超高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)：伸臂桁架,、腰桁架
在外框柱與核心筒之間設(shè)置伸臂桁架的主要目的是減小結(jié)構(gòu)側(cè)移，它的機(jī)理是提高水平荷載作用下的外框架柱的軸力,，從而增加框架承擔(dān)的傾覆力矩,，同時(shí)減小了內(nèi)核心筒的傾覆力矩。它對(duì)結(jié)構(gòu)形成的反彎作用可以有效的增大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,，減小結(jié)構(gòu)側(cè)移動(dòng),，一般情況下也會(huì)減小外框架的剪力分擔(dān)比。對(duì)于框架核心筒結(jié)構(gòu),，設(shè)置伸臂桁架后減小側(cè)移顯著，而對(duì)于筒中筒結(jié)構(gòu)而言,，減小側(cè)移的效果很小,。
在結(jié)構(gòu)周?chē)O(shè)置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的軸力均勻變化，因此也可以達(dá)到提高外框架抗傾覆力矩的能力以及減小側(cè)移的目的,，但是不如伸臂有效,。在框架核心筒結(jié)構(gòu)中，視外框柱的數(shù)量和布置方式,，可以設(shè)置腰桁架,，也可以不設(shè)置；由于腰桁架可以減小框筒結(jié)構(gòu)的剪力滯后,，因而在筒中筒結(jié)構(gòu)中,，腰桁架可以加大結(jié)構(gòu)的整體剛度并減小其側(cè)移。
結(jié)構(gòu)可以根據(jù)具體情況,，僅設(shè)置一種或者同時(shí)設(shè)置以上兩種構(gòu)件,，設(shè)置了伸臂桁架、腰桁架的樓層可統(tǒng)稱(chēng)為加強(qiáng)層。
設(shè)置加強(qiáng)層后,，造成結(jié)構(gòu)沿高度方向剛度不均勻,，剛度突變帶來(lái)內(nèi)力突變，因此在加強(qiáng)層及上下相鄰層構(gòu)件的內(nèi)力會(huì)出現(xiàn)較大的改變,，設(shè)置是方向性的改變,，加強(qiáng)層的剛度越大，內(nèi)力突變的程度也越大,，這種突變會(huì)產(chǎn)生薄弱層效應(yīng),。
因此，在結(jié)構(gòu)抗風(fēng)設(shè)計(jì)中,，采用伸臂桁架,、腰桁架的效果很好，它可以采用剛度大的加強(qiáng)層,，以形成較大的抗側(cè)剛度,。
而在抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡可能的減小出現(xiàn)薄弱層形成的不利效應(yīng),，因此可以不設(shè)置加強(qiáng)層時(shí),，就不必設(shè)置加強(qiáng)層，需要設(shè)置加強(qiáng)層時(shí),，也不宜采用剛度過(guò)大的伸臂和腰桁架,，以避免加強(qiáng)層范圍出現(xiàn)過(guò)大的剛度突變。
沿高度可以布置一個(gè)樓層（一道）或多個(gè)樓層（多道）的伸臂桁架和腰桁架,。研究表明,，多道伸臂桁架減小側(cè)移的效果優(yōu)于一道伸臂桁架，但是伸臂結(jié)構(gòu)數(shù)量與減小側(cè)移并不成正比,，當(dāng)設(shè)置四道以上的伸臂桁架時(shí),，減小側(cè)移的效果就不再明顯。
伸臂設(shè)置的位置不同,，其減小側(cè)移的效果也不相同,，研究表明，當(dāng)沿高度僅設(shè)置一道伸臂桁架時(shí),，可以設(shè)置在結(jié)構(gòu)的2/3H處減小側(cè)移效果最好,，而要減小內(nèi)筒傾覆彎矩則越靠下越好；設(shè)置兩道伸臂桁架時(shí),，其中一道可設(shè)置在0.7H高度處,，另一道大約設(shè)置在0.5H處。一般的高層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中,，伸臂桁架設(shè)置位置需要做敏感性分析,，以研究其最有效和最適合具體結(jié)構(gòu)的位置,。
筒中筒結(jié)構(gòu)中腰桁架的設(shè)置則要視減小剪力滯后的效果而定。
由于具體結(jié)構(gòu)的類(lèi)型和建筑布置的不同,，結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)層一般宜與高層建筑的設(shè)備層和避難層統(tǒng)一,，但是應(yīng)強(qiáng)調(diào)建筑機(jī)電和結(jié)構(gòu)的合作優(yōu)化，包括加強(qiáng)層的位置選自.投標(biāo)書(shū)代寫(xiě)網(wǎng) yipai178.com ,，數(shù)量等,。
從具體的技術(shù)層面上講，伸臂桁架和腰桁架的剛度不宜太大,，如果采用整層樓高的鋼筋混凝土實(shí)腹大梁,，不僅剛度突變過(guò)大，而且與它相連的上下層框架柱將非常不利,，這些柱子容易出現(xiàn)塑性鉸及裂縫,，甚至破壞，呈“強(qiáng)梁弱柱”的不利抗震概念,。因此,，伸臂桁架、腰桁架均宜采用桁架結(jié)構(gòu),，其中鋼結(jié)構(gòu)施工方便,，優(yōu)于鋼骨混凝土桁架。
由于抗震結(jié)構(gòu)中設(shè)置加強(qiáng)層,，具有不利的效應(yīng),，加強(qiáng)層的剛度遠(yuǎn)大于其他樓層，并出現(xiàn)內(nèi)力突變,，因此應(yīng)提高加強(qiáng)層以及與加強(qiáng)層相鄰的豎向構(gòu)件的抗震性能,。
一般情況下，加強(qiáng)層及上下相鄰層中混凝土構(gòu)件的抗震構(gòu)造措施應(yīng)提高一級(jí)采用,，特一級(jí)時(shí)可不再提高,。
伸臂桁架的上下弦是桁架的重要構(gòu)件，必然有拉伸和壓縮變形,，有時(shí)又樓板剛好處于同一標(biāo)高，因此若按照樓板無(wú)限剛的假定進(jìn)行計(jì)算,，則應(yīng)將伸臂桁架單獨(dú)開(kāi)來(lái),，以便釋放上下弦的拉伸和壓縮變形，或者計(jì)算的時(shí)候樓板采用彈性膜假定,，實(shí)際設(shè)計(jì)中一般在加強(qiáng)層均需要根據(jù)具體情況提出不同的構(gòu)造措施和計(jì)算假定,。
當(dāng)伸臂桁架或腰桁架兼做轉(zhuǎn)換層構(gòu)件時(shí)，不僅需要驗(yàn)算其豎向變形和承載力,，而且對(duì)于這種構(gòu)件的抗震性能應(yīng)提出特殊的嚴(yán)格要求,。
在高烈度設(shè)防區(qū),，當(dāng)在較高的或者特別不規(guī)則的高層建筑中設(shè)置加強(qiáng)層時(shí)，還宜采取進(jìn)一步的性能設(shè)計(jì)要求和措施,。為了保證它在中震或大震作用下的安全性,，可以要求其桿件和相鄰桿件在中震或大震下不屈服，甚至更高的性能要求,。根據(jù)結(jié)構(gòu)高度及其重要性,，宜采用靜力彈塑性分析或時(shí)程分析檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)在中震及大震下的表現(xiàn)，以評(píng)估其達(dá)到設(shè)計(jì)抗震性能目標(biāo)的能力,。
伸臂桁架和腰桁架,、外框架及核心筒相連，除了必須按照提高一級(jí)的抗震等級(jí)設(shè)計(jì)外,，在實(shí)際設(shè)計(jì)中還需要注意以下各項(xiàng)措施,。
伸臂桁架和核心筒之間的連接應(yīng)采用剛接，伸臂桁架對(duì)核心筒的作用力（彎矩,、剪力和軸力）很大,，因此宜將其貫穿核心筒，并與另一邊的伸臂相連,，或伸臂深入墻中應(yīng)有足夠的錨固長(zhǎng)度,，且有可靠的錨固措施以均勻傳遞伸臂的集中力。
與伸臂桁架相連部位的混凝土墻內(nèi)應(yīng)設(shè)置豎向鋼骨,；如果原來(lái)結(jié)構(gòu)中已經(jīng)設(shè)置鋼骨,，則應(yīng)利用此鋼骨與伸臂桁架構(gòu)件相連，如果未設(shè)置鋼骨,，則可以在相鄰樓層設(shè)置局部鋼骨,。
但是在結(jié)構(gòu)施工階段，應(yīng)對(duì)伸臂桁架結(jié)構(gòu)與核心筒之間連接采用措施,，使二者之間可以豎向滑動(dòng),，以避免由于施工階段內(nèi)外結(jié)構(gòu)構(gòu)件的豎向變形差在伸臂結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過(guò)大的初始應(yīng)力。待結(jié)構(gòu)的豎向變形差基本消除后,，再進(jìn)行連接,。
伸臂桁架與外框柱的連接雖然可以采用鉸接，但是為了保證連接的可靠性,，柱中宜有鋼骨（或局部鋼骨）與其上先弦連接,。
加強(qiáng)層及其上下各一層的外框鋼骨混凝土柱，應(yīng)沿柱全高加密箍筋,；鋼柱的板件寬厚比限值應(yīng)按照設(shè)防烈度提高一度的要求確定,。
由于加強(qiáng)層上下產(chǎn)生的內(nèi)力突變，加強(qiáng)層上下層樓板會(huì)傳遞很大的剪力,，因此應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)樓板的剛度,，樓板厚度不宜小于150mm,，且不宜開(kāi)較大的洞口，樓板的混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30,，且應(yīng)設(shè)置雙向雙排鋼筋,。有必要時(shí)，尚應(yīng)控制樓板在指定側(cè)向力下的應(yīng)力水平,。
