近幾十年來，各國(guó)的大城市由于人口高度密集、生產(chǎn)和生活用房緊張、交通擁擠、地價(jià)昂貴，因此城市建筑逐漸向高空發(fā)展，高層和超高層建筑迅速出現(xiàn)，最高的建筑已達(dá)百層以上，高度在50層左右的超高層建筑有大規(guī)模發(fā)展和普遍興建的趨勢(shì)。
高層鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
1.結(jié)構(gòu)性能的特點(diǎn)
(1)自重輕
以中等高度的高層結(jié)構(gòu)為例，采用鋼結(jié)構(gòu)承重骨架，可比鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)減輕自重113以上，因而可顯著減輕結(jié)構(gòu)傳至基礎(chǔ)的豎向荷載與地震作用。
(2)抗震性能良好
由于鋼材良好的彈塑性性能，可使承重骨架及節(jié)點(diǎn)等在地震作用下具有良好的延性及耐震效果。
(3)能更充分地利用建筑空間
與同類鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)相比，由于柱網(wǎng)尺寸可適當(dāng)加大及承重柱截面尺寸較小，因而可相應(yīng)增加建筑使用面積2%-4%。此外，由于可采用組合樓蓋井利用鋼梁腹板穿孔設(shè)置管線，還可適當(dāng)降低建筑層高。由于設(shè)計(jì)桂網(wǎng)尺寸的選擇幅度較大，更有利于滿足建筑功能的空間劃分。
(4)建造速度快
由于可以在工廠制造構(gòu)件，并采用高強(qiáng)度螺栓與焊接連接以及組合樓板等配套技術(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)裝配式施工，與同類鋼筋混凝土高層結(jié)構(gòu)相比，一般可縮短建設(shè)周期1/4-113。
(5)防火性能差
不加耐火防護(hù)的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件，其平均耐火時(shí)限約為15 min，明顯低于鋼筋混凝土構(gòu)件。
故當(dāng)有防火要求時(shí)，鋼構(gòu)件表面必須用專門的耐火涂層防護(hù)，以滿足《高層民用建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50045-95)的要求。
2.結(jié)構(gòu)荷載的特點(diǎn)
①水平荷載是設(shè)計(jì)控制荷載。與其他高層結(jié)構(gòu)一樣，由于建筑高度顯著增加，風(fēng)荷載或地震作用等水平荷載成為設(shè)計(jì)高層鋼結(jié)構(gòu)的控制性荷載，從而對(duì)結(jié)構(gòu)材料用量也有著極大的影響。隨建筑高度增加，結(jié)構(gòu)材料用量增加幅度變化可參見圖4-1。
②風(fēng)荷載和地震作用雖然都是控制水平荷載，但由于兩者性質(zhì)不同，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)特別注意其剛接框架結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下的承載能力決定于梁、柱的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，在這方面的受力情況與其他結(jié)構(gòu)體系的情況基本相同。水平荷載的作用是剛接框架結(jié)構(gòu)不能用于層數(shù)過高的樓房的決定性因素。圖4-3表示平面框架結(jié)構(gòu)在水平荷載作用下的水平位移(圖4-3 (a)虛線)，它包括兩部分，一部分是豎向構(gòu)件(柱)承受軸向壓力或拉力引起的水平位移(圖4-3(b) )，另一部分為各層梁、柱在剪力作用下引起的水平位移(圖4-3(c))，后者可能占總水平位移的80%左右。
框架結(jié)構(gòu)體系的最大優(yōu)點(diǎn)是建筑平面布置靈活，能適用于各類性質(zhì)的建筑;其缺點(diǎn)是側(cè)向剛度較差，在大風(fēng)或中等地震荷載作用下，層間位移較大，會(huì)導(dǎo)致非結(jié)構(gòu)部件破壞。我國(guó)上海新建的金山港飯店和金沙江大酒店，均采用鋼框架結(jié)構(gòu)體系。
