伸臂桁架、腰桁架,超高层钢结构设计要点( 二 )
由于抗震结构中设置加强层 , 具有不利的效应 , 加强层的刚度远大于其他楼层 , 并出现内力突变 , 因此应提高加强层以及与加强层相邻的竖向构件的抗震性能 。
一般情况下 , 加强层及上下相邻层中混凝土构件的抗震构造措施应提高一级采用 , 特一级时可不再提高 。
伸臂桁架的上下弦是桁架的重要构件 , 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 , 以便释放上下弦的拉伸和压缩变形 , 或者计算的时候楼板采用弹性膜假定 , 实际设计中一般在加强层均需要根据具体情况提出不同的构造措施和计算假定 。
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 , 而且对于这种构件的抗震性能应提出特殊的严格要求 。
在高烈度设防区 , 当在较高的或者特别不规则的高层建筑中设置加强层时 , 还宜采取进一步的性能设计要求和措施 。 为了保证它在中震或大震作用下的安全性 , 可以要求其杆件和相邻杆件在中震或大震下不屈服 , 甚至更高的性能要求 。 根据结构高度及其重要性 , 宜采用静力弹塑性分析或时程分析检验结构在中震及大震下的表现 , 以评估其达到设计抗震性能目标的能力 。
伸臂桁架和腰桁架、外框架及核心筒相连 , 除了必须按照提高一级的抗震等级设计外 , 在实际设计中还需要注意以下各项措施 。
伸臂桁架和核心筒之间的连接应采用刚接 , 伸臂桁架对核心筒的作用力(弯矩、剪力和轴力)很大 , 因此宜将其贯穿核心筒 , 并与另一边的伸臂相连 , 或伸臂深入墙中应有足够的锚固长度 , 且有可靠的锚固措施以均匀传递伸臂的集中力 。
与伸臂桁架相连部位的混凝土墙内应设置竖向钢骨;如果原来结构中已经设置钢骨 , 则应利用此钢骨与伸臂桁架构件相连 , 如果未设置钢骨 , 则可以在相邻楼层设置局部钢骨 。
但是在结构施工阶段 , 应对伸臂桁架结构与核心筒之间连接采用措施 , 使二者之间可以竖向滑动 , 以避免由于施工阶段内外结构构件的竖向变形差在伸臂结构中产生过大的初始应力 。 待结构的竖向变形差基本消除后 , 再进行连接 。
伸臂桁架与外框柱的连接虽然可以采用铰接 , 但是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按照设防烈度提高一度的要求确定 。
由于加强层上下产生的内力突变 , 加强层上下层楼板会传递很大的剪力 , 因此应适当增强楼板的刚度 , 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 , 且应设置双向双排钢筋 。 有必要时 , 尚应控制楼板在指定侧向力下的应力水平 。
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