附录A 常用建筑结构体系#
A.1 单层钢结构#
单层钢结构可采用框架、支撑结构。厂房主要由横向、纵向抗侧力体系组成,其中横向抗侧力体系可采用框(排)架结构,纵向抗侧力体系宜采用中心支撑体系,也可采用框架结构。
同一结构单元中,宜采用同一种结构型式。当不同结构型式混合采用时,应充分考虑荷载、位移和强度的不均衡对结构的影响。
在每个结构单元中,应设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。
柱间支撑的间距应根据建筑的纵向柱距、受力情况和安装条件确定。当房屋高度相对于柱间距较大时,柱间支撑宜分层设置。
采用混凝土有檩屋盖、混凝土无檩屋盖或轻型屋盖时,屋面板、檩条和屋盖承重结构之间应有可靠连接,并应设置完整的屋面支撑系统。
A.2 多高层钢结构#
按抗侧力结构的特点,多、高层钢结构常用的结构体系见表A.2.1。
表A.2.1 多、高层钢结构常用体系
结构体系 |
支撑、墙体和筒形式 |
|
---|---|---|
框架 |
||
支撑结构 |
中心支撑 |
普通钢支撑,防屈曲支撑 |
框架-支撑 |
中心支撑 |
普通钢支撑,防屈曲支撑 |
偏心支撑 |
普通钢支撑 |
|
框架-剪力墙板 |
钢板墙,延性墙板 |
|
筒体结构 |
筒体 |
普通桁架筒,密柱深梁筒,斜交网格筒,剪力墙板筒 |
框架-筒体 |
||
筒中筒 |
||
束筒 |
||
巨型结构 |
巨型框架 |
|
巨型框架-支撑 |
||
巨型支撑 |
注:
单一抗侧力体系指的是结构体系仅有一道抗侧力防线,或有二道抗侧力防线但其中第二道防线的水平承载力低于总水平剪力的25%;双重抗侧力体系指的是结构体系有二道抗侧力防线,其中第二道防线的水平承载力不低于总水平剪力的25%。
因刚度需要,高层建筑钢结构可设置外伸臂桁架和周边桁架,外伸臂桁架设置处宜同时有周边桁架,外伸臂桁架应贯穿整个楼层,伸臂桁架的尺度要与相连构件尺度相协调。
结构布置应符合下列原则:
建筑平面宜简单、规则,结构平面布置宜对称,水平荷载的合力作用线宜接近抗侧力结构的刚度中心;高层钢结构两个主轴方向动力特性宜相近;
结构竖向体形宜规则、均匀,结构竖向布置宜使侧向刚度和受剪承载力沿竖向宜均匀变化;
采用框架结构体系时,高层建筑不应采用单跨结构,多层建筑不宜采用单跨结构;
高层钢结构宜选用风压较小的平面形状和横风向振动效应较小的建筑体型,并应考虑相邻高层建筑对风荷载的影响;
支撑布置平面上宜均匀、分散,沿竖向宜连续布置,不连续时应适当增加错开支撑及错开支撑之间的上下楼层水平刚度;设置地下室时,支撑应延伸至基础。
高层钢结构的舒适度,按十年重现期风荷载下的顺风向和横风向建筑物顶点的最大加速度计算值限值为:
公寓、住宅:\(0.20 \, \text{m/s}^2\)
旅馆、办公楼:\(0.28 \, \text{m/s}^2\)
A.3 大跨度钢结构#
大跨度钢结构系指跨度等于或大于60m的屋盖结构,大跨度钢结构体系可按表A.3.1分类:
表A.3.1 大跨度钢结构体系分类
体系分类 |
常见形式 |
---|---|
以整体受弯为主的结构 |
平面桁架、立体桁架、空腹桁架、网架、组合网架以及与钢索组合形成的各种预应力钢结构 |
以整体受压为主的结构 |
实腹钢拱、平面或立体桁架形式的拱形结构、网壳、组合网壳以及与钢索组合形成的各种预应力钢结构 |
以整体受拉为主的结构 |
悬索结构、索桁架结构、索穹顶等 |
大跨度钢结构的设计原则应符合下列要求:
大跨度钢结构的设计应结合工程的平面形状、体型、跨度、支承情况、荷载大小、建筑功能综合分析确定,结构布置和支承形式应保证结构具有合理的传力途径和整体稳定性。平面结构应设置平面外的支撑体系。
大跨度空间钢结构在各种荷载工况下应满足承载力和刚度要求。预应力大跨度钢结构应进行结构张拉形态分析,确定索或拉杆的预应力分布,并保证在各种工况下索力大于零。
对以受压为主的拱形结构、单层网壳以及跨度较大的双层网壳应进行非线性稳定分析。
地震区的大跨度钢结构,应按抗震规范考虑水平及竖向地震作用效应。对于大跨度钢结构楼盖,应按使用功能满足相应的舒适度要求。
应对施工过程复杂的大跨度钢结构或复杂的预应力大跨钢结构进行施工过程分析。
杆件截面的最小尺寸应根据结构的重要性、跨度、网格大小按计算确定,普通型钢不宜小于\(L50 \times 3\),钢管不宜小于\(\phi 48 \times 3\)。对大、中跨度的结构,钢管不宜小于\(\phi 60 \times 3.5\)。