一、無剛臂
1、連接支撐芯筒與外圈鋼柱的各層鋼梁跨度大,截面小,抗彎剛度弱。當(dāng)高層鋼結(jié)構(gòu)受到水平荷載作用時(shí),外柱基本上不參與整體抗彎,支撐芯筒幾乎承擔(dān)了全部的傾覆力矩。
2、支撐芯筒在各樓層處傾覆力矩的作用下,沿全高發(fā)彎曲變形,近側(cè)柱受拉伸長,遠(yuǎn)側(cè)柱受壓縮短,使支撐的各樓層橫梁向一側(cè)傾斜,而且往上逐層積累,頂層橫梁的傾斜度達(dá)到*大值,但各層橫梁的中點(diǎn)處仍維持原來的標(biāo)高不變,左、右外柱因基本上不參與抗彎,由傾覆力矩引起的附加軸力很小,柱頂標(biāo)高也就不變,基本上與支撐橫梁中點(diǎn)位于同一高度。
二、設(shè)置帽剛臂
1、橫貫高層鋼結(jié)構(gòu)全寬的帽剛臂,豎向抗彎剛度很大。在水平荷載作用下,當(dāng)支撐芯筒發(fā)生彎曲變形,導(dǎo)致支撐橫梁連同帽剛臂發(fā)生傾斜轉(zhuǎn)動時(shí),迫使左、右側(cè)外柱分別發(fā)生拉伸和壓縮,其反力R與-R形成的反力矩M,又反過來通過剛臂施加于支撐芯筒,從而使支撐芯筒各水平截面所受到的傾覆為矩值減小。
2、隨著支撐芯筒所承擔(dān)力矩的減小,支撐豎桿拉力約減小20%,這有利于地腳螺栓的合理布置。
3、由于外柱參與結(jié)構(gòu)的整個(gè)受彎,支撐芯筒各層橫梁的傾斜轉(zhuǎn)角,以及由此引起的結(jié)構(gòu)側(cè)移顯著減小。
4、假設(shè)剛臂的豎向抗剪、抗彎剛度以及外柱的軸向抗壓剛度特別大,當(dāng)整個(gè)高層鋼結(jié)構(gòu)即使遭遇很大水平荷載、產(chǎn)生側(cè)向變形時(shí),支撐芯筒頂層橫梁和帽剛臂仍能保持水平狀態(tài),結(jié)構(gòu)頂點(diǎn)側(cè)移將比無剛臂時(shí)減小50%。實(shí)際工程,減小量一般為20%—30%。
三、增設(shè)腰剛臂
1、高層鋼結(jié)構(gòu)除了帽剛臂外,在半高處還需要增設(shè)一道腰剛臂,支撐芯筒所需承擔(dān)的傾覆力矩將進(jìn)一步減小。
2、增設(shè)腰剛臂后,支撐芯筒各層橫梁的傾斜轉(zhuǎn)角進(jìn)一步減小,整個(gè)高層鋼結(jié)構(gòu)的側(cè)移也隨之進(jìn)一步減小。
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