摘要：本文介紹了高層建筑的概念、特點、發(fā)展，詳細的介紹了巨型框架的分類及巨型框架結(jié)構(gòu)在實際工程中的運用。巨型框架結(jié)構(gòu)在傳力、節(jié)約材料等方面都有很好的優(yōu)越性，成為超高層建筑結(jié)構(gòu)中較好的選擇對象，為工程設(shè)計人員在結(jié)構(gòu)選型等方面提供了更多的選擇。

　　關(guān)鍵詞：巨型框架,框架結(jié)構(gòu),高層建筑,結(jié)構(gòu)體系

　　一、巨型結(jié)構(gòu)的概念及發(fā)展

　　在普通框架結(jié)構(gòu)中，梁和柱的截面尺寸較均勻，內(nèi)力相差較小,如將普通框架中的一部分框架的梁、柱截面尺寸加大，使之成為巨型梁和巨型柱，其余框架的梁、柱截面尺寸保持不變，框架的受力狀況將會發(fā)生很大的變化。這種框架結(jié)構(gòu)被稱為巨型框架結(jié)構(gòu)。

　　高層建筑是近代工業(yè)化和城市化結(jié)合發(fā)展產(chǎn)物，是一種緩解人口增長、土地資源緊張的有效方式。巨型結(jié)構(gòu)是一種新型結(jié)構(gòu)體系，產(chǎn)生于20世紀60年代末。巨型結(jié)構(gòu)體系是由巨型構(gòu)件組成的簡單而巨型的桁架或框架等結(jié)構(gòu)，作為高層建筑的主結(jié)構(gòu)，與其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件組成次結(jié)構(gòu)共同工作的一種結(jié)構(gòu)體系。巨型框架結(jié)構(gòu)體系一詞得名于此結(jié)構(gòu)的主要受力特征，即樓層荷載通過巨型梁傳至巨型柱，再通過巨型柱傳至基礎(chǔ)。世界上第一幢高層建筑是建于1884~1986年高55m的美國芝加哥HomeInsurance大樓(10層)，它的出現(xiàn)代表了新結(jié)構(gòu)體系的出現(xiàn)。隨著科技的進步和建筑水平的發(fā)展，高層建筑成了20世紀現(xiàn)代城市的象征。1931年建成的“摩天大樓”—紐約帝國大廈(102層，高381m)成為高層建筑發(fā)展第一階段的典型代表。1974年，443m高的芝加哥西爾斯大廈建成;中國臺北101大樓2003年建成，總高508m。世界建筑從高層到超高層發(fā)展迅速，建筑巨型結(jié)構(gòu)體系應(yīng)運而生。

　　二、巨型框架的分類

　　根據(jù)制作巨型框架結(jié)構(gòu)所采用材料的不同，巨型框架結(jié)構(gòu)可以分為以下三種類型：

　　1、鋼巨型框架

　　鋼巨型框架中，主框架的梁和柱大部分是空心耳朵空間構(gòu)件，一般可以分為桁架型、斜格型和框筒型。見圖1。

　　圖1鋼巨型框架的基本形式

　　日木神戶TC大廈是一座高層辦公樓，地下3層，地上26層，高103m。建筑平而尺寸為32m×33m(見圖2.2)。該樓采用鋼結(jié)構(gòu)巨型框架體系，在平面四角采用4片人字形豎向支撐與柱距為5.7m的4根750mm×750mm方形鋼管柱所圍成的、邊長約6.5m的鋼支撐筒作為巨型柱。在15層和頂層(第26層)，沿樓面四個角各設(shè)置一根巨型梁，巨型梁是山4榀桁架圍成的高約4m、寬約6m的立體桁架，與巨型柱組成單跨雙層巨型框架。巨型框架在一個方向成對布置，在另一個方向僅布置在外側(cè)，以便給巨型柱包圍的角部空間留有入口。見圖2。

　　圖2日木神戶TC大廈

　　2、鋼筋混土巨型框架結(jié)構(gòu)

　　我國已建成的矩形框架結(jié)構(gòu)多為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)體系的構(gòu)成方式有以下兩種：（1）由鋼筋混凝土墻圍成的芯筒與外圈的主框架和次框架組成。主框架各層巨梁之間設(shè)置小型的次框架承擔(dān)各分區(qū)段內(nèi)樓層的豎向荷載。（2）有幾個分開布置的鋼筋混凝土筒體直接充當(dāng)主框架的巨型柱，每隔6~10層設(shè)置的巨型梁就直接擱置在墻筒之上，從而形成主框架。每層巨型梁之上另設(shè)6~10層的次框架，承擔(dān)這些中間樓層的豎向荷載。

　　深圳亞洲大酒店主樓，地下1層，埋深5.5m，地上33層，高114.1m，平面為Y型。按7度抗震設(shè)防，場地屬于Ⅱ類。主樓結(jié)構(gòu)采用鋼筋混凝土巨型框架體系，利用建筑平面中心部位的三角形芯筒和三個翼肢的端筒作為主框架的4根立柱，與每隔6個樓層設(shè)置的箱型樓蓋作為大梁，構(gòu)成平面為Y形的重大主框架。在主框架的每層大梁上設(shè)有一個6層的次框架，作為6個樓層的局部承重結(jié)構(gòu)。此框架的柱距4.0m，跨度14m，層高2.9m。見圖3。

　　(a)主框架結(jié)構(gòu)平面（b）次框架結(jié)構(gòu)剖面

　　圖3深圳亞洲大酒店（單位：m）

　　3、混合巨型框架結(jié)構(gòu)

　　混合巨型框架結(jié)構(gòu)的種類很多。如主框架為混凝土或型鋼混凝土框架，次框架為鋼框架的巨型框架結(jié)構(gòu)等。

　　1973年興建的美國明尼蘇達州聯(lián)邦儲備銀行大廈（圖4）是20層的巨型懸掛結(jié)構(gòu)。整個建筑的主要受力體系是由懸掛于兩端的鋼筋混凝土豎筒上的勁性懸索和平衡索端拉力的二層樓高的巨型桁架撐桿組成。

　　圖4美國明尼蘇達州聯(lián)邦儲備銀行大樓

　　1—鋼筋混凝土筒體2—剛性懸索

　　三、結(jié)語

　　巨型框架體系的出現(xiàn)和發(fā)展適應(yīng)了現(xiàn)代建筑的發(fā)展需求。隨著巨型框架應(yīng)用越來越廣泛，這一具有良好建筑適用性的結(jié)構(gòu)體系將給人類帶來更多的靈活性和更好的居住條件。巨型結(jié)構(gòu)體系已在建筑中逐漸顯示出其獨特的優(yōu)越性，具有良好的發(fā)展前景。

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