仪等工具进行检查。
四、梁的安装：1.根据施工图纸确定梁的安装位置和高度，并进行标志。
2.将梁放置在立柱上，并用螺栓固定。
3.使用水平仪和测量仪器来检测梁的水平度和垂直度，并调整至合理范围。
五、板的安装：1.根据施工图纸和设计要求安装板。
2.使用合适的吊装设备将板吊装到预定位置，并用螺栓和焊接等方式固定。
3.检查板的水平度和平整度，并进行调整。
六、支撑和连接：1.设置所有必要的支撑物，以确保结构的稳定性和安全性。
2.使用螺栓、焊接等方式进行连接，确保所有连接点的牢固性。
3.进行连接点的检查和调整，以确保连接的正确性和牢固性。
七、防护措施：1.在施工过程中，设置防护栏杆和安全绳等设备，确保工人的安全。
2.对施工现场进行统一管理，并保持整洁有序。
3.针对特殊情况或危险区域，采取额外的安全措施，如设置警示标志和围栏等。
八、验收和整改：1.按照设计要求和相关标准进行验收。
2.对于存在质量问题或不符合要求的部分，要及时进行整改，并确保达到要求后方可进行下一步工作。
3.完成工程后，进行最终验收，并做好相关档案和记录。
以上是多层及高层钢结构安装工程技术交底的内容，通过合理的施工流程和严格的质量控制，确保工程的安全性和稳定性。
同时，也要注意保护环境，遵守相关法律法规，切实做好施工过程中的安全防护工作。
多层和高层钢结构房屋的结构布置
一、多层和高层钢结构房屋的特点
当建筑物的结构主要构件采用钢材时即称为钢结构房屋。
其特点为：
1•钢材的强度较高，作为结构构件时，所需的构件截面尺寸大大小于广泛使用的钢筋混凝土构件，从而减轻结构的重量。
2•钢材的延性较高，故钢结构的抗震性能要好于砌体结构和混凝土结构。
3 •钢结构房屋由于强度高、重量轻、抗震性能好，因此，能建造比混凝土结构更高的房屋。
4•钢结构的构件可在工厂中预先制作，在现场安装，因此，主体结构施工速度很快。
所有墙体均采用轻质材料，建筑物的重量较轻。
5 •钢结构房屋整个建筑物的重量远比混凝土结构减少许多，故其基础承受的重量减少,
可节省基础的造价；另外建筑物的重量减小后地震作用也会减小，可节省上部结构的材料。
故高层建筑采用钢结构其综合经济效益可能比混凝土结构优越。
二、多、高层钢结构的基本构件
1•钢柱与钢梁。
钢柱与钢梁刚性连接时形成钢框架结构；当在建筑中有足够的抗侧力构件如抗震墙、核心筒等，梁与柱可以铰接。
(1)钢柱的形式可以是普通型钢、工字钢、槽钢、角钢等形成的实腹钢柱或格构式钢柱、
宽翼缘H型钢、焊接方形或矩形钢管、无缝钢管等(见图3—89)。
图3-89钢柱截面形式示意图
(a)普通工字钢彳⑻槽钢匸⑺角钢；3 实瞳钢柱；格构式例柱卜
</)宽翼H型钢；3 悍接钢箱形柱匸3 无建钢管
(2)钢梁的形式。
可直接采用工字钢、槽钢(一般用于次梁) ，当跨度较大时，应采用
宽翼H型钢、实腹钢梁〔参见图3—89 (a)〜(d)实腹钢柱〕，焊接箱形梁〔参见图3—89 ( e)〜(h)〕2•钢框架结构中的支撑
当多层和高层钢结构房屋采用框架结构时，为了提高结构的抗侧能力，在柱间设置柱间支撑，
支撑的形式有：
(1)中心支撑。
支撑与框架梁柱节点的中心相交，如图 3 —90。
(2)偏心支撑。
支撑底部与梁柱节点的中
心点相交、上部偏离梁柱节点与框架梁相交，如
图3—91。
V
V
V
三、多高层钢结构的结构类型、适用范围及基本要求 1 •框架结构
不超过12层的钢结构房屋可采用框架结构，两个主轴方向梁、柱应刚接形成框架。
2 •框架一支撑结构
适用于12层以下及超过12层的钢结构房屋。
采用框架一支撑结构时，应符合下列规定: (1)设置支撑的框架(简称支撑框架，见图
3—92),在两个方向都应布置且均宜基本
对称，支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于 3。
图缶眈支撑框架平面布置示意圈
(2) 不超过12层的钢结构宜采用中心支撑，有条件时也可采用偏心支撑等消能支撑； 超过12层的钢结构，抗震设防 & 9度时宜采用偏心支撑框架，当已采用偏心支撑框架时， 顶层可采用中心支撑。
(3)
中心支撑框架宜采用交叉支撑，也可采用人字支撑或单斜杆支撑，不宜采用
K 形
支撑，如图3 — 93,支撑的轴线应交汇于梁柱构件轴线的交点，确有困难时偏离中心不应超 过支撑杆件宽度，并应计入由此产生的附加弯矩。
图3-90屮心支撐示意图
3 单斜杆直撑：⑻申心交叉玄撑：⑺人宇支撑
图孑91偏心支撑
人形支撑示意；4八形偏心支萍示意r
甲形支撐
(4)偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端与框架梁连接，并在支撑与梁交点和柱之
3—94）。
幅能段
间或同一跨内另一支撑与梁交点之间形成消能梁段（见图
3 偏心双支撐消能段示意匸
4 偸心草支撑谄能段示意
3 •钢框架一抗震墙结构
是由钢框架与抗震墙组成的钢结构体系，适用于超过 12层的高层钢结构。
抗震墙可采用：带竖缝的钢筋混凝土抗震墙板（图 3—95）;内藏钢支撑的钢筋混凝土
墙板（图3 — 96）。
4 •简体结构
由框筒组成或由外钢框筒与内筒组成的考虑空间整体作用的钢结构， 一般用于超高层结
构，其布置原则 参见第八、九节中的有关内 容。
当钢结构房屋设置地下室时，框架一支撑（或抗震墙板）结构中竖向连续布置的支撑（或 抗震墙板）应延伸至基础，不可在地下室移动位置。
钢支撑在地下室是否改为混凝土抗震墙 形式，与是否设置钢骨混凝土结构层有关， 若在地下室设置钢骨混凝土结构层时，
则采用混
凝土墙较协调。
当钢结构房屋设置地下室时， 地下室部分可采用钢筋混凝土结构， 但钢框架柱宜伸至地
下一层。
四、钢结构的楼盖
1 •对于不超过12层的钢结构可采用装配整体式钢筋混凝土楼板、 装配式楼板或其他轻 型楼盖，一般宜采用压型钢板现浇钢筋混凝土组合楼板或非组合楼板。
2 •对于超过12层的钢结构宜采用压型钢板现浇混凝土的组合楼板或非组合楼板， 亦可
采用现浇楼板。
当考虑压型钢板与现浇混凝土共同作用 （即代替部分板的受拉钢筋）时，称为组合楼板； 当不考虑压型钢板与现浇混凝土共同作用， 只作为现浇混凝土的模板时，称为非组合楼板（见
图
图495带竖缝的钢筋混凝土
抗輕墙板示意图
内藏
钢筋混凝土
墙扳
图不眦内複钢
3—97)。
图弘盯压型钢梶现劇昆擬土组合或
非组合楼板示意图
3•采用压型钢板钢筋混凝土组合或非组合楼板和现浇钢筋混凝土时，应与钢梁有可靠连接。
采用装配式、装配整体式或轻型楼板时，应将楼板预埋件与钢梁焊接，或采取其他保证
楼盖整体性的措施。
4 •对超过12层的钢结构，若楼板厚度较薄，楼盖的长宽比较大时，可在楼层处设置水
平支撑。
5.当楼板跨度较大时，应加设钢次梁。
五、钢结构房屋的最大高度应符合表 3 —33的规定:
A
巳超过表中再度的房屋”应逬抒专门研究和论证.乘耽有戦的抑强播淹.
六、钢结构民用房屋的最大高宽比不宜超过表3—34的规定。
七、钢结构房屋的基础埋置深度：
1•超过12层的钢结构应设置地下室。
其基础的埋置深度，当采用天然地基时不宜小于房屋总高度的1 /15;当采用桩基时，桩承台埋深不宜小于房屋总高度的I / 20。
2 •不超过12层的多层钢结构宜设置或不设置地下室，其基础的埋置深度可适当减小。
高层混合结构的结构布置
混合结构系指由钢框架或型钢混凝土框架与钢筋混凝土筒体昕组成的共同承受竖向和水平作用的高层建筑结构。
一、一般规定
1.混合结构高层建筑适用的最大高度宜符合表
3—35的要求。
钢-一混擬土混合结掏房屋适用前最大高度表3・35
E.出房毘向麼超过丧中歡值时・结构设计应彌町旅依幕井采取逊，步冇效惜施n
2.混合结构高层建筑的高宽比不宜大于表 3 —36的规定。
二、结构布置和结构设计
1•建筑平面的外形宜简单规则，宜采用方形、矩形等规则对称的平面，并尽量使结构的抗侧力中心与水平合力中心重合。
建筑的开间、进深宜统一。
2•混合结构的竖向布置宜符合下列要求：
(1)结构的侧向刚度和承载力沿竖向宜均匀变化，构件的截面宜由下至上逐渐减小，无突变。
(2)当框架柱的上部与下部的类型和材料不同时，应设置过渡层。
(3)对于刚度突变的楼层，如转换层、加强层、空旷的顶层、顶部突出部分、型钢混
凝土框架与钢框架的交接层及邻近楼层，应采取可靠的过渡加强措施。
对于型钢钢筋混凝土框架与钢框架交接的楼层及相邻楼层的柱子，应设置剪力栓钉加强连接，另外顶层的型钢混凝土柱也需设置栓钉。
(4)钢框架部分采用支撑时，宜采用偏心支撑和耗能支撑，支撑宜连续布置，且在相互垂直的两个方向均宜布置，并互相交接；支撑框架在地下部分，宜延伸至基础。
(5)7度抗震设防且房屋高度不大于130m时，宜在楼面钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混
凝土筒体交接处及筒体四角处设置型钢柱；7度抗震设防且房屋高度大于130m及& 9度抗
震设防时，应在楼面钢梁或型钢混凝土梁与钢筋混凝土筒体交接处及筒体四角设置型钢柱。
(6)混合结构中，外围框架平面内梁与柱应采用刚性连接；楼面梁与钢筋混凝土筒体及外围框架的连接可采用刚接或铰接。
(7)钢框架一钢筋混凝土筒体结构(见图 3 —98)中，
当采用H形截面柱时，宜将柱截面强轴方向布置在外围框架平面内；角柱宜采用方形、十字形或圆形截
面。
涯艇土内简钢梁
外围呕架梁
H呕钢柱
0 3-9&钢框架一钢筋混彊土筒体棍合结构平贡示意图
（8）混合结构中，为了提高结构的抗侧能力，减少侧向变形，可采用外伸桁架加强层，必要时可同时布置周边桁架。
外伸桁架平面宜与抗侧力墙体的中心线重合。
外伸桁架应与抗侧力墙体刚接且宜伸入并贯通抗侧力墙体，外伸桁架与外围框架柱的连接宜采用铰接或半刚接。
（9）楼面宜用压型钢板现浇混凝土组合（或非组合）楼板、现浇混凝土楼板或预应力
叠合楼板，楼板与钢梁应可靠连接。
对于楼面有较大开口或为转换楼层时，应采用现浇楼板。
对楼板开口较大部分应考虑楼板平面内变形对整体计算的影响，或采取设置刚性水平支撑等加强措施。
