2018年二级结构工程师考试《钢结构》基础考点：高层钢结构的体系

2018年二级结构工程师考试《钢结构》基础考点：高层钢结构的体系

　　高层钢结构的体系与布置

　　1.1 高层钢结构的体系

　　高层钢结构的结构体系主要有框架体系、框架—支撑(剪力墙扳)体系、简体体系(框筒、筒中筒、衍架筒束简等)或巨型框架体系。

　　(1) 框架体系

　　框架体系是由沿纵横方向的多榀框架构成及承担水平荷载的抗侧力结构，它也是承担竖向荷载的结构这类结构的抗侧力能力主要决定于梁柱构件和节点的强度与延性，故节点常采用刚性连接节点。

　　(2) 框架—支撑体系

　　框架—支撑体系是在框架体系中沿结构的纵、横两个方向均匀布置一定数量的支撑所形成的结构体系。在框架—支撑体系中，框架是的切型结构，底部层间位移大;支撑架为弯曲型结构，底部层间位移小，两者并联，可以明显减小建筑物下部的层问位移，因此，在相同的例移限值标淮的情况下，框架—支撑体系可以用于比框架体系更高的房屋。

　　支撑体系的布置由建筑要求及结构功能来确定，一般布置在端框架中、电梯井周围等处。支撑类型的选择与是否抗震有关，也与建筑的层高、柱距以及建筑使用要求，如人行通道、门洞和空调管道设置等有关，因此常需要根据不同的设计条件选择适宜的支撑类型。

　　(3) 框架—剪力墙板体系

　　框架—剪力墙板体系是以钢框架为主体，并配置一定数量的剪力墙扳。由于剪力墙板可以根据需要布置在任何位置上，布置灵活。另外剪力墙板可以分开布置，两片以上剪力墙并联体较宽，从而可减小抗侧力体系等效高宽比，提高结构的抗侧移刚度和抗倾覆能力。剪力墙板主要有以下3种类型：

　　① 钢板剪力墙板

　　钢板剪力墙板一般需采用厚钢板，其上下两边缘和左右两边缘可分别与框架梁和框架柱连接，一般采用高强螺栓连接。钢板剪力城墙板承担沿框架梁、柱周边的剪力，不承担框架梁上的竖向荷载。非抗震设防及按6度抗震设防的建筑，采用钢板剪力墙可不设置加劲肋。按7度及7度以上抗震设防的建筑，它采用带纵向和横向加劲肋的钢板剪力墙，旦加劲肋宜两面设置。

　　② 内藏钢板支撑剪力墙墙板

　　内藏钢板支撑剪力墙是以钢板为基本支撑，外包钢筋混凝土墙板的预制构件。内藏钢板支撑可做成中心支撑也可做成偏心支撑，但在高烈度地区，宜采用偏心支撑。预制墙板仅在钢板支撑斜杆的上下端节点处与钢框架梁相连，除该节点部位外，与钢框架的梁或柱均不相连，留有间隙，因此，内藏钢板支撑剪力墙仍是一种受力明确的钢支撑。由于钢支撑有外包混凝土，故可不考虑平面内和平面外的屈曲。墙板对提高框架结构承载能力和刚度.以及在强震时吸收地震能量方面均有正要作用。

　　③ 带竖缝混凝土剪力墙板

　　普通整块钢筋混凝土墙板由于初期刚度过高，地震时首先斜向开裂，发生脆性破坏而退出工作，造成框架超载而破坏，为此提出了一种带竖缝的剪力墙扳，它在墙扳中没有若干条竖缝，将墙板分割成一系列延性较好的壁柱。多通地震时，埔板处于弹性阶段，侧向网度大，墙板如同由壁柱组成的框架板承担水平剪力。罕遇地震时，墙板处于弹塑性阶段而在壁柱上产生裂缝，壁柱屈服后刚度降低，变形增大，起到耗能减震的作用。

　　(4) 简体体系

　　简体结构体系因其具有较大刚度，有较强的抗侧力能力，能形成较大的使用空间，对于超高层建筑是一种经济有效的结构形式。根据简体的布置、组成、数量的不同，简体结构体系可分为框架简、衍架筒、筒中筒及束筒等体系。

　　① 框架筒体系

　　框架筒体系是由密柱深梁刚性连接构成外简结构来承担水平荷载，结构内部的梁柱铰接，柱子只承受竖向荷载而不承担水平荷载。

　　② 桁架筒体系

　　在框筒体系中沿外框简的四个面设置大型衍架(支撑)构成桁架筒体系。由于设置了大型桁架(文撑)，一方面大大提高了结构的空间刚度和整体性;另一方面因剪力主要由衍架(支撑)斜杆承担，避免横梁受剪切变形，基本上消除了剪力滞后现象。

　　③ 筒中筒体系

　　筒中筒体系是有内外设置的几个筒体，通过楼盖连接系统连接组成的能共同股票能够做的结构体系。它具有很大的侧向刚度和抗侧力能力。

　　④ 束筒体系

　　几个筒体并列组合在一起形成的结构整体称为束筒结构体系。它是以外框筒为基础，在其内部沿纵横向设置多榀腹板框架所构成，因此，具有更好的整体性和更大的整体侧向刚度，同时由于设置了多榀腹板框架，减小了简体的边长，从而大大减小了剪力滞后效应。

　　(5) 巨型框架体系

　　巨型框架体系是由柱距较大的立体桁架梁柱及立体格架梁构成。立体桁架梁应沿纵横向布置，并形成一个空间桁架层，在两层空间桁架层之间设置次框架结构，以承担空间桁架层之间的各层楼面荷载，并将其通过次框架结构的柱子传递给立体格架梁及立体桁架柱。这种体系能在建筑中提供特大空间，它具有很大的刚度和强度。

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