【正文】 體系（一）結構體系的組成由兩個以上的同心框筒所組成的結構體系，稱為筒中筒體系。鋼結構筒中筒體系是框筒體系的一個分支，兩者的力學特性基本相同。相對于框筒體系，筒中筒體系在結構布置方面的不同點就是利用樓面中心部位服務性面積的可封閉性，將該部位的承重框架換成由密柱深梁所組成的內框筒。內、外筒的結合便形成筒中筒體系。外筒，通常都是由密柱深梁組成的鋼框筒；某些情況下，外框筒的部分區(qū)段可能被豎向支撐所代換。內筒，可以是由密柱深梁組成的鋼框筒，也可以是在鋼框架間嵌置預制鋼筋混凝土墻板所組成?；蛘呖v向是密柱深梁的鋼框筒，橫向是鋼框架加嵌置預制鋼筋混凝土墻板。在內框筒的某個開間內增設豎向支撐，也是提高整個結構體系抗剪能力的有效措施。位于高烈度區(qū)的樓房，為了提高墻板與鋼框架同步工作的程度，墻板意采用帶肋鋼板、帶豎縫鋼筋混凝土墻板或內埋鋼支撐的型鋼混凝土墻板。為了改善外框筒的嚴重剪力滯后效應，提高外框筒的整體抗彎能力，可沿房屋高度每隔15層左右，順內框筒的若干榀橫向框架所在平面，各設置一道剛性伸臂桁架（剛臂），與外框筒長邊鋼柱相連接。（二）構件變形屬性框筒束體系（一）結構體系的組成由兩個以上框筒連為一體形成的框筒束及其內部承重框架所組成的結構體系，稱為框筒束體系。每一個框筒單元（子框筒）的平面形狀，可以是三角形、半圓形、矩形、弧形及其它形狀，由這些框筒單元所拼接成的框筒束，其平面形狀可以是規(guī)則的或不規(guī)則的，以適應建筑場地形狀、周圍環(huán)境和建筑布置的要求?？蛲彩部赡苁?，以一個平面尺寸較大的框筒為基礎，在其內部增設一榀以上的腹板框架所構成。增設的內部腹板框架可以是：密柱深梁型框架；稀柱淺梁型框架加墻板；一片豎向支撐；三者的組合體?？蛲彩娜我豢蛲矄卧?，可以根據各層樓面面積的實際需要，在任意高度處中止，而不會影響整個結構體系的完整性。不過，在某一高度中止的框筒單元的頂層，應沿整個框筒束的周邊設置一圈桁架，形成剛性環(huán)梁。為了減小框筒束的剪力滯后效應，也可以在頂層及每隔2030層的設備層或避難層，沿框筒束的各榀內、外框架，設置整個樓層高的桁架，形成剛性環(huán)梁。（二）受力特點水平荷載下的框筒束，水平剪力由平行于剪力方向的各榀內、外腹板框架承擔，傾覆力矩則由各榀腹板框架和翼緣框架共同承擔?？蛲彩鱾€框筒單元內部的框架柱，僅承擔其荷載從屬面積范圍內的豎向荷載。除抗震設防列度為9度的高層建筑鋼結構房屋需要考慮豎向地震作用外，通常情況下，豎向荷載僅是重力荷載。傾覆力矩使框筒束腹板框架、翼緣框架的各層窗裙梁中產生豎向剪力，若窗裙梁截面高度較小而產生較大豎向剪彎變形時，將導致框筒束的剪力滯后效應，使各框架柱的軸力呈曲線分布，而不再與各根鋼柱到框筒束水平截面中和軸的距離成正比。（三）設計要點框筒束中每個子框筒的邊長不應超過45m。采用框筒束體系的樓房，房屋的高寬比不應小于4。采用密柱深梁型框架組成的框筒束。窗裙梁應采用實腹式工形梁，（柱凈距的1/4左右）?？蛲仓舨捎镁哂袕?、弱軸的H形、矩形截面鋼柱時，應將柱的強軸方向（H形柱的腹板方向）置于所在框架的平面內。外圈框筒內部的縱、橫向腹板框架，部分或全部采用豎向支撐代換時，該支撐應具有同等的抗推剛度和水平承載力?？蛲彩械哪硞€或某幾個子框筒，在樓房某中間樓層中止時，應于各子框筒頂層的所在樓層，沿框筒束的各榀框架設置一層樓高的鋼桁架，形成一道剛性環(huán)梁。五、巨型支撐外筒體系六、巨型框架體系第三節(jié) 鋼混凝土混合結構的各類結構體系一、鋼混凝土混合結構的構成及體系類別鋼混凝土混合結構是指由鋼框架、鋼支撐框架、混合框架，或鋼框筒、混合框筒與鋼筋（或鋼骨）混凝土核芯筒（或剪力墻）組成的結構，可分為雙重抗側力體系和非雙重抗側力體系?；旌峡蚣芑蚧旌峡蛲彩侵赣山M合柱與鋼梁或組合梁組成的框架或框筒。組合柱是指由鋼和混凝土組合而成并共同受力的柱，包括鋼骨混凝土柱和鋼管混凝土柱。組合梁是指由鋼和混凝土組合而成并共同受力的梁，包括鋼骨混凝土梁和鋼混凝土組合梁，后者是由混凝土板與鋼梁組合而成并共同工作的梁。鋼骨混凝土核芯筒（剪力墻）是指由鋼筋混凝土和鋼骨架組成并共同受力的筒（剪力墻）。雙重抗側力體系是指由兩種受力、變形性能不同的抗側力結構單元組成并共同承受水平地震作用的結構體系。例如，框架剪力墻，框架核芯筒，筒中筒等體系，其中框架部分承受的地震層剪力應符合規(guī)程中雙重抗側力體系的規(guī)定。乙類和丙類高層建筑混合結構的最大適用高度應符合下表的規(guī)定。高層建筑混合結構的最大適用高度（m）結構類型非抗震設防抗震設防烈度6789混合框架結構鋼梁鋼骨（鋼管）混凝土柱鋼骨混凝土梁鋼骨混凝土柱6055453525鋼梁鋼筋混凝土柱50504030—雙重抗側力體系鋼框架鋼筋混凝土剪力墻鋼框架鋼骨混凝土剪力墻1601801501701301501101205050混合框架鋼筋混凝土剪力墻混合框架鋼骨混凝土剪力墻1802001701901501601201305060鋼框架鋼筋混凝土核芯筒鋼框架鋼骨混凝土核芯筒2102302002201601801201307070混合框架鋼筋混凝土核芯筒混合框架鋼骨混凝土核芯筒2402602202401902101501607080筒中筒鋼框筒鋼筋混凝土內筒混合框筒鋼筋混凝土內筒28026021016080鋼框筒鋼骨混凝土內筒混合框筒鋼骨混凝土內筒30028023017090非雙重抗側力體系鋼框架鋼筋（鋼骨）混凝土核芯筒混合框筒鋼筋（鋼骨）混凝土核芯筒160120100——注：當混合框架中柱采用鋼管混凝土或鋼框架采用支撐框架時，高度限值在有可靠依據時可適當放寬。房屋高度指室外地面至主要屋面高度，不包括局部突出屋面的水箱、電梯機房、構架等高度?；旌峡蚣芎弯摴腔炷良袅Γê诵就玻┲械匿摴腔蜾摴艿难由旄叨龋粦∮诮Y構總高度的60%。平面和豎向均不規(guī)則的結構或Ⅳ類場地上的結構，最大適用高度應適當降低。上述最大適用高度不是理論數據，由實踐經驗和經濟決定。超過后要進行超限審查：看是否經濟。因為以前無此經驗，審查一下計算、設計的是否細致，是否有未考慮到的問題。二、鋼框架混凝土內筒(或剪力墻)體系體系構成鋼框架混凝土內筒體系是由外側的鋼框架和混凝土內筒構成的。鋼框架與混凝土內筒之間的跨度一般為8～12m，并采用兩端鉸接的鋼梁，或一端與鋼框架柱剛接相連，另一端與內筒鉸接相連的鋼梁。內筒內部應盡可能布置電梯間及樓梯間等公用設施用房，以擴大內筒的平面尺寸，減小內筒的高寬比，增大內筒的側向剛度。鋼框架混凝土剪力墻體系常用于無較大內筒的高層建筑。混凝土剪力墻可沿縱向及橫向分散布置成片狀、L或T形狀等。對樓梯間及電梯間可形成小筒并與上述的剪力墻構成主要的抗側力結構。沿建筑周邊應形成剛接連接的鋼框架。在建筑周邊的里側可布置成梁柱剛接的鋼框架，也可布置成梁、柱鉸接相連的結構，使它僅承擔豎向荷載。鋼框架混凝土內筒體系的樓面結構，在鋼框架與混凝土內筒之間常采用在鋼梁上鋪設壓型鋼板，再在該鋼板上澆筑混凝土樓板，以加快施工速度?；炷羶韧怖飩瘸２捎闷胀ㄤ摻罨炷亮喊褰Y構，由于內筒的施工進度先于外鋼框架的安裝，采用這類梁板結構不至于影響總進度。當混凝土內筒采用大模板或滑模施工時，也宜考慮采用同內筒外側的樓板結構做法。鋼框架混凝土剪力墻體系的樓面結構，宜均采用鋼梁上鋪設壓型鋼板的做法，以避免采用支模施工方法和影響施工進度。上述兩種體系的柱子可采用箱形截面或焊接H型鋼，采用焊接H型鋼時，宜使H型鋼的強軸方向對應柱彎矩較大的方向。鋼梁可采用熱軋H型鋼或焊接H型鋼。兩種體系的受力特性鋼框架混凝土內筒或剪力墻體系得受力特性基本相同，它們的受力特性也與鋼筋混凝土的框剪結構體系也很相似。在水平荷載作用下，混凝土內筒（或剪力墻）是主要抗側力結構，經樓板變形協調后，鋼框架承擔少量的水平剪力，混凝土內筒（或剪力墻）既承擔大部分傾覆力矩又承擔大部分水平剪力。由于混凝土內筒（或剪力墻）的變形曲線是彎曲型的，而鋼框架是呈剪切型的，因此，經樓板的變形協調后，鋼框架在頂部的水平剪力將大于下部。如上所述，這類結構體系在地震動的持續(xù)作用下，混凝土內筒（或剪力墻）進入彈塑性階段后，墻體產生裂縫，側向剛度急劇下降，致使鋼框架要承擔比彈性階段更大的傾覆力矩和水平剪力，也即對鋼框架設計時，要加大其彈性階段所承受的水平剪力。三、帶伸臂桁架的鋼框架混凝土內筒體系（一）體系構成帶伸臂桁架的鋼框架混凝土內筒體系得構成，與帶伸臂桁架的鋼框架內筒體系基本相同，但由于伸臂桁架需與混凝土剪力墻相連，其連接構造要求有所不同。伸臂桁架也常置于高層建筑的設備層或避難層中。伸臂桁架的平面位置，應置于混凝土內筒中側向剛度較大的剪力墻平面內。對應伸臂桁架的樓層中，可設置腰桁架或帽桁架，相應的形成水平加強層。當外框架的柱距較小或因混凝土內筒中有較規(guī)則布置得剪力墻，相應地可設置較多數量的伸臂桁架時，也可不設腰桁架。水平加強層的最佳位置及設置的樓層數，宜通過計算和優(yōu)化后確定。與伸臂桁架相連的剪力墻平面內，宜設置藏于墻內的暗桁架，暗桁架的兩端設置暗柱，以便于與伸臂桁架連接，更重要的是使伸臂桁架桿端力的傳傳遞保持連續(xù)性，也避免桿端部位的墻體中產生應力集中。（二）受力特性鋼框架混凝土內筒體系中設置伸臂桁架及腰桁架的目的，與帶伸臂桁架的鋼框架內筒體系是相同的，即欲利用外框架的側向剛度及所產生的反向力矩，提高結構的側向剛度，減小水平位移、減小內筒所承擔的傾覆力矩等。但由于混凝土內筒自身的側向剛度較大（相當于鋼框架），因此在利用伸臂桁架迫使鋼框架柱與混凝土內筒共同工作時，對提高結構側向剛度和減小水平位移等的效果可能并不顯著，不如鋼結構的框架內筒體系那樣見效。因此，鋼框架內筒體系基本中采用伸臂桁架時宜作計算比較。四、巨柱框架混凝土內筒體系第四節(jié) 鋼骨混凝土結構的各類結構體系一、鋼骨混凝土結構的構成及體系類別二、組合式框架混凝土內筒(或剪力墻)體系三、組合式框架鋼骨凝土內筒體系四、組合式外筒體系第五節(jié) 結構體系的適用范圍1．結構材料用量2．建筑內部空間3．適用房屋高度第六節(jié) 結構體系的選定進行實際工程設計時，常需綜合考慮很多因素，由此進行深入的方案比較，在優(yōu)化過程中確定其適宜的結構體系。優(yōu)化過程中宜考慮的主要因素包括：要適應地震區(qū)和非地震區(qū)的不同要求要適應建筑高度和建筑高寬比要適應建筑使用功能的要求要慎重考慮使用特厚鋼板著重對抗側力結構進行經濟比較第四章 高層建筑鋼結構材料第一節(jié) 結構鋼材一、鋼材的分類鋼材的種類常按不同的用途、化學成分及生產工藝等進行分類。按建筑用途分類按建筑用途分類時，有碳素結構鋼（葡萄及優(yōu)質）、焊接結構用耐候鋼（奶大氣腐蝕鋼）、高耐候性結構鋼、橋梁用結構鋼等專用結構鋼。按化學成分的碳及合金元素分類按化學成分的硫及磷含量分類按煉鋼爐爐種分類按煉鋼爐爐種分類時，有平爐鋼、氧氣頂吹轉爐鋼、堿性側吹轉爐鋼、電爐鋼按澆注時脫氧程度及方法分類二、鋼材的力學性能鋼材的力學性能（或稱機械性能）主要是指標準條件下的屈服點、抗拉強度、伸長率、沖擊試驗和冷彎試驗，以及對于厚鋼板的厚度方向（Z向）受拉試驗的斷面收縮率等。三、影響鋼材材質的主要化學成分影響鋼材材質的主要化學成分為碳C、錳Mn、硅Si、釩V、硫S及磷P等，故在材質標準中均予以限量。此外，鋼熔融時從空氣或水分子分解進入鋼液中的氧、氮、氫等有害氣體。Q235鋼、Q345鋼、Q235GJ鋼、Q345GJ鋼的化學成分限量分別見相關國家標準。四、Q235鋼、Q345鋼、Q235GJ鋼、Q345GJ鋼的質量等級和保證項目Q235鋼的質量等級和保證項目Q345鋼的質量等級和保證項目Q235GJ鋼的質量等級和保證項目Q345GJ鋼的質量等級和保證項目第二節(jié) 鋼材的選用一、通用要求為保證承重結構的承載能力及防止在一定條件下出現脆性破壞，高層建筑中的承重構件和承力構件（豎向支撐等），其鋼材牌號和材性的選定，應符合相關行業(yè)標準的規(guī)定，并應符合下列要求：考慮結構的重要性、荷載特征、結構形式、連接方法、鋼材厚度、環(huán)境溫度和構件所處部位等情況的不同要求；鋼材的抗拉強度、伸長率、屈服強度、強屈比、冷彎試驗、沖擊韌性等各項指標合格；硫、磷的含量低于限值。二、焊接結構附加要求含碳量：鋼材的含碳量不應超過焊接性能所規(guī)定的限值。斷面收縮率（1）厚度較大的鋼板，在軋制過程中存在著各向異性。由于在桿件的板件連接處常形成較強的約束，焊接時容易引起鋼板的層狀撕裂，因此，要求鋼板的斷面收縮率不小于某一規(guī)定值。（2）采用焊接連接的梁柱節(jié)點和支撐節(jié)點，節(jié)點的約束較強。當鋼板厚度等于或大于40mm，并承受沿板厚方向的拉力作用時（包括強約束節(jié)點因焊縫收縮引起的拉應力），為防止鋼材的層狀撕裂，而采用Z向鋼時，應附加受拉試件板厚方向截面收縮率不小于Z15級規(guī)定的要求。（3）根據國家標準《厚度方向性能鋼板》GB/T5313的規(guī)定，Z向性能級別為Z15級的鋼板性能應符合下列要求：截面收縮率單個試樣值和三個試樣平均值，應分別不小于10%和15%；硫的含量（熔煉分析）%。過多的