钢结构多层及高层房屋结构相关知识汇总 -行业资讯

1. 多层房屋的常见结构类型可分为三类：纯框架体系、柱-支撑体系和框-支撑体系。高层房屋中还存在双重体系（即在梁与柱刚性连接的框架中加设斜撑）和框-筒体系（P168-174）
a) 纯框架体系的所有梁柱连接都做成刚性节点，提高抗侧刚度。有时候也做成半刚性连接。
b) 在柱-支撑体系中，所有的梁均铰接于柱侧

2. 框架结构的抗侧移能力，主要取决于梁与柱的抗弯能力和刚度
3. 中心支撑框架具有良好的强度和刚度，但是能量耗散性能较差。无支撑框架具有稳定的弹塑性滞回性能和优良的耗能性能，但是刚度差。
4. 介于中心支撑框架和纯框架之间的抗震结构形式——偏心支撑框架。偏心支撑框架的工作原理：a) 中小地震下，所有构件弹性工作，支撑提供刚度；
b) 在大震下，支撑不发生受压屈曲，偏心梁端屈曲消耗地震能量；
5. 设计注意问题：
a) 支撑应足够强，保证偏心梁段先于支撑屈曲
b) 在梁截面一定的条件下，偏心梁端不能太大，应为剪切屈曲梁，提高偏心梁段的承载能力和支撑框架的抗侧能力，且保持良好的延性和耗能性能
6. 刚性框架的变形特征：
a) 倾覆力矩造成柱拉压变形而导致结构整体弯曲，一般占10%~20%。
b) 结构剪力造成梁柱受弯
c) 剪切侧移中柱的弯曲变形所引起的位移δi，梁的弯曲变形引起的框架节点转动，间接侧移δi，两者之和
7. 在框架梁柱计算中，可以认为
a) 主要通过柱与支撑的轴向刚度以抵抗侧向荷载的悬臂竖向桁架。
b) 抵抗侧向荷载的倾覆力矩时，柱的作用如桁架弦杆
c) 抵抗水平剪力时，支撑斜杆如桁架腹
d) 框架部分是剪切结构，底部层间位移大，顶部小
e) 支撑部分是弯曲型结构，底部层间位移较小，顶部大。
f) 综合作用，减小底部层间位移，不过分增大顶部层间位移
8. 框筒结构的特点：
a) 建筑物较高时，采用密柱深梁方式构成框筒结构。水平荷载下，框筒的梁以剪切变形为主，有较大刚度，框筒柱产生轴向变形。
b) 由于框筒梁的剪切变形，框筒柱的轴力分布与实体筒体不完全相同，出现“剪力滞后”，消弱筒体性能，降低抗侧刚度，柱距越大，“剪力滞后”效应越大。
9. 束筒结构的特点：
a) 当垂直于水平力的翼缘宽度过大时，剪力滞后效应显著降低筒体效应
b) 将大筒体分割成小筒体，构成框筒束结构，剪力滞后效应大大降低，筒体整体抗侧刚度大大提高。
10. 筒中筒结构的特点：
a) 在框筒内部，再设置密柱框架筒或者钢筋混凝土芯筒
b) 调高了抗侧刚度
c) 剪力滞后效应弱，下部层间侧移减小
d) 可设置伸臂桁架，连接内外筒，使外筒发挥更大作用。
11.
伸臂桁架工作原理：伸臂桁架使建筑外围柱参与结构体系的整体抗弯，承担结构整体倾覆力矩引起的轴向压力或拉力，使外围柱由原来的弯曲构件转变为轴力构件以结构顶点
位移最小为目标，桁架设置在0.55H（一道） 0.3H，0.7H（两道）一般不超过三道
12. 结构布置的基本要求：
a) 超过50米的钢结构应设置地下室。
b) 其基础埋置深度，当采用天然地基时不宜小于房屋总高度的1/15；当采用桩基础时，桩承台埋深不宜小于房屋总高度的1/20。 c) 对于设置地下室的钢结构，框架—支撑结构体系中竖向连续布置的支撑或剪力墙应延伸至基础，框架柱应至少延伸至地下一层。
13. 一般情况下，多高层建筑钢结构需要考虑的主要作用有：
a) 结构自重和建筑自重（结构自重包括：梁、板、柱、支撑、节点、螺栓、加劲肋、焊缝等结构构件自重，防火和防锈涂料重量。建筑自重包括楼面做法、填充墙、玻璃幕墙、吊顶天花、管道设备）
b) 楼面竖向活荷载：楼面活荷载指建筑中生活或工作的人群、家具、用品、物品设施等的自重。
c) 风荷载
d) 地震作用
e) 温度作用
f) 火灾作用
14. 基本风压：50年内空旷平坦地貌上离地面10m高的10min平均年**风速值。
15. 为了减小风压作用，多高层房屋应**由光滑曲线构成的凸平面形式，以减小风载体型系数
16. 多高层房屋的柱网布置有三种常见类型：方形柱网、矩形柱网和周边密集型柱网
17. 在多、高层建筑中，楼盖除了直接承受竖向荷载的作用并将其传递给竖向构件外，还要充当很多角色，其中横隔作用很重要。
18. 用于多、高层建筑的楼板有：现浇钢筋混凝土楼板、预制混凝土楼板以及压型钢板组合楼板。目前较为常用者是压型钢板组合楼板，这种楼板是直接在铺设于钢梁上翼缘的压型钢板浇筑钢筋混凝土板构成的。现浇钢筋混凝土楼板用于跨度较大且支模方便的地方，预制楼板，高度不大且无地震设防的建筑。
19. 楼盖结构的方案选择原则：
a) 满足建筑设计要求
b) 较小自重
c) 便于施工
d) 有足够的整体刚度
20. 梁系由主梁和次梁组成。主梁通常采用等跨等间距设置；次梁常见的布置有：等跨等间距次梁、等跨不等间距次梁。（梁系布置要考虑的因素等见P178-182）
21. 组合楼板一般以板肋平行于主梁的方式布置于次梁上。如果不设置次梁，则以板肋垂直于主梁的方式布置于主梁上。搁置楼板的钢梁上翼缘设置抗剪连接件，以保证楼板和钢梁之间可靠地传递水平剪力，常见的抗剪连接件是栓钉。
22. 压型钢板与混凝土之间水平剪力的传递通常有四种形式（P183）：
a) 依靠压型钢板的纵向波槽。
b) 依靠压型钢板上的压痕、小洞或冲成的不闭合孔眼
c) 依靠压型钢板上焊接的横向钢筋
d) 依靠设置于端部的锚固件。端部锚固件在任何情况下都应该设置。
23. 组合梁和组合板的构造要求（P191-192，包括抗剪连接件（栓钉）的设置要求）
24. 框架柱设计应满足强柱弱梁的设计要求，使塑性铰出现在梁端而不是柱端（P193）。
25. 柱与梁的连接见P195
26. 节点设计有以下改进方法（P196-197）：
a) 把梁翼缘局部削弱，形成骨形连接，使塑性铰从梁端外移。
b) 把梁端部加腋，使塑性铰外移
c) 把梁的短段在工厂和柱焊接，以保证焊接质量，短段和梁的主段在工地拼接，可以全部用高强度螺栓连接，或焊、栓并用。
27. 高层钢结构中的支撑可分为水平支撑和竖向支撑两大类。水平支撑分为临时水平支撑和**水平支撑两种；竖向支撑分为竖向中心支撑和竖向偏心支撑两种。（P198-206）
28. 风荷载（有计算题）
29. 地震作用：小震不坏、中震可修、大震不倒
30. 建立结构分析计算模型（P213-214）
31. 静力分析方法：（P214-220）
32. 结构设计：荷载组合和结构验算（P227-231）

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资讯来源：海哲钢结构厂房