8 钢结构高层建筑施工演示文稿.ppt

8 钢结构高层建筑施工
概述
钢结构高层建筑的结构体系
目前,钢结构高层建筑的结构体系主要有纯框架结构体系
、框架—支撑(剪力墙)结构体系、错层桁架结构体系、外
筒式结构体系、筒体结构体系等几种,如图 8-1 所示。
(a)框架(b)框架—支撑(c)框架—支撑—腰(帽)桁架(d) 错列(e)开口筒(f) 框筒
(g) 桁架筒(h) 筒中筒(i) 筒束
图8-1 钢结构高层建筑结构体系
1 纯框架结构体系
纯框架结构体系是由水平梁和垂直柱通过节点的刚性构造
连接而成的多个平面刚接框架结构组成的空间杆系结构,
承受作用于各个平面的荷载。框架结构在垂直平面上不设
支撑,可以形成较大的空间,为平面布置提供了最大的灵
活性,框架结构可以有多种结构平面。
该体系主要适用于 30 层以下的建筑。如25 层的北京长
富宫饭店,即为钢框架结构体系。
2 框架一支撑(剪力墙)结构体系
纯框架结构体系到达一定高度后,难以承受水平荷载作用
下的水平剪力,通过在框架结构某些节间的竖向平面内增
设起剪力墙作用,由钢支撑构成的竖向抗剪支撑桁架,来
承受水平剪力。这样即能有效地提高结构体系的抗剪刚
度,又能大大减少水平位移,这种结构型式一般称之为框
架—支撑结构,其类型如图8-2(a)、(b)所示。
(a) (b)
图8-2 框架—支撑结构体系(交叉支撑) 图8-3 空间错列桁架
3 错列桁架结构体系
由框架—支撑结构派生演变成。其特点是下一楼层的桁架
位于上一楼层两榀桁架间距的中线上,使相邻两个楼层桁
架呈“品”字形交错排列,如图 8-3 所示。此结构的楼板架
设在下层桁架的上弦杆和上层桁架的下弦杆上,楼板参与
桁架传递水平力,起刚性隔板作用。水平力作用于每层桁
架上弦,经腹杆传至下弦,又由楼板传至相邻桁架的上弦
。这种结构主要适用于公寓、旅馆等狭长建筑物。
4 外筒式结构体系
外筒式结构体系如图 8-1(e)、(f)、(g)所示,有开口筒、
框架筒、桁架筒等几种。
5 筒体结构体系
筒体结构体系如图 8-1(h)、(i)所示,主要有筒中
筒、筒束等几种。加强框架外筒式结构体系的另一
种方法是在内部设置强劲的钢结构或钢筋混凝土结
构剪力墙式的核心内筒,外围结构为密柱深梁钢框
筒,从而发展形成筒中筒结构体系。筒式结构的发
展,从单筒到筒中筒,进而又把许多个筒体排列而
成筒束结构体系。
碳素结构钢
低碳钢
中碳钢
高碳钢
含碳量
%~%
%~%
%~2%
表8-1碳素结构钢的含碳量
碳素结构钢又可以分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢。
2) 低合金钢(GB/T 1591—1994)
低合金钢是一种在普通碳素钢基础上添加少量的一种或多
种合金元素(总量低于5%)如钒、铌、钛、铬、镍等,以提
高其强度,耐腐蚀性、耐磨性或低温冲击韧性的钢材。
3) 耐候钢
在钢的冶炼过程中,加入少量的 Cu、P、Cr、Ni 等特定
合金元素,可以在金属基体表面上形成保护层,以提高钢
材耐大气腐蚀性能,这类钢材称为耐候钢或耐大气腐蚀
钢,按照国家现行标准 GB/T 4171-2008的规定,耐候钢
适用于耐大气腐蚀的建筑结构,产品通常在交货状态下使
用。我国目前生产的耐候钢分为高耐候结构钢和焊接结构
用耐候钢两种。
4) 其他钢材
(1) 桥梁用结构钢
(2) 耐火钢
普通建筑用钢在 350℃以上高温时屈服强度迅速下降到室温的 2/3 以下, 不能满足设计要求。日本研究者通过在钢中添加微量的 Cr、Mo、Nb 等合金元素开发出来,在 600℃的高温屈服强度相当于室温下的 2/3以上屈服强度的耐火温度为 600℃的建筑耐火钢,其用途广泛,可用于办公楼、商场、宾馆、钢结构高层建筑大厦等建造。
(3) 铸钢、不锈钢及高强度钢等
高强度钢是通过冶炼加进多种的合金元素及热处理工艺而获得,用在受强度控制的大跨度、特重型结构中时,可以明显的节约钢材。如应用在高层建筑的底部几层承重结构中。