钢框架结构与混凝土结构优缺点比较
不同类型高层钢结构的优缺点
高层钢构造各种类型的优缺点分析前言随着我国在大中城市住宅建筑中制止使用黏土砖，且混凝土构造施工复杂周期长。
钢构造受到了工程界的青睐，已成为较有竞争力的民用建筑构造体系之一。
与传统的住宅建筑构造体系相比,钢构造不仅具有环保、节能、产业化等特征，而且还具有强度高、自重轻、节约能源、抗震性能好等优点。
国家建筑钢构造产业"十二五〞方案和2020年开展纲要(草案)提出，"十二五〞期间应以多高层钢构造房屋为突破点。
1. 纯框架构造体系纯框架构造是指沿房屋的纵、横两个方向均由框架作为承重和抵抗水平抗侧力的主要构件所组成的构造体系。
框架构造可以分为半刚接框架和全刚接框架两种，框架构造的梁柱宜采用刚性连接。
与其他的构造体系相比，框架构造体系可以使建筑的使用空间增大，适用于多类型使用功能的建筑。
其构造各局部的刚度比拟均匀，构件易于标准化和定型化，构造简单，易于施工，常用于不超过30层的高层建筑。
但该构造体系的弹性刚度较差且属于单一抗侧力体系，抗震能力较弱。
图1 纯钢框架构造三维模型图1.1组成及其特点典型的框架体系多层轻钢住宅由根底、H型或箱形框架梁柱、节点、轻质墙体、屋面板、楼层次梁、压型钢板楼盖等组成，常见柱距为5 m~8 m。
具有以下优势:〔1〕它是一种延性体系;〔2〕在建筑设计和平面布置上具有很大的灵活性;〔3〕各局部刚度比拟均匀，构造简单，易于施工;〔4〕自重周期较长，自重轻，对地震作用不敏感。
1.2 设计原则及注意问题1)强柱弱梁的设计原则。
这个设计原则是为了保证构造在最终破坏的时候具有较好的延性及耗能效果，保证构造的平安性，使塑性铰出现在梁端而不是发生在柱端。
2)框架节点域的验算。
节点域是钢构造框架体系的关键，其强度及刚度都要根据规要求进展保证。
主要是通过验算保证腹板厚度,防止在非线性剪切变形下发生局部失稳。
同时对柱设置加劲肋保证其翼缘不发生失稳。
3)稳定验算和二阶效应。
钢构造构件强度一般都可以满足，在设计中主要是保证其稳定性。
组合结构的优点与缺点
组合结构的优点与缺点Advantages and Disadvantages ofComposite Structures摘要本文对组合结构的特点和结构类型作了简要介绍,与钢结构和混凝土结构对比阐明了各种类型的优点与缺点。
组合结构就是利用钢结构和混凝土结构的优点,使两种材料组合后的整体工作性能要明显优于二者性能的简单叠加，极大地提升了其综合性能。
缺点是结构的节点连接较为复杂。
其优点远远大于缺点,值得推广和应用.文章最后给出了组合结构的发展趋势。
关键词:组合结构优点缺点AbstractThe characteristics and types of composite structures are provided in this paper．It illustrates the advantages and disadvantages of composite structures by compared with steel structures and concrete structures。
Composite structures take advantages of both steel and concrete structures. Its working performance is superior than the easy superposition of steel structures and concrete structures. So it improves the integrate capability。
The disadvantage is that the joints are complex. However，Advantages outweigh the disadvantages, it is worth to extend and apply the composite structures. At the end, we give the development trend of the composite structures。
建筑结构选型复习资料与试题（有答案）
建筑结构选型复习资料与试题（有答案）建筑结构选型复习资料1、简述简⽀梁和多跨连接梁的受⼒和变形特点？简⽀梁的缺点是内⼒和挠度较⼤，常⽤于中⼩跨度的建筑物。
简⽀梁是静定结构，当两端⽀座有不均匀沉降时，不会引起附加内⼒。
因此，当建筑物的地基较差时采⽤简⽀梁结构较为有利。
简⽀梁也常被⽤来作为沉降缝之间的连接结构。
多跨连续梁为超静定结构，其优点是内⼒⼩，刚度⼤，抗震性能好，安全储备⾼，其缺点是对⽀座变形敏感，当⽀座产⽣不均匀沉降时，会引起附加内⼒。
2、桁架结构的受⼒计算采⽤了哪些基本假定?⼀、组成桁架结构的所有各杆都是直杆，所有各杆的中⼼线都在同⼀平⾯内，这⼀平⾯称为桁架的中⼼平⾯。
⼆、桁架的杆件和杆件的相连接的节点都是铰接节点。
三、所有外⼒都作⽤在桁架的中⼼平⾯内，并集中作⽤于节点上。
3、桁架斜腹杆的布置⽅向对腹杆受⼒的符号（拉或压）有何关系？斜腹杆的布置⽅向对腹杆受⼒符号（拉或压）有直接关系。
对于矩形桁架，斜腹杆外倾受拉，内倾受压，竖腹杆受⼒⽅向与斜腹杆相反。
对于三⾓形桁架，斜腹杆外倾受压，内倾受拉，⽽竖腹杆总是受拉。
4、屋架结构的布置有哪些具体要求？⼀、屋架的跨度：⼀般以3⽶为模数⼆、屋架的间距：宜等间距平⾏排列，与房屋纵向柱列的间距⼀致，屋架直接搁置在柱顶三、屋架的⽀座：当跨度较⼩时，⼀般把屋架直接搁置在墙、跺、柱或圈梁上。
当跨度较⼤时，则应该采取专门的构造措施，以满⾜屋架端部发⽣转动的要求。
5、钢筋混凝⼟刚架在构件转⾓处为避免受⼒过⼤，可采取什么措施？在构件转⾓处，由于弯矩过⼤，且应⼒集中，可采取加腋的形式，也可适当的⽤圆弧过渡。
为了减少材料⽤量，减轻结构⾃重，也可采⽤空腹刚架，其形式有两种：⼀种是把杆件做成空⼼截⾯，另⼀种是在杆件上留洞。
6、刚架结构的⽀撑系统起何作⽤？应怎样布置？为保证结构的整体稳定性，应在纵向柱之间布置连系梁及柱间⽀撑，同时在横梁的顶⾯设置上弦横向⽔平⽀撑。
柱间⽀撑和横梁上弦横向⽔平⽀撑宜设置在同⼀开间内。
常用结构类型及优缺点
常用的结构类型①混合结构类型。
一般在6层以下。
混合结构根据承重墙所在的位置，划分为纵墙承重和横墙承重两种方案。
纵墙承重方案的特点是楼板支撑于梁上，梁把荷载传递给纵墙；横墙的设置主要是为了满足房屋刚度和整体性的要求；其优点是房屋的开间相对大些，使用灵活。
横墙承重方案的主要特点是楼板直接支承在横墙上，横墙是主要承重墙；其优点是房屋的横向刚度大，整体性好，但平面使用灵活性差。
②框架结构类型。
优点是建筑平面布置灵活，可形成较大的建筑空间，建筑立面处理也比较方便；缺点是侧向刚度较小，当层数较多时，会产生较大的侧移，易引起非结构性构件破坏，而影响使用。
③剪力墙类型。
剪力墙类型是利用建筑物的墙体来抵抗水平力。
剪力墙既承受垂直荷载，也承受水平荷载。
高层建筑主要荷载为水平荷载，墙体既受剪又受弯，所以称剪力墙。
剪力墙一般为钢筋混凝土墙，厚度不小于160mm，剪力墙的墙断长度一般不超过8m，适用于小开间的住宅和旅馆等。
在180m高的范围内都可以适用。
优点是侧向刚度大，水平荷载作用下侧移小；缺点是间距小，建筑平面布置不灵活，不适用于大空间的公共建筑，结构自重也较大。
④框架-剪力墙结构类型。
剪力墙主要承受水平荷载，竖向荷载主要由框架承担。
适用于不超过170m高的建筑。
横向剪力墙宜均匀对称布置在建筑物端部附近、平面形状变化处。
纵向剪力墙宜布置在房屋两端附近。
⑤筒体结构类型。
在高层建筑中，特别是超高层建筑中，水平荷载越来越大，起着控制作用。
筒体结构是抵抗水平荷载最有效的结构类型。
筒体结构可分为框架-核心筒结构、筒中筒和多筒结构。
框筒结构为密排柱和窗下裙梁组成，也可视为开窗洞的墙体。
内筒一般由电梯间、楼梯间组成。
适用于高度不超过300m的建筑。
⑥桁架结构类型。
桁架是由杆架组成的结构类型。
在进行内力分析时，节点一般假定为铰接点，当荷载作用在节点上时，杆件只有轴向力，其材料的强度可得到充分发挥。
桁架结构的优点是利用截面较小的杆件组成截面较大的构件。
钢管混凝土结构及钢结构单层单跨框架力学性能分析
钢管混凝土结构及钢结构单层单跨框架力学性能分析王颖;易坤【摘要】为了对比分析方钢管混凝土柱工字钢梁和方空钢管柱工字钢梁两种框架结构的力学性能,运用有限元软件分别对上述两种框架结构进行了全尺寸建模,完成非线性有限元计算分析.结果表明,计算结果与实验数据吻合较好,验证了所建模型的准确性;两种框架结构的滞回曲线均为饱满的梭形,无明显的捏缩现象,且方钢管混凝土柱工字钢梁框架梁端水平极限承载力高于方空钢管柱工字钢梁框架结构.%In order to compare and analyze the mechanical properties of two frame structures including both concrete filled square steel tube column-I beam and hollow square steel tube column-I beam frame structures, the full-scale modeling the above-mentioned two frame structures were carried out with the finite element software, and the nonlinear finite element calculation and analysis were completed. The results show that the calculated results agree well with the experimental data, which verifies the reliability of the established model. In addition, the hysteretic curves of two frame structures are in plump spindle-shape without obvious pinch phenomenon. Furthermore, the horizontal ultimate bearing capacity at the beam ends of concrete filled square steel tube column-I beam frame structure is higher than that of hollow square steel tube column-I beam frame structure.【期刊名称】《沈阳工业大学学报》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】6页(P115-120)【关键词】钢管混凝土柱;空钢管柱;框架;工字钢梁;外加强环;节点;有限元;力学性能【作者】王颖;易坤【作者单位】沈阳工业大学建筑与土木工程学院,沈阳110870;沈阳工业大学建筑与土木工程学院,沈阳110870【正文语种】中文【中图分类】TU398.9方钢管混凝土框架结构具有节点简单、加工方便、施工周期短和便于采取防火板材等优点，在高层、超高层建筑中的应用越来越广泛.到目前为止，国内外针对钢管混凝土单个构件方面进行了较多研究，并对钢管混凝土节点进行了研究，相比之下，对于钢管混凝土框架结构上的研究较少[1-3].工程上复杂的多层多跨框架结构都是由简单的单层单跨结构组合而成，因此，对单层单跨结构整体上进行研究非常必要.在实际试验分析研究过程中，不仅试验费用较高，耗时费力，而且存在诸多试验不确定性因素影响，易造成试验与实际情况存在偏差.拥有强大工程模拟功能的有限元软件ABAQUS带来了一种更加高效、便捷、经济的研究分析方法.本文根据王文达博士的实际试验数据[4]，利用有限元软件ABAQUS对方钢管混凝土柱工字钢梁框架进行低周循环荷载作用下的力学性能分析，并与试验结果进行对比，从而验证所建立的有限元计算模型的准确性.在此基础上，对方空钢管柱工字钢梁框架结构进行低周循环荷载作用下的力学性能分析，并对两种组合结构的梁柱框架结构进行对比分析.在本文中工字钢梁的钢材采用简化的两段线模型，适用于低碳钢，弹性模量为206 GPa，泊松比为0.262，其双直线模型如图1所示.核心区混凝土受到方钢管柱的约束，其塑性能力得到提高，故普通混凝土单轴应力应变曲线无法反映出核心混凝土塑性性能的提升.为了充分考虑方钢管柱对核心区混凝土的约束效应，本文采用刘威[5]提出的核心区混凝土本构模型，如图2所示.刘威在谭清华等[6]提出的混凝土本构模型的基础上对其峰值和下降段进行了修改，使其更加适用于有限元分析，其应力应变关系的函数表达式为单层单跨方钢管混凝土柱工字钢梁框架模型采用文献[4]中实际试验数据120mm×120 mm×3.46 mm方钢管柱和160 mm×80 mm×3.44 mm×3.44mm(梁高、梁宽、腹板厚度、翼缘厚度)工字钢梁.工字钢梁和外加强环通过焊接连接在方钢管柱上，模型中采用绑定连接.方钢管柱、工字钢梁和加强环板模型采用S4R壳单元，核心混凝土采用C3D8R实体单元建模.定义混凝土和方钢管之间的接触单元[7]时，应该考虑其切向行为和法向行为，切向行为采取罚摩擦公式，摩擦系数为0.6；法向行为定义为“硬”接触.一榀方钢管混凝土框架模型尺寸如图3所示(单位：mm).有限元软件建立的框架模型及单元划分模型如图4所示.本文中钢管混凝土框架试验边界条件和荷载的施加形式明确，柱脚固接，两柱顶施加轴向荷载，工字钢梁端右侧施加水平循环荷载.在有限元计算模拟中，对方钢管柱脚采取嵌固的边界条件，加劲板底部同样采用嵌固边界，由于只有柱顶板和底板限制了核心混凝土的轴向位移，所以核心混凝土的边界仅需约束其轴向位移即可.在荷载施加的过程中，梁端右侧水平循环荷载的加载过程采用位移加载控制，加载历程如图5所示，其中，Δ/Δy为试验过程中模型的位移值与模型屈服位移的比值. 对于方钢管混凝土柱工字钢梁框架模型有限元计算和试验得到的荷载位移滞回曲线如图6所示.通过滞回曲线得到的骨架曲线如图7所示.本文参考文献[8]中确定钢管混凝土柱屈服点的方法，根据骨架曲线来确定框架结构水平承载力.试件水平承载力计算结果与试验结果的比较如表1所示，其中，Pu2/Pue为钢管混凝土模型极限水平荷载模拟值与试验值的比值.模拟计算得到的滞回曲线为较饱满的梭形形状，表明整个框架结构具有很强的塑性变形性能和抗震耗能能力.有限元分析得出的模型整体刚度、水平极限承载力均大于试验结果，滞回环也相较试验结果更加饱满.分析表明，有限元模拟与试验值基本接近，总体上稍微偏大是由于有限元计算分析中未模拟结构的初始缺陷、安装过程中产生的误差等因素的影响.对比结果显示，运用有限元模拟的方法可以较好地对方钢管混凝土柱工字钢梁平面框架进行数值模拟分析.当遭遇地震荷载作用时，可采用结构吸收能量和耗散能量的多少作为评价结构抗震性能优劣的依据.滞回曲线的荷载位移加载段曲线围成的面积为整体结构吸收的能量.同理，荷载位移卸载段曲线与加载曲线围成的面积为结构耗散的能量.本文利用等效粘滞阻尼系数he和能量耗散系数E当做评价结构耗能能力的参考指标，等效粘滞阻尼系数越大，说明结构的耗能能力越强[9].表2为有限元计算和试验得到的等效粘滞阻尼系数与能量耗散系数的对比.有限元模拟没有考虑钢材在循环荷载作用下的塑性损伤引起的刚度退化，从而使有限元计算出的等效粘滞阻尼系数和能量耗散系数均略大于试验结果.分析表明，方钢管混凝土柱工字钢梁框架模型有限元计算分析结果与实测试验数据总体吻合较好.采用所建立的有限元计算模型能够简便、快捷、准确地分析实际受力情况.为进一步探明钢管柱内填充混凝土后的作用，本文建立了空钢管柱工字钢梁框架模型，并对其进行有限元计算分析.将两种框架结构的计算结果进行对比分析，从而评价两种框架结构力学性能的优劣[10].通过统一钢管混凝土柱和空钢管柱的轴压承载力，从而计算出空钢管柱的厚度为7.3 mm.方空钢管柱工字钢梁框架模型其他尺寸与方钢管混凝土柱工字钢梁框架结构模型相同.方钢管混凝土柱工字钢梁和方空钢管柱工字钢梁框架结构统一计算到5Δy时对应的应力云图如图8所示.框架结构在受力过程中，首先在靠近梁端加载端的位置形成塑性铰，由于节点区存在加强环板，翼缘屈服区域分布在加强环板之外的钢梁截面上，工字钢梁左端上翼缘与右端下翼缘表面在压应力作用下率先进入塑性状态.方钢管柱脚钢管的屈服略晚于梁端，随着梁端屈服区域的变大，钢管柱脚仅有小部分进入塑性状态.在之后的加载过程中，梁端进入全截面屈服，首先形成塑性铰，并随着水平循环位移的继续增加，柱脚处钢管向外鼓曲，形成塑性铰，框架结构丧失承载能力，发生破坏，结构整体未出现明显的失稳现象.而方空钢管柱柱脚首先因失稳发生破坏，结构整体失稳现象明显.上述框架破坏模式说明，方钢管混凝土柱工字钢梁和方空钢管柱工字钢梁框架采用外加强环板连接的节点形式满足“强柱弱梁”的抗震设防要求，形成了理想的“梁铰”破坏机制.由图8可知，塑性铰只出现在工字钢梁端部环板外侧和柱脚加劲板上方，而节点区钢管柱壁在加载过程中始终处于弹性阶段，表明采用外加强环连接节点的两种框架结构均满足“强节点、弱构件”的抗震设防要求.图9为两种框架结构荷载位移曲线.由图9可知，两种组合结构的滞回曲线都呈饱满的梭形，说明两种结构的塑性变形能力很强，具有良好的抗震耗能能力.相比之下，钢管混凝土柱框架结构的滞回曲线更加圆滑、饱满.在框架结构的受力过程当中，受到方钢管柱约束其轴向位移的混凝土处于三向受压状态，从而提高了混凝土的受压承载力.正因为混凝土的存在，延缓了方钢管柱的局部屈曲变形，进一步提高了钢管混凝土柱的承载力.骨架曲线为每个循环加载过程中荷载峰值点的连线，因此，骨架曲线能够反映出结构在每个循环过程中荷载变形对应的关系，同时有助于研究结构的抗震性能.骨架曲线能清楚地反映出结构承载力的多少，钢管混凝土柱框架结构的承载能力明显高于空钢管柱框架结构.两种框架结构的骨架曲线如图10所示.为了更好地反映结构的强度退化，本文引用荷载强度退化系数其中，为第j级加载时，第i次循环峰值点的荷载值；为第j级加载时，第i-1次循环峰值点的荷载值.图11为两种框架结构的强度退化曲线.刚度退化的定义参照《建筑抗震试验方法规程》(JGJ/T101-2015)，同级变形下的割线刚度表达式为图12为两种框架结构的刚度退化曲线.图12中显示无混凝土的方空钢管柱工字钢梁框架结构的强度退化和刚度退化都更快一些.通过将钢材和混凝土两种材料组合在一起，不但克服了两者各自的缺点，而且还充分地发挥各自的优点，这也正是钢管混凝土结构的优势所在.本文利用有限元软件ABAQUS建立了采用外加强环式节点连接形式的单层单跨方钢管混凝土柱工字钢梁及方空钢管柱工字钢梁平面框架模型进行力学性能分析，并得出以下结论：1) 数值模拟计算得到的方钢管混凝土柱工字钢梁框架模型的破坏模式、滞回曲线及承载力等数据均与试验结果吻合较好，表明建立的有限元计算模型能够较为准确、简便、快捷地模拟框架实际的受力情况.2) 两种框架结构力学性能对比分析表明，方钢管混凝土柱工字钢梁框架结构在承载能力、耗能能力、强度刚度退化方面均优于方空钢管柱工字钢梁框架结构.3) 有限元模拟分析得到的两种框架结构的滞回曲线、骨架曲线均未出现明显的下降段，这是由于试验中的最终破坏为方钢管柱脚的焊缝开裂导致框架结构的承载力降低.而在有限元计算分析中，方钢管柱作为一整体建立模型，忽略了钢材焊缝的缺陷，故未产生试验分析中明显的下降段曲线.(LIU Lin-lin，TU Yong-qing，YE Ying-hua.Finite element analysis of L-shaped concrete filled steel tubular column based on ABAQUS [J].Journalof Shenyang University of Technology，2011，33(3)：349-354.)(GONG Yong-zhi，NI Ming，DING Fa-xing，et al.Behavior of axially loaded steel-reinforced concrete-filled square stell tubular stub columns[J].Journal of Building Structures，2014，35(Sup2)：120-124.)(HUANG Yuan，ZHU Zheng-geng，ZHANG Rui，et al.Nonlinear FEA of square concrete-filled steel tubular solumn strengthened with end studs [J].Journal of Building Structures，2014，35(Sup2)：137-144.)(WANG Wen-da.Study on mechanical properties of concrete filled steel tubular column and steel beam plane frame [D].Fuzhou：Fuzhou 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Lin-lin，TU Yong-qing，YE Ying-hua.Finite element analysis of L-shaped concrete filled steel tubular column based on ABAQUS [J].Journal of Shenyang University of Technology，2011，33(3)：349-354.)[2] 龚永智，倪鸣，丁发兴，等.型钢方钢管混凝土轴压短柱力学性能有限元分析[J].建筑结构学报，2014，35(增刊2)：120-124.(GONG Yong-zhi，NI Ming，DING Fa-xing，et al.Behavior of axially loaded steel-reinforced concrete-filled square stell tubular stub columns [J].Journal of Building Structures，2014，35(Sup2)：120-124.)[3] 黄远，朱正庚，张锐，等.端部栓钉加强方钢管混凝土柱非线性有限元分析 [J].建筑结构学报，2014，35(增刊2)：137-144.(HUANG Yuan，ZHU Zheng-geng，ZHANG Rui，et al.Nonlinear FEA of square concrete-filled steel tubular solumn strengthened with end studs [J].Journal of Building Structures，2014，35(Sup2)：137-144.)[4] 王文达.钢管混凝土柱钢梁平面框架的力学性能研究 [D].福州：福州大学，2006.(WANG Wen-da.Study on mechanical properties of concrete filled steel tubular column and steel beam plane frame [D].Fuzhou：Fuzhou University，2006.)[5] 刘威.钢管混凝土局部受压时的工作机理研究 [D].福州：福州大学，2005.(LIU Wei.Study on working mechanism of concrete 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end plate connections for semi-rigid concrete-filled steel tubular frames [J].China Civil Engineering Journal，2012，45(11)：13-21.)。
钢框架结构优点
情况简介：瑞丽市抗震设防烈度为8度（0.3g），俗称8度半。
地震烈度大，地震力强，对结构抗震要求高。
该建筑为厂房类，对空间跨度要求较大。
钢框架结构优点：1、抗震性能良好：由于钢材延性好，钢框架是柔性结构，既能削弱地震反应，又使得钢结构具有抵抗强烈地震的变形能力；适用于抗震烈度为8度以上的地区。
2、材料强度高，自重轻：可以显著减轻结构传至基础的竖向荷载和地震作用；3、充分利用建筑空间：由于柱截面较小，可增加建筑使用面积2～4％；在梁高相同的情况下，钢结构的开间可以比混凝土结构的开间大50%，从而可使建筑布置灵活；4、施工周期短，建造速度快；5、形成较大空间，平面布置灵活，结构各部分刚度较均匀，构造简单，易于施工。
6、钢结构构件多在工厂加工制作，所以精度高，质量有保证，与混凝土结构现场施工相比，更易符合结构设计要求；7、厂房建筑管道很多，如果采用钢结构，可以方便地在梁上开孔用以穿越管道；8、健康性：干作业施工，减少废弃物对环境造成的污染，房屋钢结构材料可100%回收，其他配套材料也可大部分回收，符合当前环保意识；所有材料为绿色建材，满足生态环境要求，有利于健康；满足绿色建筑的要求。
9、符合云南省人民政府办公厅《关于大力发展装配式建筑的实施意见》。
要求到2020年，初步建立装配式建筑的技术、标准和监管体系；昆明市、曲靖市、红河州装配式建筑占新建建筑面积比例达到20%，其他每个州、市至少有3个以上示范项目。
到2025年，力争全省装配式建筑占新建建筑面积比例达到30%，其中昆明市、曲靖市、红河州达到40%；装配式建筑的技术、标准和监管体系进一步健全；形成一批涵盖全产业链的装配式建筑产业集群，将装配式建筑产业打造成为西南先进、辐射南亚东南亚的新兴产业。
两种偏心支撑钢框架受力性能对比分析
两种偏心支撑钢框架受力性能对比分析一、引言在建筑结构中，钢框架结构一直是重要的结构形式之一。
钢框架结构具有高承载能力、大跨度、适用性广等优点。
其中，偏心支撑钢框架是一种常见形式，适用于空间结构中大跨度的屋盖、展馆、厂房等建筑。
偏心支撑钢框架的结构设计在钢材的空间使用上有很多的特点，也有很多的不同之处。
在本文中，将对两种不同类型的偏心支撑钢框架的受力性能进行对比分析，查明其性能及适用范围。
二、偏心支撑钢框架结构的基本特点偏心支撑钢框架结构是一种常见的结构形式，其具有以下基本特点：1.由于杆件的偏心压力作用，该结构具有大弯矩和弯曲效应；2.承重柱的刚度决定了整个结构的短支承刚度；3.如要实现高刚度，需要对结构的节点进行设计；4.偏心支撑结构是一种系数化设计结构，各个节点的受力情况需要进行结构分析与设计；5.在结构设计中，应该注重结构整体的性能，特别是节点的受力情况和连接稳定性。
三、两种偏心支撑钢框架结构的对比分析1.先进的钢管钢框架结构该结构主要采用钢管杆件作为框架的主体，具有以下的优点：（1）较轻、刚度高钢管杆件是用高强度钢管制造而成，重量较轻。
与钢质杆件相比，其刚度高。
（2）可靠性高钢管杆件具有很高的承载能力，耐久性好，生命周期长。
在设计中，可以采用自稳定梁、混凝土梁、框架梁等形式来增加其承载能力，可靠性高。
（3）施工方便在施工中，钢管杆件具有轻便、可拉、可裁剪、可钻等优点，便于安装、加工和剪切。
（4）适应性广钢管钢框架结构可以适应各种规模的项目，适用于高层建筑、桥梁、机场、石化、发电等建筑，可适应各种地质条件。
2.传统的钢筋混凝土结构传统钢筋混凝土结构是一种经典的钢材结构，主要由钢筋和混凝土构成。
其特点如下：（1）承载能力高钢筋混凝土结构主要由钢筋骨架和混凝土构成，其承载能力较高。
（2）施工方便钢筋混凝土结构在施工中，具有统一的制造和加工标准，有利于施工调度和管理。
（3）防火性能好钢筋混凝土结构瓦片的分布和钢筋的均匀分布，使其具有很高的防火性能。
混凝土框架顶层加建钢结构设计研究
混凝土框架顶层加建钢结构设计研究摘要：本文中笔者对混凝土框架的顶层加建结构进行了分析研究，结合实际情况从多个角度分析整个框架结构的设计要点，旨在通过此次分析研究推动框架整体结构的优化设计。
关键词：混凝土框架；顶层加建；结构设计引言目前，我国大部分建筑都是通过钢筋混凝土框架结构所搭建的，尤其是在高层建筑当中，一般都会在顶层设计钢结构来进行进一步的加固优化。
从而最大限度地提升建筑物的稳定性。
现阶段经过建筑行业的深入探究，对钢结构加固方式的优缺点也作出了深入的探析，在下文中笔者将基于此对混凝土框架顶层钢结构的设计要素进行详细分析。
一、混凝土框架和钢结构框架的本质区别我国在钢结构加建的领域当中尚处于发展阶段，技术发展仍有着非常大的提升空间，在城市化进程逐渐深入的背景之下，加建钢结构的设计工作成为了业内人士关注的重点。
若想实现技术上的提升，那么就需要对混凝土框架和钢结构框架的性质有一个准确的认知。
混凝土框架和钢结构框架在建筑原理上存在着很大的不同，一般来说混凝土的框架自重量比较大，并且具有很强的刚度，震害性质较为显著，其构建的建筑具有非常优质的密封性，能够很好地抵御外部环境的侵蚀；而钢结构的框架的自重相较于混凝土结构来说较小，但其具有较强的延展能力，耐高温性和密封性都相对较差，并且受到外部环境的侵蚀影响较大，因此不适用于做建筑物的总体框架。
从力学角度上来看，混凝土结构和钢架结构都是以传统力学原理作为基础，并通过相应的公式进行受力计算，进而使其达到建筑物所规定的建筑标准。
在抗震设计的过程中，二者都需要添加符合相应标准的防震体系，使结构维持稳定。
对于建筑物来说，地震是造成建筑物结构损害的主要因素，混凝土结构由于其自重比较大，在面对地震时其损害表现主要为裂痕和局部的塌陷，而钢结构在地震的作用下会发生整体结构的扭曲变形。
因此，相关部门及工作人员在进行设计建造时，要充分把握两种结构之间的关系，以钢筋混凝土结构作为主体，充分发挥钢架结构的辅助作用，进而提升建筑整体的稳定性。
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钢框架结构与混凝土结构优缺点比较
钢结构具有结构自重轻、抗震性能好、工业化生产程度高、施工速度快、建筑造型美观、有利环境环保、空间大等优点。
建设部称之为可重复利用型和环保型绿色建筑。
在沙、石资源日益紧张的今天，钢结构的优势越发明显。
一、钢框架结构与普通钢混凝土结构相比的优点：
1、钢框架结构是采用钢砼柱+钢梁结构。
由于钢结构强度明显高于混凝土强度，大大减小了框架柱和梁的截面，使混凝土和钢筋用量大大减少，最主要的是大大减少了结构的主体重量，根据粗略计算主体重量(柱和梁)能降低约30%，这样就大大减轻了对地基的压力，基础施工开挖取土量减少，对土地资源破坏小且可大幅降低基础造价（在超高层建筑中，基础造价可达整个建筑造价的三分之一）。
2、钢砼柱提高了框架柱的承载能力，减薄了柱的钢板厚度，同时又提高了柱的刚度和相应的结构侧向刚度，并且有利于提高柱的防火能力。
3、钢结构强度明显高于混凝土，更容易获得大空间，提高室内空间的使用率，以前的建筑空间稍大的室内就有断面很大的混凝土柱子，影响美观和使用。
钢结构比钢砼结构主构件截面面积更小（本工程初步框算下来柱截面小1/6，梁高小150~200），使得业主在同等情况下可以获取更大的使用面积；一般可将使用面积扩大5%-10%。
4、钢结构施工速度快，综合考虑制造周期、安装周期、材料费、
管理费等因素，造价在工期长的项目上具有经济优势。
5、由于钢结构件是工厂规模化生产，加工精度高，有利于现场施工精度控制，它的误差控制是以“毫米”来控制的；而混凝土施工精度是以“厘米”来控制的。
6、钢结构可干式施工，节约用水，施工占地少，产生的噪音小、粉尘少，且建筑外形容易满足多样化要求，利于外墙装修。
7、使用钢结构可大量减少混凝土的使用和砖瓦的使用，有利于环境保护也是当前建筑的发展趋势。
8、建筑使用寿命到期后，钢结构拆除产生的固体垃圾少，废钢资源回收价格高。
从目前来看，钢结构建筑是对城市环境影响最小的一种结构之一，所以被称为绿色建筑，也是当年国家重点扶持和发展的对象。
9、使用钢框架结构方便楼面采用钢筋桁架楼承板与混凝土的组合楼板，楼板采用钢筋桁架自承式楼板，选择合适型号的自承式楼板，跨度在3m内浇注楼板无需进行支撑，这样就大大减少了浇注楼板使用的脚手架、模板用量和人工费用，大量减少了施工的措施费用，从而降低了工程成本，加快了施工速度，根据工程统计能节约脚手架和模板大约40%-50%。
二、钢框架结构与普通钢混凝土结构相比的缺点：从现有钢结构的建筑来看，缺点主要还是钢结构的防腐和防火两方面，
1、钢结构在发生大火时耐火性能较差，需要涂刷防火涂料或者用混凝土包裹。
2、在生产和施工过程中需要注意除锈和防锈处理。
3、变形较混凝土框架结构大，但是在多层结构中几乎不明显。
4、钢结构如外露则会发生特有的冷桥问题，需要通过设计解决。
5、在超高层中经济性比较明显，但在多层常规结构中常常造价偏高一些。
钢框架结构与钢筋混凝土结构每平米造价对比表1-1 对比项目结构类型钢筋混凝土(kg/㎡) 混凝土(kg/㎡) 钢结构(kg/㎡) 钢筋混凝土造价（元）混凝土造价（元）钢结构造价（元/㎡）造价合计（元/㎡）钢框架结构54 68 120 680 800 钢筋混凝土结构950 650 650 说明：1、表1-1中的价格基于同一标准计算，即混凝土按350元/m3计算（含施工费）、钢筋混凝土按650元/T计算(含施工费)。
2、上表中钢框架结构材料用量的数据来源我厂多年施工统计经验数据，主要取决于材料价格。
根据上述的钢框架结构体系的优缺点，我们认为采用砼核心筒—钢框架结构体系，钢管混凝土柱加钢梁，楼面板为组合楼板为宜。
它使本建筑整体重量减轻约30%，使用面积增加5%-10%，施工速度大大提高，明显缩短工期，节约施工措施费用，虽然钢结构造价略高于钢筋混凝结构，但是总体成本费用还是低于钢筋混凝土结构，其社会效益意义重大，被称为绿色环保建筑，也是当前国家重点扶持和发展的领域。
中天建设集团浙江钢构有限公司2010-5-12。