高层超限钢结构框架——支撑结构设计

大跨度装配式建筑施工中的支撑结构设计一、引言随着城市化进程的加速，对于快速、高效、可持续建筑方法的需求日益增长。

大跨度装配式建筑作为一个具有广泛应用前景的技术，被广泛关注和采纳。

在大跨度装配式建筑的施工过程中，支撑结构设计发挥着至关重要的作用。

本文将探讨大跨度装配式建筑施工中的支撑结构设计，以提高施工效率和保证安全性。

二、支撑结构设计原则1. 承载能力：在大跨度装配式建筑施工中，支撑结构必须具备足够的承载能力来支撑整个结构，在所有荷载情况下都能确保稳定性。

2. 轻量化：由于装配式建筑材料相对轻盈，支撑结构应考虑采用轻质材料或采用轻量化设计来降低自重并减轻运输负荷。

3. 快速安装：设计所选用的支撑结构应尽可能简单易行，并且需要考虑到方便快捷的安装和拆卸过程，以提高施工效率。

4. 经济性：在支撑结构设计中要充分考虑经济性，使用成本合理并确保在整个建筑寿命期内能够正常运行。

三、支撑结构类型选择1. 钢结构支撑：钢材具有高强度和轻质的特点，适用于大跨度装配式建筑的支撑结构。

采用钢柱、钢梁和钢框架等形式可以满足所需的承载能力，并且易于加工和安装。

2. 混凝土支撑：混凝土多用于组成牢固耐久的基础设施，可作为大跨度装配式建筑施工过程中的地基或墙壁来提供额外的稳定性。

3. 木材支撑：对于小型装配式建筑而言，木材也是一种常见且具备天然美感且环保的选项。

在选用木材时需要确保其经过处理以防止腐朽或变形。

四、关键技术与考虑因素1. 支架设置：通过合理设置支架来分担荷载，降低悬臂长度以增加整体稳定性。

支架应根据荷载和结构形式进行合理位置、数量和尺寸的确定。

2. 结构连接：在大跨度装配式建筑施工过程中，要确保支撑结构与主体结构之间的连接牢固可靠。

采用螺栓连接或焊接等方式来提供足够的强度和刚性。

3. 施工顺序：在施工过程中，需要合理安排支撑结构的优先级，并且确保时效性以减少对其他施工任务的干扰。

五、案例分析以某大型空间展馆为例，该展馆采用了大跨度装配式建筑技术进行设计和施工。

钢框架的支撑及设计方法§1.1 引言在基本工程建设中，经常遇到各种不同类型的结构形式：钢筋混凝土结构、砖石结构、钢结构和木结构等。

钢材是国民经济各个部门发展的重要物质，随着国民经济的发展、国家政策的推动以及钢结构设计技术的成熟，钢结构的使用由原来的谨慎使用逐渐转变为建筑结构的主要形式之一。

与其它结构类型相比，钢结构具有结构强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、建筑使用面积大、工业化程度高及使用过程中易于加固改造的优越性。

目前钢结构已经由过去主要集中于工业建筑领域发展到轻钢结构、桥梁钢结构、高层钢结构、单层厂房框架结构和塔桅结构等（王，2001）（杨，2003）。

钢结构构件由于钢材的高强、质轻等特点，相比于同等受力水平的混凝土构件，钢结构具有更小的截面尺寸，构件长细比更大和板件厚度更小，因而在轴压、压弯作用甚至在拉弯作用下，钢结构构件和整体结构都存在稳定问题（Timoshenko，1961）（夏，1988）（袁，2005）。

钢结构的稳定性是决定其极限承载能力的一个特别重要因素，Lindner（2000）、Nethercot （2000）和Gosowski（2003）分别对单根构件、框架结构和带支撑的薄壁钢结构的稳定性做了总结和回顾，如何提高结构或者构件的稳定性和极限承载力成为了设计中的一个主要问题。

无论在单层还是多高层钢结构中，利用支撑来提高框架或者构件的承载力均很常见，如图1。

图1. 支撑在钢结构中的应用§1.2 钢结构中的支撑约在两百多年前，欧拉最早研究了关于压杆横向屈曲的弹性稳定问题，随着钢结构应用的逐渐扩展，稳定问题的意义愈发重要。

Jasinsky（1902）最先研究了在中点或长度方向上多个点处受其它杆件支撑的桁架压杆的极限承载力问题；Boobnov（1913）第一个研究了两端简支于刚性支座，跨度范围内受几个等间距且等刚度弹性支座支撑的等截面连续梁的受力特性，支撑对单根构件承载能力的提高作用是非常显著的。

高层超限钢结构框架——支撑结构设计吴菲【摘要】在本案，笔者结合xxx高层钢结构办公楼，浅析高层超限钢结构框架-支撑结构的设计。

其中，在设计环节，运用SATWE、ETABS软件来进行弹性时程与Pushover分析，并据此研究计算矩形钢管砼框架-钢支撑结构体系。

研究结果显示，结构抗震性能的验收指标与设计要求完全相符。

【关键词】高层建筑；钢结构框架-支撑结构；弹性时程【中图分类号】TU393【文献标识码】A【文章编号】1002-8544（2017）20-0021-02引言xxx高层钢结构办公楼的主体结构高98.55m及其高:宽为3.57:1。

其中，地面主体结构共25层，其设计使用年限、耐久年限分别为50年和100年；安全等级设为Ⅱ级；抗震设防烈度设为Ⅷ度；基本地震加速度设为0.20g。

针对这一案例，其设计方案通过比较选定为钢结构框架-支撑结构形式。

下面，笔者将结合结构分析模型展开论述。

1.结构分析模型1.1 模拟构件在ETABS中，主要从如下方面来进行构件模拟：支撑用Brace单元组件进行模拟及支撑材料选为非线性钢材，注意将钢屈曲效应考虑其中；钢管砼柱用纤维模型进行模拟，并分别以砼与钢管为依据来划分截面的纤维，注意将钢管的约束力考虑其中；钢管柱用塑性铰模型进行模拟，并将P-M-M弯矩曲率铰设在构件的端部；主梁用塑性铰模型进行模拟，并将弯矩曲率铰设在构件端部；次梁毅弹性构件为依据进行模拟；屈曲约束支撑用P铰进行模拟。

1.2 创建钢管砼柱纤维模型钢材应力-应变关系用双线性模型进行描述，但不将强度损失和屈曲效应考虑其中。

钢管砼柱核心砼的应力-应变关系以5折线模型为参考依据，注意将砼的强度损失考虑其中；钢筋砼柱组件以实际柱长的0.2倍为依据来将纤维段组合成纤维模型。

1.3 创建钢梁与钢管柱塑性铰模型运用构件弹塑性分析程序来计算构件的弯矩-曲率关系，并据此得到骨架曲线，用以对（P-M-M）弯矩曲率铰进行定义，其中构件弹塑性分析程序的基础是材料的本构关系。

高层钢结构支撑布置原则高层钢结构支撑布置原则，听起来可能有点枯燥，但其实啊，了解了这些原理，你会发现建筑的美丽就藏在这些看似不起眼的支撑结构里。

像个大楼的骨架一样，钢结构支撑就是支撑整个大楼的骨架，虽然它不直接给你一个漂亮的外观，但没有它，就没有楼的稳定性和安全性，那楼可就像个没有骨头的软皮袋，随时可能塌下来。

说白了，支撑布置的好，楼才稳当，大家才能安心住，放心办事。

大家知道，钢结构支撑的作用主要就是保持建筑物的稳定性。

就好比我们走路，腿和脊椎支撑着我们的身体，能让我们不至于东倒西歪。

钢结构也是一样，靠它来传递荷载、抵抗风力、地震等外部力量，确保高楼不会“晃”个不停。

你可能会想，支撑布置有啥讲究呢？其实还真不少，简单点说，就是要合理、科学，别让它乱七八糟地布满整个楼。

不是你想到哪里就放个支撑杆，随便加加就行的。

要知道，这事儿可是关系到大楼的寿命，关系到人们的安全，关系到整个城市的和谐美好。

支撑布置要讲求一个“刚柔并济”的原则。

说到这里，你可能有点迷糊，啥叫刚柔并济？简单说，就是有些地方需要刚性支撑，有些地方则得靠柔性支撑，不能一味硬邦邦的支撑，让整个结构死气沉沉。

刚性支撑，比如说钢梁、柱子，这种大硬骨头需要它来承受大负荷；而柔性支撑，像钢索、钢带，通常用在一些相对不那么关键的地方，它们不需要那么死板的力量支持，更多是起到稳定和调整的作用。

就像一个家庭，家里有大哥（刚性支撑）负责担大任，而有个灵活的小妹（柔性支撑），能跑得快，机动性强，给大家创造更好的工作环境。

有些人会觉得，钢结构支撑布置的重点就是看起来“简单”。

但其实不然，要做到简洁、有效，布置时要考虑很多因素，比如建筑的形状、功能要求、荷载分布，还有外部环境的影响。

每个项目都有它独特的“性格”，设计的时候，得像量体裁衣一样，根据实际情况来选择适合的支撑布置。

有些地方需要支撑点多点，有些地方则可以适当减少，才能保证建筑的稳定性，同时避免浪费材料。

复杂超限高层建筑抗震设计指南及工程实例随着技术的发展，越来越多的复杂超限高层建筑拔地而起。

然而，这类建筑由于高度和结构等因素的影响，抗震设计就显得尤为重要。

以下是有关复杂超限高层建筑抗震设计指南及工程实例的一些建议。

一、设计指南：1. 充分考虑建筑的特殊性复杂超限高层建筑往往呈异形或曲线形状，内部布局也较为复杂。

因此，在抗震设计前，应充分考虑建筑的特殊形状和特点，进行合理的分析和研究。

2. 采用有效的结构形式针对复杂超限高层建筑的特殊性，建议采用抗震性能优异的框架-筒结构、框架-剪力墙结构、框架-支撑结构等有效的结构形式，以保证建筑的整体稳定性。

3. 采取合适的防震措施除了结构形式的合理设计，合适的防震措施也非常重要。

例如，可以采用减震器、防震支承器、隔震层等措施，以有效减少建筑产生的震动，提高其抗震性能。

4. 建筑材料的选取与应用建筑材料的选取与应用也是抗震设计的重要方面。

建议选择抗震性能优良的材料，例如高强混凝土、钢结构等，以确保建筑的稳定性。

二、工程实例：1. 北京国际财经中心北京国际财经中心是一座高达330米的复杂超限高层建筑，采用框架-支撑体系和混凝土和钢结构相结合的建筑材料，以充分保证其整体抗震性能。

2. 上海环球金融中心上海环球金融中心高度达到632米，采用框架-剪力墙结构和混凝土和钢结构相结合的建筑材料，具有很强的抗震性能。

3. 广州塔广州塔高度为610米，采用多种结构形式，例如钢桁架、钢筒等，以保证建筑的稳定性。

此外，还采用了震动减缓器等多种防震措施，以提高抗震性能。

综上所述，复杂超限高层建筑的抗震设计十分重要。

设计人员应根据建筑的特殊形状和特点，采取有效的结构形式和防震措施，选择抗震性能优良的建筑材料，以确保建筑的稳定性。

钢框架支撑结构体系
钢框架支撑结构体系是目前建筑领域中最常用的一种结构形式，由于其较高的抗震性和承载力，越来越多的建筑项目开始采用这种结构体系。

本文将介绍钢框架支撑结构体系的相关知识和应用。

钢框架支撑结构体系是以钢框架为主要承载结构，地震力通过钢框架传递到地基，从而减小了建筑物的震动，提高了建筑物的抗震性。

在建筑物设计中，钢框架支撑结构体系通常用于高层建筑、大跨度建筑和重要公共建筑等。

钢框架支撑结构体系具有以下优点：
1. 抗震性能好。

钢框架支撑结构体系能够有效地分散地震力，从而保护建筑物的结构安全。

2. 可靠性高。

钢材具有较高的强度和刚度，能够承受较大的荷载。

3. 建筑物空间利用率高。

钢框架支撑结构体系的柱子和梁之间的跨度大，可以有效地利用建筑物的空间。

4. 施工周期短。

钢结构的制造和安装速度快，可以大大缩短建筑物
的施工周期。

钢框架支撑结构体系的实际应用中，需要注意以下几点：
1. 建筑物设计需满足当地的建筑规范和标准，尤其是抗震性能要求。

2. 钢框架支撑结构体系中的钢材需要进行防腐处理，以保证其使用寿命和安全性能。

3. 钢框架支撑结构体系的施工需要进行精细化管理，确保施工质量和安全。

4. 钢框架支撑结构体系在使用过程中需要进行定期维护和检查，以保证其安全性能和使用寿命。

总之，钢框架支撑结构体系是一种优秀的建筑结构体系，具有较高的抗震性和承载能力，在实际应用中需要严格遵守相关规范和标准，以确保其安全性能和使用寿命。