تشمل الأنظمة الإنشائية للهياكل الفولاذية في المباني الشاهقة بشكل رئيسي الأنواع التالية:
نظام الإطار
تتميز هذه الهياكل بتوزيع واضح للقوة، وتصميم مرن، وتوفير مساحة داخلية كبيرة للمباني، كما أن صلابة كل جزء من الهيكل موحدة نسبيًا، مع ليونة كبيرة وفترة اهتزاز طبيعية طويلة. لذلك، فهي ليست حساسة لتأثير الزلازل، ولديها أداء زلزالي جيد، وبنية بسيطة، وتوحيد وتوحيد المكونات بسهولة، وسرعة بناء سريعة. ومع ذلك، فإن هيكل الإطار هو نظام هيكلي مرن نموذجي، وصلابته الجانبية لسلسلة نيسلر ضعيفة، مما قد يتسبب بسهولة في إتلاف المكونات غير الهيكلية.
نظام القوة المضادة الجانبية المزدوجة
نظام دعم الإطار الفولاذي (لوحة جدار القص)
من أجل تحسين الصلابة الجانبية للإطارات الفولاذية، ومقاومة الأحمال الأفقية بشكل فعال، وتقليل النزوح بين الطوابق، يتم عادةً ترتيب نظام دعم رأسي مكون من فولاذ زاوية أو فولاذ قناة في مستوى الجدار. عندما يكون المبنى أعلى، يكون أكثر اقتصادا من الإطار الخالص. يجب أن يكون موضع الدعم مناسبًا. من أجل التنسيق مع التصميم المعماري، يتم ترتيبه عمومًا بين عتبة النافذة والجزء العلوي السفلي للنافذة، والذي يكون مخفيًا ويمكنه تلبية احتياجات نظام الدعم.
بالنظر إلى تخطيط الأبواب والنوافذ، يمكن استخدام أشكال على شكل W، وX، وK، ومتعرجة، ونمط الباب. مفصلات الدعم والإطار، مصممة وفقًا لقضبان السحب أو قضبان الضغط. أثناء التصميم، يمكن تعديل عدد وشكل وصلابة الدعامات بناءً على ارتفاع المبنى وتأثير القوى الأفقية. من أجل تحسين الصلابة الجانبية للإطار الفولاذي بشكل فعال، يجب ترتيب الدعامة بطريقة مغلقة حول نفس مستوى المبنى لتشكيل حلقة تقوية مغلقة. يتمتع الدعامة اللامركزية بقدرة جيدة على التطويع وأداء تبديد الطاقة تحت تأثير الزلزال، ويمكن استخدامها في المناطق الزلزالية القوية.
نظام جدار القص الخرساني ذو الإطار الفولاذي
نظام هيكل جدار القص بإطار فولاذي هو الأكثر استخدامًا في الصين. يعتمد نظام هيكل جدار القص بإطار فولاذي على أساس الإطار الأصلي، من أجل زيادة الصلابة الجانبية للهيكل ومنع الإزاحة الجانبية المفرطة، وفقًا لمبدأ الصلابة الكلية الموحدة، يتم إعداد جدران القص أو الأنابيب الأساسية لمقاومة الأحمال الأفقية.
يستخدم هذا النظام جدران القص الخرسانية المسلحة المصبوبة في الموقع في أقفاص السلالم أو الأجزاء المناسبة الأخرى (مثل الجدران الفاصلة) كنظام رئيسي لمقاومة القوة الجانبية للهيكل، ويتحمل جزء الإطار بشكل أساسي الأحمال الرأسية. يتميز بالتصميم المرن والاستخدام المريح لهيكل الإطار، بالإضافة إلى الصلابة الكبيرة. تشمل أنظمة جدران القص الشائعة جدران القص المصنوعة من ألواح فولاذية، وجدران القص المدعمة بألواح فولاذية مدمجة، وجدران القص الخرسانية ذات الوصلات الرأسية.
نظام أنابيب الخرسانة ذات الإطار الفولاذي
يتكون هذا النظام من أنبوب أساسي من الخرسانة المسلحة المصبوبة في الموقع محاط بحمام (أو مبنى أو غرفة مصعد)، ومُدمج مع إطار فولاذي مدرفل على الساخن على شكل حرف H لتشكيل هيكل مركب. خصائص الإجهاد لنظام الأنبوب الأساسي ذي الإطار الفولاذي تشبه تلك الموجودة في نظام هيكل القص لإطار الخرسانة المسلحة. خصائصه هي تقسيم واضح للقوى في الهيكل، وصلابة جانبية قوية للغاية للأنبوب الأساسي، والتي تتحمل بشكل أساسي الأحمال الأفقية (تمثل أكثر من 90٪ من إجمالي الصلابة الجانبية للهيكل)؛ تتحمل الإطارات الفولاذية بشكل أساسي الأحمال الرأسية ويمكنها تقليل حجم المقطع العرضي للمكونات الفولاذية. هناك بالفعل الكثير من الخبرة في التطبيق في الصين.
نظام جديد لمكافحة القوة الجانبية
يتضمن ذلك نظام هيكل جملوني قص إطار فولاذي، ونظام هيكل أنبوبي خرساني (جدار قص) إطار فولاذي من Changsun يتكون من الجمع بين تخطيط أعمدة المصاعد أو أعمدة خطوط الأنابيب أو جدران السلالم، ونظام هيكل جدار قص من صفائح فولاذية ذات إطار فولاذي.
يجب أن يتحمل الإطار الفولاذي الأحمال الرأسية بشكل أساسي، بينما يعمل الإطار الفولاذي وجملون القص وجدار القص معًا لتحمل الأحمال الأفقية، لضمان التحكم في الإزاحة الأفقية للهيكل ضمن القيم المسموح بها المحددة في المواصفات. يمكن أن تكون مكونات القوة المضادة للجانب عبارة عن جملونات قص أو أنابيب نواة خرسانية (جدران قص) أو جدران قص من ألواح فولاذية قص. يمكن تبني أنظمة قوة مضادة للجانب مختلفة أثناء التصميم بناءً على ارتفاع المبنى وتأثير القوة الأفقية.
نظام هيكل الجمالون المتدرج
تتكون من أعمدة على الجانب الخارجي للمنزل وجملون بامتداد يساوي عرض المنزل، ويكون ارتفاع الجملون مساوياً لارتفاع الأرضية، ويتم ترتيب الطبقتين العلوية والسفلية بالتناوب على أعمدة متجاورة، حيث يوضع أحد طرفي بلاطة الأرضية على الوتر العلوي للجملون، والطرف الآخر يوضع على الوتر السفلي للجملون المجاور، ونظراً لترتيب الجملون بحجرتين وعدم وجود أعمدة في المنتصف، فهو مناسب جداً للمباني السكنية والفندقية التي تتطلب تخطيطاً مرناً لكل وحدة.
في الوقت نفسه، بسبب ترتيب حجرات الجمالون، يتم تقليل عزم الانحناء المحلي الناتج عن وتر الجمالون، مما يجعل عزم الانحناء للعمود في مستوى الإطار صغيرًا جدًا، ويخضع بشكل أساسي للقوة المحورية، مما يساعد على تقليل حجم المقطع العرضي للعمود. الصلابة الجانبية للإطار كبيرة، والإزاحة الجانبية صغيرة.
