超高层伸臂桁架和腰桁架多图详解
图文详解伸臂桁架与腰桁架
图文详解伸臂桁架与腰桁架在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架的主要目的是减小结构侧移，它的机理是提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力，从而增加框架承担的倾覆力矩，同时减小了内核心筒的倾覆力矩。
它对结构形成的反弯作用可以有效的增大结构的抗侧刚度，减小结构侧移动，一般情况下也会减小外框架的剪力分担比。
对于框架核心筒结构，设置伸臂桁架后减小侧移显著，而对于筒中筒结构而言，减小侧移的效果很小。
在结构周围设置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的轴力均匀变化，因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的，但是不如伸臂有效。
在框架核心筒结构中，视外框柱的数量和布置方式，可以设置腰桁架，也可以不设置；由于腰桁架可以减小框筒结构的剪力滞后，因而在筒中筒结构中，腰桁架可以加大结构的整体刚度并减小其侧移。
结构可以根据具体情况，仅设置一种或者同时设置以上两种构件，设置了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为加强层。
设置加强层后，造成结构沿高度方向刚度不均匀，刚度突变带来内力突变，因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变，设置是方向性的改变，加强层的刚度越大，内力突变的程度也越大，这种突变会产生薄弱层效应。
因此，在结构抗风设计中，采用伸臂桁架、腰桁架的效果很好，它可以采用刚度大的加强层，以形成较大的抗侧刚度。
而在抗震设计的结构中，应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应，因此可以不设置加强层时，就不必设置加强层，需要设置加强层时，也不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架，以避免加强层范围出现过大的刚度突变。
沿高度可以布置一个楼层（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效果优于一道伸臂桁架，但是伸臂结构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明显。
伸臂设置的位置不同，其减小侧移的效果也不相同，研究表明，当沿高度仅设置一道伸臂桁架时，可以设置在结构的2/3H处减小侧移效果最好，而要减小内筒倾覆弯矩则越靠下越好；设置两道伸臂桁架时，其中一道可设置在0.7H高度处，另一道大约设置在0.5H处。
桁架及组合结构
刚架轴力 -34.966 -59.973 -74.977 -79.977
0.032 35.005 59.997 74.991
桁架结构的分类：
一、根据维数分类 1. 平面（二维）桁架（plane truss） ——所有组成桁架的杆件以及荷载的作 用线都在同一平面内
当坡度（即 f1）加大，上弦杆正弯矩增大。当 f2 0 时，为带拉杆的三铰拱式屋架，上弦梁类似与简支梁。
适当调节 f1 与 f2 关系，可使上弦结点的负弯矩和两 结点间最大正弯矩大致相等。
静定结构总论
(Statically determinate structures general introduction)
实际结构中由于结点并非是理想铰，同时还将 产生弯矩、剪力，但这两种内力相对于轴力的 影响是很小的，故称为次内力（secondary internal forces）。
次内力的影响举例
杆号 起点号 终点号
12
4
24
6
36
8
48
10
51
3
63
5
75
7
87
9
桁架轴力 -35.000 -60.000 -75.000 -80.000
2. 结点单杆 以结点为平衡对象能仅用一个方程求 出内力的杆件，称为结点单杆（nodal single bar）。
利用这个概念，根据荷载状况可判断此杆内力是 否为零。
3. 零杆 零内力杆简称零杆（zero bar）。
FN2=0 FN1=0
FN=0
FN=0
判断结构中的零杆
FP
FP
FP/ 2
FP/2
按与“组成顺序相反”的原则，逐次建 立各结点的平衡方程，则桁架各结点未 知内力数目一定不超过独立平衡方程数。
超高层建筑环带桁架与伸臂桁架的施工方法
超高层建筑一般采用核心筒+框架结构，当结构抗侧力不满足设计要求时，常设置结构加强层来提高结构整体抗侧刚度。
当前高度超过300 m的超高层建筑常通过设置钢桁架加强层来满足结构抗侧力要求。
加强层一般采用环带桁架+伸臂桁架的结构形式，因其节点部位构件相贯较多、焊接不便且应力大，故常采用铸钢节点。
钢桁架加强层结构形式复杂，构件尺寸大，数量多，钢板厚，焊接量大，施工工期长，导致其附加应力控制、焊接质量控制、巨型铸钢节点安装和工期控制等成为施工的重点。
1、关键技术使用BIM技术对超高层建筑环带桁架与伸臂桁架施工进行设计优化和深化，对钢桁架分段确定小拼单元，优化节点设计、确定节点重心及吊绳布置；进行施工工况模拟，确定吊装方案和施工顺序，确定伸臂桁架终固时间；采用数字模拟预拼装与工厂预拼装技术控制构件加工质量；采用铸钢节点多点吊装技术，精确调整铸钢节点安装过程姿态，确保快速准确就位；对钢桁架焊接顺序机械施工模拟和针对性的焊接工艺评定，以利于焊接应力释放和减少焊接变形。
2、施工工艺施工工艺为：优化与深化设计→确定钢桁架安装顺序→吊装分析及吊索具选择→钢桁架预拼装→巨型铸钢节点多点吊装→钢桁架安装→钢桁架焊接施工→焊缝无损检测、验收。
对构件分段需综合考虑以下因素：（1）考虑采购钢板的尺寸，尽量减少钢板拼接；（2）考虑运输条件限制，构件不得超宽超高，托座尺寸须满足运输要求；（3）综合考虑塔式起重机起重能力，充分发挥其起重性能；（4）现场小拼单元的重量须在起重机吊装能力范围内。
伸臂桁架分段如图1~图5所示。
图1 伸臂桁架分段示意图2 核心筒伸臂桁架模型图（计算机截图）图3 核心筒与外框结构连接部位伸臂桁架模型（计算机截图）图4 环带桁架分段示意图5 环带桁架模型图（计算机截图）钢柱托座的尺寸不超2.8 m，以满足运输要求；分段后弦杆及腹杆均为常规构件，满足运输要求。
3、铸钢节点优化对铸钢节点进行优化设计时，应在满足设计要求的前提下综合考虑铸钢节点的三围尺寸和加工铸造难度、运输条件、构件重量等易造成质量安全的事项，同时兼顾安装及制作成本。
桁架结构课件
3、节间长度
上弦受压，节间长度应小些，下弦受拉，节间长度可大些。 屋面荷载应直接作用在节点上，以优化杆件的受力状态。
为减少屋架制作工作量，减少杆件与节点数目，节间长度
可取大些，一般为1.5~4m。
（二）屋架结构的选型 1、屋架结构的受力
抛物线状的拱式结构：受力最为合理，但施工复杂。
折线形屋架：与弯矩图最接近，力学性能良好。 梯形屋架：力学性能较好，上下弦均为直线施工方便，在大中跨 建筑中被广泛应用。 三角形屋架：力学性能较差，适用于中小跨度。
较大时，应采取专门的构造措施。
（四）屋架结构的支撑
包括：屋架之间的垂直支撑、水平系杆、设置在上、下 弦平面内的横向支撑、下弦平面内的纵向水平支撑。
作用：保证屋架在使用和安装时的侧向稳定性，增强屋 盖的整体刚度，增强排架的空间工作性能。防止桁架上弦 平面外的压曲，减少平面外长细比，并防止桁架下弦平面
矩形屋架：力学性能较差，用作托架或荷载较特殊情况下使用。
2、屋面防水构造 三角形、陡坡梯形屋架：屋面材料采用粘土瓦、机制平瓦或水泥 瓦。 拱形、折线形屋架：采用卷材防水、金属薄板材料。
3、材料耐久性
木材、钢材：易腐蚀，维修费用高，不宜用于有侵蚀性的工业厂 房和通风不良的建筑。 预应力混凝土屋架：提高屋架下弦的抗裂性，防止钢筋腐蚀。 4、跨度
面及围护墙的用料，同时也增加了采暖，通风，采光等设备的负荷，
并给音响控制带来困难。
侧向刚度小，对于钢屋架特别明显，受压的上弦平面外稳定性差，也
难以抵抗房屋纵向的侧向力，需要设置支撑。一般房屋纵向的侧向力
并不大，但支撑很多，都按构造（长细比）要求确定截面，故耗钢量 不少但未能材尽其用。
(完整word版)桁架结构体系..
桁架结构体系在本小节中我们要给大家介绍桁架结构体系的组成、优缺点及适用范围；桁架结构体系的合理布置原则及及受力特点。
桁架结构组成:一般由竖杆，水平杆和斜杆组成（图1-23）。
图1－23 桁架结构在房屋建筑中，桁架常用来作为屋盖承重结构，这时常称为屋架。
用于屋盖的桁架体系有两类：（1）平面桁架，用于平面屋架；（2）空间桁架，用于空间网架。
这两类桁架的共同特点是它们都由一系列只受同向拉力或压力的杆件连接而成。
作为桁架结构的整体来说，它们在荷载作用下受弯、受剪；但作为桁架结构中的杆件来说，只承受轴向力，不承受弯矩、剪力和扭矩。
桁架结构的最大特点是，把整体受弯转化为局部构件的受压或受拉，从而有效地发挥出材料的潜力并增大结构的跨度。
桁架结构受力合理、计算简单、施工方便、适应性强，对支座没有横向推力，因而在结构工程中得到了广泛的应用。
屋架的主要缺点是结构高度大，侧向刚度小。
结构高度大，增加了屋面及围护墙的用料，同时也增加了采暖、通风、采光等设备的负荷，并给音响控制带来困难。
侧向刚度小，对于钢屋架特别明显，受压的上弦平面外稳定性差，也难以抵抗房屋纵向的侧向力，这就需要设置支撑。
桁架是较大跨度建筑的屋盖中常用的结构型式之一。
在一般情况下，当房屋的跨度大于18m时，屋盖结构采用桁架比梁经济。
屋架按其所采用的材料区分，有钢屋架、木屋架、钢木屋架和钢筋混凝土屋架等。
钢筋混凝土屋架当其下弦采用预应力钢筋时，称为预应力钢筋混凝土屋架。
目前，我国预应力钢筋混凝土屋架的跨度已做到60多米，钢屋架的跨度已做到70多米。
一、桁架结构的型式与受力特点屋架结构的型式很多:（1）按屋架外形的不同，有三角形屋架、梯形屋架、抛物线屋架、折线型屋架、平行弦屋架等。
（2）根据结构受力的特点及材料性能的不同，也可采用桥式屋架、无斜腹杆屋架或刚接桁架、立体桁架等。
我国常用的屋架有三角形、矩形、梯形、拱形和无斜腹杆屋架等多种型式，见图1-24。
图1-24常用的屋架型式（a）三角形屋架（b）平行弦屋架（矩形）（c）梯形屋架（再分式）（d）拱形屋架（e）下撑式屋架（f）无斜腹杆屋架尽管桁架结构中以轴力为主，其构件的受力状态比梁的结构合理，但在桁架结构各杆件单元中，内力的分布是不均匀的。
深圳平安金融中心超高层结构设计
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实际强震记录和人工模拟地震加速度时程
• 基岩和地面的大震、小震共12组记录，所有的记录均取自《美国西部 强震观测资料》, 基岩小震记录号为：A011、F087、Y370；基岩大震 记录号为：A004、B024、B029；地面小震记录号为：N195、O210、 T286；地面大震记录号为：C048、H115、Q233。 人工模拟地震加速度时程大震、小震共12组。
•
•
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3、地震工程
• 工程场地地震安全性评价 • 地震动设计反应谱 • 实际强震记录和人工模拟地震加速度时程
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场地地震地质灾害评价
• 地基土液化 场地地表下的饱和砂层在Ⅶ度地震作用下不会产生液化，若本工程项 目的地下室或桩基直接座落在基岩上本场地可不考虑地基的砂土液化 问题。 软土震陷 本场地未发现淤泥质软土层，且主塔楼地基将直接建在基岩上，故不 可能发生软土震陷。 地表断层 研究结果表明，场地未发现有较大规模的断裂构造。场地附近的莲塘 断裂、横岗断裂、九尾岭断裂、大埔-牛尾坑断裂在中更新世有过活动 ，但断裂的活动性较弱，同时也距离场地较远，按《建筑抗震设计规 范》(GB50011－2001)的有关要求，可不考虑断裂在地震时对场地的 影响。
• •
•
Near-field simulation 近场模拟:
Proximity model that includes all surrounding buildings within 600m radius from the site and some major structures within 1200m radius. 包括600米半径内详细建筑物与1200米半径内主要建筑物的场地模型。
大跨度建筑屋盖结构图片
厦门国际会展中心
空间桁架：
网架
屋面檁条布置实例
国家奥林匹克体育中心
图1 装配式结构实例
新疆库尔勒五千吨气调库
长春国富门式刚架厂房
图1 装配式结构实例
开封县温泉游泳馆
宽141米
湖南国际会展中心
湖南国际会展中心
待装配的一榀平面桁架
风雨操场
室内采光效果
农贸市场
飞机库
厦门国际会展中心
81×81米有柱展厅，屋盖采用双向空间钢桁架结构。 桁架下弦标高为10.55米，桁架高度H=4.0米，钢桁架 沿纵向间距为27米，沿横向间距为9米，均支承在钢 筋砼柱柱顶，由于该区屋面为屋顶花园，屋面活荷载 按8.0KN/m2设计,故屋盖承重结构选用钢桁架,并且正 交桁架高度相等,弦杆为刚接,在纵向垂直支撑、系杆 的保证作用下形成空间桁架结构体系。
第二章桁架结构ppt课件
梯屋形架桁结架 构的选型
2.3 屋架结构的选型及布置
防水 屋面防水构造决定了屋面排水坡度,进而决定屋盖
的建筑造型。 一般来说,当屋面防水材料采用粘土瓦、机制平瓦
或水泥瓦时,应选用三角形屋架、陡坡梯形屋架。当 屋面防水采用卷材防水、金属薄板防水时,应选用拱 形屋架、折线形屋架和缓坡梯形屋架。
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载有关。一般上弦受压,节间长度应小些,下弦受拉, 节间长度可大些。
屋架上弦节间长度常取 3m。 当屋盖采用有檩体 系时,则屋架上弦节间长度应与檩条间距一致。
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梯屋形架桁结架 构的选型
2.3 屋架结构的选型及布置
屋架结构的选型应考虑房屋的用途、建筑 造型、屋面防水构造、屋架的跨度、结构材 料的供应、施工技术条件等因素,做到受力 合理、技术先进、经济适用。
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2.5 无斜腹杆屋架
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2.3 屋架结构的选型及布置
梯屋形架桁结架 构的选型
受力 从结构受力来看,抛物线状的拱式结构受力最为合
理。但拱式结构上弦为曲线,施工复杂。折线型屋架, 与抛物线弯矩图最为接近,故力学性能良好。梯形屋 架,因其既具有较好的力学性能,上下弦均为直线施工 方便,故在大中跨建筑中被广泛应用。三角形屋架与 矩形屋架力学性能较差。三角形屋架一般仅适用于中 小跨度,矩形屋架常用作托架或荷载较特殊情况下使 用。
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2.4 立体桁架
❖ 平面屋架结构虽然有很好的平面内受力性能，但 其在平面外的刚度很小。为保证结构的整体性， 必须要设置各类支撑。支撑结构的布置要消耗很 多材料，且常常以长细比等构造要求控制，材料 强度得不到充分发挥。采用立体桁架可以避免上 述缺点。立体桁架的截面形式有矩形、正三角形 、倒角形。
桁架结构PPT课件
7.3.6 钢筋混凝土-钢组合屋架
➢ 为了合理地发挥材料的作用，屋架的上弦和受压腹杆可 采用钢筋混凝土杆件，下弦及受拉腹杆可采用钢拉杆， 这种屋架称为钢筋混凝土-钢组合屋架。
➢ 常用的组合屋架有折线形组合屋架、下撑式五角形组合 屋架以及三铰组合屋架、两铰组合屋架等。
•34
7.3.7 板状屋架
➢ 板状屋架是将屋面板与屋架合二为一的结构体系。屋架 的上弦采用钢筋混凝土屋面板，下弦和腹杆可采用钢筋， 也可采用型钢制作。屋面板可选用普通混凝土，也可选 用加气或陶粒等轻质混凝土制作。屋面板与屋架共同工 作，屋盖结构传力简捷、整体性好，减少了屋盖构件， 节省钢材和水泥，结构自重轻，经济指标较好。
➢ 1、屋架的节间大小均匀，屋架的杆件内力突变不大， 比较均匀。
➢ 2、这种型式屋架的腹杆长度与杆件内力的变化相一致， 两者协调而不矛盾。
➢ 3、木屋架的节点采用齿联结。这种屋架节点上相交的 杆件不多，为齿联结提供了可能性。
•17
➢
豪式木屋架的适用跨度为9～21m，最经济跨度
为9～15m。豪式木屋架的节间数目主要考虑节间长度要
➢
➢ 式中 N y 力；
Ny V0
－斜腹杆的竖向分力和竖腹杆的轴
➢
V －简支梁相应于屋架节间的剪力。
•10
•11
•12
•13
•14
➢ 桁架杆件内力与桁架形式的关系如下： ➢ ①平行弦桁架的杆件内力是不均匀的，弦杆内
力是两端小而向中间逐渐增大，腹杆内力由中 间向两端增大； ➢ ②三角形桁架的杆件内力分布也是不均匀的， 弦杆的内力是由中间向两端逐渐增大，腹杆内 力由两端向中间逐渐增大； ➢ ③折线形桁架的杆件内力分布大致均匀，从力 学角度看，它是比较好的屋架形式，因为它的 形状与同跨度同荷载的简支梁的弯矩图形相似， 其形状符合内力变化的规律，比较经济。
桁架_图文——精选推荐
桁架桁架：一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。
桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。
“桁”字念“héng”，由于“桁”字较少使用，误被念为“háng”（行），故此，“行架”由此得名。
桁架的定义：由杆件通过焊接、铆接或螺栓连接而成的支撑横梁结构，称为“桁架”。
桁架的优点是杆件主要承受拉力或压力，可以充分发挥材料的作用，节约材料，减轻结构重量。
常用的有钢桁架、钢筋混凝土桁架、预应力混凝土桁架、木桁架、钢与木组合桁架、钢与混凝土组合桁架。
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杆件间的结合点称为节点(或结点)。
根据组成桁架杆件的轴线和所受外力的分布情况，桁架可分为平面桁架和空间桁架。
屋架或桥梁等空间结构是由一系列互相平行的平面桁架所组成。
若它们主要承受的是平面载荷，可简化为平面桁架来计算。
平面桁架组成桁架的杆件的轴线和所受外力都在同一平面上(图1)。
平面桁架可视为在一个基本的三角形框上添加杆件构成的。
每添加两个杆，须形成一个新节点才能使结构的几何形状保持不变。
这种能保持几何坚固性的桁架叫作无余杆(或叫无冗杆)桁架。
如果只添加杆件而不增加节点，就不能保持桁架的几何坚固性，这种桁架叫作有余杆(或叫有冗杆)桁架。
超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工工法
超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工工法超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工工法一、前言随着城市发展和人口增长的需求，超高层建筑的需求也越来越大。
为了确保超高层建筑的结构稳定和安全性，超高层建筑的施工工法也需要不断创新和发展。
超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工工法就是一种被广泛应用的施工工法。
本文将对该施工工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例进行详细介绍。
二、工法特点超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工工法具有以下几个特点：1. 采用钢结构：由于超高层建筑的高度较大，传统的混凝土结构难以满足抗震和承重的要求，因此采用钢结构能够更好地满足超高层建筑的需求。
2. 加强层设计：通过在超高层建筑的某一层设置加强层，可以使整个建筑结构更加稳定，并且减小了主体结构负荷。
3. 伸臂桁架施工：采用伸臂桁架施工工法可以减少施工的时间和人力，提高效率。
4. 施工精度高：该工法通过先进的施工设备和技术，能够保持建筑施工的高精度，提高施工质量。
三、适应范围超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工工法适用于高度在300米以上的超高层建筑，尤其适合在地质条件较差，地震烈度较高的地区的施工。
四、工艺原理超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工工法的核心是通过加强层钢结构的设置，增加超高层建筑的稳定性。
该工法采取以下技术措施：1. 加强层钢结构的设计：根据超高层建筑的结构特点和需求，合理设置加强层的位置和型号，提高建筑的整体抗震和承重性能。
2. 伸臂桁架施工：将伸臂桁架吊装到指定的位置，并在加强层上将其固定，用于支撑和稳定建筑结构。
3. 钢结构的制作和安装：通过精确的制作和安装工艺，确保加强层钢结构的质量和稳定性。
五、施工工艺超高层建筑加强层钢结构伸臂桁架施工工法的施工工艺主要包括以下几个阶段：1. 加强层钢结构的预备工作：包括加强层的位置确定、钢结构的制作和运输等。
2.钢结构的吊装和安装：将预制的钢结构部件通过吊装设备吊装到指定位置，并进行连接和固定。
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它对结构形成的反弯作用可以有效的增大结构的抗侧刚度，减小结构侧移动，一般情况下也会减小外框架的剪力分担比。
对于框架核心筒结构，设置伸臂桁架后减小侧移显著，而对于筒中筒结构而言，减小侧移的效果很小。
在结构周围设置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的轴力均匀变化，因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的，但是不如伸臂有效。
在框架核心筒结构中，视外框柱的数量和布置方式，可以设置腰桁架，也可以不设置；由于腰桁架可以减小框筒结构的剪力滞后，因而在筒中筒结构中，腰桁架可以加大结构的整体刚度并减小其侧移。
结构可以根据具体情况，仅设置一种或者同时设置以上两种构件，设置了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为加强层。
设置加强层后，造成结构沿高度方向刚度不均匀，刚度突变带来内力突变，因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变，设置是方向性的改变，加强层的刚度越大，内力突变的程度也越大，这种突变会产生薄弱层效应。
因此，在结构抗风设计中，采用伸臂桁架、腰桁架的效果很好，它可以采用刚度大的加强层，以形成较大的抗侧刚度。
而在抗震设计的结构中，应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应，因此可以不设置加强层时，就不必设置加强层，需要设置加强层时，也不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架，以避免加强层范围出现过大的刚度突变。
沿高度可以布置一个楼层（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效果优于一道伸臂桁架，但是伸臂结构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明显。
伸臂设置的位置不同，其减小侧移的效果也不相同，研究表明，当沿高度仅设置一道伸臂桁架时，可以设置在结构的2/3H处减小侧移效果最好，而要减小内筒倾覆弯矩则越靠下越好；设置两道伸臂桁架时，其中一道可设置在0.7H高度处，另一道大约设置在0.5H处。
【结构设计】伸臂桁架和腰桁架知识学习
伸臂桁架和腰桁架知识学习在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架的主要目的是减小结构侧移,它的机理是提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力,从而增加框架承担的倾覆力矩,同时减小了内核心筒的倾覆力矩.它对结构形成的反弯作用可以有效的增大结构的抗侧刚度,减小结构侧移动,一般情况下也会减小外框架的剪力分担比.对于框架核心筒结构,设置伸臂桁架后减小侧移显著,而对于筒中筒结构而言,减小侧移的效果很小.在结构周围设置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的轴力均匀变化,因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的,但是不如伸臂有效.在框架核心筒结构中,视外框柱的数量和布置方式,可以设置腰桁架,也可以不设置；由于腰桁架可以减小框筒结构的剪力滞后,因而在筒中筒结构中,腰桁架可以加大结构的整体刚度并减小其侧移.结构可以根据具体情况,仅设置一种或者同时设置以上两种构件,设置了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为加强层.设置加强层后,造成结构沿高度方向刚度不均匀,刚度突变带来内力突变,因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变,设置是方向性的改变,加强层的刚度越大,内力突变的程度也越大,这种突变会产生薄弱层效应.因此,在结构抗风设计中,采用伸臂桁架、腰桁架的效果很好,它可以采用刚度大的加强层,以形成较大的抗侧刚度.而在抗震设计的结构中,应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应,因此可以不设置加强层时,就不必设置加强层,需要设置加强层时,也不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架,以避免加强层范围出现过大的刚度突变.沿高度可以布置一个楼层（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效果优于一道伸臂桁架,但是伸臂结构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明显.伸臂设置的位置不同,其减小侧移的效果也不相同,研究表明,当沿高度仅设置一道伸臂桁架时,可以设置在结构的2/3H处减小侧移效果最好,而要减小内筒倾覆弯矩则越靠下越好；设置两道伸臂桁架时,其中一道可设置在0.7H高度处,另一道大约设置在0.5H处.一般的高层结构设计中,伸臂桁架设置位置需要做敏感性分析,以研究其最有效和最适合具体结构的位置.筒中筒结构中腰桁架的设置则要视减小剪力滞后的效果而定.由于具体结构的类型和建筑布置的不同,结构的加强层一般宜与高层建筑的设备层和避难层统一,但是应强调建筑机电和结构的合作优化,包括加强层的位置,数量等.从具体的技术层面上讲,伸臂桁架和腰桁架的刚度不宜太大,如果采用整层楼高的钢筋混凝土实腹大梁,不仅刚度突变过大,而且与它相连的上下层框架柱将非常不利,这些柱子容易出现塑性铰及裂缝,甚至破坏,呈“强梁弱柱”的不利抗震概念.因此,伸臂桁架、腰桁架均宜采用桁架结构,其中钢结构施工方便,优于钢骨混凝土桁架.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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超高层伸臂桁架和腰桁架多图详解
在外框柱与核心筒之间设置伸臂桁架的主要目的是减小结构侧移，它的机理是提高水平荷载作用下的外框架柱的轴力，从而增加框架承担的倾覆力矩，同时减小了内核心筒的倾覆力矩。
它对结构形成的反弯作用可以有效的增大结构的抗侧刚度，减小结构侧移动，一般情况下也会减小外框架的剪力分担比。
对于框架核心筒结构，设置伸臂桁架后减小侧移显著，而对于筒中筒结构而言，减小侧移的效果很小。
在结构周围设置腰桁架的作用作用是使各框架柱承受的轴力均匀变化，因此也可以达到提高外框架抗倾覆力矩的能力以及减小侧移的目的，但是不如伸臂有效。
在框架核心筒结构中，视外框柱的数量和布置方式，可以设置腰桁架，也可以不设置；由于腰桁架可以减小框筒结构的剪力滞后，因而在筒中筒结构中，腰桁架可以加大结构的整体刚度并减小其侧移。
结构可以根据具体情况，仅设置一种或者同时设置以上两种构件，设置了伸臂桁架、腰桁架的楼层可统称为加强层。
设置加强层后，造成结构沿高度方向刚度不均匀，刚度突变带来内力突变，因此在加强层及上下相邻层构件的内力会出现较大的改变，设置是方向性的改变，加强层的刚度越大，内力突变的程度也越大，这种突变会产生薄弱层效应。
因此，在结构抗风设计中，采用伸臂桁架、腰桁架的效果很好，它可以采用刚度大的加强层，以形成较大的抗侧刚度。
而在抗震设计的结构中，应尽可能的减小出现薄弱层形成的不利效应，因此可以不设置加强层时，就不必设置加强层，需要设置加强层时，也不宜采用刚度过大的伸臂和腰桁架，以避免加强层范围出现过大的刚度突变。
沿高度可以布置一个楼层（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效果优于一道伸臂桁架，但是伸臂结构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明显。
伸臂设置的位置不同，其减小侧移的效果也不相同，研究表明，当沿高度仅设置一道伸臂桁架时，可以设置在结构的
2/3H处减小侧移效果最好，而要减小内筒倾覆弯矩则越靠下越好；设置两道伸臂桁架时，其中一道可设置在0.7H高度处，另一道大约设置在0.5H处。
一般的高层结构设计中，伸臂桁架设置位置需要做敏感性分析，以研究其最有效和最适合具体结构的位置。
筒中筒结构中腰桁架的设置则要视减小剪力滞后的效果而定。
由于具体结构的类型和建筑布置的不同，结构的加强层一般宜与高层建筑的设备层和避难层统一，但是应强调建筑机电和结构的合作优化，包括加强层的位置，数量等。
上讲，伸臂桁架和腰桁架的刚度不宜太大，如果采用整层楼高的钢筋混凝土实腹大梁，不仅刚度突变过大，而且与它相
连的上下层框架柱将非常不利，这些柱子容易出现塑性铰及裂缝，甚至破坏，呈强梁弱柱的不利抗震概念。
因此，伸臂桁架、腰桁架均宜采用桁架结构，其中钢结构施工方便，优于钢骨混凝土桁架。
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。