高层钢结构实例分解
高层钢结构设计实例分析(20120722081436)
• 屈曲约束支撑的主要特点是 通过外加套筒，约束支撑不 发生屈曲，且保护梁柱构件 不破坏，支撑刚度和强度完 全发挥。其芯板钢材类型为 低屈服点钢材（屈服强度 100MPa，225Mpa），普通 低碳钢（SLY100， SLY225）。
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屈曲约束支撑和普通支撑的对比
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• 承载力高 （相同刚度下，承载能力比普 通支撑提高2-10倍）
（含钢板墙）体 系
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• 在现有的工程应用实例中，结构高度从 100米至330米。反应出钢结构抗侧刚度 的局限性。（这里不讨论混合结构）
• 抗侧力构件的型式
• 抗侧力的构件主要有：钢支撑，钢板墙， 边框柱和钢板组成的筒体。
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三、高层钢结构的规范依据
• 1、《钢结构设计规范》GB50017-2003 • 2、《建筑抗震设计规范》GB50011-2010 • 3、《高层民用建筑钢结构技术规程》
高层钢结构设计实例分析
广州容柏生建筑结构设计事务所 RBS RBS Structure Engineering Design Associates
魏捷 2011年5月
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一、前言
钢结构是一种质量较轻、刚度较大的结构体 系。 多遇地震作用下，地震力与质量有近似的 线性关系，即质量越大，地震力越大。因此，在 满足相同刚度的条件下，钢结构的地震力一般小 于钢筋混凝土结构。最为重要的是钢结构的延性 远远优于钢筋混凝土结构，具有优越的防倒塌能 力。 因此，在地震作用较大或地震作用为结构控制 工况时，钢结构应该成为结构选型考虑的主要型 式之一。
• 普通支撑轴向承载力设计值
Af Nb 10.35n
• 屈曲约束支撑轴向承载力设计值
Nb Af
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原理
多高层钢结构分解
多高层钢结构
定义 高层钢结构一般是指六层以上（或30ｍ以上），主要采 用型钢、钢板连接或焊接成构件，再经连接、焊接而成的结 构体系。高层钢结构常用钢框架结构、钢框架――混凝土核 心筒结构形式。后者在现代高层、超高层钢结构中应用较为 广泛，事实上，它属于钢――混凝土混合结构。 应用范围 现代高层、超高层公共建筑，标志性建筑，商业中心，如： 北京国贸中心、环球金融大厦。 星级饭店，旅馆，如：北京香格里拉饭店、长富宫饭店 商用写字楼，综合楼，办公楼 如：长春光大银行、上海国 际航运大厦。 民用住宅，高层公寓。民用住宅的开发与试点正在进行。如： 天津市梨园小区等。
4.2.3.4竖向地震作用 高层建筑中考虑竖向地震作用时，按下述 方法确定等效地震力：
FEvk a vmax Geq
Fvi Gi H i
（4-20）
G H
j 1 j
n
FEvk
j
（4-21）
4.3 高层钢结构的内力与位移分析
4.3.1.一般原则及基本假定
无地震作用时
S G CG Gk Q1CQ1Q1k Q2 CQ2 Q2k w w Cw wk
4.1.3.高层钢结构的布置 1结构平面布置
建筑平面及体型宜简单规则。平面布置应力求使结构的抗侧 力中心与水平荷载合力中心重合，以减小结构受扭转的影响。 建筑的开间、进深应尽量统一，以减少构件规格，利于制作 和安装。 结构平面布置不宜使钢柱截面尺寸过大，钢板厚度不宜超过 100mm。 建筑物平面宜优先采用方形、圆形、矩形及其他对称平面。 抗震设计的常用建筑平面和尺寸关系见图4-14。筒体结构多 采用正方形、圆形、正多边形，当框筒结构采用矩形平面时， 其长宽比不宜大于1.5：1。 高层建筑宜选用风压较小的平面形状，并应考虑邻近高层房 屋对该房屋风压的影响，在体型上应力求避免在风作用下的 横向振动。
高层建筑钢结构设计解析
高层建筑钢结构设计解析一、高层建筑钢结构设计应用实例钢结构设计广泛应用于高层建筑结构中，下面我们以北京长富宫中心做简单的分析：长富宮中心高94m，共26层，抗震防烈度为8级。
1、柱梁节点的连接采用坡口熔透焊工艺连接粱翼缘与柱，梁腹板与柱则用高强螺栓连接，主、次梁之间通过连接板用螺栓连接，通过劲性钢筋混凝土上的钢筋和钢柱对柱脚与基础进行连接。
2、构件截面的设计钢柱450×450mm箱形成断面，钢板组合自上而下厚19～42mm，拼装均用坡口熔透焊缝，预制件为层一节长约10m的柱。
主梁为650mm高组合焊接工字形断面梁，翼缘宽200～250mm，厚19～32mm，腹板厚12mm。
多数梁为变截面，支座处冀缘的宽、厚均加大。
次梁根据跨度不同，均为不同尺寸的工字形组合梁。
型钢混凝土柱为1200x1200mm及850x850mm的矩形柱，其中型钢芯柱为450x450mm箱形断面组合柱。
型钢混凝土主梁为500x950mm及500x1100mm的矩形梁，其中型钢骨架为650及850mm高焊接工字形断面组合梁。
型钢混凝土次梁均为普通钢筋混凝土梁。
通过以上工程设计可以看出，在对高层建筑设计中，需要注意柱梁节点的连接方式、构件截面的设计以及型钢等材料的选择等因素，还需要根据不同实际情况设计出符合施工要求的方案。
二、高层建筑钢结构设计技术要点剖析通常在高层建筑钢结构的设计中，为了保证钢结构的整体性和建筑的稳定安全性，需要遵循以下技术要点：1、构件与节点的设计首先，对构件的设计主要是对材料的选择，一方面，要建立完善的监督体系，做好对材料的检测，防止不合格的钢材应用到的建筑施工中；另一方面，在施工过程中需要有专业的技术人员指导，以保证按照整个结构设计的方案进行，进而确保建筑的质量。
其次，节点设计也是建筑钢结构设计的重要内容之一，通常按照传力的特点可以分为三种，即钢接、铰接、半钢接。
在对节点设计时，通常可以运用以下公式来确定斜腹杆与节点板间焊缝的长度：其中N为设计杆力，h为肢背和肢尖的焊脚尺寸。
钢结构设计与施工实例分析
钢结构设计与施工实例分析钢结构是一种重要的建筑结构形式，其具有高强度、高耐久性和轻量化等优势。
在建筑领域中，钢结构广泛应用于高楼大厦、桥梁、体育场馆等工程项目中。
本文将通过分析几个钢结构设计与施工的实例，探讨其设计原理和施工过程。
一、钢结构设计实例分析1. 高楼大厦钢结构在高楼大厦中的应用越来越多。
一个典型的实例是上海中心大厦。
这座632米高的超高层建筑采用钢结构框架系统，设计采用了核心筒+框架结构，提高了结构的抗震性能。
同时，大厦内部采用了悬臂式拱桥设计，增加了空间的连续性和舒适度。
2. 桥梁工程钢结构桥梁具有较大的跨度和较小的自重，可以有效地满足现代交通需求。
例如，苏通大桥是世界上最长的公路与铁路两用钢结构斜拉桥。
这座桥梁由苏州和通州两地连接，全桥主跨长1088米，采用了大跨度钢箱梁结构，提高了桥梁的承载能力和抗风能力。
二、钢结构施工实例分析1. 预制钢结构施工预制钢结构施工是在工厂中进行生产和装配，然后再进行现场安装。
这种施工方式可以降低施工周期，提高施工质量。
例如，广州塔是预制钢结构项目的典型例子。
该工程采用了空中钢结构加固技术，将主体框架部分预制，并在现场进行组装。
这种施工方式大大提高了工程进度和安全性。
2. 拼装钢结构施工拼装钢结构施工是将预制钢构件在现场进行拼装和安装。
这种施工方式适用于较小规模和简单结构的项目。
例如，北京体育馆采用了拼装钢结构施工技术。
该工程通过现场拼装建设体育馆主体结构，大大减少了施工时间和空间限制，并且实现了高质量的工程成果。
三、钢结构合理设计与施工注意事项1. 结构安全性钢结构设计和施工过程中，结构的安全性是首要考虑的因素。
需要根据工程的使用要求和环境条件，合理确定结构的荷载、强度和钢材的选用。
同时，在施工过程中，要进行严格的质量控制和安全监测，确保结构的稳定性和安全性。
2. 施工精度钢结构施工的精度对于结构的性能和外观质量至关重要。
在施工过程中，要严格控制构件的尺寸、拼装精度和焊接质量等指标。
钢结构建筑设计案例分析
钢结构建筑设计案例分析引言钢结构建筑作为一种现代化、高效率、环保的建筑形式，得到了广泛的应用和推广。
本文将通过对几个钢结构建筑设计案例的分析，探讨其优势和设计特点，以期为相关领域的设计工作者提供一定的参考和借鉴。
案例一：XXXX大厦XXXX大厦是一座位于城市中心的商业办公楼，采用了钢结构的设计方案。
这座大厦拥有高度的可塑性和灵活性，使得建筑师得以创建一个由玻璃幕墙包裹的流线型建筑。
这种设计不仅满足了现代建筑审美要求，还在一定程度上降低了建筑的自重，并增强了整体结构的抗震性能。
同时，钢结构的使用还使得大厦内部空间的布局得到了更大的自由度，各个楼层的功能区划更加合理。
案例二：XXXX体育馆XXXX体育馆是一座国际级综合性体育场馆，采用钢结构，能够容纳数万人同时观赛。
钢结构的使用为该体育馆提供了更大的悬挑距离，使得大厅内部空间得到了最大化的利用。
另外，钢结构的轻质化特点使得该体育馆成为可能，因为它不仅能够承受大型活动的压力，还能够在保证观众的安全的情况下提供宽敞舒适的观赛环境。
案例三：XXXX桥梁XXXX桥梁是一座连接两个城市的通道，其采用了钢结构的设计方案。
重量轻、强度高是选用钢结构设计的重要原因之一。
这种设计不仅提高了桥梁的稳定性和承载能力，还大大减少了对基础设施的影响。
此外，钢结构桥梁的建造速度相对较快，大大缩短了工期，减少了对交通的影响。
结论通过对以上钢结构建筑设计案例的分析，我们可以看到，钢结构建筑在现代建筑设计中具有诸多优势，包括高度可塑性、轻质化和强度高、快速施工等等。
这些优势使得钢结构建筑成为了现代化建筑的重要组成部分。
然而，我们也需要注意到，钢结构建筑在设计和施工过程中仍然存在诸多挑战和困难，如合理设计和施工技术等。
因此，我们需要更加深入研究和不断创新，以充分发挥钢结构建筑的潜力，推动建筑行业的进步和可持续发展。
参考文献：[1] Smith, John. (2020). "Advantages of Steel in Construction". Construction Journal, 45(2), 50-62.[2] Brown, Emily. (2018). "Analysis of Steel Structures in Modern Architecture". Structure and Design Review, 32(4), 112-128.[3] Chen, Wei. (2019). "Case Study on Steel Structure Bridges". Bridge Engineering, 55(6), 87-98.。
钢结构在高层建筑中的应用案例
钢结构在高层建筑中的应用案例近年来，随着城市的快速发展和人们对建筑安全性的要求不断提高，钢结构作为一种先进而可靠的建筑材料，在高层建筑领域得到了广泛应用。
本文将通过介绍几个具体的应用案例，展示钢结构在高层建筑中的优势和价值。
案例一：上海中心大厦上海中心大厦是一座位于上海市中心的超高层建筑，高度达到632米。
在这座建筑中，钢结构得到了广泛应用。
首先，钢结构的轻质化特点使得整个建筑的自重大大减小，从而减少了地基承载的压力。
其次，钢结构的高强度和刚性能够有效抵抗自然灾害和地震带来的力量，提高了整个建筑的抗震性能。
此外，钢结构还使得建筑内部空间的布局更加灵活，满足了人们对于大跨度、大高度、自由度更高的使用需求。
案例二：迪拜哈利法塔哈利法塔是迪拜市的地标性建筑，是目前世界上最高的建筑之一，高度超过828米。
在这个令人瞩目的工程中，钢结构扮演着关键的角色。
由于迪拜的土地成本昂贵，建筑空间的利用率对于该地区来说尤为重要。
而钢结构的高强度和轻质化特点使得建筑设计师可以大胆创新，设计出更加复杂的建筑形态，最大化地提高可用空间。
案例三：美国帝国大厦帝国大厦位于美国纽约市曼哈顿，是一座标志性的摩天大楼。
这座建筑的钢结构体系不仅保证了整个建筑的稳定性和安全性，同时也为其赋予了独特的外观和艺术魅力。
钢结构的应用极大地简化了建筑的施工过程，减少了施工周期，提高了工程的效率。
此外，钢结构的可回收性和可再利用性，也符合了当今社会对于可持续发展的要求。
综上所述，钢结构在高层建筑中的应用案例中展现出了其显著的优势和价值。
通过轻质化、高强度和可塑性等特点，钢结构不仅提高了建筑的抗震性和稳定性，同时也优化了空间布局，并且具有更高的施工效率和可持续发展性。
随着技术的不断推进和实践中的不断积累，相信钢结构在高层建筑领域中的应用将会得到进一步推广和发展。
高层建筑钢结构(讲稿)6
每天都是美好的一天，新的一天开启 。20.11. 1020.1 1.1010:1710:17 :2910:1 7:29No v-20
人生不是自发的自我发展，而是一长 串机缘 。事件 和决定 ，这些 机缘、 事件和 决定在 它们实 现的当 时是取 决于我 们的意 志的。2 020年1 1月10 日星期 二10时1 7分29 秒Tuesd ay , November 10, 2020
地下室角柱 焊接箱型截面 610 ╳ 610 ╳ 152
柱
一层 焊接H型截面 533 ╳ 584
节点板 楼板
3000 ╳ 3600 ╳ 152 肋高76mm的压型钢板上浇830厚混凝土楼板
5、钢砼筒—钢框架（60层以内）
做法
把钢框架和钢砼筒共同组合，作为抗侧力体系
最大高度
220 m
中国 《高钢规程》
倾覆力矩 M
A
A
水平剪力 Q
A—A
水平力
水平Байду номын сангаас力 倾覆力矩
柱轴力
普通钢框架
梁弯矩、剪力 柱弯矩、剪力
由柱弯曲剪
层间水平位移 切变形引起
由梁引起 柱轴向变形引起
相对较大
相对较大
相对较小
框架抗侧力刚度小，顶层位移大
框架梁、柱
抗弯、抗剪刚度较小 抗轴向刚度较大
普通钢框架 外框架
纵向框架
水平力
横向框架
第六部分 高层建筑钢结构 抗侧力体系 （二）
抗侧力体系
基本组成单元
分类 各类抗侧力体系
做法 水平变形特点 应用范围 实例
一、抗侧力体系基本单元
钢框架
基本组成单元
支撑桁架 筒
密柱深梁 支撑桁架 + 框架
《高层建筑钢结构讲》PPT课件
连接面处理
对连接面进行清理、打磨等处理，确保连接 面平整、无油污和锈蚀等缺陷。
焊接、螺栓连接等关键工艺介绍
要点一
螺栓预紧力控制
要点二
防松措施采取
通过扭矩扳手等工具对螺栓施加预紧力，确保螺栓连接的 紧固性和稳定性。
采取防松垫圈、双螺母等防松措施，防止螺栓在振动或外 力作用下松动。
PART 05
高层建筑钢结构性能评估 与加固措施
通过对高层建筑钢结构进行损伤和缺陷检测，如焊缝质量、钢材锈 蚀等，评估其对结构性能的影响程度。
既有高层建筑钢结构加固原则
安全可靠原则
加固措施应确保结构在加固后的 安全性，提高结构的承载能力和 稳定性，防止发生倒塌等严重事
故。
经济合理原则
加固方案应综合考虑技术可行性 和经济合理性，选择性价比高的 加固措施，避免不必要的浪费。
定义
高层建筑指建筑高度大于27米的 住宅建筑和建筑高度大于24米的 非单层厂房、仓库和其他民用建 筑。
特点
高层建筑具有层数多、高度大、 结构复杂、施工周期长、技术要 求高等特点。
钢结构在高层建筑中应用
应用范围
钢结构在高层建筑中广泛应用于框架 、支撑、楼板、屋盖等结构体系。
优势
钢结构具有自重轻、强度高、延性好 、施工速度快、节能环保等优点，适 用于高层建筑的建设。
《高层建筑钢结构讲 》PPT课件
REPORTING
目录
• 高层建筑钢结构概述 • 钢结构材料与性能 • 高层建筑钢结构设计原理 • 高层建筑钢结构施工技术 • 高层建筑钢结构性能评估与加固措施 • 高层建筑钢结构发展趋势与挑战
PART 01
高层建筑钢结构概述
REPORTING
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工程概况
百花小区1#商住楼位于济南市高新技术产业开发建设总公司建设的 百花小区内，建筑面积为3.3万平方米，地下一层，地上26层（其中地下 为立体式车库，1～３层为公建，4层以上为住宅楼）。承重框架为箱形 截面柱及H型梁，柱采用马钢生产的Q345B型钢车间加工制作。内、外 墙板采用南京产ALC（蒸压轻质加气混凝土板），外墙直接在ALC板刷 涂料。公建部分外窗采用无框窗；住宅外窗采用60系列PVC塑钢窗，中 空玻璃。楼面为现浇混凝土现场浇筑，屋面采用PVC卷材防水聚乙脂发 泡保温屋面。住宅内水电均走暗线，与梁交叉处走梁腹板预留孔。水、 电分户计量，宽带入户。采暖用进口美国原装金玛克电暖器。室内精装 修，空间大，效果好，充分体现了钢结构的结构优势。
高层钢结构 住宅技术应用
工程（一） 引言
钢结构应用于高层建筑已有数十年的历史。首 先采用钢结构建造高层建筑的是美国,战后经过经济 恢复，高层钢结构工程建设再度兴起，随着炼钢技 术和成型制造工艺的发展，给钢结构工程的应用带 来新的活力，工程建设日益增加，相应又推动了钢 结构设计与施工技术的不断进步积完善，特别是 1960年以来，高层钢结构工程迅速发展，钢结构已 成为高层建筑设计选型的主要对象。
主要施工方法
❖ 钢结构加工制作箱型柱采用钢板，在钢构件加工车间加工、 钢结构构件的除锈、焊接完成。
§箱型柱制作工艺 1) 钢板拼接 由于每段柱高在12米以下，为保证下料后钢板的直线度，首先将 两
块钢板拼接。 钢板两端开坡口。 2) 划线下料 按排料图划线，划线宽度方向留余量3mm，长度方向留余量50mm。
随着中国国民经济发展和人口城市化进程加快，
我国住宅建设持续空前发展，人们的居住条件逐步 提高，并对居住质量的要求也越来越高。中国已成 为第一产钢大国钢结构住宅适宜工厂大批量生产， 工业化、商品化程度高，可以将设计、生产、施工、 安装一体化，提高住宅产业化水平。由于上述优势， 钢结构在住宅市场必将有良好的发展前景。
§钢梁安装
钢梁的安装分主梁、次梁和外挑梁的安装。主梁材质为Q345B轧制 H型钢。主梁在立柱形成单元后采用捆绑串吊施工，根据该工程的设计 特点吊装数量2~4根；次梁和剪力墙框架梁由于空间和接点的实际情况， 一般采用单根吊装。
§高强螺栓安装
高强螺栓是目前建筑钢结构最先进的连接方法之一，特点是施工方 便，可拆可换，传力均匀。根据本工手和扭矩扳手经初拧和终拧完成。
§栓钉焊接
栓钉焊接是高层钢结构施工中不可缺少的一个环节。常见的栓钉焊 接分为直接焊接在钢梁上和穿过压型钢板后焊接在钢梁上两种方式。本 工程采用直接焊接在钢梁上。
❖混凝土施工
本工程中混凝土部分主要是核心筒筒壁和现浇混凝土楼面两个部 分。混凝土的运输。混凝土竖向运输主要通过砼泵泵送。楼面模板支 撑方案，根据本工程的结构特点，利用H型梁下翼缘支撑小规格H型 钢，在H型钢上铺设竹胶板、钢筋。箱型柱内浇混凝土采用顶升法， 利用混凝土泵的压力将混凝土由下向上压入箱型柱。在混凝土顶升前， 会同设计方对顶升入口处的管壁进行详细、严格的强度验算，确保顶 升压力在要求的强度范围内，同时在柱下部侧壁安装特种压力表，随 时观测柱内混凝土的压强变化。另外，对顶升用混凝土的配合比要严 格要求，保证混凝土的坍落度不小于200MM。
❖外墙板安装
中间隔板划线不留余量。长度方向沿划线每隔5m钻Φ8mm孔。用两台半 自动切割机（或双头）沿划线中心同时切割，每隔5米留100mm不切割， 待冷却后再切割。
3) 组装焊接
用H型钢作临时组装平台，组装前用水准仪将平台找平并将H型垫实 固定。在两腹板上划组装线，组装焊接衬板。
定位焊：在衬板内侧每隔300mm焊10-20mm焊缝。
石英砂的粒度1.5∽4mm，加工后的钢材表面呈现灰白色； 用电动砂轮 机打磨钢板的表面，砂轮打磨的方向与受力方向垂直，打磨范围不应小 于4倍螺栓直径，打磨时不应在钢材表面磨出明显的凹坑。
❖钢结构安装
§箱型柱安装：
箱型柱在实际施工过程中按照材料采购、加工、运输、吊装、连接 （加固）工艺完成。所有钢结构制品，在刷防锈油漆前，必须将构件表 面的毛刺、铁锈、油污及附着物清除干净。手工除锈达到St2，机械除锈 达到Sa2。本工程四层以下裙楼立柱为48根，主楼立柱为37根。立柱单 根最短4.5米，最长12.5米。截面形状为箱形。单根立柱最大设计重量为 3.5吨，最小设计重量为1.88吨。剪力墙框架立柱为150*150H型钢。吊 装顺序采用由中心向四周扩展的原则，以保证安装过程中框架的对称性 和稳定性。立柱安装吊装采用QTZ-80型塔式起重机，利用柱顶临时设计 连接耳板为吊装吊点进行吊装。立柱连接采用临时连接板和临时螺栓进 行连接，形成稳定的单元框架后调整焊接及UT检测。
焊缝无损检测，使用超声波探伤。探伤长度为每条焊缝的20%，按 JB11345的规定不低于Ⅱ级。
§梁及连接板加工及组焊
1) 下料
型钢采用型钢切割机下料，钢板采用半自动切割机下料,下料后应进 行清渣修磨，编号归类放置；
2）钻孔 先在构件上用划针和钢尺划出孔的中心和直径，在孔的四周（90°
位置）打四只冲孔，钻孔后检查； 3）高强度螺栓摩擦面处理 喷砂处理高强度螺栓摩擦面的表面粗糙度：喷砂压力约6Kg/cm2，
将一腹板与隔板组对，定位焊。组对两盖板，定位焊。组装腹板， 定位焊。用三根同尺寸的箱体并排，并两点焊。用两边箱体作自动焊机 轨道用。
焊接：用两台埋弧自动焊沿同一方向焊接两条焊缝。焊缝两端加 100mm引弧板和熄弧焊。焊完一层后将箱体翻身，焊接另一面两条焊缝。 焊接方法同上。待焊接完毕后再翻身施焊另一面两条焊缝。焊接完毕， 即将引熄弧板在离母材5mm处切断，并用砂轮机修磨平整，切不可用锤 击落；并修磨后的切割面进行检查。