1. 简介
钢结构是一种自重轻、刚度大的结构体系，在地震作用下钢结构 抗震等级，地震力与质量近似呈线性关系，即质量越大，地震力越大。
因此，在刚度相同的情况下，钢结构所受的地震力一般比钢筋混凝土结构要小。最重要的是钢结构的延性远优于钢筋混凝土结构，具有优良的抗倒塌能力。当地震作用较大或以地震作用为结构控制条件时，钢结构应作为结构选型考虑的主要类型之一。
2. 近年来国内钢结构工程的一些实例
北京银泰大厦
高度 250米 50层
钢架-筒体结构
（筒体为内嵌钢板壁）
天津塔
高度 333米 83层
钢框架-筒体（钢板墙）体系
广州合景泰富大厦
180米，40层
钢框架-支撑系统
厦门御花园
249米，60层
钢框架-支撑（含钢板墙）体系
在现有的工程应用中，结构高度从100米到330米不等。这反映了钢结构抗侧刚度的局限性。（这里不讨论混合结构）
抗侧力构件的类型
抵抗侧向力的主要构件有：钢支撑、钢板墙、框架柱、钢板构成的筒体。
与混凝土结构的对比示例
3.高层钢结构标准
《钢结构设计标准》GB50017-2017
建筑抗震设计规范GB50011-2010（2016版）
高层民用建筑钢结构技术规范JGJ99-2010
4、高层建筑钢结构适用高度
5.《建筑抗震规范》和《高速钢规范》引入了抗震等级的概念
6.钢结构的位移限值
地震发生频率：1/250
罕见地震：1/50
风荷载：1/250
7. 框架-支持系统
由于框架结构适用高度较小，高层钢结构一般采用框架-支撑体系，案例分析主要针对各类支撑类型进行分析。
1. 防腐规范对支架的规定
防腐规范第8.1.6条对支撑架有如下规定：
1）支撑架应双向均匀对称布置钢结构 抗震等级，支撑架间的楼面长宽比不宜大于3。（混凝土结构：6、7度为6；8、9度为5。）
2)高度不超过50m的三、四级钢结构，宜采用中心支撑，也可采用偏心支撑、屈曲约束支撑等耗能支撑。
▲交叉支撑
▲单斜杆支撑
▲人字形支撑
3）中心支撑架宜采用十字支撑、人字形支撑或单斜杆支撑，不宜采用K形支撑；支撑轴线应交于梁、柱构件轴线交点处，偏离交点时的偏心距不应超过支撑杆件的宽度，并应考虑产生的附加弯矩。当中心支撑采用仅能承受拉力的单斜杆体系时，应同时设置两组不同倾斜方向的斜杆，每组内不同方向的单斜杆截面积的水平投影面积之差不应大于10%。
▲支撑中心交于梁柱节点处
▲支撑中心偏心，柱的附加弯矩M=Ncsinα×e（偏心矩）
4)偏心支撑框架的每个支撑至少应有一端与框架梁连接，并应在该支撑与梁、柱的交叉处，或同一跨度内另一个支撑与梁的交叉处形成吸能梁段。
《抗震规范》第8.2.2条第2款规定：当偏心支撑框架部分承受的地震倾覆矩大于结构总地震倾覆矩的50%时，其阻尼比可相应增加0.005。
实际应用中，偏心支撑刚度较小，在弹性阶段很难满足这一要求。因此，如果要求偏心支撑具有耗能特性，则性能目标必须是在中震下达到耗能阶段屈服。（中震计算需采用弹性板假设）
5)采用屈曲约束支撑时，宜采用人字形支撑、成对布置的单斜拉杆支撑等，不宜采用K型或X型，支撑与柱的夹角宜在35°～55°之间。屈曲约束支撑在受压状态下，作为耗能构件的设计参数、性能检验及计算方法可按有关要求设计。
屈曲约束支撑的主要特点是通过外套筒约束支撑屈曲，保护梁、柱构件不受损坏，充分发挥支撑刚度和强度。核心板钢种为低屈服点钢（屈服强度100MPa、225Mpa）、普通低碳钢（SLY100、SLY225）。
工作原理
屈曲约束支撑的验证
防腐规范指出P388第1、2条有具体规定：“试验时，在支座长度的1/300、1/200、1/150、1/100处重复拉伸、压缩变形3次，试验获得的滞回曲线应稳定饱满，具有正的增量刚度，且最后一级变形第三循环的承载力不应小于所经历的最大承载力的85%，所经历的最大承载力不应高于屈曲约束支座极限承载力设计值的1.1倍。”
▲约束屈曲支撑试验图片
6）钢板剪力墙
▲金塔钢板墙
▲钢板墙体在国外某工程中的应用
钢板墙体的特点：易满足建筑功能（壁厚较薄）；刚度大；需采取措施防止平面外屈曲。
▲钢板墙面覆盖混凝土
▲带加劲肋的钢板墙
简化计算方法
2. 抗侧力构件概述
中心支撑——直接受力，刚性大；不能承受压力。
偏心支撑——刚度较小，弹性时影响较小；在中度和重度地震时消耗能量；应与中心支撑结合使用。
屈曲约束支撑——直接受力，刚度大，可承受拉伸或压缩；成本相对较高。
钢板墙——直接受力，刚度大，需采取抗屈曲措施。
重要提示
所有抗侧力构件应在安装阶段消除自重传递的内力，避免构件过早屈曲。
8.钢结构舒适度控制
超高层钢结构刚度小，自振周期长，在风荷载较大的沿海地区，不易满足舒适度要求。
标准：住宅建筑为0.15m/s2，办公室为0.20m/s2
解决舒适度问题的方法：1、提高结构刚度；2、增加结构阻尼
阻尼器设置
▲ 粘滞阻尼器横截面示意图
阻尼器的设置原则
厦门帝景园减振器的设置
该结构加设阻尼器的主要目的是满足结构在脉动风荷载作用下的舒适度，而舒适度以楼层加速度来评价。根据风洞试验报告，结构X方向楼层加速度已满足0.15m/s2的限值要求，结构62层Y方向加速度超过0.2m/s2。
考虑了两种阻尼器减震方案。方案一为将阻尼器沿结构Y方向布置于整栋建筑的夹层中，每层对称布置两组套索连接式阻尼器，共计56组阻尼器。具体布置方式如图2所示。方案一所采用的阻尼器吨位较小，但数量较多；为了尽量减少对建筑外观和使用功能的影响，方案二在结构中间的两层加固层中增加了8个大吨位阻尼器。具体布置方式如图3所示。
方案一、方案二阻尼器参数分别为1500kN(s/m)0.3、13000kN(s/m)0.3。
