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[推荐]伸臂桁架、腰桁架、超高层钢结构设计要点

2019-10-24

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泉源:南阳朴重钢构

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在外框柱与核心筒之间摆设伸臂桁架的首要目的是减小结构侧移,它的机理是前进水平荷载感化下的外框架柱的轴力,从而增强框架承当的推翻力矩,同时减小了内焦点筒的颠覆力矩。它对构造形成的反弯感化可以有效的增大布局的抗侧刚度,减小布局侧移动,日常情况下也会减小外框架的剪力分管比。对于框架焦点筒结构,设置伸臂桁架后减小侧移明明,而对于筒中筒构造而言,减小侧移的结果很小。

在构造周围设置腰桁架的作用感化是使各框架柱承受的轴力匀称变化,是以也能够达到提高外框架抗推翻力矩的本事以及减小侧移的目的,然则不如伸臂有效。在框架核心筒构造中,视外框柱的数目和部署格局,可以配置腰桁架,也能够不配置;因为腰桁架或许减小框筒结构的剪力滞后,因而在筒中筒布局中,腰桁架可以加大构造的集团刚度并减小其侧移。

结构可以凭据详细环境,仅摆设一种梗概同时配置以上两种构件,摆设了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为增强层。

设置加强层后,造成结构沿高度方向刚度不匀称,刚度突变带来内力突变,因此在增强层及上下相邻层构件的内力会呈现较大的转变,装备是偏向性的改变,增强层的刚度越大,内力突变的程度也越大,这种突变会孕育脆弱层效应。

因此,在布局抗风企图中,接纳伸臂桁架、腰桁架的效验很好,它或许采用刚度大的增强层,以形成较大的抗侧刚度。

而在抗震设计的构造中,应尽梗概的减小显现薄弱层形成的倒霉效应,是以可以不装备加强层时,就不必装备增强层,需要装备增强层时,也不宜给与刚度过大的伸臂和腰桁架,以停止增加层范围泛起过大的刚度突变。

沿高度能够摆设一个楼层(一道)或多个楼层(多道)的伸臂桁架和腰桁架。研究评释,多道伸臂桁架减小侧移的效验优于一道伸臂桁架,但是伸臂结构数量与减小侧移并不行正比,当摆设四道以上的伸臂桁架时,减小侧移的成效就不再显着。

伸臂装备的位置不同,其减小侧移的成效也不沟通,研究表明,当沿高度仅摆设一道伸臂桁架时,或许配置在构造的2/3H处减小侧移效验最好,而要减小内筒推翻弯矩则越靠下越好;装备两道伸臂桁架时,此中一道可装备在0.7H高度处,另一道约莫装备在0.5H处。日常的高层布局打算中,伸臂桁架配置位置必要做敏感性阐发,以研究其最有效和最得当具体布局的位置。

筒中筒布局中腰桁架的设置则要视减小剪力滞后的结果而定。

因为详细构造的类型和建筑布置的差别,布局的加强层一般宜与高层修建的设备层和遁迹层统一,可是应夸大建筑机电和布局的互助优化,包括增强层的位置,数量等。

从具体的妙技层面上讲,伸臂桁架和腰桁架的刚度不宜太大,要是采用整层楼高的钢筋混凝土实腹大梁,不仅刚度突变过大,并且与它相连的上下层框架柱将非常倒霉,这些柱子轻易泛起塑性铰及裂缝,乃至破损,呈“强梁弱柱”的倒霉抗震概念。是以,伸臂桁架、腰桁架均宜给与桁架结构,此中钢结构施工轻易,优于钢骨混凝土桁架。

因为抗震结构中配置增强层,具有倒霉的效应,增强层的刚度远大于其他楼层,并涌现内力突变,是以应提高加强层以及与加强层相邻的竖向构件的抗震机能。

一般环境下,增强层及上下相邻层中混凝土构件的抗震机关举措应前进一级回收,特一级时可不再前进。

伸臂桁架的上下弦是桁架的重要构件,一定有拉伸和压缩变形,有时又楼板刚好处于统一标高,是以若按照楼板无限刚的假定进行计算,则应将伸臂桁架单独开来,以便保释上下弦的拉伸和压缩变形,或者争论的时间楼板回收弹性膜假定,现实设计中日常在增强层均需要凭证具体情形提出不同的组织设施和计较假定。

当伸臂桁架或腰桁架兼做转换层构件时,不仅需要验算其竖向变形和承载力,并且对于这种构件的抗震性能应提出特别的严格要求。

在高烈度设防区,当在较高的可能异常不规则的高层建筑中摆设加强层时,还宜给与进一步的机能打算要求和措施。为了保证它在中震或大震作用下的安全性,或许要求其杆件和相邻杆件在中震或大震下不平服,乃至更高的性能要求。根据布局高度及其主要性,宜采用静力弹塑性阐发或时程阐发查验结构在中震及大震下的表现,以评估其达到计划抗震性能目的的才智。

伸臂桁架和腰桁架、外框架及焦点筒相连,除了必需根据提高一级的抗震品级计划外,在实际打算中还必要注重以下各项举措。

伸臂桁架和核心筒之间的毗连应给与刚接,伸臂桁架对焦点筒的感化力(弯矩、剪力和轴力)很大,是以宜将其贯串焦点筒,并与另一边的伸臂相连,或伸臂深切墙中应有充足的锚固长度,且有可靠的锚固设施以均匀通报伸臂的会合力。

与伸臂桁架相连部位的混凝土墙内应摆设竖向钢骨;如果原来布局中已经摆设钢骨,则应利用此钢骨与伸臂桁架构件相连,要是未装备钢骨,则能够在相邻楼层摆设局部钢骨。

然则在布局施工阶段,应对伸臂桁架布局与核心筒之间毗连采用举措,使二者之间或许竖向滑动,以制止由于施工阶段表里构造构件的竖向变形差在伸臂结构中发生过大的初始应力。待构造的竖向变形差基本消除后,再举办毗连。

伸臂桁架与外框柱的毗连固然或许采用铰接,然则为了保证连接的可靠性,柱中宜有钢骨(或局部钢骨)与其上先弦连接。

加强层及其上下各一层的外框钢骨混凝土柱,应沿柱全高加密箍筋;钢柱的板件宽厚比限值应根据设防烈度前进一度的要求定夺。

由于加强层上下发生的内力突变,增强层上下层楼板会通报很大的剪力,是以应恰当加强楼板的刚度,楼板厚度不宜小于150mm,且不宜开较大的洞口,楼板的混凝土强度品级不宜小于C30,且应设置双向双排钢筋。有必要时,尚应掌握楼板在指定侧向力下的应力水平。返回搜狐,查看更多

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