鋼框架范文10篇

摘要：本文回顧了鋼框架高級分析的幾種方法和研究現狀，重點介紹了改進塑性鉸法對鋼框架的分析和設計，并討論了當前高級分析及改進塑性鉸法存在的困難，為高級分析方法的進一步發展提供參考。

關鍵詞：塑性鉸非線性分析高級分析鋼框架設計方法

1.簡介

鋼結構高級分析[1-2]（亦稱為整體分析[3]）是指通過精確的非線性分析，完善的考慮結構的二階效應及其它非線性因素的影響，通過一次性分析，完成目前先進行內力分析再進行結構驗算的兩階段設計所做的工作。高級分析方法同時考慮影響鋼結構及其構件的極限狀態強度和穩定的關鍵因素。由于非線性效應是在結構分析中直接考慮的，所以用高級分析方法設計鋼框架時，通常不需要進行當前設計規范條文中強制性的單個構件驗算。這種綜合性的設計和分析方法從本質上保證了對設計過程的簡化，使工程設計人員能夠了解要設計的結構在不同荷載水平下的行為和其破壞模式。澳大利亞首先在其1990年版本鋼結構規范AS4100中允許將高級分析方法作為一種可選方法，以簡化不發生局部屈曲和側向屈曲的鋼框架的設計[4]。歐洲標準EC3－1991也做了相應的規定[5]。

空間鋼框架的二階非線性分析有多種方法[6,3,7-8]，這些方法大致可以分為：（1）塑性區法(plasticzonemethod)[9,28-29,31]。塑性區高級分析方法將構件截面劃分成若干有限面積分區，截面的切線剛度就由這些面積分區的彈性特性形成，截面的抗力和彎矩也由分區面積的抗力效應累加形成，利用牛頓－拉普森系列迭代法使不平衡的內力和外力重分配。文獻[10]介紹了塑性區法求解鋼框架極限荷載的過程。很多學者認為塑性區法是精確的。但是由于劃分的單元數量特別多，造成結構的整體剛度矩陣十分龐大，在計算機計算分析過程中會導致較大的截斷誤差，迭代過程中更容易發散，耗時較長。目前許多大型非線性分析軟件采用了塑性區法，或者包括塑性區法的多種混合方法。這些軟件包括ABAQUS、ANSYS、MARC等通用的商業軟件。隨著個人計算機性能的快速提高，用這種方法進行大型結構的分析和輔助設計是可能的。（2）準塑性鉸法(quasiplastichingemethod)[11]。準塑性鉸法是介于塑性區法和塑性鉸法之間的混合方法，該方法利用柔性系數考慮塑性的擴展，使用簡化的殘余應力模式，全截面塑性用塑性區法標定。該方法很難進一步發展用于空間結構分析。（3）塑性鉸法(plastichingemethod，orconcentratedplasticitymethod)及以塑性鉸概念為基礎的改進方法。塑性鉸高級分析方法將構件的屈服集中到幾個截面上，用彈簧模擬塑性鉸形成截面的切線剛度。這樣塑性鉸法避免了將一個截面劃分成多個小的面積分區，多數構件只需劃分成一兩個單元，并且保持了較高的精度，這就大大減小了結構剛度矩陣的大小，簡化了計算機分析過程，提高了效率。

盡管實際上所有的框架都是三維的空間結構，但是有些結構可作為二維平面框架分析，比如不允許局部屈曲和側向屈曲的框架，在一階彎矩、軸向力和面內失穩造成的二階效應綜合作用下，由于屈服過度而破壞。高級分析方法正是從受二維荷載的二維框架分析開始發展起來的，而后在此基礎上進一步研究了局部屈曲和側向屈曲不太重要的三維框架，比如管結構。表1列出了高級分析針對不同類型的框架幾種分析方法的特點[8]：

摘要：本文介紹1994年美國北嶺地震和1995年日本限神地震引起的鋼框架梁柱節點破壞情況，壞原因探討，設計改進措施，兩國構造的異同和我國的相關對策等。

關鍵詞：鋼框架震害節點設計襯板

1．前言

1994年1月17日發生在美國加州圣費南多谷地的北嶺地震（NorthridgeEarthquake）和正好一年后1995年1月17日發生在日本兵庫縣南部地區的阪神地震(Hyogoken-NanbuEarthquake)是兩次陸域型強震，都導致了焊接鋼框架梁-柱附性連接節點的廣泛破壞。震后兩國進行了大量的調查和研究，揭示了破壞的原因，在此基礎上提出了改進鋼框架節點設計的技術措施。兩國在此期間都發表了不少論文，所作的討論開拓了人們的眼界，提供了對鋼框架的節點設計的更多了解，對今后鋼框架節點設計有深遠的影響。我們受中國建筑科學研究院抗震所委托，對有關資料進行了搜集、整理和歸納，現將其主要內容在此作一介紹。

2．美日兩國鋼框架節點的破壞情況

兩國鋼框架破壞情況的報導，主要集中在梁柱混合連接節點上，因此本文也以梁柱混合連接為主要對象。混合連接是一種現場連接，其中梁翼緣與柱用全熔透坡口對接焊縫連接，梁腹板通過連接板與柱用高強度螺栓連接。美國慣常采用焊接工字形柱，日本則廣泛采用箱形柱，僅在一個方向組成剛架時采用工字形柱。在梁翼緣連接處，工字形柱腹板上要設置加勁肋(美國稱為連續板)，在箱形柱中則要設置隔板。

摘要：本文論述廣州市第一棟高層鋼結構的設計特點，并著重介紹了高層鋼——混凝土混合結構在設計及建造中應注意和解決的問題。

關鍵詞：混合結構結構設計鋼框架

一.概況

廣州遠洋公寓大廈是遠洋賓館新建的一棟兼汽車庫、辦公公寓為一體的高層建筑。地上30層，地下3層，建筑面積20000M2，總高度為103m，標準層層高3.20m,地上1~10層為可以停放200輛汽車的立體汽車庫，11層以上為公寓，頂部有餐飲及娛樂設施。建筑外形與二十年前建造的遠洋賓館互相呼應成為一體。

由于遠洋公寓大廈建地窄小，地處交通要道，混凝土結構施工很不方便。同時，為了提高建筑面積的使用率，增強抗震性能，加快建造周期，由開始的混凝土結構方案改為鋼框架——鋼筋混凝土剪力墻方案。按照這個方案已于2000年底封頂，成為廣州市第一棟高層鋼結構，也是國內迄今最高的鋼結構住宅建筑。

二.結構方案的選取

編者按：本文對高層與超高層鋼結構建筑的發展，鋼結構設計國產化，鋼結構制作與安裝，框架梁的制作與安裝的全面分析。高層鋼結構建筑結構設計質量控制的關鍵性，高層鋼結構建筑的規范化。

論文關鍵詞：高層概況發展體系施工

論文摘要：本文簡要介紹了高層、超高層建筑的結構體系，通過對國內已建和在建的高層建筑鋼結構國產化問題的調研，分析了在鋼材、設計、施工和監理等方面國產化所面臨的主要問題，為高層建筑鋼結構的發展提出了一些建議。

高層鋼結構建筑在國外已有110多年的歷史，1883年最早一幢鋼結構高層建筑在美國芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰后由于地價的上漲和人口的迅速增長，以及對高層及超高層建筑的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發展。鋼筋混凝土結構在超高層建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面積比率越來越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結構受到質疑；同時高強度鋼材應運而生，在超高層建筑中采用部分鋼結構或全鋼結構的理論研究與設計建造可說是同步前進。

超高層建筑的發展體現了發達國家的建筑科技水平、材料工業水平和綜合技術水平，也是建設部門財力雄厚的象征。來源于/

一、我國的高層與超高層鋼結構建筑的發展

在建筑平面范圍內增層是對既有建筑進行改造的常用手段，受既有建筑平面布局所限，改造后，建筑功能難以得到根本的改善。將室外的庭院圍合，形成共享大空間，可以使建筑的功能布局煥然一新，取得極好的經濟、社會效益，是一種新思路。南京中心大酒店位于市中心最繁華地段，建成于1989年，原建筑在規模和布局上已難以滿足市場的要求。在加層改造中，將1200m2的半圓形室外天井圍合成9層高的超大共享空間，大大優化了酒店的功能布局。改造后，在原鋼筋混凝土框架-剪力墻結構上，新增了2層樓面、9層高的幕墻體系及大跨屋面等鋼結構，結構的質量、剛度、阻尼等特性均被改變，對設計提出了很高的要求。

1工程概況

原建筑為鋼筋混凝土框架-剪力墻結構，地上10層，地下1層，主屋面至室外地面高40m。中柱截面600×600，邊柱400×800，剪力墻厚度200，混凝土強度層4及以下為C40，層4以上為C30，梁、柱主筋為HRB335級，其余鋼筋為HPB235級。運營至今，經現場檢測鑒定［1］，土建和設備情況良好。原設計執行的是74版規范［2］，手工計算，改造設計依據的是08版抗震規范［3］，采用SATWE和MIDAS兩種軟件，新老設計的主要參數見表1。為適應市場要求，業主要求在層10屋面以上增加設備及辦公層，并將原層4室外平臺及游泳池采用玻璃幕墻和輕鋼屋面圍合，形成共享空間，改造后的結構平面和剖面見圖1。新增的26m高鋼桁架支承體系和48m跨度的網架屋蓋，與新增的鋼框架結構連成一體共同工作，受力非常復雜，施工條件異常苛刻。目前該項目已順利完成，投入正常使用，效果非常好。

2概念設計及相關參數

為盡量減小對既有建筑的影響，加層改造設計中必須嚴格控制結構的自重［4］。本工程拆除了不需要的屋面設備及附屬結構、室外游泳池及裝修、屋面裝修層。新增結構及裝修嚴格控制自重，經核算，原結構與加層后結構質量分別為30660，33215t，改造后的結構自重僅僅略有增加，增加率為8.3%。增加的自重主要通過新增的幕墻桁架(圖2)直接傳遞至層4室外平臺。原結構按照74版規范［2］設計，第1階振型為扭轉，不滿足高規［5］的要求。在建筑兩側缺口內新增的電梯井井壁處增設鋼支撐后，結構第1階振型變為平動，第3階振型為扭轉，周期比0.840，滿足高規［5］的要求，新增結構有效改善了扭轉對原結構的不利影響。改造前后的自振周期見表2。對改造前后的基底剪力(表3)進行對比，層改造后結構基底剪力X向增大0.43%，Y向增大3.16%，剪重比滿足高規［5］要求。整體分析得到的位移值見表3，新增鋼結構的抗側剛度比原結構小，最大水平位移和層間位移均滿足高規［5］要求。從以上對比可以看出，新增結構可以滿足高規［5］的要求，對原結構的影響較小，將原結構局部不滿足要求的構件加固后，原結構可以承受新增結構傳來的荷載，加層改造方案可行。

3加層結構體系及傳力路徑

摘要：本文簡要介紹了高層、超高層建筑的結構體系，并結合“科技研發中心”超高層全鋼結構的制作與安裝及鋼結構主要構件的翻樣、下料、制作等各個重要環節的質量控制和材料選用提供一些粗淺的意見。對于支撐體系，消能減震裝置不在此文內介紹。

關鍵詞：超高層智能大樓節點域MST組合梁

一、概況

高層鋼結構建筑在國外已有110多年的歷史，1883年最早一幢鋼結構高層建筑在美國芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰后由于地價的上漲和人口的迅速增長，以及對高層及超高層建筑的結構體系的研究日趨完善、計算技術的發展和施工技術水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發展。鋼筋混凝土結構在超高層建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面積比率越來越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結構受到質疑；同時高強度鋼材應運而生，在超高層建筑中采用部分鋼結構或全鋼結構的理論研究與設計建造可說是同步前進。

超高層建筑的發展體現了發達國家的建筑科技水平、材料工業水平和綜合技術水平，也是建設部門財力雄厚的象征。

我國的高層與超高層鋼結構建筑自改革開放以來已有20年的歷史，并在設計和施工中積累了不少經驗，已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結構技術規程》JGJ99-98。

摘要：以中國建筑模板的發展為切入點，對代表當前建筑領域模板工程技術水平的新型模板展開研究，以期為中國模板技術的完善與提升提供借鑒。

關鍵字：建筑施工；建筑模板；應用研究

模板作為混凝土構件施工的主要構件，在其施工中得到了廣泛的應用。同時，建筑中模板的費用占據建筑工程費用之中很大的比例。為了研究新型建筑模板在施工中的應用，必須從中國建筑模板的發展入手。

1中國建筑模板的發展

伴隨著社會的高速發展，以鋼筋混凝土為結構的高層建筑林立，加快了建筑行業工業化的腳步。特別是建筑模板科技成果的應用與發展，不僅加快了建筑建設的進度，同時在生產成本、能源消耗與經濟利潤等方面都有了很大的提升。中國傳統建筑行業以粗放型發展方式發展，以木材作為建筑模板的使用材料，采用現場加工、散拆散支作為其支模方法，木材的損耗率高，對于木材的需求量巨大。20世紀80年代以來，中國建筑行業進入快速發展期，建筑模板的需求數量巨增，而木材資源的匱乏限制了建筑行業的發展。為了解決這一技術難題，1979年，在科技人員的共同努力下，成功研發了組合鋼建筑模板，并提出了“以鋼代木”模板應用方針。組合鋼建筑模板的使用使建筑施工效率進一步提升，并且得到行業的認同與選擇，這個時代被行業內稱為模板技術的更換時代。組合鋼模板的應用對促進行業發展和完善理論體系起到了重要作用。同時也表現出了一些問題，例如：組合式鋼模板的板塊面積小，安裝與拆卸效率低，模板的表面不平，從而難以適應清水混凝土的技術標準。國外針對這一技術問題，在模板的應用方面，并不僅僅使用組合式鋼模板，而更多地使用膠合板模板與鋼框膠合板模板。中國對于膠合板的生產產量不高，質量相較于國外膠合板差距很大，因此，無法在建筑中廣泛推廣使用。中國作為竹資源豐富的國家，其物理力學性能比木膠合板表現更為優秀，竹膠合板的應用在我國建筑行業的推廣有很大的空間。1994年，建設部把鋼框架竹膠合板模板作為國家建筑業發展的重點，極大地促進了中國新型模板的研究與開發，對模板規格、模板材料、模板使用等方面帶來了很大的發展。

2新型建筑模板的應用與研究

一、高層建筑鋼筋結構設計

高層建筑鋼筋結構設計必須遵循相應的原則：安全可靠性，持久耐用性以及經濟適用性。下面將從梁柱主筋受力處鋼筋設計，墻梁節點鋼筋設計和主梁節點和次梁節點的設計三個方面介紹高層建筑鋼筋結構設計。

1、梁柱主筋受力處鋼筋設計

高層建筑的鋼筋結構中，由于框架柱和框架梁在主筋受力處會產生矛盾，因此在設計中必須考慮框架柱和框架梁的受力問題，堅持“強剪弱彎、強柱弱梁”的設計原則，也就是說，在設計過程中必須保證框架柱受力主筋的位置，避免框架梁截面寬度與框架柱的邊長等長或者是框架梁一邊與框架柱想重合。為保證上述過程，采取的對策主筋從框架柱內側通過，框架梁靠近柱側增加四根鋼筋作為架立，用于保證框架梁截面寬度的長度。效果分析：通過以上方法設計梁柱主筋受力處鋼筋設計，可以保證柱主筋受力位置的確定，并得到設計師的認可，并在施工中得到廣泛應用。

2、墻梁節點鋼筋設計

對于框架-剪力墻結構來說，由于主次框架梁都直接放在筒墻體暗梁或過梁的核心處，易出現：如果框架梁截面、暗梁以及過梁具有相同的截面高度，會使框架梁與核心筒的暗梁或過梁在主筋方面產生矛盾。為了避免此種情況的產生，一般采用的設計原則是：依據框架梁在固定端處的彎矩方式，框架梁在支座處應采用上拉動鐵處，擠壓下鐵位置，同時在暗梁或過梁的位置扭動，但要保證暗梁與連梁在箍筋處的完整。如圖所示為為固接框架梁彎矩的示意圖，可以使大家更好的了解什么是彎矩結構。具體措施為：在過梁的下鐵處設置兩排少于六根主筋的布置，框架梁下鐵則布置在兩排少于六根主筋的位置中間，并依照接頭全部處于支座周圍，并以比例50％錯開；框架梁上鐵應直接放置在過梁上鐵位置，用于保證錨固長度的設計要求；將過、暗梁截面減少5cm，框架梁的上鐵直接放置在過梁位置，來保證鋼筋保護層的深度。效果分析為：為預防過梁箍筋收到破壞，采取的調整框架梁下鐵受力主筋位置的方法已經得到認可；在錨固長度的設計要求下，將過、暗梁截面減少5cm，框架梁的上鐵直接放置在過梁位置，來保證鋼筋保護層的深度，也得到很多的應用。

摘要:提出一種新型公交立體車庫，按照規范要求，采用MIDASGEN軟件建立該車庫三維模型，并進行結構設計及優化，研究結果表明:采用鋼框架—支撐體系，更符合結構安全適用經濟的設計理念;穿梭車產生的水平位移對結構起主要控制作用;使用耐候鋼可減少車庫后期維護費用，提高結構的耐久性;該庫型占地少，存放車輛多，解決停車用地緊張問題，可為今后類似工程提供參考。

關鍵詞:公交立體車庫，結構設計，位移控制，耐候鋼

1概述

立體車庫的應用，極大的緩解了城市“停車難”的現象。目前，小型立體車庫的發展基本成熟，并且已經形成了工業化、模塊化、智能化的發展模式。然而，公交立體車庫的應用仍在發展當中，由于公交車尺寸及質量均超過了《機械式停車庫工程技術規范》［1］及《車庫建筑設計規范》［2］中適停車型尺寸及質量，因此在設計時需要各專業根據相關規范以及場地等情況進行專門設計。目前國內首例公交車機械式立體停車庫為北京公交公司二通廠公交立體停車樓，于2019年完成。本文依托公司《北京市公交機械式立體停車庫樣機升級改造及新庫型開發》課題，聯合北京公交集團及首鋼城運公司，提出一種新庫型，并對該公交立體車庫進行結構設計及優化，通過現有設計規范，利用最小的場地，停放最多的車輛，其建筑效果圖如圖1所示，該車庫屬于升降橫移類機械式停車庫，采用托輥傳輸可不考慮汽車最小轉彎半徑。

2工程概況

北京市公交機械式立體停車庫樣機升級改造及新庫型開發項目(后文簡稱“公交立體車庫”)，建設地點位于北京首鋼園區內，長度30．12m，寬度12．5m，高度32．61m，建筑投影面積為437．6m2，地上6層(不含提升機頂部機房)，首層為入車位基礎、升降機基礎、控制室及配電室，標準層層高4．65m，周圈設置懸挑檢修走道。該公交立體車庫能停放15輛公交車(公交車尺寸為12m×2．55m×3．3m)，其平面圖及立面圖如圖2所示。該車庫采用PLC控制系統，其智能化存取車策略由首鋼城運公司自動化專業進行設計，采用無人方式停車，存取車工作流程如下:存車過程:打開入庫車位外門，司機將公交車開入入庫停車位，熄火拉手剎下車，車庫啟動自動存車程序，通過托輥將車輛水平輸送到提升機上，提升機將車輛提升至目標層，通過托輥將車輛輸送至穿梭車上，穿梭車水平移動，最后通過托輥將車輛輸送至目標停車位。取車過程:與存車過程相反。

【摘要】鋼結構加工與安裝施工是超高層建筑施工的重要環節，對建筑整體施工質量有直接影響。論文將結合某超高層寫字樓工程案例，對超高層建筑的鋼結構加工與安裝技術進行研究，以期為相關工程提供參考，促進鋼結構加工與安裝技術水平的提升。

【關鍵詞】超高層建筑；鋼結構加工；安裝技術

1引言

鋼結構形式在超高層建筑中使用廣泛，是超高層建筑的主流形式。特別是高度超過200m的建筑，一般都需要使用鋼結構，利用其自身強度高、質量輕、抗震性能好等優點，提高建筑使用安全性。因此，對超高層建筑鋼結構施工技術進行研究具有現實意義，有利于推廣鋼結構的應用。

2工程概況

某超高層寫字樓建筑集辦公、商業、住宅、餐飲娛樂等功能于一體，建筑總面積為2.806×105m2，占地面積3.53×104m2，主要由2棟42層的寫字樓和5層商業裙房組成。其中，建筑地上面積2.226×105m2，地下面積5.80×104m2，設置有2層地下室結構，主要用作停車庫和設備用房，人防六級。從該工程的結構特點來看，主體鋼結構包括2棟塔樓的鋼結構部分以及裙房的鋼結構部分。2棟塔樓具體為鋼框架支撐結構，中間5層裙房主體為鋼框架結構，部分裙房為鋼筋混凝土框架結構。在建筑6層以上，主要采用小鋼架桁架搭建樓板，并采用鋼結構柱作為核心筒的支撐柱。裙房鋼結構主要包括矩形鋼管混凝土柱和鋼梁，屬于鋼框架施工內容。該工程鋼結構整體示意如圖1所示。