一、概況
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在國(guó)外已有110多年的歷史，1883年早一幢鋼結(jié)構(gòu)高層建筑在美國(guó)芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰(zhàn)后由于地價(jià)的上漲和人口的迅速增長(zhǎng)，以及對(duì)高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和施工技術(shù)水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發(fā)展。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面積比率越來(lái)越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑；同時(shí)高強(qiáng)度鋼材應(yīng)運(yùn)而生，在超高層建筑中采用部分鋼結(jié)構(gòu)或全鋼結(jié)構(gòu)的理論研究與設(shè)計(jì)建造可說(shuō)是同步前進(jìn)。
超高層建筑的發(fā)展體現(xiàn)了發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑科技水平、材料工業(yè)水平和綜合技術(shù)水平，也是建設(shè)部門(mén)財(cái)力雄厚的象征。
我國(guó)的高層與超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自改革開(kāi)放以來(lái)已有20年的歷史，并在設(shè)計(jì)和施工中積累了不少經(jīng)驗(yàn)，已有我國(guó)自行編制的《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99-98。
東南網(wǎng)架集團(tuán)的“東南科技研發(fā)中心”的初步設(shè)計(jì)已于2003年9月20日在蕭山賓館通過(guò)專家的論證和區(qū)政府領(lǐng)導(dǎo)的審查。這是一幢地下二層，地上二十六層，層高3.6m，集研發(fā)、設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、檢測(cè)為一體的多功能智能大樓。建筑物為總高度100m、建筑總面積4.0萬(wàn)平方米的全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，建筑造型新穎、美觀、大方，充分展示了鋼結(jié)構(gòu)的特性和現(xiàn)代建筑風(fēng)格。
全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，國(guó)內(nèi)為數(shù)不多，在杭州市乃至浙江省屬于首創(chuàng)，這體現(xiàn)了東南網(wǎng)架集團(tuán)對(duì)建設(shè)部授予“鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地”的榮譽(yù)和責(zé)任。
東南網(wǎng)架集團(tuán)已設(shè)計(jì)、制作、安裝了4000多項(xiàng)難度大、造型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程，如廣州新體育館主場(chǎng)館、廣州新白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)、廣州國(guó)際會(huì)展中心、黃龍?bào)w育中心、河南省體育場(chǎng)、杭州大劇院、寧波新橋化工辦公樓、廈門(mén)氣象局綜合樓等工程，在鋼結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)積累了豐富的設(shè)計(jì)、制作、安裝經(jīng)驗(yàn)。為了進(jìn)一步提高廣大員工在超高層鋼結(jié)構(gòu)上的技術(shù)水平，從結(jié)構(gòu)體系、材料選用、制作與安裝等方面加以闡述。
二、高層及超高層結(jié)構(gòu)體系
對(duì)于高層及超高層建筑的劃分，建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一規(guī)定，一般認(rèn)為建筑總高度超過(guò)24m為高層建筑，建筑總高度超過(guò)60m為超高層建筑。
對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框—筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。
高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號(hào)S或SS）。
東南科技研發(fā)中心，建筑高度100m，柱網(wǎng)為8.4m，抗震設(shè)防烈度為6度，采用框架—剪力墻或框—筒結(jié)構(gòu)體系較為經(jīng)濟(jì)合理，這種結(jié)構(gòu)體系的剪力墻或筒體是很好的抗側(cè)力構(gòu)件，常常承擔(dān)了大部分的風(fēng)載和地震荷載產(chǎn)生的水平側(cè)力，總體剛度大，側(cè)移小，且滿足玻璃幕墻的外裝飾要求。
三、材料的選用
鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術(shù)的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。
目前寶鋼投入生產(chǎn)的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號(hào)的耐火鋼，其物理力學(xué)指標(biāo)、化學(xué)性能及抗沖擊韌性和可焊性，都能達(dá)到結(jié)構(gòu)鋼的要求。普通鋼材當(dāng)達(dá)到600℃的高溫時(shí)已完全喪失承載能力，寶鋼生產(chǎn)的這兩個(gè)品種鋼材當(dāng)達(dá)到600℃時(shí)其屈服強(qiáng)度還有150～220Mpa。
一般高層和超高層建筑當(dāng)采用框—剪、框—筒結(jié)構(gòu)體系時(shí)的經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)計(jì)為：鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)=鋼材費(fèi)用（約占40%）+制作安裝費(fèi)用（約占30%）+防火涂料費(fèi)用（約占30%），防火涂料所占總造價(jià)的比重較大。如果使用高強(qiáng)度耐火鋼雖價(jià)格略有上升，但防火涂料價(jià)格有較大幅度下降，可望部分抵消由此帶來(lái)的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。
高強(qiáng)度耐火鋼的應(yīng)用在高層及超高層建筑中，也展示了東南集團(tuán)在采用新材料、新技術(shù)上的重大創(chuàng)舉。
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在國(guó)外已有110多年的歷史，1883年早一幢鋼結(jié)構(gòu)高層建筑在美國(guó)芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰(zhàn)后由于地價(jià)的上漲和人口的迅速增長(zhǎng)，以及對(duì)高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和施工技術(shù)水平的不斷提高，使高層和超高層建筑迅猛發(fā)展。鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)在超高層建筑中由于自重大，柱子所占的建筑面積比率越來(lái)越大，在超高層建筑中采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)受到質(zhì)疑；同時(shí)高強(qiáng)度鋼材應(yīng)運(yùn)而生，在超高層建筑中采用部分鋼結(jié)構(gòu)或全鋼結(jié)構(gòu)的理論研究與設(shè)計(jì)建造可說(shuō)是同步前進(jìn)。
超高層建筑的發(fā)展體現(xiàn)了發(fā)達(dá)國(guó)家的建筑科技水平、材料工業(yè)水平和綜合技術(shù)水平，也是建設(shè)部門(mén)財(cái)力雄厚的象征。
我國(guó)的高層與超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自改革開(kāi)放以來(lái)已有20年的歷史，并在設(shè)計(jì)和施工中積累了不少經(jīng)驗(yàn)，已有我國(guó)自行編制的《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99-98。
東南網(wǎng)架集團(tuán)的“東南科技研發(fā)中心”的初步設(shè)計(jì)已于2003年9月20日在蕭山賓館通過(guò)專家的論證和區(qū)政府領(lǐng)導(dǎo)的審查。這是一幢地下二層，地上二十六層，層高3.6m，集研發(fā)、設(shè)計(jì)、培訓(xùn)、檢測(cè)為一體的多功能智能大樓。建筑物為總高度100m、建筑總面積4.0萬(wàn)平方米的全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，建筑造型新穎、美觀、大方，充分展示了鋼結(jié)構(gòu)的特性和現(xiàn)代建筑風(fēng)格。
全鋼結(jié)構(gòu)超高層建筑，國(guó)內(nèi)為數(shù)不多，在杭州市乃至浙江省屬于首創(chuàng)，這體現(xiàn)了東南網(wǎng)架集團(tuán)對(duì)建設(shè)部授予“鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地”的榮譽(yù)和責(zé)任。
東南網(wǎng)架集團(tuán)已設(shè)計(jì)、制作、安裝了4000多項(xiàng)難度大、造型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程，如廣州新體育館主場(chǎng)館、廣州新白云國(guó)際機(jī)場(chǎng)、廣州國(guó)際會(huì)展中心、黃龍?bào)w育中心、河南省體育場(chǎng)、杭州大劇院、寧波新橋化工辦公樓、廈門(mén)氣象局綜合樓等工程，在鋼結(jié)構(gòu)方面已經(jīng)積累了豐富的設(shè)計(jì)、制作、安裝經(jīng)驗(yàn)。為了進(jìn)一步提高廣大員工在超高層鋼結(jié)構(gòu)上的技術(shù)水平，從結(jié)構(gòu)體系、材料選用、制作與安裝等方面加以闡述。
二、高層及超高層結(jié)構(gòu)體系
對(duì)于高層及超高層建筑的劃分，建筑設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范、建筑防火設(shè)計(jì)規(guī)范沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一規(guī)定，一般認(rèn)為建筑總高度超過(guò)24m為高層建筑，建筑總高度超過(guò)60m為超高層建筑。
對(duì)于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟(jì)、合理、安全、可靠的設(shè)計(jì)原則，選擇相應(yīng)的結(jié)構(gòu)體系，一般分為六大類：框架結(jié)構(gòu)體系、剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框架—剪力墻結(jié)構(gòu)體系、框—筒結(jié)構(gòu)體系、筒中筒結(jié)構(gòu)體系、束筒結(jié)構(gòu)體系。
高層和超高層建筑在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號(hào)CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號(hào)S或SS）。
東南科技研發(fā)中心，建筑高度100m，柱網(wǎng)為8.4m，抗震設(shè)防烈度為6度，采用框架—剪力墻或框—筒結(jié)構(gòu)體系較為經(jīng)濟(jì)合理，這種結(jié)構(gòu)體系的剪力墻或筒體是很好的抗側(cè)力構(gòu)件，常常承擔(dān)了大部分的風(fēng)載和地震荷載產(chǎn)生的水平側(cè)力，總體剛度大，側(cè)移小，且滿足玻璃幕墻的外裝飾要求。
三、材料的選用
鋼結(jié)構(gòu)有很多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)大，耐火性差。隨著冶金技術(shù)的提高，耐火鋼的研究成功并投入生產(chǎn)，為鋼結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造了條件。
目前寶鋼投入生產(chǎn)的有B400RNQ和B490RNQ兩種型號(hào)的耐火鋼，其物理力學(xué)指標(biāo)、化學(xué)性能及抗沖擊韌性和可焊性，都能達(dá)到結(jié)構(gòu)鋼的要求。普通鋼材當(dāng)達(dá)到600℃的高溫時(shí)已完全喪失承載能力，寶鋼生產(chǎn)的這兩個(gè)品種鋼材當(dāng)達(dá)到600℃時(shí)其屈服強(qiáng)度還有150～220Mpa。
一般高層和超高層建筑當(dāng)采用框—剪、框—筒結(jié)構(gòu)體系時(shí)的經(jīng)濟(jì)性統(tǒng)計(jì)為：鋼結(jié)構(gòu)造價(jià)=鋼材費(fèi)用（約占40%）+制作安裝費(fèi)用（約占30%）+防火涂料費(fèi)用（約占30%），防火涂料所占總造價(jià)的比重較大。如果使用高強(qiáng)度耐火鋼雖價(jià)格略有上升，但防火涂料價(jià)格有較大幅度下降，可望部分抵消由此帶來(lái)的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。
高強(qiáng)度耐火鋼的應(yīng)用在高層及超高層建筑中，也展示了東南集團(tuán)在采用新材料、新技術(shù)上的重大創(chuàng)舉。