多高层房屋结构的类别

特点：侧向荷载效应的影响突出：风荷载、地震作用

分类：框架结构、框剪结构、筒体结构

框架结构特点：

1】平面布置较灵活，刚度分布均匀

侧向刚度相对较小，延性比较大，自振周期比较长，对地震作用的敏感度不高，通常在不超过 30 层。

框剪结构特点：

1】支撑或剪力墙，双重设防

2】不超过40~60层

筒体结构特点：

框筒结构

框架形成的筒体结构中，内筒以及其它的竖向构件主要承担竖向荷载，而外层框架主要承担侧向荷载。

2】刚性楼面结构作为框筒的横隔

3】剪力滞后造成角柱的轴力过大，两个措施 ：

控制框筒平面的长宽比

加大框筒梁和柱的线刚度之比

4】适用的建筑高度可超过90层

筒中筒结构

1】减缓框筒结构的剪力滞后效应

2】密柱深梁或钢筋混凝土内筒

侧向位移模式：

适用高度

JGJ99-98) 依据地震设防烈度划分：

非抗震设防的多层(£12层)钢结构房屋形式：

1】纯采用框架结构或斜撑(或剪力墙)体系

2】斜撑体系梁和柱的连接都可做成铰支即柔性连接

抗震设防的多高层钢结构房屋形式：

1】中心支撑体系，不超过12层

2】偏心支撑体系，超过12层

结构布置提要

1】光滑曲线构成的凸平面形式：风载体型系数小

采用中心对称的平面形式，这样可以减小在风荷载作用下的扭转振动；采用双轴对称的平面形式，也能够减小或避免在风荷载作用下的扭转振动。

3】平面尺寸关系

4】平面不规则结构

5】结构竖向布置

基础

1】宜设地下室

2】抗震设防基础埋深宜一致, 不宜采用局部地下室

基础埋深方面，对于天然地基来说，其埋深不宜小于建筑物高度 H 的 1/15；而对于桩基而言，其埋深不宜小于建筑物高度 H 的 1/20。

4】采用钢筋混凝土剪力墙或框剪结构型式

5】设置钢骨(型钢)混凝土的过渡层，一般为2~3层

怎样做好多高层钢结构设计

十层以下且总高度小于 24m 的民用建筑被定义为多层钢结构；6 层以下且总高度小于 40m 的工业建筑被定义为多层钢结构。超过上述高度的则被定义为高层钢结构。我国建筑防火规范协调了民用建筑的层数和高度界限，工业建筑通常层高较高，是根据实际工程经验来确定的。

轻型框架 - 支撑钢结构适用于多层民用建筑，同样适用于楼面等效活载小于 8KN/m2 且建筑高度小于 20m 的工业建筑。

框-排架结构型式有侧向框-排架和竖向框-排架之分。侧向框-排架由排架与框架侧向相连构成，存在等高和不等高的情形钢结构网格墙，如在图 4.3.1 中（a）和（b）所示。竖向框-排架结构，其上部是排架结构，下部为框架结构，如图 4.3.1 中（c）所示。

组成结构体系的单元里，框架的形式较为明确，而支撑、剪力墙、筒体的形式较为丰富。在结构体系分类表中，专门将常用的形式列了出来。消能支撑通常用于中心支撑的框架 - 支撑结构里，还能用于组成筒体结构的普通桁架筒或斜交网格筒中。在偏心支撑的结构中，因为它与耗能梁端的功能有重叠，所以一般不会同时采用。斜交网格筒全部由交叉斜杆编织而成，能够提供很大的刚度，在广州电视塔和广州西塔等 400 米以上的结构中已经有应用。剪力墙板筒在国内已有的实例是用钢板填充框架从而形成筒体，在 300 米以上的天津津塔中得到了应用。

体结构的细分依据是筒体与框架间或筒体间的位置关系。如果筒与筒间是内外位置关系，那就是筒中筒；如果筒与筒间是相邻组合位置关系，那就是束筒；筒体与框架组合的是框筒，框筒又可进一步分为：传统意义上抗侧效率最高的，外周为筒体、内部为主要承受竖向荷载的框架的外筒内框结构；与传统钢筋混凝土框筒结构相似的，核心为筒体、周边为框架的外框内筒结构；以及多个筒体在框架中自由布置的框架多筒结构。

巨型结构是一个较为宽泛的概念。竖向荷载或水平荷载在结构中，是以多个楼层作为其基本尺度来进行传递的，而不是像传统意义上那样以一个楼层来进行传递。当出现这种情况时，就可以将其视为巨型结构。

比如，将框架或桁架的某一部分视为单个组合式构件，以层或跨的尺度作为“截面”的高度，从而构成巨型梁或柱，接着形成巨大的框架体系，这就是巨型框架结构。巨梁间的次结构的竖向荷载都是经由巨型梁分段传递至巨型柱的。在巨型框架的“巨型梁”、“巨型柱”节点之间设置支撑巨型支撑，就形成了巨型框架 - 支撑结构。当框架为普通尺度，而支撑的布置是以建筑的立面为尺度时，就可以称作巨型支撑结构，例如香港的中国银行。

不同的结构体系，因为受力特点不同，变形特点也不同，所以在延性上有较大差异。具有多道抗侧力防线且以非屈曲方式破坏的结构体系钢结构网格墙，延性更高。同时，结构的延性取决于节点区是否会发生脆性破坏，以及构件塑性区是否有足够的延性。

所列体系分类里，框架-偏心支撑结构属于高延性等级结构类型；采用消能支撑的框架-中心支撑结构属于高延性等级结构类型；采用钢板墙的框架-抗震墙结构属于高延性等级结构类型；不采用斜交网格筒的筒中筒和束筒结构属于高延性等级结构类型；全部筒体均采用斜交网格筒的筒体结构属于低延性等级结构类型。

结构具有较高延性时，在塑性阶段能够承受更大的变形，且不会发生构件屈曲和整体倒塌。所以它具有更好的耗能能力。如果以设防烈度下结构应具备等量吸收地震能量的能力作为抗震设计准则，那么较高延性的结构应该能够允许比低延性结构更早进入塑性。

屈曲约束支撑能够提升结构的延性。与框架 - 偏心支撑结构相比，它在延性提升方面更具可控性。根据其在全部支撑中所占的比例来看，框架 - 中心支撑结构适用的高度最高可增加 20%。

结构体系存在二道抗侧力防线，这就是双重抗侧力体系。并且其中第二道防线的水平承载力要达到总水平剪力的 25%及以上。

伸臂桁架能够提高周边框架的抗侧贡献度，周边桁架也可以提高周边框架的抗侧贡献度。当伸臂桁架和周边桁架同时设置时，效果会更加明显。它们一般用于框筒结构，也可用于各种需要提高周边构件抗侧贡献度的结构体系中。伸臂桁架的上下弦杆需要在筒体范围内拉通，并且要在弦杆间的筒体内设置足够多的斜撑或抗剪墙，这样有利于上下弦杆轴力在筒体内实现自平衡。设置伸臂桁架的数量时需要考虑其总体抗侧效率，设置伸臂桁架的位置时也需要考虑其总体抗侧效率；设置伸臂桁架的数量时要兼顾与其相连构件的承受能力，设置伸臂桁架的位置时也要兼顾与其相连构件的承受能力；设置伸臂桁架的数量时要兼顾与其相连节点的承受能力，设置伸臂桁架的位置时也要兼顾与其相连节点的承受能力。

超高层钢结构中，风荷载常常起控制作用，所以选择风压小的形状具有重要意义；在特定条件下，涡流脱落所引发的结构横风向振动效应极为显著，结构的平、立面选择以及角部处理，会对横风向振动产生明显的影响，应当通过气弹模型风洞试验或者数值模拟来对风敏感结构的横风向振动效应进行研究。

多高层钢结构设置地下室时，房屋的高度通常较高。在这种情况下，钢框架柱适宜延伸至地下一层。在框架 - 支撑结构中，沿竖向连续布置的支撑，如果为避免在地震反应最大的底层形成刚度突变，因为这对抗震不利，所以支撑需要延伸到地下室。

目前国内外多层钢结构房屋常用的楼盖形式和做法，其抗震性能较好。采用装配整体式钢筋混凝土楼板时，能够在预制混凝土楼板板肋端部设置预埋件，安装后将其与钢梁焊接牢固，以此来保证楼盖的整体性。对于超高层钢结构而言，如果条件允许，楼面混凝土最好优先考虑采用轻骨料混凝土。在楼板与梁能够可靠连接的情况下，楼层梁的两端为铰接时，通常可以依据组合梁来进行设计。

顶点最大加速度有其限值，这一限值是经过对国内外的相关规范和资料进行综合分析后得出的。主要是以加拿大国家规范为参考，同时结合了我国的国情而作出的最低限值规定。因为人体的舒适度是一个较为复杂的问题，个体之间存在着很大的偏差。如果业主要求更高的服务标准，那么就可以对这个值提出更高的要求。在必要的情况下，可以通过设置 TMD、AMD 等减振装置的方式来提高结构的舒适性。