高层建筑钢结构第三章结构体系和布置分析

高层建筑结构体系与布置原则1. 高层建筑结构体系与布置原则1.1 结构体系选择高层建筑的结构体系选择应考虑建筑的高度、形状、荷载等因素。

常见的结构体系包括框架结构、剪力墙结构、桁架结构、筒状结构等。

选择合适的结构体系可以提高建筑的安全性和经济性。

1.2 结构材料选择高层建筑的结构材料应具备足够的强度和刚度以承受荷载。

常见的结构材料包括钢结构、钢混凝土结构和钢木混凝土结构等。

在选择结构材料时还应考虑材料的可持续性和环保性。

1.3 布置原则高层建筑的布置应考虑结构的均匀性和对外界环境的适应性。

为了提高建筑的整体性能，应采用合理的布置原则，如底部加固、设计布局合理、选择合适的结构系统等。

1.4 开间控制高层建筑的开间控制是指建筑结构中跨度的控制。

合理的开间控制可以提高结构的抗震性能和整体刚度。

开间控制应根据具体的结构形式和荷载条件来确定。

1.5 端部处理高层建筑的端部处理是指建筑结构两端的处理方法。

端部处理应考虑结构的整体刚度和变形性能，采用合适的端部处理方法可以提高结构的抗震性能和稳定性。

1.6 楼层布置高层建筑的楼层布置应根据建筑的功能和使用需求进行合理的规划。

楼层布置应考虑结构的稳定性和对外界环境的适应性，合理确定楼层的数量和高度。

1.7 结构连接高层建筑的结构连接应采用合适的连接方式，确保连接的强度和稳定性。

常见的结构连接方式包括焊接、螺栓连接、预应力等。

1.8 结构维护高层建筑的结构维护是指在使用过程中对结构进行定期检查和维护的工作。

结构维护应根据结构的使用状况和维护需求，制定合理的维护计划和方法，确保结构的安全性和可靠性。

本文档涉及附件：附件1：高层建筑结构体系选择案例分析附件2：高层建筑结构材料选择流程图附件3：高层建筑布置原则实例展示法律名词及注释：1.高层建筑：按照国家标准规定的建筑高度在一定范围内的建筑物。

2.结构体系：指建筑结构的整体布局和组成形式。

3.结构材料：指用于构造建筑结构的材料，如钢材、混凝土等。

高层建筑的结构体系与结构布置随着城市的不断发展和人口的增长，高层建筑如雨后春笋般在城市中拔地而起。

高层建筑不仅是城市现代化的象征，更是解决城市土地资源紧张的有效手段。

然而，要确保高层建筑的安全、稳定和舒适，其结构体系与结构布置起着至关重要的作用。

高层建筑的结构体系主要包括框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒体结构以及它们的组合结构等。

框架结构是由梁和柱组成的框架来承受竖向和水平荷载的结构体系。

这种结构体系的优点是建筑平面布置灵活，可提供较大的室内空间。

然而，其抗侧刚度相对较小，在水平荷载作用下，侧向位移较大，因此适用于层数较少的高层建筑。

剪力墙结构则是利用建筑物的墙体作为主要承重构件来抵抗水平荷载。

剪力墙的抗侧刚度大，在水平荷载作用下侧向位移小，适用于较高的高层建筑。

但剪力墙结构的建筑平面布置不够灵活，空间受限。

框架剪力墙结构结合了框架结构和剪力墙结构的优点，既具有框架结构平面布置灵活的特点，又有剪力墙结构较大的抗侧刚度。

在这种结构体系中，框架和剪力墙共同承担竖向和水平荷载，通过合理的布置，可以有效地控制结构的变形。

筒体结构又分为框筒结构、筒中筒结构和束筒结构等。

框筒结构是由周边密集的柱和高跨比很大的窗裙梁所组成的空腹筒结构；筒中筒结构是由内筒和外筒组成，内筒一般为剪力墙围成的实腹筒，外筒则是由密排柱和窗裙梁组成的框筒；束筒结构是由若干个筒体组合在一起形成的空间刚度极大的结构体系。

筒体结构具有非常好的抗侧力性能，适用于超高层建筑。

在确定高层建筑的结构体系时，需要考虑诸多因素。

首先是建筑的功能需求。

例如，商业建筑可能需要较大的开敞空间，此时框架结构或框架剪力墙结构可能更为合适；而住宅建筑对房间布局的规整性要求较高，剪力墙结构可能更能满足需求。

其次是建筑的高度和抗震要求。

一般来说，高度越高，水平荷载越大，对结构的抗侧刚度要求越高，此时筒体结构或组合结构可能是更好的选择。

此外，地质条件、风荷载等自然因素以及施工条件、经济成本等也会对结构体系的选择产生影响。

高层建筑的结构体系关键信息项：1、高层建筑的定义与分类2、结构体系的类型3、各种结构体系的特点与适用范围4、结构设计的基本要求5、施工中的关键技术与要点6、结构维护与检测的方法7、结构安全评估的标准与流程1、高层建筑的定义与分类11 高层建筑的定义通常将高度超过一定数值（例如 24 米或 10 层以上）的建筑物称为高层建筑。

12 分类方式按使用功能可分为住宅建筑、商业建筑、办公建筑等。

按结构材料可分为钢结构、混凝土结构、组合结构等。

2、结构体系的类型21 框架结构由梁和柱组成的框架作为主要承重构件。

特点是平面布置灵活，但侧向刚度较小。

22 剪力墙结构利用钢筋混凝土墙板来承受竖向和水平荷载。

具有较大的侧向刚度，但空间布置相对受限。

23 框架剪力墙结构结合了框架和剪力墙的优点。

框架部分承受竖向荷载，剪力墙主要承担水平荷载。

24 筒体结构包括框筒、筒中筒、束筒等形式。

具有良好的抗侧力性能，适用于超高层建筑。

3、各种结构体系的特点与适用范围31 框架结构311 特点构件类型少，施工方便。

室内空间分隔灵活。

312 适用范围适用于层数较少、高度不大、对空间灵活性要求较高的建筑。

32 剪力墙结构321 特点侧向刚度大，变形小。

抗震性能好。

322 适用范围适用于住宅等对房间布局要求较为规整的建筑。

33 框架剪力墙结构331 特点综合了框架和剪力墙的优点，受力合理。

既能提供较大的空间，又有较好的抗侧力性能。

332 适用范围广泛应用于各类高层建筑。

34 筒体结构341 特点抗风、抗震能力强。

能提供较大的使用空间。

342 适用范围常用于超高层建筑和对结构性能要求较高的建筑。

4、结构设计的基本要求41 安全性确保结构在各种荷载作用下不发生破坏。

满足抗震、抗风等设计规范的要求。

42 适用性保证建筑的使用功能，如空间布局、变形限制等。

43 耐久性选用合适的材料和防护措施，使结构具有足够的使用寿命。

5、施工中的关键技术与要点51 基础施工确保基础的稳定性和承载能力。

高层民用建筑钢结构技术规范JGJ 99-98第二章材料第2.0.1条高层建筑钢结构的钢材，宜采用Q235等级B、C、D的碳素结构钢，以及Q345等级B、C、D、E的低合金高强度结构钢，其质量标准应分别符合我国现行国家标准《碳素结构钢》（GB700）和《低合金高强度结构钢》的规定，当有可靠根据时可采用其他牌号的钢材。

第2.0.2条承重结构的钢材应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、环境温度以及构件所处部位等不同情况，选择其牌号和材质，并应保证抗拉强、伸长率、屈服点、冷弯试验、冲击韧性合格和硫、磷含量符合限值。

对焊接结构尚应保证碳含量符合限值。

第2.0.3条抗震结构钢材的强屈比不应小于1.2，应有明显的屈服台阶，伸长率应大于20%，应有良好的可焊性。

第2.0.4条承重结构处于外露情况和低温环境时，其钢材性能尚应符合耐大气腐蚀和避免低温冷脆的要求。

第2.0.5条采用焊接连接的节点，当板厚等于或大于50mm，并承受沿板厚方向的拉力作用时，应按现行国家标准《厚度方向性能钢板》（GB5313）的规定，附加板厚方向的断面收缩率，并不得小于该标准Z15级规定的允许值。

第2.0.6条结构采用的钢材强度设计值，不得小于表2.0.6的规定。

第2.0.7条钢材的物理性能，应按现行国家标准《钢结构设计规范》（GBJ 17）第2.2.3条的规定。

在高层建筑钢结构的设计和钢材订货文件中，应注明所采用钢材的牌号、等级和对Z 向性能的附加保证要求。

第2.0.8条钢结构的焊接材料应符合下列要求：一、手工焊接用焊条的质量，应符合现行国家标准《碳钢焊条》（GB5117）或《低合金钢焊条》（GB5118）的规定。

选用的焊条型号应与主体金属相匹配。

二自动焊接或半自动焊接采用的焊丝和焊剂，应与主体金属强度相适应，焊丝应符合现行国家标准《熔化焊用钢丝》（GB/T 14957），或《气体保护焊用钢丝》（GB/14958）的规定。

焊缝的强度设计值应按表2.0.8规定采用焊焊条的抗拉强度。

建筑钢结构住宅体系分析【摘要】钢结构是未来相当长一段时期内我国将要重点推广的建筑住宅类型，具有强度高、结构尺寸小、自重轻、施工速度快、抗震性能好及工业化程度高的特点。

本文对国内外主要的建筑钢结构住宅结构形式进行了总结和评述，对各种结构体系进行了分析。

【关键词】建筑钢结构；住宅；结构体系；结构布置1 钢结构住宅概述改革开放以来,我国的钢产量有了很大的提高,特别是从1997年以后,我国的钢产量连续四年超过亿吨。

与此形成鲜明对比的是，钢结构用钢量占总钢产量的比例仅为2%。

而在钢结构用钢量中,建筑钢结构用钢量又仅占10%,这与我国作为产钢大国的地位是很不相称的。

为此,国家相关各部委制定了在建筑工程中推广使用钢结构的一系列政策措施，住建部将钢结构住宅体系的开发和应用作为我国建筑业用钢的突破点，并且制定了《钢结构住宅建筑体系产业化技术导则》和《钢框架核心筒住宅建筑体系技术导则》。

钢结构住宅具有强度高、自重轻、抗震性能好、施工速度快、结构构件尺寸小、工业化程度高的特点，同时钢结构又是可重复利用的绿色环保材料，因此钢结构住宅是符合国家产业政策的推广项目。

随着国家禁用实心粘土砖和限制使用空心粘土砖的政策的推出,加快住宅产业化进程、积极推广钢结构住宅体系已迫在眉睫。

然而，我国的钢结构住宅尚处于探索起步阶段，这种体系在钢结构防火、梁柱节点做法、楼板形式、配套墙体材料、经济性及市场可接受程度上尚有许多不完善之处。

从前几年开始，全国陆续出现了一批钢结构住宅试点项目，结合国外发展较为成熟的建筑钢结构住宅工程，现对常见的建筑钢结构住宅体系作一介绍。

2 钢结构住宅结构体系钢结构住宅结构体系大致可分为以下几种形式：钢框架-混凝土筒体混合结构体系、钢框架支撑结构体系、钢框架-预制混凝土墙体框剪结构体系、纯钢框架结构体系、错列桁架结构体系、轻钢龙骨结构体系。

2.1 钢框架-混凝土筒体混合结构体系钢-混凝土混合结构的平面布置一般为楼电梯或卫生间，采用钢筋混凝土形成主要的抗侧力结构，而外周的框架则采用钢框架。