钢框架范文10篇

摘要：本文回顾了钢框架高级分析的几种方法和研究现状，重点介绍了改进塑性铰法对钢框架的分析和设计，并讨论了当前高级分析及改进塑性铰法存在的困难，为高级分析方法的进一步发展提供参考。

关键词：塑性铰非线性分析高级分析钢框架设计方法

1.简介

钢结构高级分析[1-2]（亦称为整体分析[3]）是指通过精确的非线性分析，完善的考虑结构的二阶效应及其它非线性因素的影响，通过一次性分析，完成目前先进行内力分析再进行结构验算的两阶段设计所做的工作。高级分析方法同时考虑影响钢结构及其构件的极限状态强度和稳定的关键因素。由于非线性效应是在结构分析中直接考虑的，所以用高级分析方法设计钢框架时，通常不需要进行当前设计规范条文中强制性的单个构件验算。这种综合性的设计和分析方法从本质上保证了对设计过程的简化，使工程设计人员能够了解要设计的结构在不同荷载水平下的行为和其破坏模式。澳大利亚首先在其1990年版本钢结构规范AS4100中允许将高级分析方法作为一种可选方法，以简化不发生局部屈曲和侧向屈曲的钢框架的设计[4]。欧洲标准EC3－1991也做了相应的规定[5]。

空间钢框架的二阶非线性分析有多种方法[6,3,7-8]，这些方法大致可以分为：（1）塑性区法(plasticzonemethod)[9,28-29,31]。塑性区高级分析方法将构件截面划分成若干有限面积分区，截面的切线刚度就由这些面积分区的弹性特性形成，截面的抗力和弯矩也由分区面积的抗力效应累加形成，利用牛顿－拉普森系列迭代法使不平衡的内力和外力重分配。文献[10]介绍了塑性区法求解钢框架极限荷载的过程。很多学者认为塑性区法是精确的。但是由于划分的单元数量特别多，造成结构的整体刚度矩阵十分庞大，在计算机计算分析过程中会导致较大的截断误差，迭代过程中更容易发散，耗时较长。目前许多大型非线性分析软件采用了塑性区法，或者包括塑性区法的多种混合方法。这些软件包括ABAQUS、ANSYS、MARC等通用的商业软件。随着个人计算机性能的快速提高，用这种方法进行大型结构的分析和辅助设计是可能的。（2）准塑性铰法(quasiplastichingemethod)[11]。准塑性铰法是介于塑性区法和塑性铰法之间的混合方法，该方法利用柔性系数考虑塑性的扩展，使用简化的残余应力模式，全截面塑性用塑性区法标定。该方法很难进一步发展用于空间结构分析。（3）塑性铰法(plastichingemethod，orconcentratedplasticitymethod)及以塑性铰概念为基础的改进方法。塑性铰高级分析方法将构件的屈服集中到几个截面上，用弹簧模拟塑性铰形成截面的切线刚度。这样塑性铰法避免了将一个截面划分成多个小的面积分区，多数构件只需划分成一两个单元，并且保持了较高的精度，这就大大减小了结构刚度矩阵的大小，简化了计算机分析过程，提高了效率。

尽管实际上所有的框架都是三维的空间结构，但是有些结构可作为二维平面框架分析，比如不允许局部屈曲和侧向屈曲的框架，在一阶弯矩、轴向力和面内失稳造成的二阶效应综合作用下，由于屈服过度而破坏。高级分析方法正是从受二维荷载的二维框架分析开始发展起来的，而后在此基础上进一步研究了局部屈曲和侧向屈曲不太重要的三维框架，比如管结构。表1列出了高级分析针对不同类型的框架几种分析方法的特点[8]：

摘要：本文介绍1994年美国北岭地震和1995年日本限神地震引起的钢框架梁柱节点破坏情况，坏原因探讨，设计改进措施，两国构造的异同和我国的相关对策等。

关键词：钢框架震害节点设计衬板

1．前言

1994年1月17日发生在美国加州圣费南多谷地的北岭地震（NorthridgeEarthquake）和正好一年后1995年1月17日发生在日本兵库县南部地区的阪神地震(Hyogoken-NanbuEarthquake)是两次陆域型强震，都导致了焊接钢框架梁-柱附性连接节点的广泛破坏。震后两国进行了大量的调查和研究，揭示了破坏的原因，在此基础上提出了改进钢框架节点设计的技术措施。两国在此期间都发表了不少论文，所作的讨论开拓了人们的眼界，提供了对钢框架的节点设计的更多了解，对今后钢框架节点设计有深远的影响。我们受中国建筑科学研究院抗震所委托，对有关资料进行了搜集、整理和归纳，现将其主要内容在此作一介绍。

2．美日两国钢框架节点的破坏情况

两国钢框架破坏情况的报导，主要集中在梁柱混合连接节点上，因此本文也以梁柱混合连接为主要对象。混合连接是一种现场连接，其中梁翼缘与柱用全熔透坡口对接焊缝连接，梁腹板通过连接板与柱用高强度螺栓连接。美国惯常采用焊接工字形柱，日本则广泛采用箱形柱，仅在一个方向组成刚架时采用工字形柱。在梁翼缘连接处，工字形柱腹板上要设置加劲肋(美国称为连续板)，在箱形柱中则要设置隔板。

摘要：本文论述广州市第一栋高层钢结构的设计特点，并着重介绍了高层钢——混凝土混合结构在设计及建造中应注意和解决的问题。

关键词：混合结构结构设计钢框架

一.概况

广州远洋公寓大厦是远洋宾馆新建的一栋兼汽车库、办公公寓为一体的高层建筑。地上30层，地下3层，建筑面积20000M2，总高度为103m，标准层层高3.20m,地上1~10层为可以停放200辆汽车的立体汽车库，11层以上为公寓，顶部有餐饮及娱乐设施。建筑外形与二十年前建造的远洋宾馆互相呼应成为一体。

由于远洋公寓大厦建地窄小，地处交通要道，混凝土结构施工很不方便。同时，为了提高建筑面积的使用率，增强抗震性能，加快建造周期，由开始的混凝土结构方案改为钢框架——钢筋混凝土剪力墙方案。按照这个方案已于2000年底封顶，成为广州市第一栋高层钢结构，也是国内迄今最高的钢结构住宅建筑。

二.结构方案的选取

编者按：本文对高层与超高层钢结构建筑的发展，钢结构设计国产化，钢结构制作与安装，框架梁的制作与安装的全面分析。高层钢结构建筑结构设计质量控制的关键性，高层钢结构建筑的规范化。

论文关键词：高层概况发展体系施工

论文摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，通过对国内已建和在建的高层建筑钢结构国产化问题的调研，分析了在钢材、设计、施工和监理等方面国产化所面临的主要问题，为高层建筑钢结构的发展提出了一些建议。

高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。

超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。来源于/

一、我国的高层与超高层钢结构建筑的发展

在建筑平面范围内增层是对既有建筑进行改造的常用手段，受既有建筑平面布局所限，改造后，建筑功能难以得到根本的改善。将室外的庭院围合，形成共享大空间，可以使建筑的功能布局焕然一新，取得极好的经济、社会效益，是一种新思路。南京中心大酒店位于市中心最繁华地段，建成于1989年，原建筑在规模和布局上已难以满足市场的要求。在加层改造中，将1200m2的半圆形室外天井围合成9层高的超大共享空间，大大优化了酒店的功能布局。改造后，在原钢筋混凝土框架-剪力墙结构上，新增了2层楼面、9层高的幕墙体系及大跨屋面等钢结构，结构的质量、刚度、阻尼等特性均被改变，对设计提出了很高的要求。

1工程概况

原建筑为钢筋混凝土框架-剪力墙结构，地上10层，地下1层，主屋面至室外地面高40m。中柱截面600×600，边柱400×800，剪力墙厚度200，混凝土强度层4及以下为C40，层4以上为C30，梁、柱主筋为HRB335级，其余钢筋为HPB235级。运营至今，经现场检测鉴定［1］，土建和设备情况良好。原设计执行的是74版规范［2］，手工计算，改造设计依据的是08版抗震规范［3］，采用SATWE和MIDAS两种软件，新老设计的主要参数见表1。为适应市场要求，业主要求在层10屋面以上增加设备及办公层，并将原层4室外平台及游泳池采用玻璃幕墙和轻钢屋面围合，形成共享空间，改造后的结构平面和剖面见图1。新增的26m高钢桁架支承体系和48m跨度的网架屋盖，与新增的钢框架结构连成一体共同工作，受力非常复杂，施工条件异常苛刻。目前该项目已顺利完成，投入正常使用，效果非常好。

2概念设计及相关参数

为尽量减小对既有建筑的影响，加层改造设计中必须严格控制结构的自重［4］。本工程拆除了不需要的屋面设备及附属结构、室外游泳池及装修、屋面装修层。新增结构及装修严格控制自重，经核算，原结构与加层后结构质量分别为30660，33215t，改造后的结构自重仅仅略有增加，增加率为8.3%。增加的自重主要通过新增的幕墙桁架(图2)直接传递至层4室外平台。原结构按照74版规范［2］设计，第1阶振型为扭转，不满足高规［5］的要求。在建筑两侧缺口内新增的电梯井井壁处增设钢支撑后，结构第1阶振型变为平动，第3阶振型为扭转，周期比0.840，满足高规［5］的要求，新增结构有效改善了扭转对原结构的不利影响。改造前后的自振周期见表2。对改造前后的基底剪力(表3)进行对比，层改造后结构基底剪力X向增大0.43%，Y向增大3.16%，剪重比满足高规［5］要求。整体分析得到的位移值见表3，新增钢结构的抗侧刚度比原结构小，最大水平位移和层间位移均满足高规［5］要求。从以上对比可以看出，新增结构可以满足高规［5］的要求，对原结构的影响较小，将原结构局部不满足要求的构件加固后，原结构可以承受新增结构传来的荷载，加层改造方案可行。

3加层结构体系及传力路径

摘要：本文简要介绍了高层、超高层建筑的结构体系，并结合“科技研发中心”超高层全钢结构的制作与安装及钢结构主要构件的翻样、下料、制作等各个重要环节的质量控制和材料选用提供一些粗浅的意见。对于支撑体系，消能减震装置不在此文内介绍。

关键词：超高层智能大楼节点域MST组合梁

一、概况

高层钢结构建筑在国外已有110多年的历史，1883年最早一幢钢结构高层建筑在美国芝加哥拔地而起，到了二次世界大战后由于地价的上涨和人口的迅速增长，以及对高层及超高层建筑的结构体系的研究日趋完善、计算技术的发展和施工技术水平的不断提高，使高层和超高层建筑迅猛发展。钢筋混凝土结构在超高层建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面积比率越来越大，在超高层建筑中采用钢筋混凝土结构受到质疑；同时高强度钢材应运而生，在超高层建筑中采用部分钢结构或全钢结构的理论研究与设计建造可说是同步前进。

超高层建筑的发展体现了发达国家的建筑科技水平、材料工业水平和综合技术水平，也是建设部门财力雄厚的象征。

我国的高层与超高层钢结构建筑自改革开放以来已有20年的历史，并在设计和施工中积累了不少经验，已有我国自行编制的《高层民用建筑钢结构技术规程》JGJ99-98。

摘要：以中国建筑模板的发展为切入点，对代表当前建筑领域模板工程技术水平的新型模板展开研究，以期为中国模板技术的完善与提升提供借鉴。

关键字：建筑施工；建筑模板；应用研究

模板作为混凝土构件施工的主要构件，在其施工中得到了广泛的应用。同时，建筑中模板的费用占据建筑工程费用之中很大的比例。为了研究新型建筑模板在施工中的应用，必须从中国建筑模板的发展入手。

1中国建筑模板的发展

伴随着社会的高速发展，以钢筋混凝土为结构的高层建筑林立，加快了建筑行业工业化的脚步。特别是建筑模板科技成果的应用与发展，不仅加快了建筑建设的进度，同时在生产成本、能源消耗与经济利润等方面都有了很大的提升。中国传统建筑行业以粗放型发展方式发展，以木材作为建筑模板的使用材料，采用现场加工、散拆散支作为其支模方法，木材的损耗率高，对于木材的需求量巨大。20世纪80年代以来，中国建筑行业进入快速发展期，建筑模板的需求数量巨增，而木材资源的匮乏限制了建筑行业的发展。为了解决这一技术难题，1979年，在科技人员的共同努力下，成功研发了组合钢建筑模板，并提出了“以钢代木”模板应用方针。组合钢建筑模板的使用使建筑施工效率进一步提升，并且得到行业的认同与选择，这个时代被行业内称为模板技术的更换时代。组合钢模板的应用对促进行业发展和完善理论体系起到了重要作用。同时也表现出了一些问题，例如：组合式钢模板的板块面积小，安装与拆卸效率低，模板的表面不平，从而难以适应清水混凝土的技术标准。国外针对这一技术问题，在模板的应用方面，并不仅仅使用组合式钢模板，而更多地使用胶合板模板与钢框胶合板模板。中国对于胶合板的生产产量不高，质量相较于国外胶合板差距很大，因此，无法在建筑中广泛推广使用。中国作为竹资源丰富的国家，其物理力学性能比木胶合板表现更为优秀，竹胶合板的应用在我国建筑行业的推广有很大的空间。1994年，建设部把钢框架竹胶合板模板作为国家建筑业发展的重点，极大地促进了中国新型模板的研究与开发，对模板规格、模板材料、模板使用等方面带来了很大的发展。

2新型建筑模板的应用与研究

一、高层建筑钢筋结构设计

高层建筑钢筋结构设计必须遵循相应的原则：安全可靠性，持久耐用性以及经济适用性。下面将从梁柱主筋受力处钢筋设计，墙梁节点钢筋设计和主梁节点和次梁节点的设计三个方面介绍高层建筑钢筋结构设计。

1、梁柱主筋受力处钢筋设计

高层建筑的钢筋结构中，由于框架柱和框架梁在主筋受力处会产生矛盾，因此在设计中必须考虑框架柱和框架梁的受力问题，坚持“强剪弱弯、强柱弱梁”的设计原则，也就是说，在设计过程中必须保证框架柱受力主筋的位置，避免框架梁截面宽度与框架柱的边长等长或者是框架梁一边与框架柱想重合。为保证上述过程，采取的对策主筋从框架柱内侧通过，框架梁靠近柱侧增加四根钢筋作为架立，用于保证框架梁截面宽度的长度。效果分析：通过以上方法设计梁柱主筋受力处钢筋设计，可以保证柱主筋受力位置的确定，并得到设计师的认可，并在施工中得到广泛应用。

2、墙梁节点钢筋设计

对于框架-剪力墙结构来说，由于主次框架梁都直接放在筒墙体暗梁或过梁的核心处，易出现：如果框架梁截面、暗梁以及过梁具有相同的截面高度，会使框架梁与核心筒的暗梁或过梁在主筋方面产生矛盾。为了避免此种情况的产生，一般采用的设计原则是：依据框架梁在固定端处的弯矩方式，框架梁在支座处应采用上拉动铁处，挤压下铁位置，同时在暗梁或过梁的位置扭动，但要保证暗梁与连梁在箍筋处的完整。如图所示为为固接框架梁弯矩的示意图，可以使大家更好的了解什么是弯矩结构。具体措施为：在过梁的下铁处设置两排少于六根主筋的布置，框架梁下铁则布置在两排少于六根主筋的位置中间，并依照接头全部处于支座周围，并以比例50％错开；框架梁上铁应直接放置在过梁上铁位置，用于保证锚固长度的设计要求；将过、暗梁截面减少5cm，框架梁的上铁直接放置在过梁位置，来保证钢筋保护层的深度。效果分析为：为预防过梁箍筋收到破坏，采取的调整框架梁下铁受力主筋位置的方法已经得到认可；在锚固长度的设计要求下，将过、暗梁截面减少5cm，框架梁的上铁直接放置在过梁位置，来保证钢筋保护层的深度，也得到很多的应用。

摘要:提出一种新型公交立体车库，按照规范要求，采用MIDASGEN软件建立该车库三维模型，并进行结构设计及优化，研究结果表明:采用钢框架—支撑体系，更符合结构安全适用经济的设计理念;穿梭车产生的水平位移对结构起主要控制作用;使用耐候钢可减少车库后期维护费用，提高结构的耐久性;该库型占地少，存放车辆多，解决停车用地紧张问题，可为今后类似工程提供参考。

关键词:公交立体车库，结构设计，位移控制，耐候钢

1概述

立体车库的应用，极大的缓解了城市“停车难”的现象。目前，小型立体车库的发展基本成熟，并且已经形成了工业化、模块化、智能化的发展模式。然而，公交立体车库的应用仍在发展当中，由于公交车尺寸及质量均超过了《机械式停车库工程技术规范》［1］及《车库建筑设计规范》［2］中适停车型尺寸及质量，因此在设计时需要各专业根据相关规范以及场地等情况进行专门设计。目前国内首例公交车机械式立体停车库为北京公交公司二通厂公交立体停车楼，于2019年完成。本文依托公司《北京市公交机械式立体停车库样机升级改造及新库型开发》课题，联合北京公交集团及首钢城运公司，提出一种新库型，并对该公交立体车库进行结构设计及优化，通过现有设计规范，利用最小的场地，停放最多的车辆，其建筑效果图如图1所示，该车库属于升降横移类机械式停车库，采用托辊传输可不考虑汽车最小转弯半径。

2工程概况

北京市公交机械式立体停车库样机升级改造及新库型开发项目(后文简称“公交立体车库”)，建设地点位于北京首钢园区内，长度30．12m，宽度12．5m，高度32．61m，建筑投影面积为437．6m2，地上6层(不含提升机顶部机房)，首层为入车位基础、升降机基础、控制室及配电室，标准层层高4．65m，周圈设置悬挑检修走道。该公交立体车库能停放15辆公交车(公交车尺寸为12m×2．55m×3．3m)，其平面图及立面图如图2所示。该车库采用PLC控制系统，其智能化存取车策略由首钢城运公司自动化专业进行设计，采用无人方式停车，存取车工作流程如下:存车过程:打开入库车位外门，司机将公交车开入入库停车位，熄火拉手刹下车，车库启动自动存车程序，通过托辊将车辆水平输送到提升机上，提升机将车辆提升至目标层，通过托辊将车辆输送至穿梭车上，穿梭车水平移动，最后通过托辊将车辆输送至目标停车位。取车过程:与存车过程相反。

【摘要】钢结构加工与安装施工是超高层建筑施工的重要环节，对建筑整体施工质量有直接影响。论文将结合某超高层写字楼工程案例，对超高层建筑的钢结构加工与安装技术进行研究，以期为相关工程提供参考，促进钢结构加工与安装技术水平的提升。

【关键词】超高层建筑；钢结构加工；安装技术

1引言

钢结构形式在超高层建筑中使用广泛，是超高层建筑的主流形式。特别是高度超过200m的建筑，一般都需要使用钢结构，利用其自身强度高、质量轻、抗震性能好等优点，提高建筑使用安全性。因此，对超高层建筑钢结构施工技术进行研究具有现实意义，有利于推广钢结构的应用。

2工程概况

某超高层写字楼建筑集办公、商业、住宅、餐饮娱乐等功能于一体，建筑总面积为2.806×105m2，占地面积3.53×104m2，主要由2栋42层的写字楼和5层商业裙房组成。其中，建筑地上面积2.226×105m2，地下面积5.80×104m2，设置有2层地下室结构，主要用作停车库和设备用房，人防六级。从该工程的结构特点来看，主体钢结构包括2栋塔楼的钢结构部分以及裙房的钢结构部分。2栋塔楼具体为钢框架支撑结构，中间5层裙房主体为钢框架结构，部分裙房为钢筋混凝土框架结构。在建筑6层以上，主要采用小钢架桁架搭建楼板，并采用钢结构柱作为核心筒的支撑柱。裙房钢结构主要包括矩形钢管混凝土柱和钢梁，属于钢框架施工内容。该工程钢结构整体示意如图1所示。