高层钢结构结体系.ppt

高层钢结构房屋; 2.1．1 世界高层建筑钢结构的发展;;;繁荣期 1945年二次大战后，高层在美欧等西方国家快速发展，其中以美国最具代表性 芝加哥Sears大厦，109层443米，用钢量161Kg/m2，1974年建成。Sears Tower 成束筒体系。;2）国内的发展;国内目前最高的为上海环球金融中心;印匝丑弓饵吹悠撬引柳舆诉峨贿焙孽宿泛确望间守涛巷真酗诸捕挤交亲初高层钢结构结体系高层钢结构结体系;疹杜喘壁服茎剥缚马丁辆骑撼耻宏霖必傈媚诧阴盟辆勘莲疫脏在毫调逼角高层钢结构结体系高层钢结构结体系;上海中心大厦  大厦的主楼为127层，总高为632米，结构高度为565.5米，这两个高度均超过了上海环球金融中心，从而成为“上海第一高”。 “上海中心”建筑外观呈螺旋式上升，建筑表面的开口由底部旋转贯穿至顶部，从天空向下俯瞰，“上海中心”非对称的顶部卷折状造型，将进一步丰富上海的城市天际线。  “上海中心”总投入将达148亿元，2014年竣工交付使用。项目的开发建设和运营由上海中心大厦建设发展有限公司负责。 ;崎叭欠雪慰翟勋岿绪腐蚤拭孰摊涵咸屁余箭浅魂再琶席殖传烦秒摧碗泥眼高层钢结构结体系高层钢结构结体系;国内在建或已建完的其他著名高层钢结构详细信息;1）高钢的优缺点;2）高层钢结构的适用范围;21．2 钢结构构件的性能;21．2．1 钢梁;悄染慑珠权恕咳扯黎拼舅漂沉驴湾用踏福傅覆弹泻怜燃邱疼宴蝇刑讣很濒高层钢结构结体系高层钢结构结体系;2．反复荷载下的性能 钢梁在往复荷载作用下的性能与单调荷载作用下基本一致，其滞回环在小的转角幅度下是稳定的，其反复荷载作用下的转角能力随 的变化低于单调荷载。循环荷载作用下的滞回曲线如图21．22所示； ; 21．2．2 钢柱 1．单调荷载下的性能 宽翼板的柱在固定轴力和单调弯矩作用下的弯矩—曲率关系如图21．2．3，其中 是轴力为零时的全塑性弯矩， 是轴力为零时的屈服曲率。如果不出现局部压屈，随曲率的增加，弯矩可达到 值并保持不变。 除了弯曲屈服破坏外，细长的柱因压弯和局部压屈可能在平面内失稳。 ;2．反复荷载下的性能 ???向被梁支承的框架柱在固定轴向和反复水平荷载作用下的滞回曲线如图21．2，4所示。 ; 21．2．3 支撑构件 图21．2．5给出了斜杆在反复荷载下的滞回性能，其中P和 分别是斜杆内的轴向力和相应的伸长度，H和 分别是斜杆承受的水平荷载和框架的水平位 移。由于每根斜杆只承受拉力，如图21．2．5b、c，斜杆承担的总水平荷载是各杆力的水平分量之和，如图21．2．5d。d中的滞回环表示斜杆只在发展新的塑性伸长度时才消耗能量。斜杆如果在固定位移幅度的反复荷载作用下，则不消耗能量，如图21．2．5e；这就是说．一般地斜杆的能量消耗能力小于抗弯框架。;21．2．4 连接节点 焊接的刚性梁柱连接处的破坏可能是局部高应力导致的屈服或断裂，如图21.2．6b，也可能发生节点板剪切屈服，如图21．2．6a；梁翼板传来的压力和拉力形成的局部应力可能带来两类破坏： 〔1)梁受压翼板传来的压力使柱腹板翘曲 (2)梁受拉翼板传来的拉力使柱的翼板与相邻腹板处的焊缝断裂导致柱翼板过大的挠曲。;21．3 高层建筑钢结构的结构体系 目前，高层建筑钢结构的主要结构体系有钢框架、钢框架—抗剪结构、带水平加强层的钢框架—支撑桁架结构、巨型结构、筒体结构等结构体系，下面就这些结构体系的不同特点来分别讨论。; 21．3．1 钢框架结构体系 框架结构体系是指，沿房屋的纵向和横向均采用框架作为承重和抵抗侧向力的主要构件所构成的结构体系。 由于框架体系能够提供较大的内部使用空间，因而建筑布置灵活。此外，框架的杆件类型少，构造简单，施工周期短。所以，对层数不太多的高层结构来说，框架体系是一种应用比较广泛的结构体系。 这种结构形式的抗例移刚度主要取决于组成框架的柱和粱的抗弯刚度，侧向刚度较小，主要适用于30层以下的建筑。 纯框架结构的抗侧移能力主要决定于柱和梁的抗弯能力，当楼层数较多时要提高结构的抗侧移刚度只有加大梁和柱相的截面。截面过大，就会使框架失去其经济合理性。 ;21．3．2 钢框架—抗剪结构体系 由于纯框架结构是靠梁柱的抗弯刚度来低抗水平力，当建筑物超过30层或纯框架结构在风荷载或地震作用下的侧移不符合要求时，往往在纯框架结构中再加上抗侧移构件，即构成了钢框架—抗剪结构体系。 根据抗侧移构件的不同，这种体系又可分为框架剪力墙和