一、概況
高層鋼結(jié)構(gòu)建筑在國外已有110多年的歷史，1883年早一幢鋼結(jié)構(gòu)高層建筑在美國芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰(zhàn)后由于地價的上漲和人口的迅速增長，以及對高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計算技術(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；同時高強度鋼材應(yīng)運而生，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)計建造可說是同步前進。
超高層建筑的發(fā)展體現(xiàn)了發(fā)達國家的建筑科技水平、材料工業(yè)水平和綜合技術(shù)水平，也是建設(shè)部門財力雄厚的象征。
我國的高層與超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自改革開放以來已有20年的歷史，并在設(shè)計和施工中積累了不少經(jīng)驗，已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99-98。
東南網(wǎng)架集團的“東南科技研發(fā)中心”的初步設(shè)計已于2003年9月20日在蕭山賓館通過專家的論證和區(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、培訓(xùn)、檢測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)架集團對建設(shè)部授予“鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地”的榮譽和責任。
東南網(wǎng)架集團已設(shè)計、制作、安裝了4000多項難度大、造型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程，如廣州新體育館主場館、廣州新白云國際機場、廣州國際會展中心、黃龍體育中心、河南省體育場、杭州大劇院、寧波新橋化工辦公樓、廈門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、制作、安裝經(jīng)驗。為了進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
對于高層及超高層建筑的劃分，建筑設(shè)計規(guī)范、建筑抗震設(shè)計規(guī)范、建筑防火設(shè)計規(guī)范沒有一個統(tǒng)一規(guī)定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過60m為超高層建筑。
對于結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設(shè)計原則，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)計中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號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，但其缺點是導(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兩種型號的耐火鋼，其物理力學(xué)指標、化學(xué)性能及抗沖擊韌性和可焊性，都能達到結(jié)構(gòu)鋼的要求。普通鋼材當達到600℃的高溫時已完全喪失承載能力，寶鋼生產(chǎn)的這兩個品種鋼材當達到600℃時其屈服強度還有150～220Mpa。
一般高層和超高層建筑當采用框—剪、框—筒結(jié)構(gòu)體系時的經(jīng)濟性統(tǒng)計為：鋼結(jié)構(gòu)造價=鋼材費用（約占40%）+制作安裝費用（約占30%）+防火涂料費用（約占30%），防火涂料所占總造價的比重較大。如果使用高強度耐火鋼雖價格略有上升，但防火涂料價格有較大幅度下降，可望部分抵消由此帶來的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。
高強度耐火鋼的應(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)高層建筑在美國芝加哥拔地而起，到了二次世界大戰(zhàn)后由于地價的上漲和人口的迅速增長，以及對高層及超高層建筑的結(jié)構(gòu)體系的研究日趨完善、計算技術(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；同時高強度鋼材應(yīng)運而生，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)計建造可說是同步前進。
超高層建筑的發(fā)展體現(xiàn)了發(fā)達國家的建筑科技水平、材料工業(yè)水平和綜合技術(shù)水平，也是建設(shè)部門財力雄厚的象征。
我國的高層與超高層鋼結(jié)構(gòu)建筑自改革開放以來已有20年的歷史，并在設(shè)計和施工中積累了不少經(jīng)驗，已有我國自行編制的《高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》JGJ 99-98。
東南網(wǎng)架集團的“東南科技研發(fā)中心”的初步設(shè)計已于2003年9月20日在蕭山賓館通過專家的論證和區(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、培訓(xùn)、檢測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)架集團對建設(shè)部授予“鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化基地”的榮譽和責任。
東南網(wǎng)架集團已設(shè)計、制作、安裝了4000多項難度大、造型復(fù)雜鋼結(jié)構(gòu)工程，如廣州新體育館主場館、廣州新白云國際機場、廣州國際會展中心、黃龍體育中心、河南省體育場、杭州大劇院、寧波新橋化工辦公樓、廈門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、制作、安裝經(jīng)驗。為了進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
對于高層及超高層建筑的劃分，建筑設(shè)計規(guī)范、建筑抗震設(shè)計規(guī)范、建筑防火設(shè)計規(guī)范沒有一個統(tǒng)一規(guī)定，一般認為建筑總高度超過24m為高層建筑，建筑總高度超過60m為超高層建筑。
對于結(jié)構(gòu)設(shè)計來講，按照建筑使用功能的要求、建筑高度的不同以及擬建場地的抗震設(shè)防烈度以經(jīng)濟、合理、安全、可靠的設(shè)計原則，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)計中除采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)（代號RC）外，還采用型鋼混凝土結(jié)構(gòu)（代號SRC），鋼管混凝土結(jié)構(gòu)（代號CFS）和全鋼結(jié)構(gòu)（代號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，但其缺點是導(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兩種型號的耐火鋼，其物理力學(xué)指標、化學(xué)性能及抗沖擊韌性和可焊性，都能達到結(jié)構(gòu)鋼的要求。普通鋼材當達到600℃的高溫時已完全喪失承載能力，寶鋼生產(chǎn)的這兩個品種鋼材當達到600℃時其屈服強度還有150～220Mpa。
一般高層和超高層建筑當采用框—剪、框—筒結(jié)構(gòu)體系時的經(jīng)濟性統(tǒng)計為：鋼結(jié)構(gòu)造價=鋼材費用（約占40%）+制作安裝費用（約占30%）+防火涂料費用（約占30%），防火涂料所占總造價的比重較大。如果使用高強度耐火鋼雖價格略有上升，但防火涂料價格有較大幅度下降，可望部分抵消由此帶來的成本上升，而且可靠度及安全性有了一定的保障。
高強度耐火鋼的應(yīng)用在高層及超高層建筑中，也展示了東南集團在采用新材料、新技術(shù)上的重大創(chuàng)舉。