混合结构(王仕统).ppt

混合结构(王仕统).ppt

《混合结构(王仕统).ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混合结构(王仕统).ppt（60页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第第十四十四届全国现代结构工程学术研讨会届全国现代结构工程学术研讨会质疑我国质疑我国高层高层混合结构混合结构设计设计（2014月月7月月18-21日，天津大学）日，天津大学）1中国中国高层高层混合混合结构结构超限超限问题。

问题。

2中国中国钢结构建筑世界钢结构建筑世界获奖获奖问题。

问题。

3全全钢结构钢结构轻量化设计轻量化设计是中国是中国结构师结构师的的历史使命历史使命。

13902264345中国钢结构事业中国钢结构事业资深专家资深专家中国钢结构协会中国钢结构协会资深专家资深专家中国高效预应力中国高效预应力混凝土混凝土技术发展与推广委员会技术发展与推广委员会委员委员广东省钢结构协会广东省钢结构协会理事长理事长华南理工大学土木系华南理工大学土木系教授教授空淡误国空淡误国实干兴邦实干兴邦定义：

高层定义：

高层混合混合结构结构由由钢钢、混凝土混凝土两种两种抗侧力体系抗侧力体系组成的高层结构。

组成的高层结构。

上海上海金茂大厦金茂大厦（n=88层，层，H=421m，1999）结构结构分类分类构件（构件（structuralmembers）组成组成混混合合结结构构钢钢结结构构不开裂不开裂构件构件型钢型钢、钢板钢板、高强钢丝高强钢丝（钢绞线）（钢绞线）、钢棒、钢棒（简称（简称S）钢管钢管混凝土混凝土（Concrete-filledSteelTubular，简称，简称STC）钢梁钢梁+压型钢板上现浇砼组合件压型钢板上现浇砼组合件（Steel-Concretecomposite，简称，简称S-C）混混凝凝土土结结构构带裂缝工作带裂缝工作的构件的构件钢筋混凝土钢筋混凝土（ReinforcedConcrete，简称，简称RC）型钢型钢砼或砼或钢骨混凝土钢骨混凝土（Steel-ReinforcedConcrete，简称，简称RCS）部分部分预应力混凝土预应力混凝土（PartialPrestressedConcrete，简称，简称PPC）结构结构（Structures）支承支承作用作用（Actions）的的骨架骨架。

直接直接作用作用：

荷载荷载（Loods）间接间接作用作用：

地震地震（Earthquake）、支座支座沉降沉降、温差温差104钱稼茹、赵作周、叶列平，钱稼茹、赵作周、叶列平，高层建筑结构设计（第二版），高层建筑结构设计（第二版），中国建筑工业出版社，中国建筑工业出版社，2012年年8月月经典精品系列教材，高校土木工程专业指导委员会规划推荐教材经典精品系列教材，高校土木工程专业指导委员会规划推荐教材竖向竖向混合框架混合框架结构结构104?

!

RC（ReinforcedConcreteMemberColumn）orS（steelcolumn）RCS（steelReinforcedConcreteColumn）orSTC（Concrete-filledsteelTubularColumn）RCBeam、RCSBeamorSteelBeam混合框架混合框架给计算分析带来麻烦。

给计算分析带来麻烦。

文献文献3P.385：

“对于对于混凝土混凝土核心筒核心筒-钢钢框架混合结构，在框架混合结构，在美国美国主要用主要用于于非抗震非抗震设防区，且认为不宜设防区，且认为不宜大于大于150m。

在日本，。

在日本，1992年建了两幢，其高年建了两幢，其高度分别为度分别为78m和和107m，结合这两项工程开展了一些研究，但并，结合这两项工程开展了一些研究，但并未推广未推广。

据。

据报道，日本规定采用这类体系要经报道，日本规定采用这类体系要经建筑中心建筑中心评定和评定和建设大臣建设大臣批准。

批准。

”文献文献98P.5：

“1964年美国阿拉斯加地震，采用年美国阿拉斯加地震，采用混凝土芯筒混凝土芯筒-钢框架钢框架混合结构的楼房，曾发生混合结构的楼房，曾发生严重破坏严重破坏甚至甚至倒塌倒塌。

据此，美国工程界一些人。

据此，美国工程界一些人士认为，混合结构士认为，混合结构不宜不宜用于用于地震区地震区的的高楼高楼。

”文献文献3P.385：

“我国自我国自20世纪世纪80年代在当时年代在当时不设防不设防的上海的上海希尔顿酒店希尔顿酒店采用混合结构以来，应用较多，除大量应用于采用混合结构以来，应用较多，除大量应用于7度和度和6度地区外，也用于度地区外，也用于8度度地区。

由于这种体系主要由混凝土核心筒承担地震作用，地区。

由于这种体系主要由混凝土核心筒承担地震作用，钢钢框架和框架和混凝土混凝土筒的侧向筒的侧向刚度刚度差异较大，国内对其抗震性能虽有一些研究，尚不够完善差异较大，国内对其抗震性能虽有一些研究，尚不够完善”。

3中国住建部，中国住建部，建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范（GB50011-2010），中国建筑工业出版社，），中国建筑工业出版社，2010年年8月月98刘大海、杨翠如，刘大海、杨翠如，高楼钢结构设计高楼钢结构设计（钢结构、钢（钢结构、钢-混凝土混合结构），中国建筑工业出版社，混凝土混合结构），中国建筑工业出版社，2003年年9月月用钢：

型钢用钢：

型钢+钢筋（钢筋（69+70）kg/m2上海希尔顿国际酒店上海希尔顿国际酒店（n=43层，层，H=143m，1988）为何为何混凝土混凝土核心筒核心筒+钢钢框架框架（ConcreteCoreTube+steelFrame）简称简称C+SF，能，能够在我国够在我国大量大量采用，主要采用，主要原因原因是：

是：

核心筒核心筒几乎承担几乎承担100%的水平作用（风、地震），的水平作用（风、地震），具有具有很大很大的抗推刚度，的抗推刚度，容易满足水平侧移限值，设计容易满足水平侧移限值，设计无无难度。

因此，混凝土和钢难度。

因此，混凝土和钢两种结构的混合在强震作用下的两种结构的混合在强震作用下的结构性能结构性能表现，必须引起结构工程师的严重关注：

表现，必须引起结构工程师的严重关注：

强震后，同一幢高楼的两种抗侧力体系，一个（强震后，同一幢高楼的两种抗侧力体系，一个（混凝土核心筒混凝土核心筒刚度大，地震力也刚度大，地震力也大大第一道第一道抗震防线）可能成为建筑垃圾，一个（抗震防线）可能成为建筑垃圾，一个（钢钢框架）能修复（可持续发框架）能修复（可持续发展），如何展），如何处理后事处理后事，值得，值得深思深思！

钢柱钢柱N、M、u与与H的关系的关系No规范规范（程）程）抗侧力体系抗侧力体系非非抗震抗震设计设计抗震设防烈度抗震设防烈度6度度7度度8度度9度度0.10g0.10g0.15g0.20g0.30g0.40g1规范规范1P.96全钢全钢a筒体筒体300280260240180b框架框架-中心支撑中心支撑220200180150120P.48混凝土混凝土c框架框架-核心筒核心筒1501301009070当房屋高度超过当房屋高度超过c项时，可采用钢框架项时，可采用钢框架-混凝土核心筒混合结构组成的抗侧力体系，但此混凝土核心筒混合结构组成的抗侧力体系，但此时的时的H不宜超过不宜超过b、c两项高度的平均值（详见规范两项高度的平均值（详见规范1P.213）。

）。

2规程规程2P.123混合混合钢框架钢框架-RC核心筒核心筒210200160120100703规程规程3P.1全钢全钢框架框架-支撑支撑（剪力墙板）（剪力墙板）260220200140各类筒体各类筒体360300260180P.1混合混合钢框架钢框架-混凝土混凝土核心筒核心筒220180100704规程规程4混合混合钢框架钢框架-RC（RCS）核心筒核心筒160120100-钢框架钢框架-RC核心筒核心筒钢框架钢框架-RCS核心筒核心筒21023020022018018012013070701中国建设部，中国建设部，建筑抗震设计规范建筑抗震设计规范（GB50011-2010），中国建筑工业出版社，），中国建筑工业出版社，2010.2中国建设部，中国建设部，高层建筑混凝土结构技术规程高层建筑混凝土结构技术规程（JGJ3-2010），中国建筑工业出版社，），中国建筑工业出版社，2011年年6月月3中国建筑技术研究院，中国建筑技术研究院，高层民用建筑钢结构技术规程高层民用建筑钢结构技术规程（JGJ99-98），中国建筑工业出版社，），中国建筑工业出版社，1998.4中国工程建设标准化协会，中国工程建设标准化协会，高层建筑钢高层建筑钢-混凝土混合结构设计规程混凝土混合结构设计规程（CECS230:

2008），），2008表表1我国规范我国规范（程）规定的（程）规定的高层混合高层混合结构的结构的高度限值高度限值H我国我国用高层用高层混合混合结构结构盲目冲击盲目冲击高层建筑高度高层建筑高度11广州广州新中轴线的新中轴线的三三大高层大高层混合混合结构结构广州电视塔、西塔、东塔广州电视塔、西塔、东塔广州电视塔广州电视塔西塔西塔（n=39，H=454m，不含天线，不含天线146m，2009）（n=103，H=432m，2005）东塔东塔（2015）是广州最高的高是广州最高的高层混合结构，层混合结构，n=111,H=518.15m。

设计设计:

美国美国KPE建筑事务所建筑事务所奥雅纳工程咨询公司奥雅纳工程咨询公司施工施工:

中建钢构有限公司中建钢构有限公司总建筑面积总建筑面积50万万m2，总用钢量，总用钢量16.8万万t（型钢（型钢10.8万万t，钢筋，钢筋6.0万万t）。

最厚钢板最厚钢板t=130mm（铸钢件厚度（铸钢件厚度400mm）,最大钢筋直径最大钢筋直径d=40mm。

混凝土用量混凝土用量20万万m3。

2上海上海陆家嘴的陆家嘴的三大三大高层高层混合混合结构结构金茂大厦、环球中心、上海中心金茂大厦、环球中心、上海中心黄埔江黄埔江金茂大厦金茂大厦环球金融中心环球金融中心（n=88层，层，H=421m，1999）（n=101，H=492m，2007）核心筒核心筒内缩内缩后塔吊布置后塔吊布置B357F57F61F61F79FM440D附着反向附着反向180度度环球金融中心环球金融中心上海中心上海中心是上海最高的高层混合结是上海最高的高层混合结构，构，H=580m。

设计设计：

美国：

美国Gensler公司公司总包总包：

上海建工（集团）总公司：

上海建工（集团）总公司总建筑面积总建筑面积57.4万万m2，钢材总用量，钢材总用量10万万t，最厚钢板，最厚钢板t=140mm，最大钢筋，最大钢筋直径直径d=40mm。

3深圳深圳平安大厦平安大厦平安大厦平安大厦是深圳最高的高层混合结构。

由美国是深圳最高的高层混合结构。

由美国KBF公司和公司和CCDI悉地（深圳）国际悉地（深圳）国际设计公司设计，中建钢构有限公司钢结构施工。

总建筑面积设计公司设计，中建钢构有限公司钢结构施工。

总建筑面积46万万m2（塔楼（塔楼35万万m2），），钢材钢材总用量总用量10万万t型钢型钢4.545万万t，钢筋，钢筋5.455万万t（塔楼（塔楼4.2万万t）。

最厚钢板）。

最厚钢板t=150mm（铸钢件厚（铸钢件厚220mm），），最大钢筋直径最大钢筋直径d=32mm。

混凝土混凝土用量为用量为27.8万万m3（其中楼盖（其中楼盖46万万m20.1m=4.6万万m3）。

）。

深圳平安大厦深圳平安大厦（n=118层，层，H=597m，不含天线，不含天线63m）深圳深圳平安大厦平安大厦平面平面（n=118，H=597m）核心筒厚厚1500厚厚800翼柱翼柱建筑结构建筑结构传统传统（convensional）现代现代（modern）砖石砖石结构结构砖混结构砖混结构（n=16层层）高层高层（耸）结构（耸）结构TallBuilding、HighRiseStructure屋盖结构屋盖结构（RoofStructure）圬工圬工结构结构,如水坝如水坝承重砖墙承重砖墙+木木楼盖或砼楼盖楼盖或砼楼盖混凝土（砼）混凝土（砼）钢钢屋盖屋盖形效