多层钢结构建筑工程的4种结构体系

和单层钢结构建筑相反，多层钢结构建筑所承受的风荷载(和地震荷载)随房屋高度的增大而变得越来越重要。因此，对多层钢结构建筑来说，如何有效地承受水平力是考虑结构组成的一个重要问题。在风力作用下，不仅应该有足够的承载能力，还应该有安全稳定的刚度，使顶上几层不至有过大的摆动，给人们以不适的感觉。
多层钢结构建筑的组成有以下几种主要体系:


(一)刚架结构


以梁和柱组成多层多跨刚架来承受水平荷载，这种结构在水平荷载作用下既有作为悬臂梁的整体侧向位移，又有层间剪力引起的位移，所以变形比较大。它的适用范围不超过20-30层。梁和柱之间应作成刚性连接。层数不超过10-15时，也可考虑用半刚性连接。


刚架结构


(二)带撑结构


在两列柱之间设置斜撑，形成竖向悬臂桁架，承受水平荷载的能力要比刚架结构为高。这种结构适用于20-45层，它的梁和柱之间可以作成柔性连接，半刚性连接或刚性连接。


带撑结构


(三)筒式结构


60层以上的钢结构建筑采用筒式结构比较经济，房屋周围四个面都组成架，成为刚度很大的空间桁架体系。这种结构已经有效地用于110层的高耸房屋。筒式结构也可以不设置斜撑，而在周围四个面中把柱子排列较密，形成空间刚架式筒体。它可以用到80层高度。


筒式结构内部还可以利用电梯井作成内筒，和外简共同承受水平力，中间其它柱子则只承受竖向荷载。


(四)悬挂结构


这种体系利用位于房屋中心的内筒承受全部重力和水平荷载，内筒用钢筋混凝土或钢和钢筋混凝土组合结构，采用滑模施工。筒顶有悬伸的桁架，楼板都用高强钢材的拉杆挂在析架上。内筒完工后可以用来吊装钢结构，整个工程期较短。


通过以上对钢结构建筑组成的简要分析可以看到，结构形成空间整体，能够有效而经济地承受荷载，具有较高的强度、稳定性和刚度。如果主要承重构件本身已经形成空间整体，不需要附加支撑，可以得到十分有效的组成方案。结构方案的适宜性和施工及材料供应条件也有很大关系。在实际工程中要结合具体条件灵活运用上述基本型式。例如，在多层结构中刚架结构和带撑结构可以配合使用。可在一个方向组成刚架体系，而在垂直于它的方向则组成带撑体系二也可以在下部设置支撑而在上部作成刚架。