2、高層鋼結構發(fā)展概況
高層鋼結構主體結構體系可由某一類(lèi)體系單獨構成或多個(gè)體系按不同比例組合而成，發(fā)展至今最常見(jiàn)的主要有以下三類(lèi)結構體系：
2.1框筒結構
該結構主要由中央核心筒與周邊框架柱構成，采用在筒體與周邊鋼柱以及框架梁間設置鋼梁用于支撐樓板，核心筒一般采用鋼筋混凝土結構，如上海二十一世紀中心大廈（50層）。當層高較高或建筑結構較高時(shí)，核心筒以及鋼柱采用鋼-混凝土組合的勁性結構。
該體系的抗側向位移剛度來(lái)源于核心筒與周邊鋼柱組成的承載體系，當出現剛度不夠的情況，通常在設備層或避難層加設連接筒體與外框的外伸剛架作為結構加強體系。
2.2框架-剪力墻結構體系
為增加結構剛度，避免建筑產(chǎn)生過(guò)大的側向位移。通常在框架結構中根據需要布置一定數量的剪力墻，剪力墻的類(lèi)型包括以下三種：鋼筋混凝土剪力墻、鋼筋混凝土帶縫剪力墻和鋼板剪力墻等。該結構體系應用廣泛，如：上海盛大國際金融中心（40層）、鉆石大廈（14層）等工程采用該結構形式。
其中，鋼板剪力墻結構中，鋼板厚度為8-10mm，通過(guò)利用鋼板與鋼框架組合形成剛性構件的方式承載側向力，鋼板剪力墻由于其自重輕，占用空間小等優(yōu)點(diǎn)也得到了越來(lái)越多的應用。
2.3鋼框架-支撐結構體系
該體系是在框架結構中布置支撐桁架結構，通過(guò)框架與支撐結構的協(xié)同工作，使豎向支撐桁架起到剪力墻的作用，承擔大部分的水平剪力。
該結構優(yōu)點(diǎn)在于如遇罕見(jiàn)地震導致支撐系統破壞時(shí)，可由框架結構承擔水平力，增加了結構使用的可靠性。該結構體系在上海平安金融大廈（34層）等工程中得到了采用。
（1）高層結構設計應注意以下六個(gè)比值：1.軸壓比：主要為控制結構的延性。2.剪重比：主要為控制各樓層最小地震剪力，確保結構安全性。3.剛度比：主要為控制結構豎向規則性，以免豎向剛度突變，形成薄弱層。4.位移比：主要為控制結構平面規則性，以免形成扭轉，對結構產(chǎn)生不利影響。5.周期比：主要為控制結構扭轉效應，減小扭轉對結構產(chǎn)生的不利影響。6.剛重比：主要為控制結構的穩定性，以免結構產(chǎn)生滑移和傾覆。
（2）風(fēng)荷載與地震荷載組成的結構水平荷載是結構設計的主要控制因素，結構內力與位移一般采用彈性方法計算，對于有抗震設防要求的結構，除進(jìn)行地震作用下的彈性階段計算外，還應驗算可能進(jìn)入的彈塑階段狀態(tài)。風(fēng)振驗算時(shí)對于建筑主體結構部分頂部有小型突出建筑時(shí)，應計入鞭梢效應，特別是對于頂部有桅桿類(lèi)的結構的應著(zhù)重分析。
（3）高層建筑鋼結構計算模型根據具體結構形式和計算內容確定，一般可采用平面抗側向力結構空間協(xié)同計算模型。當結構布置規則，質(zhì)量及剛度沿高度分布均勻時(shí)可采用平面結構計算模型；當結構平面或立面不規則，無(wú)法劃分為平面抗側力單元時(shí)，考慮采用空間結構計算模型。
（4）高層建筑的基礎設計，應綜合考慮建筑場(chǎng)地的地質(zhì)狀況、上部結構的類(lèi)型，確保建筑物不致發(fā)生過(guò)量沉降或傾斜，滿(mǎn)足建筑物正常使用要求。還應注意與相鄰建筑的相互影響，尤其是周邊高層建筑影響，宜采用筏形基礎，必要時(shí)可采用箱形基礎。當地質(zhì)條件好、荷載較小，且能滿(mǎn)足地基承載力和變形要求時(shí)，也可采用交叉梁基礎或其他基礎形式；當地基承載力或變形不能滿(mǎn)足設計要求時(shí)，可采用樁基或復合地基。
4、鋼結構深化設計技術(shù)發(fā)展歷程
中國國內鋼結構深化設計技術(shù)水平隨著(zhù)國內鋼結構產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展而取得了飛速進(jìn)步。在不斷吸收國外先進(jìn)技術(shù)后，自八十年代至今，經(jīng)歷了由最初依靠人工制圖、CAD輔助繪圖發(fā)展到現今主要以包括structurecad、XSTEEL等高效集成建模軟件制圖的發(fā)展階段，鋼結構深化設計內容也由最初單純的鋼構件詳圖繪制發(fā)展到為制作加工、現場(chǎng)安裝提供全面準確的數據支持服務(wù)。目前，業(yè)內最為先進(jìn)的XSTEEL軟件已能完成包括鋼結構設計驗算、構件與零件詳圖以及鋼板放樣下料等在內的從設計到施工環(huán)節的一系列重要工作，極大的簡(jiǎn)化了鋼結構施工流程。
5、鋼結構深化設計要點(diǎn)
5.1滿(mǎn)足結構設計要求，體現結構設計意圖
鋼結構深化設計應以結構設計圖紙為依據，并針對鋼結構工程的特點(diǎn)（工程采用的鋼材材質(zhì)、連接件和焊材要求、摩擦面抗滑移系數和焊縫等級以及油漆涂裝和防火要求）進(jìn)行更為詳盡的闡述與說(shuō)明。對結構圖中簡(jiǎn)化表述的各類(lèi)鋼構件精確的進(jìn)行空間定位以及尺寸計算，各類(lèi)構件尺寸造型以及連接形式必須以符合設計圖紙的要求為基本原則。當出現無(wú)法滿(mǎn)足結構圖紙設計要求的情況后，應及時(shí)與設計方溝通，以便進(jìn)行調整或優(yōu)化。最終出具的深化設計圖紙必須由設計單位確認后方可實(shí)施制作與安裝施工。
5.2符合工藝工法要求，簡(jiǎn)化施工流程
鋼結構深化設計的合理與否都將經(jīng)歷由制作到現場(chǎng)安裝施工的各個(gè)環(huán)節的檢驗，不能滿(mǎn)足施工工藝、工法的深化設計都是失敗的。深化設計必須考慮包括如構件分段分節必須滿(mǎn)足運輸和起重設備要求以及安裝環(huán)節構件吊裝校正措施等等一系列問(wèn)題。
同時(shí)鋼結構深化設計應特別注意細節處理，如勁性構件表面的油漆涂裝區域標注，鋼構件軸線(xiàn)標高定位示意圖等。由于從事鋼結構制作、安裝一線(xiàn)作業(yè)工人一般不會(huì )深入研究結構圖紙，因此，鋼結構深化圖紙更應該針對各個(gè)易出問(wèn)題的工序進(jìn)行詳細標注，確保在施工中不出現遺漏與錯誤。如對勁性構件表面的油漆涂裝區域進(jìn)行明確標注，避免出現勁性構件表面出現誤涂的情況；在深化圖紙中明確構件軸線(xiàn)標高定位數據，避免出現構件安裝反向的失誤；針對復雜結構角度不易測量的問(wèn)題，增設接頭間距標注以便于測量復核。
5.3提出合理化建議，縮短施工周期、降低施工風(fēng)險
目前，各類(lèi)高層鋼結構工程施工普遍存在異種鋼材采購、構件制作周期長(cháng)，現場(chǎng)安裝風(fēng)險大等不利因素。鋼結構深化設計同時(shí)，應積極思考各個(gè)施工環(huán)節的特點(diǎn)與難點(diǎn)，從整個(gè)項目管理的角度出發(fā)，提出合理的建議以?xún)?yōu)化整個(gè)項目施工流程。如在滿(mǎn)足結構設計的前提下提議將原結構圖紙中的焊接H型鋼材替換為熱軋H型鋼材，以便縮短工廠(chǎng)制作周期；當采購環(huán)節受阻時(shí)，考慮將原設計厚板以高強度的薄板替代，避免影響工程進(jìn)度；提議在結構鋼梁上開(kāi)設吊裝孔或焊接吊裝耳板以增強施工安全性等。
5.4全盤(pán)考慮各個(gè)專(zhuān)業(yè)施工，提前預見(jiàn)設計問(wèn)題
對于單位工程而言，鋼結構工程在只是其眾多專(zhuān)業(yè)工程之一，無(wú)可避免的存在與其他專(zhuān)業(yè)施工交叉的問(wèn)題，深化設計期間應全面分析考慮各類(lèi)問(wèn)題，并提出合理的解決方案。如遇勁性結構與混凝土結構內部的鋼筋沖突時(shí)，可調整鋼筋位置或在勁性鋼結構開(kāi)洞處理，鋼結構梁與混凝土墻面預埋件采用連接板連接時(shí)，應考慮混凝土施工誤差，預留連接板調整長(cháng)度。
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