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滚动:伸臂桁架、腰桁架、超高层钢结构设计要点

2019-11-20

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泉源:南阳正直钢构

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在外框柱与核心筒之间装备伸臂桁架的首要目的是减小构造侧移,它的机理是提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力,从而增强框架肩负的倾覆力矩,同时减小了内核心筒的颠覆力矩。它对构造形成的反弯感化或许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担比。对付框架核心筒布局,设置伸臂桁架后减小侧移较着,而对于筒中筒结构而言,减小侧移的效果很小。

在构造四周配置腰桁架的感化感化是使各框架柱忍耐的轴力匀称幻化,因此也或许到达进步外框架抗倾覆力矩的才略以及减小侧移的目的,但是不如伸臂有效。在框架焦点筒结构中,视外框柱的数量和摆设格局,可以设置腰桁架,也可以不摆设;由于腰桁架能够减小框筒构造的剪力滞后,因而在筒中筒构造中,腰桁架或许加大布局的团体刚度并减小其侧移。

结构或许凭据具体情形,仅摆设一种也许同时装备以上两种构件,装备了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为增强层。

设置加强层后,造成布局沿高度方向刚度不匀称,刚度突变带来内力突变,因此在增加层及上下相邻层构件的内力会显现较大的改变,设置是偏向性的转变,加强层的刚度越大,内力突变的程度也越大,这种突变会产生虚弱层效应。

是以,在结构抗风打算中,给与伸臂桁架、腰桁架的效果很好,它或许接纳刚度大的加强层,以形成较大的抗侧刚度。

而在抗震规划的构造中,应尽大概的减小显现脆弱层形成的倒霉效应,是以可以不摆设增强层时,就不必摆设增强层,必要配置增加层时,也不宜回收刚渡过大的伸臂和腰桁架,以避免增加层局限显现过大的刚度突变。

沿高度或许布置一个楼层(一道)或多个楼层(多道)的伸臂桁架和腰桁架。研究表明,多道伸臂桁架减小侧移的结果优于一道伸臂桁架,但是伸臂构造数量与减小侧移并不成正比,当设置四道以上的伸臂桁架时,减小侧移的效果就不再显著。

伸臂设置的位置不同,其减小侧移的效验也不不异,研究表明,当沿高度仅设置一道伸臂桁架时,能够设置在布局的2/3H处减小侧移效验最好,而要减小内筒颠覆弯矩则越靠下越好;装备两道伸臂桁架时,其中一道可设置在0.7H高度处,另一道大约装备在0.5H处。日常的高层结构规划中,伸臂桁架摆设位置需要做敏感性剖析,以研究其最有用和最适合详细布局的位置。

筒中筒布局中腰桁架的摆设则要视减小剪力滞后的结果而定。

因为具体构造的类型和修建部署的差别,结构的增强层平常宜与高层建筑的设备层和避难层统一,然则应夸大建筑机电和布局的合作优化,包括增强层的位置,数量等。

从具体的手段层面上讲,伸臂桁架和腰桁架的刚度不宜太大,如果接纳整层楼高的钢筋混凝土实腹大梁,不只刚度突变过大,并且与它相连的上下层框架柱将异常不利,这些柱子容易出现塑性铰及裂缝,乃至破坏,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。

因为抗震结构中设置加强层,具有不利的效应,增加层的刚度弘远于其他楼层,并出现内力突变,因此应进步加强层以及与加强层相邻的竖向构件的抗震性能。

一般状况下,加强层及上下相邻层中混凝土构件的抗震组织措施应进步一级接纳,特一级时可不再前进。

伸臂桁架的上下弦是桁架的主要构件,必然有拉伸和压缩变形,有时又楼板刚好处于同一标高,因此若根据楼板无穷刚的假定举办计较,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,或者争论的时候楼板给与弹性膜假定,现实规划中平常在增强层均必要根据具体情况提出不同的构造举措和计较假定。

当伸臂桁架或腰桁架兼做转换层构件时,不光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殊的严肃要求。

在高烈度设防区,当在较高的也许异常不法则的高层修建中摆设增强层时,还宜采取进一步的性能规划要求和措施。为了包管它在中震或大震感化下的安适性,能够要求其杆件和相邻杆件在中震或大震下不屈服,乃至更高的性能要求。凭证布局高度及其重要性,宜回收静力弹塑性阐明或时程阐发检修构造在中震及大震下的表现,以评估其到达打算抗震性能目标的技能。

伸臂桁架和腰桁架、外框架及核心筒相连,除了必需根据进步一级的抗震等级打算外,在实际设计中还需要注意以下各项设施。

伸臂桁架和核心筒之间的连接应接纳刚接,伸臂桁架对焦点筒的作用力(弯矩、剪力和轴力)很大,是以宜将其贯穿焦点筒,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,且有可靠的锚固措施以匀称传递伸臂的会合力。

与伸臂桁架相连部位的混凝土墙内应装备竖向钢骨;如果本来构造中已经摆设钢骨,则应利用此钢骨与伸臂桁架构件相连,如果未设置钢骨,则可以在相邻楼层摆设局部钢骨。

然则在构造施工阶段,应对伸臂桁架布局与焦点筒之间连接采取举措,使二者之间或许竖向滑动,以避免由于施工阶段内外结构构件的竖向变形差在伸臂布局中发生过大的初始应力。待结构的竖向变形差底子消弭后,再举办连接。

伸臂桁架与外框柱的连接虽然可以回收铰接,但是为了包管连接的可靠性,柱中宜有钢骨(或局部钢骨)与其上先弦毗连。

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凭据设防烈度提高一度的要求定夺。

因为加强层上下孕育的内力突变,增强层上基层楼板会传递很大的剪力,因此应恰当增强楼板的刚度,楼板厚度不宜小于150mm,且不宜开较大的洞口,楼板的混凝土强度等级不宜小于C30,且应摆设双向双排钢筋。有须要时,尚应节制楼板在指定侧向力下的应力水平。返回搜狐,审查更多

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