房屋钢结构应用的探究

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浅谈钢结构在住宅建筑中的应用

浅谈钢结构在住宅建筑中的应用

浅谈钢结构在住宅建筑中的应用摘要结合钢结构在民用高层建筑中的应用,介绍了钢结构体系的组成、设计原则,详细地阐述了高层钢结构建筑施工工艺流程及操作要点,并提出了安全措施,以推广钢结构在民用建筑中的应用。

关键词民用建筑;钢结构;优化设计;施工技术钢结构具有轻质高强、抗震性好、基础造价低、施工周期短、质量易保证、商品化程度高、建筑布局灵活合理等一系列优点。

在我国,为了满足人民群众日益增长的住房需求,推进住宅产业现代化,建设部已将钢结构住宅列为重点推广项目。

1高层钢结构住宅的承重体系1.1 体系的分类(1)钢框架(梁柱包括异型柱)结构体系。

其特点是受力明确,平面布置灵活,为建筑提供较大的室内空间,且结构各部分刚度比较均匀,具有较大的延性,自振周期较长,因而对地震作用不敏感,抗震性能好,结构简单,构件易于标准化、定型化,施工速度快。

但框架结构属典型的柔性结构体系,其侧向刚度差,易引起非结构构件的破坏。

(2)钢框架—支撑结构体系。

支撑设置的位置要合适,为了与建筑设计相协调,一般布置在窗台下至下层窗顶之间,既隐蔽又能满足支撑体系的需求。

为了有效地提高钢框架的侧向刚度,支撑应沿建筑物同一平面四周环向封闭布置,以形成一个封闭的加强箍。

偏心支撑在地震作用下具有较好的延性和耗能性能,可在强震区采用。

(3)新型抗侧力体系。

包括钢框架—抗剪桁架结构体系,结合电梯井、管道井或楼梯间墙体的布置而形成的钢框架—混凝土核芯筒(剪力墙)结构体系和钢框架—抗剪钢板剪力墙结构体系等。

使钢框架主要承担竖向荷载,而钢框架与抗剪桁架、剪力墙协同工作承担水平荷载,以确保结构水平位移控制在规范允许值内。

抗侧力构件可为抗剪桁架、混凝土核芯筒(剪力墙)或抗剪钢板剪力墙。

设计时可根据建筑物高度及水平力作用情况采用不同的抗侧力体系。

1.2 设计原则承重钢结构体系的结构设计宜遵循强柱弱梁、强节点弱构件的一般设计原则,在具体设计时,若较难满足强柱弱梁的设计公式,则满足轴压比要求也可。

装配式建筑中钢结构的应用探讨共3篇

装配式建筑中钢结构的应用探讨共3篇

装配式建筑中钢结构的应用探讨共3篇装配式建筑中钢结构的应用探讨1装配式建筑中钢结构的应用探讨随着建筑行业的发展,装配式建筑作为一种新兴的建筑方式,得到了越来越多的重视和应用。

相比于传统的施工方式,装配式建筑具有施工期短、质量可控、环保节能等优点。

而在装配式建筑的建造过程中,主要的建筑材料之一就是钢结构。

本文将探讨在装配式建筑中钢结构的应用现状、存在问题及解决方案。

一、钢结构在装配式建筑中的应用现状目前,钢结构在装配式建筑中的应用已经非常广泛。

不仅在一些工业厂房、体育馆、广场等公共建筑上有着广泛的应用,而且在住宅建筑、酒店、商业综合体等各种类型的建筑中也能看到钢结构的身影。

其主要优点在于:一是结构轻盈,施工速度快,可以大大缩短建造时间,提高工程效率,降低建造成本;二是能够满足更高层次、更大跨度、更复杂形状、更多元化的建筑需求,可实现更灵活多变的设计方案;三是因为钢结构的高强度、高精度,可以使建筑物在地震、风、雪等恶劣环境下有更好的稳定性与安全性。

二、钢结构在装配式建筑中存在的问题随着装配式建筑的普及,钢结构在装配式建筑中的应用也开始显现出一些问题。

这些问题主要包括以下几个方面:1. 错误的设计由于装配式建筑与传统建筑方式有所不同,设计师必须充分考虑到装配式建筑的装配、运输、拆装等特点,并结合钢结构的特性进行合理的设计。

如果设计过程中存在失误或者疏漏,就会对施工和使用中的安全造成一定的影响。

2. 难以确保质量装配式建筑中的钢结构需要在工厂内进行加工和组装,这就要求装配式建筑的钢结构工厂要拥有一定的生产加工能力、专业人员和相关设备。

而这方面的投入较大,需要大量的资金和技术支持。

一些小型的工厂可能无法承担这些成本,导致无法确保钢结构的质量。

3. 运输和组装成本较高由于装配式建筑的钢结构普遍偏大和重,需要进行运输和组装,其运输和组装成本相对较高,需要进行一定的投入。

同时,如果不合理地设置运输路线,可能会对周边环境和交通造成不必要的影响。

钢结构房屋可行性研究报告

钢结构房屋可行性研究报告

钢结构房屋可行性研究报告一、简介钢结构房屋是利用钢材作为主要结构材料进行搭建的建筑物,在现代建筑中得到了广泛的应用。

由于钢材具有高强度、抗风抗震等优点,因此钢结构房屋在抗灾能力、建筑质量、建筑寿命等方面具有突出的优势。

本报告旨在分析钢结构房屋的可行性,并就其在不同应用场景下的优劣势进行研究。

二、市场需求分析1. 房屋质量要求不断提高随着人们对住房品质要求的不断提高,传统的砖混结构在抗震、抗风、抗火、防腐等方面逐渐显露出一些短板。

而钢结构房屋由于其优越的结构特性,越来越受到市场的青睐。

2. 房地产市场需求不断增加随着城市化进程的加快,房地产市场需求持续增加。

而钢结构房屋因其快速施工、美观耐用等特点,符合当前房地产市场的需求。

3. 可持续发展趋势钢结构房屋因其可再生性和高回收率,符合当前可持续发展的趋势。

随着环保理念的普及,其市场需求将不断增加。

综上所述,市场对钢结构房屋的需求逐渐增加,对其可行性提供了良好的基础。

三、技术分析1. 材料性能钢材具有高强度、韧性好、抗腐蚀、不易老化等优点,适合作为建筑结构材料。

而且现代钢材生产工艺不断升级,生产出来的钢材质量不断提高,能够满足不同建筑场景的需求。

2. 结构可靠性钢结构房屋具有良好的整体稳定性和刚度,能够有效应对地震、飓风等自然灾害,能够有效提高建筑的抗灾能力。

3. 施工快速相比传统混凝土结构,钢结构房屋的施工速度更快,这减少了工期,降低了工程成本。

4. 环保节能钢结构房屋能够减少对自然资源的占用,同时因其轻质结构,能够降低建筑物的自重,减轻了地基承载压力,减少了基础工程的投入。

通过对钢结构房屋的技术分析可以得出,它在材料性能、结构可靠性、施工速度以及环保节能等方面均具有较高的优势。

四、成本分析1. 材料成本钢材价格相对较高,但由于其强度高,用量较少,且能够减少其它材料的使用,使得钢结构房屋整体材料成本并不高。

2. 施工成本钢结构房屋的施工速度快,能够有效减少工程周期,这降低了施工成本。

钢结构工程应用

钢结构工程应用

钢结构工程应用钢结构工程作为一种广泛应用于建筑领域的先进建筑技术,具有高强度、高韧性、轻量化、施工周期短等诸多优势。

本文将从工程应用的角度出发,介绍钢结构工程在建筑领域的应用情况。

一、钢结构工程在住宅建筑中的应用随着人们对住宅品质要求的提高,钢结构工程在住宅建筑领域逐渐得到了推广。

相较于传统的砖混结构,钢结构具有梁柱体积小、开间宽度大的特点,可以有效提高房屋的空间利用率。

此外,钢结构还能够在地震等自然灾害中提供较好的抗震性能,提高住宅的安全性。

二、钢结构工程在商业建筑中的应用商业建筑往往需要具备大开间、大跨度的特点,以满足商业空间的需求。

钢结构工程正是能够满足这些需求的一种理想选择。

钢结构的高强度使得大跨度的商业空间成为可能,同时其轻量化的特点也能降低建筑物的荷载,简化基础的设计。

钢结构还能够实现灵活的剪力墙布置,提高商业建筑的空间利用率。

三、钢结构工程在工业建筑中的应用在工业建筑领域,工厂、仓库等建筑往往需要具备大空间、大跨度以及良好的可拆卸性。

钢结构工程能够满足这些需求,并且其可以与其他材料(如混凝土、玻璃等)相结合使用,以满足工业建筑对外观美观和功能性的要求。

此外,钢结构还能够快速施工,降低建筑工期,提高工业建筑的竣工速度。

四、钢结构工程在桥梁建设中的应用钢结构工程在桥梁建设中起到了至关重要的作用。

相较于传统的桥梁材料,钢结构桥梁具有结构轻盈、抗震性能好、施工周期短等优点。

在大跨度桥梁的设计中,钢结构桥梁不仅能够减少基础工程的投资,还能够提高桥梁的承载能力。

此外,钢结构还能实现桥梁结构的模块化设计和制造,降低工程施工和维护的难度。

综上所述,钢结构工程在建筑领域的应用十分广泛,在住宅建筑、商业建筑、工业建筑以及桥梁建设中都能够发挥重要作用。

随着科技的不断进步和钢材生产工艺的提高,相信钢结构工程在未来将会得到更广泛的应用。

钢结构在现代建筑中的应用

钢结构在现代建筑中的应用

钢结构在现代建筑中的应用钢结构作为一种重要的建筑结构类型,在现代建筑中发挥着重要的作用。

本文将探讨钢结构在现代建筑中的应用,并探究其背后的原因和影响。

第一节:简介随着现代建筑技术的不断发展和建筑概念的变化,钢结构在建筑领域中扮演着重要的角色。

相比于传统的混凝土和砖石结构,钢结构具有更高的强度和更好的可塑性,使得建筑师和设计师能够创造出更加自由独特的建筑形态。

第二节:钢结构的优势钢结构相比于传统结构材料具有以下优势:1. 高强度:钢材的抗拉强度相对较高,能够承受较大的荷载,使得建筑能够更加稳固和耐久。

2. 轻质化:相对于混凝土和砖石结构,钢结构的自重较轻,可以降低建筑的整体重量,减少基础工程的投资和施工难度。

3. 可塑性:钢材具有良好的可塑性,可以通过冷弯、焊接、剪切等加工方式制作成各种形状和结构,满足不同建筑形态的需求。

4. 实施环保:钢材的可回收再利用性较强,相比于混凝土等材料,钢结构对环境的影响更小。

第三节:钢结构的应用案例钢结构在现代建筑中广泛应用,以下是一些具有代表性的案例:1. 钢结构桥梁:钢桥是钢结构应用最为广泛的领域之一。

其具有施工期短、使用寿命长、造价相对较低等优点。

例如,中国的苏通大桥和美国的金门大桥都是使用钢结构建造的。

2. 钢结构高层建筑:钢结构在高层建筑中得到广泛应用,其可以满足大跨度、高强度的要求,并具有较高的抗震性能。

例如,迪拜的哈利法塔和纽约的帝国大厦都是采用钢结构建造的标志性建筑。

3. 钢结构体育馆和演艺场所:由于钢结构具备良好的可塑性和抗震性能,其在体育馆和演艺场所的建造中也得到广泛应用。

例如,北京的鸟巢和伦敦的奥林匹克体育馆都是采用钢结构建造的。

第四节:影响和挑战钢结构的应用不仅带来了建筑形态的多样化和建筑工期的缩短,同时也面临着一些挑战和问题。

其中包括:1. 技术要求高:钢结构建造对设计和施工技术的要求较高,需要建筑师、结构工程师和施工人员具备专业的知识和技能。

钢结构住宅应用技术研究3篇

钢结构住宅应用技术研究3篇

钢结构住宅应用技术研究3篇钢结构住宅应用技术研究1随着人们居住条件的不断提高,住宅建设成为一个重要的环节。

钢结构住宅是一种新型住宅建设方式,它采用钢材作为主要结构材料,以其优良的抗震、抗风、耐久性等特点成为现代经济住宅建设的主流。

钢结构住宅与传统建筑相比,有较多的优势:首先,钢结构住宅可以大大缩短建设周期,提高施工效率,从而节约成本,提高效益。

其次,钢结构住宅的材料可回收性高,除了节约大量的资源之外,还能够减少环境污染,达到可持续发展。

最后,钢结构住宅的抗震、抗风、耐久性等特点,是其主流建筑的重要原因。

然而,钢结构住宅应用技术还有很多研究工作需要做。

具体而言,钢结构住宅需要解决以下几个问题:一、钢结构住宅的设计与计算需要优化。

设计和计算是钢结构住宅建设的基础,因此,只有通过对计算方法和技术的不断优化,才能够更精确地进行钢结构住宅设计和计算工作。

二、钢结构住宅的制造工艺需要改进。

制造工艺是钢结构住宅建设中至关重要的环节,因为好的工艺能够保证建筑材料的质量,从而保证整个住宅建设的品质。

三、钢结构住宅施工技术需要完善。

施工技术的完善能够提高建筑质量,减少工程变形,提高建筑施工效率,从而让钢结构住宅的建设呈现更大的优势。

在研究基础上,我们将介绍一些关于钢结构住宅应用技术的研究。

与其他建筑结构相比,钢结构材料特殊,因此这里的研究技术同样有其特殊性。

第一,钢材的材料学与力学研究。

对于钢结构住宅,对材料的性能以及不同形状的材料的承载能力等问题进行深入研究,才能够更好地为钢结构住宅的设计与计算提供支持。

第二,制造工艺研究。

如何把钢材材料加工好,成为架构骨架,并在这个过程中完成防腐,防锈处理等问题都是极需要研究的。

第三,钢结构住宅施工技术研究。

主要包括钢材构筑、钢材焊接、节约工程材料、工期把控、建筑质量等多个方面的技术研究。

综上所述,尽管钢结构住宅建设面临诸多问题和瓶颈,但随需求不断提升,技术逐步成熟,未来钢结构住宅将成为defacto。

钢结构住宅体系的应用浅析

钢结构住宅体系的应用浅析

H型钢 、 彩色钢板、 冷弯型钢的生产能力大大提高 , 为钢结构发
展 创造 了重 要 的条 件 。经 济 的 不 断发 展 , 绿 色环 保 型 建 筑 的 对
点处与钢框架相连 , 且砼墙板与框架梁柱 留有空隙。从受力上 讲, 它仍是一种支撑 , 但其特点是 内藏钢板按强度控制设置 , 不 考虑屈曲。 对砼墙体应双面配筋 , 且应布置拉结筋 。 在钢支撑端 部范围内, 应设置构造加强筋 , 如采用梅花筋 、 螺旋筋、 钢箍等。 这种体系受力性能好 , 支撑构件相对较经济 , 且能与隔墙布置 相结合。但现场安装 比较困难 , 制作 比较复杂。
轻钢龙骨体 系一般 由柱 、 、 龙骨 、 龙骨及中间腰 支 梁 大 地 撑通过配套扣件 和加劲件用自攻螺钉连接而成。 其主要优点在 于构件隐藏在墙体内部 , 有利于建筑布置; 保温性能好, 旌工速 度快。缺点 在于不适合强震地区高层建筑, 耐火性能差。
凝土建筑施工周期 可缩短一半 , 减少作业量 , 且其节能指标可
宅将 不 断得 到推 广 。 文 总结 了钢 结构住 宅 的几 种 结构体 系, 本 分
体系。 其主要优点在于减少 了用钢量 , 、 梁 柱节点构造也相对简
单; 支撑增加 了结构整体刚度 , 侧能力加强 ; 抗 框架和支撑形成 了两道抗震防线 , 使得结构具有较好的抗震性能。主要缺点在
析 了钢 结构 住 宅设 计 中存 在 的 一些 问题 ,以及在 钢 结构 住 宅推
灵 活 , 用 空 间大 ; 作 安 装 简 便 , 工 速 度 较 快 , 点 在 于 侧 使 制 施 缺 向 刚度 较 小 。
钢结构住宅结构一般设计 为强柱弱梁形式 。梁柱均取等 截面形式。梁主要选用高频焊接和热轧 H钢, 它具有抗弯性能 好, 翼缘宽 , 侧向刚度大 , 翼缘表面相互平行 , 构造方便等优点。

钢结构在房建项目里的应用

钢结构在房建项目里的应用

钢结构在房建项目里的应用1. 钢结构在房建项目中的优势1.1 结构轻便钢结构的比重是混凝土的1/7,因此结构轻便,在建筑项目中可以大大减轻地基承载的压力,节约了地基的造价。

1.2 施工快速钢结构房屋的施工速度快,可以大大节约时间成本。

相比传统的混凝土结构,钢结构房屋的施工时间可以缩短一半甚至更多。

1.3 抗震性能强钢结构具有很好的塑性,能够在地震时承受较大的变形,并且恢复原状的能力也较好,因此在地震频发的地区,钢结构房屋相对安全。

1.4 环保节能钢结构的加工制作工序少,材料也可以进行回收再利用,因此相对来说比传统建筑材料更加环保。

钢结构房屋可以更好地进行隔热隔音,节约了能源。

1.5 现代美观钢结构房屋具有现代感和美观性,能够给人一种时尚、简约的感觉,因此在一些商业项目、特色房屋设计中得到广泛应用。

2.1 住宅建筑钢结构被广泛应用于住宅建筑中。

居民区的房屋多采用钢结构,因为钢结构房屋轻便、施工快速,能够更好地适应居民区的快速建设需求。

钢结构的抗震性能对于住宅建筑也是一个很大的优势。

2.2 商业建筑商业建筑中的酒店、写字楼、商场等建筑也逐渐采用钢结构。

钢结构房屋的现代美观、施工快速等特点使得商业项目能够更快地投入使用,降低了建筑周期的成本。

2.3 特色房屋一些特色房屋项目,如度假村、特色景区等,也喜欢采用钢结构房屋。

钢结构可以更好地表现出房屋的特色,同时能够更好地适应特色房屋项目的设计需求。

3.1 上海中心大厦上海中心大厦是一座位于上海陆家嘴金融贸易区的超高层建筑,总高度632米。

建筑主结构采用了双子塔异形框架钢结构,这一设计在世界范围内属于首创,在技术难度和施工难度上都具有很高的挑战性。

采用钢结构的设计使得建筑更加轻盈,同时也提高了建筑的抗震性能。

3.2 北京奥运主体育场北京奥运主体育场“鸟巢”也是钢结构的典型应用案例。

建筑结构采用双层钢结构网壳,外观呈现出独特的外观特色,成为2008年奥运会的标志性建筑。

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房屋钢结构应用的探究——台北101大厦XX(XX班,,学号XXXXXX)1 引言钢结构高层建筑是社会经济和科学技术发展的产物,在国外已有百年的历史。

计算机技术的发展和施工技术水平的不断提高,以及城市人口集中、用地紧张以及商业竞争的激烈化,使高层和超高层建筑迅猛发展。

自早期的希尔斯大厦起,在世界各地,超高层钢结构建筑相继出现,不仅仅在高度上,也在设计理念和施工技术方面不断进步,如双子塔(马来西亚石油大厦)、上海金茂大厦、台北101大厦、广州新电视塔、自由塔(美国纽约)、紫峰大厦等。

下面,就以台北101大厦为例,探究钢结构在超高层建筑中的应用,尤其是在巨型结构——耗能支撑体系中的应用。

2 设计理念1 0 1 大厦的创作构思溯源深层文化,秉承传统的东方哲学思想,以现代科技的建筑语言加以诠释,取吉祥高升、富贵饱满之含义。

设计者追求回归传统,试图以中国传统之木构架重塔楼的建筑形态来塑造现代观念的摩天大厦。

塔楼平面呈正方形,符合唐代四方形平面宝塔的型制,并且四隅有小阶角,以免形体过于庞大而显得呆板。

平面下小上大,塔身向上收分,墙面散发着琉璃绿光。

大厦外观分为九段,暗示着九级浮屠之制,塔楼顶部则接近塔刹的形状。

每级分段的分解采用花瓣式对开。

主塔形式较接近于山花蕉叶形,是唐宋营造法较为常见的形式,除礼佛之外,又兼有祈圣纳福之义。

在本案的造型中,设计师舍弃了传统的习惯于将摩天楼统一大体量化的概念,而是采用多节式的外观,斗呈上大狭小的形状,层层相接形成竹节状,宛如竹子节节升高、柔韧有余,象征生生不息的中国传统的建筑含义。

利用透明材料形成视觉的穿透效果。

斜立面与多层次的结构犹如花开绽放,富贵饱满,实现一花一世界,一台一如来,台台皆世界,步步是未来的东方哲学理念。

同时在细部组件中亦有咬钱龟、祥云、龙头、如意等传统图腾和中国古代建筑装饰意趣。

虽然摩天楼是西方文明的产物,但与上海的金贸大厦一样,该方案在建筑形态方面亦有着浓厚的东方意味。

可见现代摩天楼概念跨越东西方文化,艺术形式突破本土与国际的界限。

3 结构与构造3.1 构造特点结构设计配合建筑立面的变化而有所限制,再加上地基大小和建筑法规的限制,规划之后的建筑高宽比达到了62:1,已经接近纽约世贸大楼的65:1。

由于处于地震带、台北受飓风的影响以及911事件带给人们深刻的反思,建筑结构体的坚固性问题成为了重中之重,致使本摩天楼的结构系统方案的选择更加具有挑战性。

如采用筒中筒结构,其特点是密柱深梁,由每隔3米的外柱形成外筒,与由核心柱与核心斜撑形成的内筒通过桁架联系成为整体。

如果采用巨型桁架结构系统,则由16根巨型SRC边柱,即每隔8层设置一层楼高的巨型梁,与中央斜撑核心筒连接。

巨型构架的整体则类似由11个次结构所连接。

经计算机模拟计算、比较评估之后,决定采用巨型桁架结构。

主要考虑在相同的屋顶水平位移之下,该结构类型较为经济。

同时,无论对外开窗,内部空间使用,都较筒中筒容易。

巨型桁架系统可以满足强柱弱梁的需求。

现场结合的接电焊量较少,不足之处是构件和细部设计较为不易。

实施方案中服务核内共有16支箱型柱,每8层构件成一个组,自主构成空间,如一个11层的组合建筑,以8根巨型钢结构圈梁和高性能混凝土强化建筑结构。

主楼四周每侧采用两根巨型钢柱延伸至90层,与H形梁组成抗弯构架,提供局部载重的迁移使用并提高结构强度。

62层以下的箱形柱内均灌注10000psi自充填高性能混凝土,使结构整体坚固程度远超过建筑法规之规定,可以承受2500年一遇的10级以上大地震。

台北101为大型多功能综合开放项目,主要用途为金融业务。

基地面积达3万㎡,是台北市繁华地段中绝无仅有的大规模方整地块。

为了给市民提供活动休憩的空间,本开发方案建筑红线退缩35m,创造开放的公共空间共达2.5万㎡,建筑密度仅为49.8%。

主体为 101 层摩天楼,平均单层面积为 1403-2393 平方米,皆为金融机构办公使用。

为提高抗风能力并保障最佳消防安全及机电供应效率,每 8层设置一机械层,共有 11层机械层。

大楼顶部为通讯塔,以顺应信息时代的需求。

大楼为 SRC 钢骨加高强度混凝土结构。

全栋建筑的外墙采用玻璃帷幕墙,使用双层隔热清水玻璃,仅底部采用石材。

大楼地 5 层,全面开挖,单层面积达 2.4 万㎡。

筏基内安放储冰槽,以提供高效经济的空调系统。

裙楼有5层楼高,单层面积达约1.46万㎡,成为“台北101”购物中心。

裙楼上部有高达42m的玻璃采光罩,覆盖2887㎡的室内广场,成为台北市最大规模的室内公共空间。

其他楼层则以挑空走道贯穿店面,提供悠闲的逛街购物空间。

3.2 结构系统本工程的地上结构包含一栋101层的塔楼及一栋6层的裙楼,两栋结构于地上部分以伸缩缝完全断开,地下室共有五层,且塔、裙楼相连。

地上结构除了塔楼钢柱大部分皆以高强度混凝土灌注之外,其余为纯钢骨结构;地下室中B1层为SRC梁柱构造,B2至B4层为RC无梁板构造。

101层塔楼的结构系统以井字形的巨型构架(Mega Frame)为主,巨型构架在每八层楼设置一或二层楼高的巨型桁架梁,并与巨型外柱及核心斜撑构架组成近似11层楼高的巨型结构(Mega Structure)。

垂直系统:楼层中混凝土直接承载于兼具模板及结构用途的钢承板上,并与钢承板结合成复合楼板,剪力钉则将钢梁及混凝土连结成合成梁(Composite Beam),荷重传递路径则经由复合楼板、合成梁、柱及基础。

柱位之规划简单归纳为内柱与外柱,服务核心内共有16支箱型内柱,箱型内柱由4片钢板经由电焊组合而成,中低层部分并以内灌注混凝土增加劲度和强度;外柱则随着楼层高度而有不同的配置,在26层以下均为与帷幕墙平行的斜柱,其每侧各配置两支巨柱及两支次巨柱,其中巨柱及次巨柱皆为内灌混凝土的长方形钢柱,另外每层配置4支双斜角柱。

角柱为内灌混凝土的方形钢柱。

而26层以上则在每侧配置二支铅直巨柱及6支H形斜柱,其中H形斜柱与外围边梁组成的构架配合每8层建筑立面形成一独立单元,并在建筑“斗底”处经由巨型桁架梁传递垂直力给巨柱。

另外因91层至101层楼地板面积明显减下,每侧配置方形钢柱并将载重直接传递至91层以下的服务核心钢柱。

侧力系统:侧力由服务核心内的斜撑构架、内外柱之间的巨型桁架梁、外柱及外围平行帷幕墙面的抗弯矩构架共同承担,其中巨柱、斜撑构架及巨型桁架梁提供主要的侧向劲度。

服务核心内的梁柱则大部分均以斜撑相连结以提供劲度,其中外侧的正中间跨度设置一倒V形同心斜撑,边跨则配置单一斜撑,另外部分边跨的斜撑为了配合建筑楼梯或电梯开门的需求而有些微偏心,另外在八楼以下,服务核心内的斜撑构架外则设计包覆60cm厚的RC剪力墙。

服务核心与巨柱及次巨柱之间,则配合建筑规划的11处机械层设置巨型桁架梁。

结构系统在设计过程中被视为是以抗弯构架及同心斜撑构架组成的二元系统。

斜撑在本案中可以增强结构的整体刚度,由抗弯刚度公式可知,建筑截面刚度与截面高度的三次方成正比,而带斜撑的建筑巨型结构其截面尺寸较传统梁柱要大很多,加之斜撑的引入使得其刚度强,是常规钢架结构所不能比拟的。

同时,斜撑也能增强结构的抗侧移刚度,且沿高度而上均匀分布,使传力简单,是一种较完善的抗侧力结构。

根据水平地震作用的大小,斜撑建筑能调整组合,主次结构可运用不同的架构方式组合,进而能使不规则的高层建筑单元结构规则化,有利于抵抗强风及地震。

除此以外,斜撑体系也具有工期短且稳定性强的优势,能很大程度上降低工程造价。

抵抗因倾覆力矩引起的拉力的是建筑物的自重。

对于利用建筑物自重而抵抗倾覆力矩而言,最有效的是将建筑物的自重传递到建筑的角隅。

故在建筑物角隅设置巨型柱的结构方式,可以有效地利用柱子抵抗弯矩,其效率甚至可达100%,和一般的筒体结构相比,是更为合理的结构形式。

但由于柱的间距变大,其间竖向荷载向柱的传递、以及剪力的传递,都要有必须的桁架。

减震抗风系统:防震措施方面,台北101采用新式的「巨型结构」(Mega Structure),在大楼的四个外侧分别各有两支巨柱,共八支巨柱,每支截面长3公尺、宽2.4公尺,自地下5楼贯通至地上90楼,柱内灌入高密度混凝土,外以钢板包覆。

巨型结构,是由不同于通常梁、柱概念的大型构件(巨型梁、巨型柱等)组成的主结构与由常规结构构件组成的次结构共同工作而形成的一种结构体系。

主结构本身就可以成为独立结构,其中巨型柱的尺寸超过一个普通框架的柱距,巨型梁采用高度在一层以上的平面或空间格构式桁架,一般隔若干层才设置一道。

主结构通常为主要抗侧力体系,承受自身和次结构传来的各种荷载;次结构主要承担竖向荷载和少部分作用于其上的风荷载和地震荷载,并负责将力传递给主结构。

巨型桁架结构体系从结构角度上看是一种超常规的具有巨大抗侧刚度及整体工作性能的大型结构,可以充分发挥材料性能,主次结构传力明确,是一种非常合理的超高层结构形式。

传统的结构抗震是通过增强结构本身的抗震性能(强度、刚度、延性)来抵御地震作用的,即由结构本身储存和消耗地震能量,这是被动消极的抗震对策。

合理有效的抗震途径是对结构施加减震装置,由减震装置与结构共同承受地震作用,即共同储存和耗散地震能量,以调谐和减轻结构的地震反应,这是积极主动的抗震对策。

而本案由于地处地震带,同时距离断层仅200公尺,故采用了巨型框架——耗能支撑的积极抗震措施。

结构耗能减震技术是在结构物的某些部位(如支撑、剪力墙、节点、联结缝或连接件、楼层空间、相邻建筑间、主次结构间等)设置耗能(阻尼)装置,通过耗能(阻尼)装置产生摩擦,弯曲(或剪切、扭转)弹塑性滞回变形来耗散或吸收地震输入结构中的能量,以减少主体结构地震反应,从而避免结构产生破坏或倒塌,达到减震控震的目的。

巨型框架——支撑结构是一种适用于超高层建筑的新型结构体系。

在地震作用下,主结构的巨型梁、巨型柱和巨型支撑由于刚度巨大而承受了绝大部分的水平力,特别是巨型支撑作为第一道抗震防线很有可能受拉压而发生弯曲破坏,巨型支撑一旦破坏,再对其进行修复十分困难。

因此,把耗能装置用于巨型框架——支撑结构中,形成巨型框架——耗能支撑结构体系,通过加装阻尼器来解决此结构中的抗震问题。

而本案稍有变化的是,在88F-92F设置了一个重大660吨的调谐质块阻尼器,抗风的同时更加强了整体的抗震性能。

抵销风力所产生的摇晃主要设计是阻尼器,而大楼外形的锯齿状,经由风洞测试,能减少30-40%风所产生的摇晃。

为了因应高空强风及台风吹拂造成的摇晃.大楼内设置了“调谐质块阻尼器”,作为世界第一座防震阻尼器外露于整体设计的大楼,在88至92楼挂置一个重达660公吨的巨大钢球,利用摆动来减缓建筑物的晃动幅度。

据台北101大厦告示牌所言,这也是全世界唯一开放游客观赏的巨型阻尼器,更是目前全球最大的阻尼器。

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