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2. 框架-支撑体系
3. 带伸臂
4. 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。
考试用书:2012年结构工程师考试用书
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