Los sistemas estructurales de estructuras de acero en edificios de gran altura incluyen principalmente los siguientes tipos:
Sistema marco
Sus características son una clara distribución de fuerzas, un diseño flexible, proporcionando un gran espacio interior para los edificios, y la rigidez de cada parte de la estructura es relativamente uniforme, con una gran ductilidad y un largo período de vibración natural. Por lo tanto, no es sensible a la acción sísmica, tiene un buen rendimiento sísmico, una estructura simple, una fácil estandarización y finalización de los componentes y una rápida velocidad de construcción. Sin embargo, la estructura del marco es un sistema estructural flexible típico, y su rigidez lateral de la cadena Nessler es deficiente, lo que puede causar fácilmente daños a los componentes no estructurales.
Sistema dual anti fuerza lateral
Sistema de soporte de estructura de acero (panel de pared de corte)
Para mejorar la rigidez lateral de los marcos de acero, resistir eficazmente las cargas horizontales y reducir el desplazamiento entre pisos, generalmente se dispone un sistema de soporte vertical compuesto por acero angular o acero en forma de canal en el plano de la pared. Cuando el edificio es más alto, es más económico que un marco puro. La posición del soporte debe ser apropiada. Para coordinar con el diseño arquitectónico, generalmente se coloca entre el alféizar de la ventana y la parte superior inferior de la ventana, que queda oculta y puede satisfacer las necesidades del sistema de soporte.
Teniendo en cuenta la disposición de las puertas y ventanas, se pueden utilizar formas en forma de W, X, K, espiga y estilo puerta. Soporte y bisagra del marco, diseñados según varillas de tracción o varillas de compresión. Durante el diseño, la cantidad, la forma y la rigidez de los soportes se pueden ajustar en función de la altura del edificio y el efecto de las fuerzas horizontales. Para mejorar de manera efectiva la rigidez lateral del marco de acero, el soporte debe disponerse de manera cerrada alrededor del mismo plano del edificio para formar un aro de refuerzo cerrado. El soporte excéntrico tiene buena ductilidad y rendimiento de disipación de energía bajo la acción de un terremoto, y se puede utilizar en áreas sísmicas fuertes.
Sistema de muro de corte de hormigón con estructura de acero
El sistema de estructura de muro de corte con estructura de acero es el más utilizado en China. El sistema de estructura de muro de corte con estructura de acero se basa en la base del marco original, con el fin de aumentar la rigidez lateral de la estructura y evitar un desplazamiento lateral excesivo, de acuerdo con el principio de rigidez general uniforme, los muros de corte o tubos centrales se configuran para resistir cargas horizontales.
Este sistema utiliza muros de corte de hormigón armado colado en el lugar en huecos de escalera u otras partes apropiadas (como tabiques divisorios) como el principal sistema resistente a la fuerza lateral de la estructura, y la parte del marco soporta principalmente cargas verticales. Tiene las características de un diseño flexible y un uso conveniente de la estructura del marco, así como una rigidez significativa. Los sistemas de muros de corte comunes incluyen muros de corte de placa de acero, muros de corte soportados con placa de acero empotrada y muros de corte de hormigón con juntas verticales.
Sistema de tubos con núcleo de hormigón y estructura de acero
Este sistema está compuesto por un tubo central de hormigón armado colado en el lugar rodeado por un baño (o edificio, sala de ascensor), y combinado con un marco de acero laminado en caliente en forma de H para formar una estructura compuesta. Las características de tensión del sistema de 2 tubos centrales con marco de acero son similares a las del sistema de estructura de corte con marco de hormigón armado. Sus características son una clara división de fuerzas en la estructura, una rigidez antilateral extremadamente fuerte del tubo central, que soporta principalmente cargas horizontales (que representan más del 90% de la rigidez antilateral total de la estructura); los marcos de acero soportan principalmente cargas verticales y pueden reducir el tamaño de la sección transversal de los componentes de acero. Ya existe mucha experiencia de aplicación en China.
Nuevo sistema anti fuerza lateral
Esto incluye un sistema de estructura de armadura de corte con marco de acero, un sistema de estructura de tubo de núcleo de hormigón (muro de corte) con marco de acero Changsun formado mediante la combinación del diseño de huecos de ascensores, huecos de tuberías o paredes de escaleras, y un sistema de estructura de núcleo de pared de corte con placa de acero con marco de acero.
Haga que el marco de acero soporte principalmente cargas verticales, mientras que el marco de acero, la cercha de corte y el muro de corte trabajen juntos para soportar cargas horizontales, para garantizar que el desplazamiento horizontal de la estructura se controle dentro de los valores permitidos especificados en las especificaciones. Los componentes anti-fuerza lateral pueden ser cerchas de corte, tubos de núcleo de hormigón (muros de corte) o muros de corte de placa de acero de corte. Se pueden adoptar diferentes sistemas anti-fuerza lateral durante el diseño según la altura del edificio y el efecto de la fuerza horizontal.
Sistema de estructura de celosía escalonada
Consta de columnas en el lado exterior de la casa y una cercha con una luz igual al ancho de la casa. La altura de la cercha es igual a la altura del piso, y las capas superior e inferior están dispuestas de forma alternada sobre columnas adyacentes. Un extremo de la losa del piso se coloca sobre el cordón superior de la cercha, y el otro extremo se coloca sobre el cordón inferior de la cercha adyacente. Debido a la disposición de una cercha con dos vanos y sin columnas en el medio, es muy adecuada para edificios residenciales y hoteleros que requieren una disposición flexible de cada unidad.
Al mismo tiempo, debido a la disposición de los compartimentos de la armadura, el momento de flexión local causado por la cuerda de la armadura se reduce, lo que hace que el momento de flexión de la columna en el plano del marco sea muy pequeño, sometido principalmente a la fuerza axial, lo que favorece la reducción del tamaño de la sección transversal de la columna. La rigidez lateral del marco es grande y el desplazamiento lateral es pequeño.
