请告诉我们您的知识需求以及对本站的评价与建议。
满意 不满意
Email:
当代建筑工程的新结构体系
栏目最新
- 东莞至惠州城际铁路隧道安全风险评估与管理
- 高层建筑给排水系统安装施工技术
- 高层建筑施工质量的五个控制要点
- 房屋建筑工程质量问题、原因和防止措施
- 地下停车场防水工程施工质量预控措施
- 试析绿色施工技术在建筑工程中的应用
- 施工企业预算管理措施及案例分析
- 岩溶地区隧道施工综合预报技术案例分析
- 预制块镶面现浇混凝土隧道洞门施工方法
- 建筑施工模板应用技术简析
网站最新
内容提示：人类从原始社会利用山洞、树林自然屏障遮风挡雨，到利用天然土、木、石和人工烧制粘土砖、瓦搭建房屋延续了数千年。真正意义上的现代建筑结构体系是随着18、19世纪钢铁工业和水泥工业的发展而出现的，利用热轧型钢、钢板和铆接技术及随后出现的焊接、螺栓连接技术，形成的建筑排架、桁架、网架等结构体系，利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，发展了钢筋混凝土技术，形成了钢筋混土框架、剪力墙等结构体系。进入 20世纪
前言
人类从原始社会利用山洞、树林自然屏障遮风挡雨，到利用天然土、木、石和人工烧制粘土砖、瓦搭建房屋延续了数千年。真正意义上的现代建筑结构体系是随着18、19世纪钢铁工业和水泥工业的发展而出现的，利用热轧型钢、钢板和铆接技术及随后出现的焊接、螺栓连接技术，形成的建筑排架、桁架、网架等结构体系，利用混凝土的抗压性能和钢筋的抗拉性能，发展了钢筋混凝土技术，形成了钢筋混土框架、剪力墙等结构体系。进入 20世纪以后，随着建筑造型、建筑设计和跨度的要求越来越高，对建筑结构的要求更高，从而提出了一些新的结构体系。本文主要介绍最近20~30年开始越来越多应用的几种新型建筑结构体系，包括：钢——混凝土混合结构、索张拉结构、索穹顶结构、膜结构和高效预应力结构。（参考《建筑中文网》）
一、 钢——混凝土混合结构钢——混凝土混合结构是我国目前在高层建筑领域里应用较多的一种结构型式。钢结构和混凝土结构各有所长，前者具有重量轻、强度高、延性好、施工速度快、建筑物内部净空气大等优点，而后者刚度大、耗钢量少、材料费省、防火性能好。综合利用这两种结构的优点为高层以建筑的发展开辟了一条新途径。统计分析表明，高层建筑采用钢——混凝土混合结构和用钢量约为钢结构的70%，而施工速度与全钢结构相当于，在综合考虑施工周期、结构占用使用面积等因素后，混合结构的综合经济指标优于全钢结构和混凝土结构的综合经济指标。
钢——混凝土结构最早于1972年用于芝加哥的Gateway Ⅲ Building（36层137米），我国至80年代才将钢结构用于高层建筑，目前已建成或在建的高层结构建筑（约有40余幢）中，有一半以上采用的是钢 ——混凝土混合结构。最近建设部和国家冶金工业局在颁布的《建筑用钢技术政策》中，将钢——混凝土混合结构列为要大力推广的建筑新技术，可以预见，混合结构在高层办公楼、学校、医院及住宅等建筑中将有较广泛的应用。
下面介绍两个采用钢——混凝土混合结构的典型建筑：上海金茂大夏和香港长江中心。
1. 金茂大厦金茂大厦是一集办公、宾馆、商业于一体的综合性大楼，建筑289，500m2，主楼地上88层，地下3层，高420.5米，是国内目前最高的高层建筑，图为茂大夏平面和剖面图。主楼结构的地上部分为中央钢筋混凝土剪力墙组成的八边形核心筒体和外框的八个钢骨混凝土巨型组合柱、八根钢巨型柱及钢梁。核心筒体的厚度由下至上逐步减小，从850mm到450mm.核心筒腹部剪力墙呈井字形布置，起至地下三层，终止于五十三层，厚度为450mm.在24层至26 层、51层至53层和85层至87层三个部位设置两层的钢桁架，作为水平刚度加强层，使中央钢筋混凝土核心筒体与外周均布置的八个钢骨混凝土巨型组合柱组成"核心筒体-钢巨型桁架-钢骨混凝土巨型组合柱"的高效率抗侧力系统，是典型的钢-混凝土混合结构。八个钢骨混凝土巨型组合柱分别成对布置在外侧东、南、西、北四边，由宽翼型H型钢及钢筋混凝土组成，其截面由下往上从1.5m×5.0m变为1.0m×3.5m.砼标号从C60、C50、变为C40.钢巨型柱分别成对布置在东南、西北、东北四边，由H型钢注钢板焊接而成。其平面位置通过转换钢柱11次转换，逐步向核心筒内收。楼板为钢梁、金属压型钢板组合楼板，一般跨度为4.5m.大楼的主要抗侧力构件为中央钢筋混凝土筒体，混凝土结构提供了非常好的质量与刚度比以及内在动力阻尼特性，大大减小了风荷载引起的结构动力反应，对抗风设计相当有利，不仅满足了风荷载下的位移和强度要求，也满足了建筑物的舒适度要求。竖向荷载承重构件采用钢结构，则大大减轻了结构自重，并且加快了施工速度。
结构分析结果为，在风荷载作用下，结构顶点位移为H/575，层间位移为h/550；在地震作用下，按反应谱计算，顶点位移为H/1930，层间位移为h/1930，按等效静力法计算，顶点位移为H/845，层间位移为h/875. 2. 长江中心长江中心位于香港中区皇后在道中2号，俯瞰维多利亚港，占地共9，700 m2，原为希尔顿酒店、拱北行及花园道多层停车场。东面为花园道，南面有基督教的圣约翰教堂，西面为特别行政区终审法院，北面为繁忙的皇后大道中。长江中心群包括一座62层高的办公楼（顶部绝地标高为290m），三层绿化裙楼及六层停车地库。完成后的长江中心群提供120，000 m2办公室及25，000 m2的停车场。
办公室大楼结构楼板为46.95×46.95 m2，含幕墙的宽度为47.2m，四角有1m的削角。主楼核心筒体为钢筋混凝土结构，四周为钢管混凝土组合柱，柱距7.2m.主楼的高宽比值约为6，因此对横向的风荷载非常敏感。因为香港建筑物条例没有抗震设计的要求，怕以设计时只考虑主楼在抗风时的反应。主楼结构动力分析结果表明，阻尼比值选用1%时，前3个自振周期分别7.6（弱轴）、5.7（强轴）及2.4秒（扭转）。按加拿大（NBCC）规范得出最高加速度为13×10-3g（弱轴）及11×10 -3g（强轴）。主楼顶部弱轴方向位移为797mm，即总高度的1/378.筒体、边柱、加强桁架等，都是控制主楼刚度的构件。在59至61层则只在弱轴方向高有刚性伸臂桁架。为使边柱及筒体在受风时产生共同作用，在机械层之外围，亦没有加强桁架。在横向荷载作用之下，筒体是承托水平前力最有效的构件，而边柱则以拉/压反应抵御弯矩，再把荷载通过转层，传至主柱再达地基。水平构件为组合楼板与钢梁。组合在标准层厚度为130mm，机械层为150至 200mm厚。
筒体的布置在低层如罗马"Ⅱ"字，按电梯所达楼层缩小至高层的长方形。筒体墙的厚度是由最底层1.5m及0.8m减至顶部0.4m.筒体全为C60高强混凝土，选用爬模，建造速度曾高达每2至3天便完成一层。筒体水平构件则是C40混凝土。
边柱的钢管为φ965×12.7mm至φ1，422.4×18mm之圆钢管。采用钢管混凝土柱是因为圆柱表面面积小，能取代模板，亦不需要防火材料，所以不但比其它方案经济，在施工速度上亦比传统方法快。未注入混凝土之钢管，在设计阶段已考虑了它的施工流程，其强度必须最少承托六层。边柱内为C60高强混凝土，每次从下至上灌注三层。
为了提升办公楼的可使用面积，大楼的24根边柱皆布置于最外位置，介为了外观及地下停车场的布置，在二层至四层间设有转换层，把边柱的荷载转换至8根柱。转换层由拼合之方形钢管组成。主柱是十字形的钢柱加高强混凝土，位于地下室外主柱2.3×2.15 m2 方形柱，但为了配合建筑设计的要求，大堂为φ2.5圆柱。
二 索张拉结构结构基本受力构件有三类：受压构件、受弯构件和受拉构件。对于受压构件，当构件长细比较大时，由于构件会发生整体失稳，构件的作用不能充分发挥。对于受弯构件，由于构件截面应力不均匀，截面边缘的最大应力往往控制构件的设计，使得构件材料不能充分发挥作用。只有受拉构件，截面的应力均匀，不会发生整体失稳，如利用高强钢索做成受拉构件，能最大限度地发挥受拉构件的作用，提高结构的经济性。
在结构体系中巧妙利用张拉构件，结合少数刚性受压构件，可构成受力合理的高效张拉结构体系，不仅承载力高、刚度大，且能使各种材料的强度均得到很好的发挥。
下面介绍几个有代表性的索张拉结构；巴赛罗那克赛罗那塔、上海世纪公园三号钢结构大门、浦东国际机场钢屋架。
1.巴赛罗那克尔赛罗那塔巴赛罗那克尔赛罗那塔是巴赛罗纳市为迎接1992年奥运会而建造的电视及观光城塔。塔址从海拔400m的高度俯瞰全城，风景十分壮观。整个工程分为两个部分：
（1）发射塔，内设发射和中继天线，信号处理设备和公众开放的观景台；
（2）辅助建筑，内设信号发生设备和主要的服务设施。
塔的主体结构为一圆形空心筒体，三根垂直钢桁架呈120度平面等角布置，形成支撑。在主体结构内部的桁架用高强度钢材制成，下部桁架的斜构件是平行束钢缆，而上部的斜构件用凯弗勒（Kevlar）纤维索制成。整个筒体的桁架体系通过三对六根主拉索固定在山上。
中央筒体有三种功用。作为塔体的主要构件，筒体承受全塔的重量和由于主拉索预张拉所产生的预压力，并在主拉索的协助下克服风力导致的扭矩。筒体底部直径为4.5m，向上呈锥形。开始的205m高度是用滑模法制成的钢筋混凝土筒形结构，中央竖井内径保持3m，壁厚从750mm减小到300mm.从205m 到288m是钢桅杆，其直径由2.7m分步减到2.2m、1.5m、0.7m，顶部为小型起重机。
楼面设计要满足信号转输和结构的双重要求。对于信号传输，圆形楼面的周长最大，但是从结构简洁来年看，架在主桁架的三角形为最理想的。两者的折衷产生了颇具特色的最后方案，如图所示。
原文网址：http://www.pipcn.com/research/200508/3313.htm
也许您还喜欢阅读：