Τα δομικά συστήματα μεταλλικών κατασκευών σε πολυώροφα κτίρια περιλαμβάνουν κυρίως τους ακόλουθους τύπους:
Σύστημα πλαίσιο
Τα χαρακτηριστικά του είναι η σαφής κατανομή δύναμης, η ευέλικτη διάταξη, η παροχή μεγάλου εσωτερικού χώρου για κτίρια και η ακαμψία κάθε τμήματος της κατασκευής είναι σχετικά ομοιόμορφη, με μεγάλη ολκιμότητα και μακρά φυσική περίοδο δόνησης. Επομένως, δεν είναι ευαίσθητο στη σεισμική δράση, έχει καλή σεισμική απόδοση, απλή δομή, εύκολη τυποποίηση και οριστικοποίηση εξαρτημάτων και γρήγορη ταχύτητα κατασκευής. Ωστόσο, η δομή του πλαισίου είναι ένα τυπικό εύκαμπτο δομικό σύστημα και η πλευρική ακαμψία της αλυσίδας Nessler είναι κακή, γεγονός που μπορεί εύκολα να προκαλέσει ζημιά σε μη δομικά στοιχεία.
Σύστημα διπλής αντιπλευρικής δύναμης
Σύστημα στήριξης σκελετού από χάλυβα (διατμητικό πάνελ τοίχου).
Προκειμένου να βελτιωθεί η πλευρική ακαμψία των χαλύβδινων πλαισίων, να αντιστέκονται αποτελεσματικά τα οριζόντια φορτία και να μειωθεί η μετατόπιση μεταξύ των ορόφων, ένα κατακόρυφο σύστημα στήριξης που αποτελείται από χάλυβα γωνίας ή χάλυβα καναλιού διατάσσεται συνήθως στο επίπεδο τοίχου. Όταν το κτίριο είναι ψηλότερα, είναι πιο οικονομικό από ένα καθαρό πλαίσιο. Η θέση του στηρίγματος πρέπει να είναι κατάλληλη. Προκειμένου να συντονιστεί με τον αρχιτεκτονικό σχεδιασμό, είναι γενικά διατεταγμένο μεταξύ του περβάζι παραθύρου και της κάτω κορυφής του παραθύρου, το οποίο είναι και κρυμμένο και μπορεί να καλύψει τις ανάγκες του συστήματος στήριξης.
Λαμβάνοντας υπόψη τη διάταξη των θυρών και των παραθύρων, μπορούν να χρησιμοποιηθούν φόρμες σχήματος W, σχήματος X, σχήματος Κ, σχήματος ψαροκόκαλου και στυλ πόρτας. Μεντεσές στήριξης και πλαισίου, σχεδιασμένοι σύμφωνα με ράβδους έλξης ή ράβδους συμπίεσης. Κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού, ο αριθμός, η μορφή και η ακαμψία των στηριγμάτων μπορούν να ρυθμιστούν με βάση το ύψος του κτιρίου και την επίδραση των οριζόντιων δυνάμεων. Προκειμένου να βελτιωθεί αποτελεσματικά η πλευρική ακαμψία του χαλύβδινου σκελετού, το στήριγμα θα πρέπει να τοποθετηθεί κλειστά γύρω από το ίδιο επίπεδο του κτιρίου για να σχηματίσει ένα κλειστό στεφάνι ενίσχυσης. Το έκκεντρο στήριγμα έχει καλή απόδοση ολκιμότητας και διάχυσης ενέργειας υπό τη δράση του σεισμού και μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε ισχυρές σεισμικές περιοχές.
Σύστημα διάτμησης τοίχων από σκυρόδεμα από χάλυβα
Το σύστημα δομής διάτμησης τοιχώματος από χαλύβδινο πλαίσιο χρησιμοποιείται πιο συχνά στην Κίνα. Το σύστημα δομής διατμητικού τοιχώματος από χαλύβδινο σκελετό βασίζεται στο αρχικό θεμέλιο του πλαισίου, προκειμένου να αυξηθεί η πλευρική ακαμψία της κατασκευής και να αποτραπεί η υπερβολική πλευρική μετατόπιση, σύμφωνα με την αρχή της ομοιόμορφης συνολικής ακαμψίας, τα διατμητικά τοιχώματα ή οι σωλήνες πυρήνα τοποθετούνται για να αντέχουν οριζόντια φορτία.
Αυτό το σύστημα χρησιμοποιεί διατμητικούς τοίχους από οπλισμένο σκυρόδεμα σε κλιμακοστάσια ή άλλα κατάλληλα μέρη (όπως διαχωριστικά τοιχώματα) ως το κύριο σύστημα αντοχής σε πλευρικές δυνάμεις της κατασκευής και το τμήμα του πλαισίου φέρει κυρίως κατακόρυφα φορτία. Έχει τα χαρακτηριστικά της ευέλικτης διάταξης και της βολικής χρήσης της δομής του πλαισίου, καθώς και σημαντική ακαμψία. Τα κοινά συστήματα διατμητικής τοιχοποιίας περιλαμβάνουν διατμητικούς τοίχους από χαλύβδινη πλάκα, διατμητικούς τοίχους με στήριξη από ενσωματωμένη πλάκα χάλυβα και διατμητικούς τοίχους σκυροδέματος με κατακόρυφους αρμούς.
Σύστημα σωλήνων πυρήνα από σκυρόδεμα από χάλυβα
Αυτό το σύστημα αποτελείται από έναν σωλήνα πυρήνα από οπλισμένο σκυρόδεμα που περιβάλλεται από ένα μπάνιο (ή κτίριο, δωμάτιο ανελκυστήρα) και συνδυάζεται με ένα χαλύβδινο πλαίσιο σε σχήμα Η θερμής έλασης για να σχηματίσει μια σύνθετη κατασκευή. Τα χαρακτηριστικά καταπόνησης του συστήματος σωλήνων 2 πυρήνων από χαλύβδινο πλαίσιο είναι παρόμοια με εκείνα του συστήματος διάτμησης σκελετού από οπλισμένο σκυρόδεμα. Τα χαρακτηριστικά του είναι η σαφής κατανομή των δυνάμεων στην κατασκευή, η εξαιρετικά ισχυρή αντιπλευρική ακαμψία του σωλήνα πυρήνα, που φέρει κυρίως οριζόντια φορτία (που αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 90% της συνολικής αντιπλευρικής ακαμψίας της κατασκευής). Τα χαλύβδινα πλαίσια φέρουν κυρίως κατακόρυφα φορτία και μπορούν να μειώσουν το μέγεθος της διατομής των χαλύβδινων εξαρτημάτων. Υπάρχει ήδη μεγάλη εμπειρία εφαρμογής στην Κίνα.
Νέο σύστημα αντιπλευρικής δύναμης
Αυτό περιλαμβάνει ένα σύστημα δομής δοκών διάτμησης σκελετού από χάλυβα, ένα σύστημα δομής σωλήνων πυρήνα από σκυρόδεμα (διατμητικό τοίχωμα) από χάλυβα Changsun που σχηματίζεται με συνδυασμό της διάταξης φρεάτων ανελκυστήρα, φρεάτων αγωγών ή τοίχων σκαλοπατιών και πυρήνα δομής διάτμησης πλάκας από χάλυβα από χάλυβα Σύστημα.
Κάντε το χαλύβδινο σκελετό να φέρει κυρίως κατακόρυφα φορτία, ενώ το χαλύβδινο πλαίσιο, το δοκό διάτμησης και το διατμητικό τοίχωμα συνεργάζονται για να αντέχουν οριζόντια φορτία, ώστε να διασφαλίζεται ότι η οριζόντια μετατόπιση της κατασκευής ελέγχεται εντός των επιτρεπόμενων τιμών που καθορίζονται στις προδιαγραφές. Τα στοιχεία κατά της πλευρικής δύναμης μπορεί να είναι δοκοί διάτμησης, σωλήνες πυρήνα από σκυρόδεμα (διατμητικά τοιχώματα) ή διατμητικά τοιχώματα από χαλύβδινη πλάκα. Διαφορετικά συστήματα αντιπλευρικής δύναμης μπορούν να υιοθετηθούν κατά τη διάρκεια του σχεδιασμού με βάση το ύψος του κτιρίου και το φαινόμενο της οριζόντιας δύναμης.
Σύστημα δομής κλιμακωτών ζευκτών
Αποτελείται από κολώνες στην εξωτερική πλευρά του σπιτιού και ένα ζευκτό με άνοιγμα ίσο με το πλάτος του σπιτιού. Το ύψος του ζευκτού είναι ίσο με το ύψος του δαπέδου και το ανώτερο και το κάτω στρώμα είναι διατεταγμένα εναλλάξ σε παρακείμενες κολώνες. Το ένα άκρο της πλάκας δαπέδου τοποθετείται στην επάνω χορδή του ζευκτού και το άλλο άκρο τοποθετείται στο κάτω κορδόνι του διπλανού ζευκτού. Λόγω της διάταξης ενός ζευκτού με δύο κόλπους και χωρίς κολώνες στη μέση, είναι πολύ κατάλληλο για κτίρια κατοικιών και ξενοδοχείων που απαιτούν ευέλικτη διάταξη κάθε μονάδας.
Ταυτόχρονα, λόγω της διάταξης των διαμερισμάτων δοκών, η τοπική ροπή κάμψης που προκαλείται από τη χορδή του ζευκτού μειώνεται, καθιστώντας τη ροπή κάμψης της στήλης στο επίπεδο του πλαισίου πολύ μικρή, υπόκειται κυρίως σε αξονική δύναμη, η οποία ευνοεί μειώνοντας το μέγεθος της διατομής της στήλης. Η πλευρική ακαμψία του πλαισίου είναι μεγάλη και η πλευρική μετατόπιση μικρή.
