|
|
地面粗糙度类别 |
|||
|
A类 |
B类 |
C类 |
D类 |
|
|
0.1 |
1.25 |
1.23 |
1.19 |
1.16 |
|
0.2 |
1.30 |
1.28 |
1.24 |
1.20 |
|
0.4 |
1.37 |
1.34 |
1.30 |
1.24 |
|
0.6 |
1.42 |
1.38 |
1.34 |
1.27 |
|
0.8 |
1.46 |
1.42 |
1.37 |
1.30 |
|
1.0 |
1.48 |
1.44 |
1.39 |
1.32 |
|
2.0 |
1.60 |
1.54 |
1.48 |
1.40 |
|
4.0 |
1.70 |
1.65 |
1.59 |
1.47 |
|
6.0 |
1.77 |
1.72 |
1.65 |
1.53 |
|
8.0 |
1.83 |
1.77 |
1.70 |
1.58 |
|
10.0 |
1.89 |
1.82 |
1.72 |
1.62 |
|
20.0 |
2.03 |
1.96 |
1.85 |
1.74 |
第 3.2.7条 高层建筑的脉动影响系数γ，若外形、质量沿高度比较均匀，可根据H/B和地面粗糙度确定，见表3.2.7。
高层建筑的脉动影响系数ν 表3.2.7
|
H/B |
粗糙度类别 |
房屋总高度 H（m） |
|||||||
|
≤ 30 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
||
|
≤ 0.5 |
A |
0.44 |
0.42 |
0.33 |
0.27 |
0.24 |
0.21 |
0.19 |
0.17 |
|
B |
0.42 |
0.41 |
0.33 |
0.28 |
0.25 |
0.22 |
0.20 |
0.18 |
|
|
C |
0.40 |
0.40 |
0.34 |
0.29 |
0.27 |
0.23 |
0.22 |
0.20 |
|
|
D |
0.36 |
0.37 |
0.34 |
0.30 |
0.27 |
0.25 |
0.27 |
0.22 |
|
|
1.0 |
A |
0.48 |
0.47 |
0.41 |
0.35 |
0.31 |
0.27 |
0.26 |
0.24 |
|
B |
0.46 |
0.46 |
0.42 |
0.36 |
0.36 |
0.29 |
0.27 |
0.26 |
|
|
C |
0.43 |
0.44 |
0.42 |
0.34 |
0.34 |
0.31 |
0.29 |
0.28 |
|
|
D |
0.39 |
0.42 |
0.42 |
0.36 |
0.36 |
0.33 |
0.32 |
0.31 |
|
|
2.0 |
A |
0.50 |
0.51 |
0.46 |
0.42 |
0.38 |
0.35 |
0.33 |
0.31 |
|
B |
0.48 |
0.50 |
0.47 |
0.42 |
0.40 |
0.36 |
0.35 |
0.33 |
|
|
C |
0.45 |
0.49 |
0.48 |
0.44 |
0.42 |
0.38 |
0.38 |
0.36 |
|
|
D |
0.41 |
0.46 |
0.48 |
0.46 |
0.44 |
0.42 |
0.42 |
0.39 |
|
|
3.0 |
A |
0.53 |
0.51 |
0.49 |
0.45 |
0.42 |
0.38 |
0.38 |
0.36 |
|
B |
0.51 |
0.50 |
0.49 |
0.45 |
0.43 |
0.40 |
0.40 |
0.38 |
|
|
C |
0.48 |
0.49 |
0.49 |
0.48 |
0.46 |
0.43 |
0.43 |
0.41 |
|
|
D |
0.43 |
0.46 |
0.49 |
0.49 |
0.48 |
0.46 |
0.46 |
0.45 |
|
|
5.0 |
A |
0.52 |
0.53 |
0.51 |
0.49 |
0.46 |
0.44 |
0.42 |
0.39 |
|
B |
0.50 |
0.53 |
0.52 |
0.50 |
0.48 |
0.45 |
0.44 |
0.42 |
|
|
C |
0.47 |
0.50 |
0.52 |
0.52 |
0.50 |
0.48 |
0.47 |
0.45 |
|
|
D |
0.43 |
0.48 |
0.52 |
0.53 |
0.53 |
0.52 |
0.51 |
0.50 |
|
|
8.0 |
A |
0.53 |
0.54 |
0.53 |
0.51 |
0.48 |
0.46 |
0.43 |
0.42 |
|
B |
0.51 |
0.53 |
0.54 |
0.52 |
0.50 |
0.49 |
0.46 |
0.44 |
|
|
C |
0.48 |
0.51 |
0.54 |
0.53 |
0.52 |
0.52 |
0.50 |
0.48 |
|
|
D |
0.43 |
0.48 |
0.54 |
0.53 |
0.55 |
0.55 |
0.54 |
0.53 |
|
表 3.2.8条 多层和高层钢筋砼房屋的基本自振周期T 1 （用于风振计算）可按下列公式计算：
一、钢筋混凝土框架（包括框架——剪力墙）结构
（3.2.8-1）
二、钢筋混凝土剪力墙（包括筒中筒剪力墙）结构
(3.2.8-2)
式中 H—房屋总高度m；B—房屋宽度m
基本自振周期 T1 ，也可根据实测资料的经验公式，按下列公式采用：
框架结构：T1=（0.08～0.1）n
框架—剪力墙和框架—核心筒结构T1=（0.06～0.08）n
剪力墙和筒中筒结构T1=0.05n
式中 n—结构层数
1.3.4 高层建筑的地震作用
1.3.4.1 水平地震作用计算
第 3.3.5条 采用底部剪力法时，各楼层可仅取一个自由度，结构的水平地震作用标准值，应按下列公式确定
(i=1,2…n)
式中 FEX ——结构总水平地震作用标准值；
α1 ——相应于结构基本自振周期的水平地震影响系数值，应按本节第3.3.4条确定，多层砌体房屋、底部框架和多层内框架砖房，宜取水平地震影响系数最大值；
Geq ——结构等效总重力荷载，单质点应取总重力荷载代表值，多质点可取总重力荷载代表值的85%；
Fi ——质点i的水平地震作用标准值；
Gi、Gj ——分别为集中于质点i、j的重力荷载代表值，应按本节第3.3.3条确定；
Hi、Hj ——分别为质点i、j的计算高度；
δn ——顶部附加地震作用系数，多层钢筋混凝土和钢结构房屋可按表3.3.5采用，多层内框架砖房可采用0.2，其他房屋可采用0.0；
△Fn ——顶部附加水平地震作用。
顶部附加地震作用系数δn 表3.3.5
|
Tg（s） |
T>11.4T |
T≤1.4TR |
|
≤0.35 |
0.08T 1 +0.07 |
0.0 |
|
＜0.35～0.55 |
0.08T 1 +0.01 |
|
|
＞0.55 |
0.08T 1 -0.02 |
注：T 1 为结构基本自振周期。
第 3.3.6条 突出屋面的楼梯间、电梯间、水箱间等小塔楼的高层建筑结构采用底部剪力法计算时，突出屋面的小塔楼可作为一个质点参加计算；所计算求得的小塔楼水平地震作用应增大，增大系数βn可按表3.3.6采用。
βn值 表3.3.6
|
结构自振周期T1（s） |
Gn/G |
K n /k |
|||
|
0.001 |
0.01 |
0.05 |
0.1 |
||
|
0.25 |
0.01 |
2.0 |
1.6 |
1.5 |
1.5 |
|
0.50 |
0.01 |
2.6 |
1.9 |
1.7 |
1.7 |
|
0.75 |
0.01 |
3.6 |
2.3 |
2.2 |
2.2 |
|
1.00 |
0.01 |
4.8 |
2.9 |
2.7 |
2.7 |
|
1.50 |
0.01 |
6.6 |
3.9 |
3.5 |
3.5 |
表中 KnGn ——小塔楼（第n层）的侧向刚度和重力荷载设计值；
K、G ——主体结构的层侧向刚度和重力荷载设计值，可取各层的平均值。
侧向刚度K可由层剪力除以层间位移计算。
增大后的小塔楼地震作用用于设计突出屋面的小塔楼自身以及与小塔楼直接连接的主体结构构件，不应往下传递。
第 3.3.7条 结构抗震计算，一般情况下可不考虑地基与结构相互作用的影响；Ⅲ、Ⅳ类场地上，采用箱基和刚性较好的筏基的钢筋混凝土高层建筑，若考虑地基与结构相互作用的影响，按刚性地基假定分析的水平地震作用，可根据结构和场地的不同，折减10～20%，其层间变形可按折减后的楼层剪力计算。
1.3.4.2 竖向地震作用计算
第 3.3.8条 9度时的高层建筑，其竖向地震作用标准值应按下列公式确定；楼层的竖向地震作用效应可按各构件承受的重力荷载代表值的比例分配，并宜乘以增大系数1.5。
式中FEvk ——结构总竖向地震作用标准值；
Fvi ——质点i的竖向地震作用标准值；
αγmax ——竖向地震影响系数的最大值，可取水平地震影响系数最大值的 65%；
Geq ——结构等效总重力荷载，可取其重力荷载代表值的 75%。
图3.3.8结构竖向地震作用计算简图
第 3.3.9条 平板型网架屋盖和跨度大于24m屋架的竖向地震作用标准值，宜取其重力荷载代表值和竖向地震作用系数的乘积；竖向地震作用系数可按表3.3.9采用。
竖向地震作用系数 表3.3.9
|
结构类型 |
烈度 |
场 地 类 别 |
||
|
Ⅰ |
Ⅱ |
Ⅲ、Ⅳ |
||
|
平板型网架、钢屋架 |
8 |
可不计算 (0.10) |
0.08(0.12) |
0.10(0.15) |
|
9 |
0.15 |
0.15 |
0.20 |
|
|
钢筋混凝土屋架 |
8 |
0.10(0.15) |
0.13(0.19) |
0.13(0.19) |
|
9 |
0.20 |
0.25 |
0.25 |
|
注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为 0.15g和0.30g的地区。
第 3.3.10条 长悬臂和其他大跨度结构的竖向地震作用标准值，8度和9度可分别取该结构、构件重力荷载代表值的10%和20%，设计基本地震加速度为0.30g时，可取该结构、构件重力荷载代表值的15%。
1.3.4.3 结构自振周期
第 3.3.11条 对于质量和刚度沿高度分布比较均匀的框架结构，框架——剪力墙结构和剪力墙结构，当采用底部剪力法时，结构的基本自振周期T 1 (s)可按下式近似计算：
(3.3.11)
式中 μT ——计算结构基本自振周期的结构顶点假想位移(m)，即假想把集中在各层楼面处的重力荷载代表值G：作为水平荷载而算得的结构顶点位移。
φT ——结构基本自振周期考虑非承重砖墙的折减系数
框架结构系数0.6～0.7
框架——剪力墙结构取0.7～0.8
剪力墙结构取1.0
采用三维空间结构计算软件算得的结构自振周期时，也应考虑非承重砖墙对各自振周期的影响。
结构基本自振周期也可采用根据实测资料考虑地震影响的经验公式。
1.3.5 高层建筑的其它作用
1.3.6 高层建筑的作用效应组合
第 3.4.1条 多层建筑和高层建筑结构构件的承载能力极限状态，应采用荷载效应和地震作用效应的组合进行设计，并采用下列设计表达式
非抗震设计 γ0S≤R
抗震设计 S≤R/γRE
式中γ0 ——重要性系数，对安全等级为一级或设计工作寿命为100年及以上的结构构件，不应小于1.1；对安全等级二级或设计工作寿命为50年的结构构件，不应小于1.0；对安全等级三级或设计工作寿命为5年及以下的结构构件，不应小于0.9。结构构件的安全等级，应按附录七采用。
S——荷载效应组合设计值，或地震作用的组合设计值。
R——结构构件的承载力设计值，按非抗震设计和抗震设计的两种情况分别采用。
γRE ——承载力抗震调整系数，除另有规定外，应按表3.4.2采用。
第 3.4.2条 考虑地震作用组合的砌体和钢筋混凝土结构构件，其承载力抗震调整系数应按表3.4.2采用。
承载力抗震调整系数γRE 表3.4.2
|
材料 |
结构构件 |
受力状态 |
γRE |
|
钢 |
柱、梁 |
|
0.75 |
|
砌体 |
两端均有构造柱、芯柱的抗震墙 |
受剪 |
0.9 |
|
混凝土 |
梁 |
受弯 |
0.75 |
当仅计算竖向地震作用时，各类结构构件承载力抗震调整系数均宜采用 1.0。
第 3.4.3条 非抗震设计时，荷载效应组合的设计值S应按下列公式确定：
一、应从下列组合值中取最不利值确定：
1．由可变荷载效应控制的组合：
式中 γG ——永久荷载的分项系数。
γQi ——第i个可变荷载的分项系数。
SGK ——按永久荷载标准值Gk计算的荷载效应值；
SQik ——按可变荷载标准值Qik计算的荷载效应值，其中SQik为诸可变荷载效应中最大者；
ψci——可变荷载Q1的组合值系数，分别按各章的规定采用；
n——参与组合的可变荷载数。
注：当对SQik无法明显判断其效应设计值为诸可变荷载效应设计值中最大者，可轮次以各可变荷载效应为SQik，选其中最不利的荷载效应组合。
2．由永久荷载效应控制的组合：
注：当考虑以竖向的永久荷载效应控制的组合时，参与组合的可变荷载容许仅限于竖向荷载。
二、对于一般排架、框架结构，可采用简化规则，按下列组合值中取最不利值确定：
1．由可变荷载效应控制的组合：
2．由永久荷载效应控制的组合按式采用。
第 3.4.4条 非抗震设计时，荷载分项系数按下列规定采用。进行承载力计算时：
一、永久荷载的分项系数：
1．当其效应对结构不利时
对由可变荷载效应控制的组合，取1.2；
对由永久荷载效应控制的组合 取1.35；
2．当其效应对结构有利时。
一般情况下取 1.0；
对结构的倾覆，滑移或漂浮验算，取0.9。
二、可变荷载的分项系数：
一般情况下取 1.4。
对标准值大于 4kN/m 2 的工业房屋楼面结构的活荷载取1.3。
三、风荷载为可变荷载，分项系数为 1.4。
第 3.4.5条 非抗震进行位移计算时，式3.3.4中的各分项系数均取1.0。
无地震作用的效应组合时，风荷载组合值系数ψW应取1.0。
第 3.4.6条 抗震设计时，考虑荷载效应与地震作用效应的基本组合应按下列公式计算：
式中 S——结构构件内力组合的设计值，包括组合的弯矩、轴向力和剪力设计值；
γG ——重力荷载分项系数，一般情况应采用1.2，当重力荷载效应对构件承载能力有利时，不应大于1.0。
γEh、γEv——分别为水平、竖向地震作用分项系数，应按表3.4.7采用；
γW——风荷载分项系数，应采用1.4；
SGE——重力荷载代表值的效应，有吊车时，尚应包括悬吊物重力标准值的效应；
SEhk——水平地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数；
SEvk——竖向地震作用标准值的效应，尚应乘以相应的增大系数或调整系数；
SWK——风荷载标准值的效应；
ψW——风荷载组合值系数，一般结构取0.0，风荷载起控制作用的高层建筑应采用0.2。
第 3.4.7条 抗震设计时，考虑荷载效应和地震作用效应的分项系数按下列规定采用。进行承载力计算时：
地震作用分项系数 表3.4.7
|
地震作用 |
γEK |
γEV |
|
仅计算水平地震作用 |
1.3 |
0.0 |
|
仅计算竖向地震作用 |
0.0 |
1.3 |
|
同时计算水平与竖向地震作用 |
1.3 |
0.5 |
进行位移计算时，全部分项系数取 1.0。
第 3.4.8条 地基基础设计时，对荷载效应组合、荷载分项系数，尚应符合下列规定：
一、按地基承载力确定基础底面积及埋深时，传至基础底面上的荷载应按基本组合，土体自重按实际的重力密度计算，其分项系数为 1.0。
二、计算地基变形时，传至基础底面上的荷载应按长期效应组合，不应计入风荷载和地震作用。
三、计算挡土墙的压力，地基稳定及滑坡推力时，荷载应按基本组合，但其荷载分项系数均为 1.0。
第 3.4.9条 对于抗倾覆和滑移有利的永久荷载，其分项系数取0.8。
当活荷载的存在对结构有利时（例如对于抗倾覆验算中，抗力部分的活荷载），其活荷载的分项系数应取为零，即不考虑活荷载的作用。
1.4 高层建筑的结构体系
1.3.1 框架结构
1.3.2 剪力墙结构
1.3.3 框架-剪力墙结构
1.3.4 筒体结构
1.5 框架结构的方案设计
1.6 剪力墙结构的方案设计
1.7 框架-剪力墙结构的方案设计
1.8 筒体结构的方案设计
表 2 建设部系统国有建筑企业1984 ～ 1995年10层以上竣工建筑结构比重（%）
|
年 份 |
1984 |
1986 |
1991 |
1993 |
1995 |
|
混凝土结构 |
91.7 |
95.7 |
94.7 |
91.1 |
87.3 |
|
钢结构及钢混结构 |
1.1 |
1.3 |
2.5 |
3.9 |
6.1 |
|
砌体结构 |
6.1 |
3.0 |
2.7 |
3.8 |
6.5 |
|
其他 |
1.1 |
0 |
0.7 |
1.2 |
0.1 |
2.4 高层钢结构方案设计基本原则和方法
高层建筑钢结构设计中，结构工程师应与建筑师紧密配合，要考虑建筑特点、功能、荷载性质、材料供应、制作安装等多种因素，择优选取利于抗震、抗风又经济合理的结构体系和平立面布置。常用的高层建筑钢结构体系有框架体系、双重抗侧体系（钢框架—支撑或剪力墙板体系、钢框架—混凝土剪力墙体系、钢管混凝土框架—剪力墙体系、钢框架—混凝土核心筒体系）、筒体体系（框筒体系、筒中筒体系、桁架筒体系、框筒束体系）和巨型框架体系。
无论采用什么结构体系，具体设计中都应使结构具有明确的计算简图、合理的传力途径、多道抗震防线，力求形成立体构件或尽量使结构能趋向于实现总体屈服机制。结构布置和设计中应尽量使结构具有以下几方面的特点，或注意考虑到以下一些原则。
⑴ 使结构构件能形成立体化，在竖向构件布置时，尽量使由墙或密柱与深梁能组成筒体或巨型柱，使结构单元形成不同力学特性的立体构件，构成在任何方向都具有较大的刚度与抵抗力矩的能力。
⑵ 使柱或巨型柱周边布置，将柱沿平面周边设置使结构整体具有更大的抗侧和抗扭刚度。
⑶ 使结构支撑化。在框筒结构体系中由于水平力作用下存在固有的剪力滞后效应，当功能需要加大柱间距时剪力滞后效应更易削弱结构的抗侧刚度，影响水平承载力，因此在框筒中增设支撑能强化框筒；当房屋四角有巨柱采用支撑使其形成立体支撑体系更有利于抵抗各向力，发挥其材料潜力。
（ 4）园锥形能减小风载体型系数和增大抗侧抗扭刚度,特别在非地震区由风荷载起控制作用的高层建筑，采用园锥体型能节约材料经济性好。
（ 5）选用高强、轻质材料，有条件时设置安装传感器、质量驱动装置等减振设置使其动力反应智能化。
（ 6）应积极探讨将目前的整体结构分析、单个构件设计向整体结构分析、整体结构构件设计方向发展考虑，使各构件的承载力可靠度尽量一致。
（ 7）用增大结构阻尼方法以减小结构加速度；用合理的几何平、剖面图形合理的墙板及构件连接方法来减小侧向位移，而不要随意采用加大柱截面的方法来提高抗侧抗弯刚度。实践证明外柱布置远离平面重心或芯筒，或使外柱沿建筑物全高向内全高度倾斜等方法均能有效地减小侧向位移值，用增加主梁的线刚度EI/L在框架中也能起到减少侧向位移的作用；而采用加大柱截面的方法来提高框架抗侧刚度其效果将很小且不经济。一般框架刚度通常取决于大梁刚度而不是柱的刚度，因为一般跨度和层高的建筑中柱的刚度比梁刚度已大很多。
（ 8）在结构的平面与剖面设计中应尽量避免出现不规则体型。建筑的开间进深应尽量统一，框筒、墙、支撑的布置尽量对称。常用的框筒结构中为充分发挥框筒作用应严格控制房屋的高宽比，且内筒边长不宜小于相应外筒边长的1/3，框筒柱跨不宜大于层高，框筒裙梁高度不宜小于800mm，框筒结构为矩形平面时其长宽比不宜大于1.5:1，否则应改用框筒束体系。筒的墙面开洞面积宜小于50%墙面积，内外筒之间的间距一般可取10 ～ 16m，为了保证角柱具有足够的承载力，角柱宜为中心柱截面积的1.5 ～ 2倍。一般还应该根据具体情况选用支撑，型钢混凝土墙板、竖缝钢筋混凝土墙板或钢板剪力墙等作为主要抗侧构件。注意应使支撑、剪力墙能沿高度竖向一致连续布置。边柱外柱应尽量使其参与结构整体抗弯以增加整个结构的抗侧刚度和承载力。在抗震设计中应注意使结构形式强节点弱杆件、强竖弱平、强压弱拉。柱的超载必须避免，屈服应控制在梁和支撑上，要多道传力途径，多道设防，适当增多结构的超静定次数。要避免水平刚度产生偏心和竖向刚度、强度的突变。节点连接应刚强。
高层建筑钢结构的结构类型主要有以下三种：
• 钢结构
• 钢 -混凝土结构
• 钢管混凝土结构
高层建筑钢结构的结构体系主要有以下几种：
• 框架体系
• 双重抗侧力体系
1. 钢框架-支撑（剪力墙板）体系
• 钢框架 -混凝土剪力墙体系
• 钢框架 -混凝土核心筒体系
• 筒体体系
• 框 - 筒体系
• 桁架 筒体系
• 筒中筒体系
• 束筒体系
钢结构和有 混凝土剪力墙的钢 结构高层建筑的适用高度（ m ）
表 1.0.2
|
结构种类 |
结构体系 |
非抗震设防 |
抗震设防烈度 |
||
|
6、7 |
8 |
9 |
|||
|
钢 结构 |
框架 |
110 |
110 |
90 |
70 |
|
有 混凝土剪力墙的钢 结构 |
钢框架 - 混凝土剪力墙 |
220 |
180 |
100 |
70 |
|
钢框筒 - 混凝土核心筒 |
220 |
180 |
150 |
70 |
|
高宽比的限值
表 3.1.5
|
结构种类 |
结构体系 |
非抗震设防 |
抗震设防烈度 |
||
|
6、7 |
8 |
9 |
|||
|
钢 结构 |
框架 |
5 |
5 |
4 |
3 |
|
有 混凝土剪力墙的钢 结构 |
钢框架 - 混凝土剪力墙 |
5 |
5 |
4 |
4 |
|
钢框筒 - 混凝土核心筒 |
6 |
5 |
5 |
4 |
|
• 框架 - 支撑体系
• 带伸臂
• 外筒
钢筋混凝土结构抗侧刚度大，防火性能较好，造价低，也符合现行规范关于适用高度的规定。但同时钢筋混凝土结构延性差，自重大，施工周期长，结构所占面积大等，限制了在超高层建筑中的运用；钢结构抗震性能好，自重轻，施工周期短，结构所占面积小等，因此在 8 ° 抗震设防的北京等地区超高层建筑中比重较大。但相对钢筋混凝土结构，钢结构抗侧刚度小，防火性能较差，造价较高。钢 -混凝土结构则具有上述两种结构的优点：抗侧刚度大于钢结构，用钢量小，造价介于钢结构和钢筋混凝土结构之间，施工速度比钢筋混凝土结构快，结构面积小于钢筋混凝土结构，并能发挥钢管混凝土柱的强度和刚度作用。我国已建和在建的29项钢结构和钢-混凝土结构中，2/3的工程及5栋最高的建筑都是钢-混凝土结构。但钢-混凝土结构也存在不少问题：两种不同结构材料的变形不协调。表现在竖向荷载下钢筋混凝土内筒和外钢框架变形差异过大，严重的会 导致基础的不均匀沉降，混凝土的徐变更加重了这种现象。在地震作用下， 由于两种材料抗侧刚度的过大差异，使得钢框架和钢筋混凝土内筒水平侧移严重不一致；当 结构进入弹塑性阶段，内筒产生裂缝， 抗侧刚度将大幅降低，使得钢框架会承担更多的水平地震剪力和倾覆力矩。国外一些资料表明钢梁和混凝土节点破坏较多。此外，关于地震作用、风载的计算，对结构层间位移、特别是罕遇地震下结构 弹塑性 位移的限值，关于建筑结构的适宜高度和高宽比特别是核心筒部分的高宽比等问题，现行混凝土高规及钢结构高规都没有涉及此规定（有上海地方规程 ? 上海市超 高层 钢 -混凝土混合结构设计规程 ? 可供参考 — 笔者注 ）。这些都是需要我们分析研究并加以解决的。总之，钢 -混凝土结构理论问题有待进一步研究和系统化，抗震性能有待改进，工程设计有待完善。可以相信，经过大家的共同努力，钢-混凝土结构将会有广阔的应用前景。
一、框架体系
框架结构的抗侧力体系由梁柱组成，其优点是结构平面布置灵活，可以提供较大的使用空间。钢结构框架具有较好的延性，根据高层钢结构规程，其建筑高度可达，对于 20 层以下的办公楼、酒店、商场、公寓住宅等公共建筑，具有很好的适应性。
1. 受力及变形特点
框架底部柱 M、N、V 最大，往上逐渐减小，底部柱小偏压，顶部几层则为大偏压；梁各层 M、V 较为均匀。
侧移分梁柱弯曲变形产生的位移 ( 底层层间变形最大，向上逐渐减小，剪切型变形，为主 ) 和柱轴向变形产生的位移 ( 弯曲型变形 ) 两部分。抗侧力刚度小。
2. 工程实例
北京长富宫中心：
酒店建筑。地下 2层、地上25层。 地上结构高度 91 .0m，标准层层高 3 .3m。建筑平面为25.8mX48m的矩形，见图1。主要柱网尺寸为8mX9.8m，按8 8 抗震设防。
方案阶段曾进形两种结构方案的比较，主要比较结果如下：
全钢 框架结构体系：结构基本周期为 3.6s，地震作用小，构造简单，便于施工；地震作用最大层间位移较大，为1/340。
框架 -支撑结构体系：结构基本周期为2.4s，地震作用大，构造较复杂，施工较繁；地震作用最大层间位移小，为1/1400。
综合考虑，最后采用 全钢 框架结构体系。二层以下和地下室为钢骨混凝土结构。梁板体系为压型钢板上浇筑混凝土板。外墙采用带面砖的预制混凝土挂板。
主要构件截面尺寸如下：
框架柱采用焊接箱形截面柱，自下而上柱截面尺寸均为 450mmX450mm等截面柱，箱形柱钢板厚度自下而上为42mm～19mm。
框架梁为焊接 H型钢，梁高650mm，宽200mm ～ 250mm，翼缘板厚度自下而上为32mm ～ 19mm，腹板厚度为12mm，多数为变截面梁，支座段翼缘宽度和厚度大于中间段。次梁采用轧制H型钢。钢骨混凝土梁截面为500mmX950mm及500mmX1100mm，钢骨梁为截面高度650mm及850mm的工字形截面。钢骨混凝土柱截面为1200mmX120mm及850mmX850mm，其钢骨截面为450mmX450mm 即同上部钢柱截面。
压型钢板厚 1.2mm，板跨小于3m，板下不设临时支撑，但在钢梁上焊栓钉。外墙板200mm厚。
结构钢材采用日本钢材，柱及主梁为 SM50A，次梁、压型钢板为SS41，高强螺栓为F10T。
主要构造措施 ：框架梁与框架柱采用常用的栓焊法。主次之梁间采用高强度螺栓的铰接相连法。地下室钢筋混凝土梁与钢骨混凝土柱的连接，是在钢骨混凝土柱上焊一段长 2m的工字形截面短梁段，该梁段焊栓钉，然后将钢筋混凝土梁的纵向钢筋锚入钢骨混凝土柱内。外墙板仅与上下端的现浇板及钢梁连接，不与柱相连。
北京某医院门急诊病房大楼：
地下 2层，地上10层，结构总高度，平面大致为形。由于本工程服务对象的特殊性，建筑设计要求在空间和结构布局上尽可能为今后使用创造良好的室内环境和空间效果，框架柱网尺寸以7.2m×10.80m、9.3m×10.80m为主，远大于一般医院工程柱网，4层以上根据内中庭需要隔层抽空较多楼板；而该医院属三级甲等医院，工程抗震类别为乙类，故地震作用按8度计算，抗震构造按9度考虑。
初步设计在门急诊病房楼上部结构选型设计进行了两种不同结构方案的技术经济比较，方案一为钢 框架结构体系为提高抗震性能和整体刚度，在结构四角增设部分支撑。 楼板采用以压形钢板为底模的现浇钢筋混凝土楼板结构形式，板厚为 80。方案二则为钢骨砼框架-剪力墙结构。楼盖体系为有粘结预应力宽扁梁板体系。
方案二采用钢骨混凝土结构虽然可行，但为了满足建筑使用功能的要求剪力墙布置不对称，导致建筑刚度偏心过大，结构在地震作用下会产生扭转，对结构抗震不利；另外在梁柱交接处梁筋布置困难，施加预应力筋须在钢骨上开孔，造成节点施工难度大，质量难以保证。
与混凝土相比，钢材的抗拉、抗压、抗剪强度和延性都很高，不仅能减弱地震反应，而且属于较理想的弹塑性材料，使钢结构具有抵抗强烈地震的变形能力。另外钢结构的结构自重较低，使地震对结构所产生的地震作用大为减小，从而使结构获得了良好的抗震性能，同时由于基底反力较低，使基础造价也降低了。
钢结构还有可以有效减小建筑中结构所占面积和施工周期较短的优点，在投资增加不多的情况下我们选择方案一——钢结构方案为最终结构方案。
|
总重量（ t ） |
53742.5 |
||
|
周期 (s) |
T 1 =2.365s, T 2 =2.200s, T 3 =2.083s |
||
|
位移 (mm) |
X 向地震作用下 |
总位移 D ， D/H |
75.04 ， 1/612 |
|
最大层间位移 ⊿ ， ⊿ /h |
10.62 ， 1/376 |
||
|
Y 向地震作用下 |
总位移 D ， D/H |
85.43 ， 1/538 |
|
|
最大层间位移,/h |
11.41,1/332 |
||
|
位移 (mm) |
X 向风栽作用下 |
总位移 D ， D/H |
8.18 ， 1/5624 |
|
最大层间位移 ⊿ ， ⊿ /h |
1.52 ， 1/2502 |
||
|
Y 向风栽作用下 |
总位移 D ， D/H |
22.36 ， 1/2056 |
|
|
最大层间位移 ⊿ ， ⊿ /h |
4.92 ， 1/772 |
||
|
倾覆弯矩 (kN.m) |
X、Y 向地震作用 |
450610.44 ，459849.06 |
|
|
基底剪力 (kN) |
X、Y 向地震作用 |
13531.17 ， 13591.65 |
|
|
剪压比 |
X、Y 向地震作用 |
2.52% ， 2.53% |
|