多高層鋼結(jié)構(gòu)的分類及其穩(wěn)定性設(shè)計

白冰

摘 要：眾所周知，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，城市中的多高層建筑越來越多，已經(jīng)逐漸成為衡量一個城市繁榮程度的標(biāo)準(zhǔn)之一。多高層建筑憑借著其對土地資源的高效利用率和對城市的發(fā)展起到非常大的推動作用。在多高層建筑中鋼的使用非常的普遍，可以說是多高層建筑的主動脈和整體框架。但我們隊多高層建筑鋼結(jié)構(gòu)的分類以及它的穩(wěn)定性研究還比較缺乏，所以本文將以此展開研究。

關(guān)鍵詞：多高層建筑；鋼結(jié)構(gòu)；分類；穩(wěn)定性

1 前言

在進行多高層建筑時，一個非常重要的一點就是對多高層建筑的穩(wěn)定性以及種類進行劃分，因為不同種類的建筑他的層數(shù)以及所能夠承載的壓力以及外觀都是不一樣的。多高層建筑在滿足人們生產(chǎn)生活的同時，安全問題就是其中最重要的問題。不同種類的多高層建筑所關(guān)心的重點也會有所不同，設(shè)計時的重點也有區(qū)別。本文就將以多高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)的匪類以及穩(wěn)定性方面加以介紹。

2 多高層鋼結(jié)構(gòu)的分類

2.1 有側(cè)移框架和無側(cè)移框架兩者的概念

在多高層建筑當(dāng)中，建筑物的側(cè)移程度的大小和所使用的鋼結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移程度有很大關(guān)系，但是在實際的運用當(dāng)中容易就有側(cè)移鋼框架和無側(cè)移鋼框架這兩個概念發(fā)生偏差和混淆，所以需要我們加以說明。

（1）無側(cè)移鋼框架。所謂無側(cè)移結(jié)構(gòu)是指在多高層建筑所使用的鋼框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中設(shè)有鋼結(jié)構(gòu)的支撐條以及電梯井等可以起到支撐作用的結(jié)構(gòu)，以使得多高層建筑的穩(wěn)定性更加的提高。無側(cè)移剛框架是一個相對的概念，之所以叫做無側(cè)移框架，與前面所提到的各種支撐結(jié)構(gòu)分不開，只有通過和這些支撐結(jié)構(gòu)的有無對比才可以區(qū)分出無側(cè)移框架的概念。

（2）有側(cè)移鋼框架。所謂有側(cè)移結(jié)構(gòu)是與無側(cè)移結(jié)構(gòu)相對應(yīng)的另一個概念，只要是指在多高層建筑當(dāng)中沒有支撐條以及電梯井之類的具有支撐作用的結(jié)構(gòu)。有側(cè)移框架自身所承受的力要大于無側(cè)移框架所承受的力，通常是組成自身結(jié)構(gòu)的鋼的框架的五倍之多。

有側(cè)移框架和無側(cè)移框架對于分析多高層鋼結(jié)構(gòu)的種類具有作用，是一種對多高層鋼結(jié)構(gòu)受力水平研究的一種簡化形式，但是并沒有為解決多高層鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性給予支持，穩(wěn)定性的計算難度沒有降低。

2.2 側(cè)向柔軟性結(jié)構(gòu)及側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)

我國目前對于多高層建筑中的側(cè)向柔軟性結(jié)構(gòu)及側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)這兩個概念還沒有一個比較充分的說明，在我國還是一個較為陌生的概念。多高層鋼結(jié)構(gòu)的柔軟和堅硬對于整個多高層建筑來說都是非常關(guān)鍵的一部分，這直接與多高層建筑的穩(wěn)定性和建筑的質(zhì)量相關(guān)聯(lián)。所以，側(cè)向柔軟性結(jié)構(gòu)及側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)這兩個概念的引進，對于多高層建筑的設(shè)計人員具有直接的指引作用。下面具體介紹這兩個結(jié)構(gòu)的概念。

所謂側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)主要是指在多高層建筑的鋼框架當(dāng)中有一根細(xì)長的，不受豎向力影響的結(jié)構(gòu)，而側(cè)向軟性結(jié)構(gòu)則與其相反。在這個概念當(dāng)中我們需要注意的是不能講側(cè)向柔軟性結(jié)構(gòu)及側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)和鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移這個概念相互混淆，因為這兩種類型的概念他們對于多高層建筑的穩(wěn)定性的計算和影響是不一樣的。

對于一個側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)，我們的穩(wěn)定性研究所受的影響因素主要有兩點。第一點是整個結(jié)構(gòu)的內(nèi)部受力的分析只能進行異界計算而不可以進行二階分析，主要原因是因為進行二階分析后的效應(yīng)會非常小。第二點是因為二階分析的影響非常小，所以在發(fā)生有側(cè)移的可能性就非常小，我們因此可以將其以自身的長度作為代替進行計算。

對于一個側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)，我們在實際的計算到那個中就必須要采用二階分析對其效應(yīng)進行分析計算。這其中對二階計算產(chǎn)生影響的主要有三種計算方法。第一，多高層建筑所使用的框架柱長度的計算方法。第二，多高層建筑的內(nèi)部受力結(jié)構(gòu)的分析計算方法。第三，采用放大系數(shù)的方法，將多高層建筑的內(nèi)部受力好他的位移做系數(shù)的放大，使得最終得出的基數(shù)按結(jié)構(gòu)數(shù)值增大，所使用的柱子的長度增長，對于穩(wěn)定性的提高具有幫助。

3 多高層鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性

3.1 無側(cè)移框架的穩(wěn)定性計算

在對無側(cè)移框架的穩(wěn)定性進行計算之前我們需要明確一個道理，即如果在多高層建筑的鋼框架結(jié)構(gòu)當(dāng)中的雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，要是存在一方是無側(cè)移框架，那么他就不承受水平的壓力，雖然也是在共同的工作，但不考慮整體框架發(fā)生位移的情況。具體的穩(wěn)定性的計算方法有兩個，分別是：

如果多高層的建筑的鋼結(jié)構(gòu)的支撐架本身非常就是剛度很強的側(cè)向的剛性結(jié)構(gòu)，那么可以將其與取層高作為代替數(shù)值進行計算。如果是側(cè)向的軟性結(jié)構(gòu)，則要按照多高層建筑的內(nèi)部受力情況進行分析計算，且在最終的計算結(jié)構(gòu)上要進行放大。

3.2 有側(cè)移框架的穩(wěn)定性計算

在多高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，如果這個結(jié)構(gòu)式有側(cè)移的結(jié)構(gòu)那么在實際的穩(wěn)定性計算中就不能采取和上文無側(cè)移結(jié)果相同的計算方法，不能將支撐架和框架這兩者分開進行計算，而是要講話這二者結(jié)合在一起，才能得到準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。在具體的計算之前我們還需要判斷其是剛性還是軟性，因為計算方法也不一樣。對于側(cè)向軟性的結(jié)構(gòu)來說，我們需要采用的是對多高層建筑的內(nèi)部受力分析法進行計算。對于側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)則需要采用的是二階分析法進行計算。

3.3 各種支撐強度在整個多高層建筑的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的作用和地位

首先，強支撐框架結(jié)構(gòu)的主要作用是為整個框架結(jié)構(gòu)的平衡做保障，為整個框架結(jié)構(gòu)是否發(fā)生失衡做判斷，以確定框架柱的長度。其次，弱支撐強度在著呢哥哥多高層建筑的鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的作用和強支撐類似，都是為了整體的平衡作保障。且在實際的計算式主要擦去的是線性分析方法。

4 結(jié)束語

通過我們的分析我們可以得出，在多高層建筑的發(fā)展越來越快速的現(xiàn)如今，我們需要對多高層建筑所面的各項問題加以透徹的分析，對于多高的建筑的鋼結(jié)構(gòu)的種類需要有一個清晰的了解，以及需要掌握具體的運算方法，這樣才可以保證多高層建筑的安全以及功能的有效發(fā)揮，此外，對于多高層鋼結(jié)構(gòu)的而研究還對于其穩(wěn)定性的保障具有促進作用，解決現(xiàn)實中出現(xiàn)的各類多高層建筑出現(xiàn)的問題。

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