带加强层高层建筑结构设计

带加强层高层建筑结构设计

唐兴荣工学博士教授苏州科技学院土木工程学院二○一○年二月框架-核心筒结构的外围框架都采用稀柱框架，当房屋高宽比较大、核心筒高宽比较大、外框架较弱时，结构的侧向刚度较弱，有时不能满足设计要求，为更有效地发挥周边外框架柱的抗侧作用，提高结构整体抗侧刚度以满足规范要求，沿建筑物竖向利用建筑设备层、避难层空间，在核心筒与外围框架之间设置适宜刚度的伸臂构件加强核心筒与框架柱间的连系，必要时可设置刚度较大的周边环带构件，加强外周框架角柱与翼缘柱间的连系，构成带加强层的高层建筑结构。图14-2常用规则典型带加强层高层建筑结构的平面、剖面示意

加强层是伸臂、环向构件、腰桁架和帽桁架等加强构件所在层的总称，伸臂、环向构件、腰桁架和帽桁架等构件的功能不同，不一定同时设置，但如果设置，它们一般在同一层，凡是具有三者之一时，都可简称为加强层或刚性层。（a）无加强层

（b）设置一个加强层

（c）设置两个加强层

图14-14框架—核心筒结构体系中内筒承担的弯矩

一、加强层的工作机理1、无加强层的情况在框架—核心筒结构体系中，内筒侧边至外柱的距离一般为8-14m，因使用要求，内筒与外柱间横梁截面尺寸受到限制，横梁的抗弯刚度较小，特别是扁梁或平板结构对内筒在水平荷载作用下因弯曲变形而发生的横截面倾斜转动，基本上不能起制约作用。除框架与内筒形成的并联体对内筒的侧移起一定的约束作用外，框架柱并不能对内筒的竖向拉、压变形产生影响，框架柱也不会因内筒弯曲而产生轴向变形。内筒基本上像顶端自由的伸臂杆一样，受荷弯曲后，各个横截面依旧可以自由产生转动，内筒各截面所承担的弯矩(图14-14a)。

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均布荷载下，一个加强层的优化位置（i=10，p=从上向下依此为10、4、1、0）两个加强层的计算简图三及、咳带纽奉加脸强乞层明高妹层卫建岛筑发结浊构片设眉计一、靠带加绍强层渠高层赔建筑陷结构漆设计向原则带授加们强厘层绸高领层汇建琴筑唯结城构林属匆于瓜结索构危刚匙度巧沿茂竖博向帐发示生堪突肾变则的虾结琴构叮，纪在钢重脂力祸、棚水选平盼荷语载劝作笨用批下壮加挂强饺层化及双其室相雪邻目层撇内粉力灭变景化捧较梨大木，傻应姓力扫集茅中漫，擦地蠢震益响慈应疗复由杂推，说地罢震俯区反采奶用穗时摄需伟采林取族专元门眼有鹅效巷措育施摄，9度抗眠震设崇防地广区不份应采犁用。（溪一颗）承带重加武强准层他高糕层挤建阵筑吩结威构温内户力涂位裳移联分贩析郑方屑法带加洒强层丙高层钞建筑讲结构钻应按辆实际犹结构盖的构谅成采型用空盾间协铺同的释方法裁分析距计算宰。尤步其应友注意兽对重喷力荷献载作暑用进林行准允确的蒜符合滋实际攻情况芝的整体团三维抬施工漏模拟千计算。锋抗毯震枕设招计体时巩，鲁需擦进茂行努弹赛性羡时厚程伶分株析赛补膜充俯计看算计和滩弹遍塑盒性度时工程正分归析米的灰计逮算选校秆核郊。蔬同甲时晕还放应治注创意技计骡入俊温答差元、魔混庆凝言土闹徐足变迁、辽收壤缩鼻等岁非革荷膝载生效街应拌影寻响从。加强棍层内段布置令桁架只或实厅体梁栏等水通平伸供臂构忆件，增有时雄还在坛加强查层楼冰层周百边布冻置环索带构损件。景这些眠构件植由杆抹件组舅成，穷所以盈加强祸层可朱以在暑整体旅空间华分析右时一染并参李与计译算。桁亮架撞伸莫臂级构低件要可飘以拢直朵接投参五与苹三堆维忘空沿间腥分永析哨。岁采插用辩杆秋件-薄厚壁木杆蓬件莫空鹅间饰分垂析取程资序耐时辈，股上烤、浪下许弦姻杆骡作仅为贺楼脖面耀梁炕、棵竖乌向仓腹统杆烂作有为膝柱盲、倡斜迈腹折杆爷作班为甘斜镰柱物处私理浮。户结按构精内围力足和顽位羊移推计搜算讨中茅，今设减置梦水迹平允伸坚臂鹅桁洗架听的献楼丽层岭宜呆考谢虑涂楼危板虽平仔面地内骆的耻变棕形滔。如果个实体果梁高向度小广于层咽高时得，实肌体梁泉可视御为一柔般楼紫面梁颜直接许参与绸计算行。当魂实若体灯梁斥高捉度贫等筒于鞋层亡高敬（放图14爱-2服6）时靠，将恶其位殊置定傍在实吊体梁职的上拆层楼臣面，钢截面钻按实渡际尺戏寸输混入，厉再在嫌实体伞梁的迅下层听楼面爆增补砍刚度世很小捞的“迷虚梁犬”来歪降低宅柱子统的层秋高。薄两层秆楼面电的全队部荷隔载均援由实插体梁祸承担较，“劣虚梁誉”楼丢面荷节载可页设为再零。但须呈注意赞：当巧采棵用赞假冷定僻楼傍板醉刚钥度别为倍无酒限置刚撒性番时根，越由窝于楚楼震板愿不荣能诱变肠形废，筝伸乔臂蝴桁驾架夹的胀上乖、郊下苏弦弦没肠有婆伸森长涌或叛缩好短降，抄不联能伙得识到因弦补杆竹、陕腹请杆仙的胞正题确册内山力迹。将在荷带厚加毯强蓄层类高些层概建我筑秀结浙构差整姨体慌结戴构污分丧析谎后贷，坚尚博应讯取半整谈体幕分黑析丈中冒的译变幕形挡作匠为衫边惨界杨条级件孙及犁竖丧向满荷楚载嘉，嫁对化加俩强喜层鸭进样行理局慎部创分戏析鸭。图1幅4暴-睁2撒6伸肉臂柿实锋体渔梁估为望一用层领高岩时战计藏算贼简移图（二翠）加丙强层天的刚拴度选缸择和偿结构枣布置1、在晋地震弊作用迁下，杠框架—核心亿筒结蔬构宜苏采用亦“适宜坚刚度”装的同加甜强两层框架-核万心荣筒茎结费构好在捕地画震麻作楚用还下蹲，良若迫结愈构幅整狐体如刚球度抗不老能鸽满嚷足联设投计厨要醉求掀时脂，晴提序高逝结粮构须整塔体虽刚兴度旦的茫途易径割有豆：采用福刚度暑很大外的“填刚性拉”加已强层（惑从薯概垦念拆上客强意调漆“写刚到性巴”找加屈强岭层蹄增腊强弊整怜体尚结现构表刚应度街，菜往赞往气还睡希宣望四使填整幼体唤刚孙度赖越咸大寺越腊感退觉洗安落全寺，室其位结壁果楚反稳而坦还及使妇结统构鹿刚春度痒突蚊变期，棚内摩力序剧埋增灶，剥在明罕摄遇财地极震标作女用怠下滚结携构亏在侧加罪强埋层阵附搂近飞容溉易痛形乌成偷薄禁弱卖层差而刑破排坏雷）在调跨整增咐强原搏结构厨刚度弄的基山础上贡，设危置“虫适宜辩刚度未”加轧强层（歉从庆概悟念将上套强抓调睛尽无可坛能充调盛整尿增碑强槐原碧结醉构竟的症刚汉度涉，单采窑用抵“闸适司宜骑刚芦度殃”锻加燃强将层御只脂是垄弥曲补平整灭体畏刚滚度班之龙不杜足匙，依而伯且挖只任希圣望胶结析构故整翼体认刚葵度其满米足鼓规作范沾的羡最穗低油要匆求劳，读以蛾减谈少闻非偿结滋构置构伴件康的恰破荷损危。凤）采用咐“有携限刚位度”传加强洁层其刮目的罗是尽睬量减槐少结刘构刚阅度突膜变和纵内力和的剧碑增，堡仍希但望结街构在泪罕遇跌地震袍作用种下还膏能呈湖现“央强柱碎弱梁淡”、枣“强娱剪弱萄弯”固的延粘性屈狂服机脊制，丧避免尝结构档在加垦强层耗附近身形成宝薄弱梳层）图1痒4觉-栗2扰7水平剩伸臂迟构件惹刚度鼻变化跪的影吗响加强胃层宜咏利用铸建筑捧避难查层、迈设备毙层空梦间。椒加强布层内葡水平吴伸臂淡构件桂宜布奸置在标核心匹筒墙啦与外漠围框朱架柱织之间签，这要种布味置方鼓式要世比沿乳加强耕层外愿围柱泰设置拆周边垂环带缎构件伐对减板少结滴构整颠体位吹移利隶一些勺。如挖水平槐伸臂击构件个与周柄边环圣带构祸件同泳时布言置，炊则对旨减小户结构组整体悟位移努的作辱用不滤明显荒，但腔可使鱼水平谜伸臂止构件搂所受坊剪力惊和弯怜矩减饰小，配加强吵层上但、下哈楼板敬的翘沃曲影遥响将野减少匪。加强奖层采溪用的悦水平低伸臂惑构件私、周梅边环功带构疑件宜劈燕采用哑桁架烫形式馋，可辫通过叮调整靠桁架射腹杆闻的刚脆度，翼使加也强层尾既能杀适当息弥补旅结构僵整体屈刚度穷的不俩足，笨又能则尽量哑减少疾结构躺的内澡力突段变。晋在罕搏遇地访震作柜用下饭，宜迎使加艺强层皇桁架阶腹杆刘先屈安服破棋坏，骨避免绞加强锅层附至近的朵外围潜框架开柱和抓核心庸筒墙牛肢发值生破释坏。港加强沫层若盐采用抓实体街梁，亏仅可马通过楚改变乞梁的校厚度舍以调趋整加茂强层补的刚第度，兽其调状整幅袍度比姐较少鸦，且握实体离梁很链难做豪到“嫌强剪么弱弯阿”二罚、捡带餐加遵强幼层馆高俭层仅建英筑尊结沫构呢适尚用奔高弓度带加兼强层态框架-核心戏筒结酸构体须系的蹲最大赏适用嫁高度鼓同框很架-核心糖筒结巾构体局系，箱其适其用高户度应怕符合宁表14椅-1的春规改定隆。三、塌带加烦强层肯高层萍建筑秃结构洗抗震堪等级加强骄层区侧间的课框架位柱、漂核心甘筒是民带加颂强层矩高层陵建筑贤结构伸的关洲键构乳件，懂应确蝴保加些强层谁区间芒框架含柱、择核心美筒的舞安全猫，《高忍层缓建效筑贡混纽奉凝觉土看结炭构膏技树术烈规递程》（J偏G个J帖3辅-执2秃0分0贸1）规定慌：加强俊层及宫其相肃邻的美框架俱梁、胁柱和坡核心伟筒剪磁力墙谊的抗扎震等个级应教提高妻一级糕采用塌，一党级提辩高至席特一泳级，舌若原欣抗震槽等级雀为特纱一级阔则不重再提房诚高。带兵加厉强秘层排高娘层证建诞筑魂结详构伴抗竞震扯设绑计欧，袍应摸根本据麻设用防勤烈竞度罪、纺构热件允种腊类醒和痛房衬屋盈高碧度华按酸表14差-2采用线相应往的抗显震等终级，图进行根相应慈的计狭算并劳采取视相应才的构究造措启施。三吨、彼带鼠加芽强登层艘高窗层我建暖筑甚结肥构拆构魂件鸭的浸设碰计日要唤求1、拐加晒强兼层烘水谣平何外锄伸者构患件当刑实他体藏梁挖（克或滥整鉴层淡或观跨缎若里干匹层肃高姓的混箱米形菠梁肝）初作系为晚加铺强索层包水袜平积外计伸挺构产件甚时慰，海一重般棚宜黄满杆层盒设青置醒，泰利希用刊加挥强化层宅楼蕉板追作蹲为巴有影效柳翼泡缘盛，帅以斑有纽奉效很提毁高葱其笋抗强弯组刚栽度宿，蜂其配设济计浆要章求亭同栏其舍用诉作猪转久换羞结呼构误时碧的笨要奶求予。实缓体碍梁海腹超板铜截裹面艺厚颈度欣不叹宜由小念于3眯0破0撕m逗m，且宜孩由其互剪压拐比控续制计删算确只定，尼其适搂宜值创如表14气-3。箱形槐梁抗蚂弯刚窑度应璃计入股相连描层楼赤板作婶用，争楼板满有效陡翼缘关宽度毙为:萌1象2色hi；(中梁)，6hi(边梁),刘hi为箱爽形梁穿上下泪翼缘调相连爹楼板岸厚度茎，不柱宜小絮于15犯0m越m。当共采华用纱斜犬腹午杆悬桁吗架或、稻空绑腹锅桁姓架云作女为旗加载强纷层滔外及伸额构断件泽时纱，咏其美设避计闸要蔬求贴同唱其柜用辣作降相菜应萝转蚊换扇结可构馅时墙的园要钉求生。2、加折强层棉区间膝核心依筒体加堤强雅层房诚区侧间蝇的考核非心根筒宇是弱带牲加复强堵层白高怎层蚕建阔筑瓜结史构吐的酬关哥键巷构茶件伪，柳分坑析配表抖明姓，版在复带沿加斥强胸层介的奔框栋架-核心备筒结旺构中才，核挪心筒辅墙肢征弯矩吨和剪腊力在斑加强搞层的屈上、昼下几毛层大雹幅度逮的增肾大。赴因此茫，为率确保丘加强陈层区控间核炼心筒门的安塞全，杜加强爸层区腥间核蕉心筒桂应提可高一记级抗敞震设止防（圆表14拨-3）若。棍加眯强粪层翅区摘间去核滥心缝筒紧大盼轴言压缎比斯不汇宜览超锣过枣表14购-4。加强利层区即间核躺心筒镰体截参面尚李需满嫩足适熟宜剪礼压比墨限值闻要求惊，如之表1尼4医-眼5。4、阳加采强秃层弓周协边醉水肾平缩慧环象带性构哀件各暖类贺加面强厚层所周轿边段水下平扮环嫂带慎构清件司设慕计滨要锄求