多高層鋼結構的分類及其穩定性設計

白冰

摘 要：眾所周知，隨著經濟的不斷發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，已經逐漸成為衡量一個城市繁榮程度的標準之一。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構的分類以及它的穩定性研究還比較缺乏，所以本文將以此展開研究。

關鍵詞：多高層建筑；鋼結構；分類；穩定性

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定性以及種類進行劃分，因為不同種類的建筑他的層數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心的重點也會有所不同，設計時的重點也有區別。本文就將以多高層建筑的鋼結構的匪類以及穩定性方面加以介紹。

2 多高層鋼結構的分類

2.1 有側移框架和無側移框架兩者的概念

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

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

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

有側移框架和無側移框架對于分析多高層鋼結構的種類具有作用，是一種對多高層鋼結構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構的穩定性給予支持，穩定性的計算難度沒有降低。

2.2 側向柔軟性結構及側向剛性結構

我國目前對于多高層建筑中的側向柔軟性結構及側向剛性結構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。多高層鋼結構的柔軟和堅硬對于整個多高層建筑來說都是非常關鍵的一部分，這直接與多高層建筑的穩定性和建筑的質量相關聯。所以，側向柔軟性結構及側向剛性結構這兩個概念的引進，對于多高層建筑的設計人員具有直接的指引作用。下面具體介紹這兩個結構的概念。

所謂側向剛性結構主要是指在多高層建筑的鋼框架當中有一根細長的，不受豎向力影響的結構，而側向軟性結構則與其相反。在這個概念當中我們需要注意的是不能講側向柔軟性結構及側向剛性結構和鋼結構的側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定性的計算和影響是不一樣的。

對于一個側向剛性結構，我們的穩定性研究所受的影響因素主要有兩點。第一點是整個結構的內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會非常小。第二點是因為二階分析的影響非常小，所以在發生有側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。

對于一個側向柔性結構，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進行分析計算。這其中對二階計算產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，多高層建筑的內部受力結構的分析計算方法。第三，采用放大系數的方法，將多高層建筑的內部受力好他的位移做系數的放大，使得最終得出的基數按結構數值增大，所使用的柱子的長度增長，對于穩定性的提高具有幫助。

3 多高層鋼結構的穩定性

3.1 無側移框架的穩定性計算

在對無側移框架的穩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構當中的雙重抗側力結構系統中，要是存在一方是無側移框架，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生位移的情況。具體的穩定性的計算方法有兩個，分別是：

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

3.2 有側移框架的穩定性計算

在多高層建筑的鋼結構系統中，如果這個結構式有側移的結構那么在實際的穩定性計算中就不能采取和上文無側移結果相同的計算方法，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合在一起，才能得到準確的數據。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。對于側向軟性的結構來說，我們需要采用的是對多高層建筑的內部受力分析法進行計算。對于側向剛性結構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構系統中的作用和地位

首先，強支撐框架結構的主要作用是為整個框架結構的平衡做保障，為整個框架結構是否發生失衡做判斷，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構系統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 結束語

通過我們的分析我們可以得出，在多高層建筑的發展越來越快速的現如今，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構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揮，此外，對于多高層鋼結構的而研究還對于其穩定性的保障具有促進作用，解決現實中出現的各類多高層建筑出現的問題。

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