高层建筑施工论文巨型框架结构的类型

　　摘要：本文介绍了高层建筑的概念、特点、发展，详细的介绍了巨型框架的分类及巨型框架结构在实际工程中的运用。巨型框架结构在传力、节约材料等方面都有很好的优越性，成为超高层建筑结构中较好的选择对象，为工程设计人员在结构选型等方面提供了更多的选择。

　　关键词：巨型框架,框架结构,高层建筑,结构体系

　　一、巨型结构的概念及发展

　　在普通框架结构中，梁和柱的截面尺寸较均匀，内力相差较小,如将普通框架中的一部分框架的梁、柱截面尺寸加大，使之成为巨型梁和巨型柱，其余框架的梁、柱截面尺寸保持不变，框架的受力状况将会发生很大的变化。这种框架结构被称为巨型框架结构。

　　高层建筑是近代工业化和城市化结合发展产物，是一种缓解人口增长、土地资源紧张的有效方式。巨型结构是一种新型结构体系，产生于20世纪60年代末。巨型结构体系是由巨型构件组成的简单而巨型的桁架或框架等结构，作为高层建筑的主结构，与其他结构构件组成次结构共同工作的一种结构体系。巨型框架结构体系一词得名于此结构的主要受力特征，即楼层荷载通过巨型梁传至巨型柱，再通过巨型柱传至基础。世界上第一幢高层建筑是建于1884~1986年高55m的美国芝加哥HomeInsurance大楼(10层)，它的出现代表了新结构体系的出现。随着科技的进步和建筑水平的发展，高层建筑成了20世纪现代城市的象征。1931年建成的“摩天大楼”—纽约帝国大厦(102层，高381m)成为高层建筑发展第一阶段的典型代表。1974年，443m高的芝加哥西尔斯大厦建成;中国台北101大楼2003年建成，总高508m。世界建筑从高层到超高层发展迅速，建筑巨型结构体系应运而生。

　　二、巨型框架的分类

　　根据制作巨型框架结构所采用材料的不同，巨型框架结构可以分为以下三种类型：

　　1、钢巨型框架

　　钢巨型框架中，主框架的梁和柱大部分是空心耳朵空间构件，一般可以分为桁架型、斜格型和框筒型。见图1。

　　图1钢巨型框架的基本形式

　　日木神户TC大厦是一座高层办公楼，地下3层，地上26层，高103m。建筑平而尺寸为32m×33m(见图2.2)。该楼采用钢结构巨型框架体系，在平面四角采用4片人字形竖向支撑与柱距为5.7m的4根750mm×750mm方形钢管柱所围成的、边长约6.5m的钢支撑筒作为巨型柱。在15层和顶层(第26层)，沿楼面四个角各设置一根巨型梁，巨型梁是山4榀桁架围成的高约4m、宽约6m的立体桁架，与巨型柱组成单跨双层巨型框架。巨型框架在一个方向成对布置，在另一个方向仅布置在外侧，以便给巨型柱包围的角部空间留有入口。见图2。

　　图2日木神户TC大厦

　　2、钢筋混土巨型框架结构

　　我国已建成的矩形框架结构多为钢筋混凝土结构，这种结构体系的构成方式有以下两种：（1）由钢筋混凝土墙围成的芯筒与外圈的主框架和次框架组成。主框架各层巨梁之间设置小型的次框架承担各分区段内楼层的竖向荷载。（2）有几个分开布置的钢筋混凝土筒体直接充当主框架的巨型柱，每隔6~10层设置的巨型梁就直接搁置在墙筒之上，从而形成主框架。每层巨型梁之上另设6~10层的次框架，承担这些中间楼层的竖向荷载。

　　深圳亚洲大酒店主楼，地下1层，埋深5.5m，地上33层，高114.1m，平面为Y型。按7度抗震设防，场地属于Ⅱ类。主楼结构采用钢筋混凝土巨型框架体系，利用建筑平面中心部位的三角形芯筒和三个翼肢的端筒作为主框架的4根立柱，与每隔6个楼层设置的箱型楼盖作为大梁，构成平面为Y形的重大主框架。在主框架的每层大梁上设有一个6层的次框架，作为6个楼层的局部承重结构。此框架的柱距4.0m，跨度14m，层高2.9m。见图3。

　　(a)主框架结构平面（b）次框架结构剖面

　　图3深圳亚洲大酒店（单位：m）

　　3、混合巨型框架结构

　　混合巨型框架结构的种类很多。如主框架为混凝土或型钢混凝土框架，次框架为钢框架的巨型框架结构等。

　　1973年兴建的美国明尼苏达州联邦储备银行大厦（图4）是20层的巨型悬挂结构。整个建筑的主要受力体系是由悬挂于两端的钢筋混凝土竖筒上的劲性悬索和平衡索端拉力的二层楼高的巨型桁架撑杆组成。

　　图4美国明尼苏达州联邦储备银行大楼

　　1—钢筋混凝土筒体2—刚性悬索

　　三、结语

　　巨型框架体系的出现和发展适应了现代建筑的发展需求。随着巨型框架应用越来越广泛，这一具有良好建筑适用性的结构体系将给人类带来更多的灵活性和更好的居住条件。巨型结构体系已在建筑中逐渐显示出其独特的优越性，具有良好的发展前景。

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