伸臂桁架和腰桁架加强层设计小结
超高层建筑钢结构伸臂桁架施工技术分析与施工质量控制
为 了加强结构 的侧 向刚度 , 提高其抗震性 能Байду номын сангаас 超高层建筑都会沿 竖向 高度设置几道水平加强层 , 钢桁架加强层便是代表 。 为了使提高施工水平,
也 可 以进 行 全 面地 控 制 。
2 . 2混凝土核心简 内部的伸臂桁架上弦和下弦都需要进行预埋。在对
4 . 3 现场采用动臂塔 吊吊 装伸 臂桁架下弦杆, 下弦杆就位 校正后, 安装 连接板, 校核、 校 正后安装高强螺栓, 用扭矩扳手初拧。 4 . 4吊装伸臂桁架上弦杆, 安装就位后 , 安装连接板 , 校核 、 校 正后安装 高强 螺 栓 , 用 扭矩 扳 手初 拧 。
4伸 臂桁 架现 场 安 装 质 量 控 制
在实际 的施 工中,施工人员需要对伸臂桁 架结构形式进行全面地优 化, 同时对施工经验 以及应用的技术进行全 面地 分析, 使得伸臂桁架 结构 在安装的过程中更加 简化和合理 。具体来说主要表现在 以下几个方面 : 2 . 1 在原设计 中, 伸臂桁架主要采用 的是高强螺栓连接 的形式 。 核心筒 剪力墙的施工主要 是以钢结构的施工形式为主, 在施工的过 程中需要进 行 科学地预埋 。 另外, 在考虑剪力墙本身刚度的过程中, 预埋 的混凝土达到了
4 . 5吊装伸臂桁架腹杆, 安装就位后 , 安装连接板, 校核 、 校 正后安高强 螺栓, 用扭矩扳手初拧 。 4 . 6检 查校正伸臂桁架, 检查高强螺栓初拧情况。 4 . 7 伸 臂桁架连接高强螺栓 待主体结构封项后终拧, 用扭矩扳检查 。
桁架实训结论及总结报告
一、前言为了提高我国建筑行业的技术水平,培养具有实践能力的专业技术人才,我国各大院校纷纷开展了桁架实训课程。
本次桁架实训课程旨在通过实际操作,使学生掌握桁架的设计、制作和安装等基本技能,提高学生的实际操作能力。
以下是本次桁架实训的结论及总结报告。
二、实训目的1. 使学生掌握桁架的基本原理和设计方法。
2. 培养学生动手能力,提高实际操作技能。
3. 增强学生对建筑行业的认识,为今后从事相关工作奠定基础。
三、实训内容1. 桁架设计:包括桁架的结构形式、材料选择、节点连接等。
2. 桁架制作:包括桁架杆件的切割、焊接、组装等。
3. 桁架安装:包括桁架的吊装、固定、验收等。
四、实训过程1. 实训准备阶段:教师讲解桁架设计、制作和安装的基本知识,布置实训任务,学生查阅相关资料,做好实训准备。
2. 实训实施阶段:学生分组进行桁架设计、制作和安装,教师巡回指导。
(1)桁架设计:学生根据实训要求,设计桁架的结构形式、材料选择、节点连接等,并进行计算和绘图。
(2)桁架制作:学生根据设计图纸,进行桁架杆件的切割、焊接、组装等。
(3)桁架安装:学生将制作好的桁架吊装到指定位置,进行固定和验收。
3. 实训总结阶段:学生整理实训资料,撰写实训报告,进行实训总结。
五、实训结论1. 学生通过本次实训,掌握了桁架设计、制作和安装的基本技能,提高了实际操作能力。
2. 实训过程中,学生学会了如何查阅资料、分析问题、解决问题,提高了自学能力和团队协作能力。
3. 学生对建筑行业有了更深入的了解,为今后从事相关工作奠定了基础。
4. 实训过程中,部分学生在设计、制作和安装过程中遇到了问题,通过查阅资料、请教教师和同学,最终解决了问题,体现了学生的创新能力和解决问题的能力。
六、实训总结1. 实训内容丰富,贴近实际,有助于提高学生的实际操作能力。
2. 实训过程中,教师注重培养学生的动手能力、创新能力和团队协作能力,取得了良好的效果。
3. 实训过程中,学生能够认真对待,积极参与,取得了较好的实训成果。
钢筋混凝土伸臂梁设计中的经验总结与优化方案
钢筋混凝土伸臂梁设计中的经验总结与优化方案在钢筋混凝土伸臂梁设计中的经验总结与优化方案问题上,为了确保文章整洁美观,本文将按照以下格式进行撰写:一、引言钢筋混凝土伸臂梁作为一种常用的结构梁型,具有承载力强、施工方便等优势,被广泛应用于桥梁、高楼等工程中。
然而,在设计与施工过程中,也存在一些问题和挑战。
本文旨在总结钢筋混凝土伸臂梁设计中的经验,并提出相应的优化方案,以提高工程效果和质量。
二、设计经验总结1. 荷载分析钢筋混凝土伸臂梁的设计首先需要进行准确的荷载分析,包括常规荷载和临时荷载的考虑。
在分析荷载的过程中,应合理选择设计荷载值,并根据实际情况确定梁的重要参数,如截面尺寸、受力状态等。
2. 截面设计根据荷载分析的结果,钢筋混凝土伸臂梁的截面设计应合理选取,以满足强度和刚度的要求。
一般而言,考虑截面的矩形与T形截面两种类型,根据具体情况进行选择,并应确保截面的可施工性和经济性。
3. 纵向受力设计钢筋混凝土伸臂梁在受到荷载作用时,除了考虑截面设计外,还需要进行纵向受力设计。
这包括合理布置纵向受力筋、设置预应力或悬挂荷载等。
在进行纵向受力设计时,应注意控制裂缝的发展,以确保结构的安全性和耐久性。
4. 抗剪设计钢筋混凝土伸臂梁的抗剪设计是设计过程中的重要环节。
通常采用剪力折减法进行设计,在确定剪力荷载的基础上,计算剪力折减系数,并选取合适的抗剪筋。
5. 配筋设计在完成上述设计之后,钢筋混凝土伸臂梁的最后一步是配筋设计。
根据截面设计和受力分析的结果,选取适当的梁筋和箍筋,并按照规范要求布置。
三、设计优化方案1. 结构形式优化钢筋混凝土伸臂梁的结构形式有多种选择,如悬臂式、支座式等。
在实际设计中,应根据工程要求和施工条件,选择最为适合的结构形式,以提高整体刚度和承载能力。
2. 采用新材料随着科技的进步,新型材料的应用也为钢筋混凝土伸臂梁设计带来了新的思路。
例如,高性能混凝土、纤维增强材料等的引入可以增加梁的强度和延性,并减小结构的自重,实现优化设计。
超高层建筑初设阶段设置伸臂加强层的对比分析
超高层建筑初设阶段设置伸臂加强层的对比分析摘要:在超高层框架-核心筒结构设计中,为控制建筑结构水平位移过大,经常设置伸臂加强层,以提高结构的抗侧刚度。
本文主要介绍深圳深科技城一期项目初设阶段,对超高层建筑设置不同位置、不同数量伸臂加强层结果的对比,得出顶点位移、基本周期、层间位移角等控制目标受伸臂加强层位置和数量的影响,便以选取出最优方案。
关键词:超高层建筑;伸臂加强层;顶点位移;基本周期;层间位移角。
1 前言超高层建筑结构设计中,一般情况下,下部受力较大,上部受力相对较小,因此通常下部结构布置剪力墙、框架柱截面较大,上部剪力墙、框架柱截面越来越小。
为了控制结构水平位移过大,减少剪力墙、框架柱等构件的截面尺寸,在结构设计过程中,常常会采取伸臂加强层设计,最终满足建筑使用功能的要求和人的舒适感要求。
选取加强层位置时首先应符合建筑使用功能的要求,利用建筑避难层或设备层的空间;其次结合结构顶点位移、层间位移角、基本周期等控制目标进行对比分析,选择加强层的最优设置位置及设置数量。
2 加强层概念加强层是在高层建筑中某几个部位,通常是利用设备层或避难层空间设置刚度较大的水平外伸构件加强核心筒与框架柱的连系,必要时可设置刚度较大的周边环带构件,腰桁架和帽桁架,加强外周框架角柱与翼緣柱的连系。
因此,加强层构件有三种类型,一是伸臂,二是腰桁架和帽桁架,三是环向构件。
三者的功能不同,不一定同时设置,但如果设置,它们一般在同一层。
加强层的高度往往是一层楼高,其刚度比其它水平构件大数十倍,固有的文献在研究加强层对高层建筑的影响时称为刚性层或水平刚性层。
伸臂都布置在结构的内部,横跨在外柱和内筒之间,在平面上,伸臂布置要对称,伸臂要与内筒的剪力墙对齐,以便剪力墙承受伸臂传来的大弯矩。
3 工程案例对比分析深圳深科技城一期位于彩田工业园区城市更新单元,用地位于北环大道以南、彩田路以东、皇岗路以西、笋岗西路以北。
由三条市政道路切割成五个地块。
超高层劲性结构伸臂桁架层施工工法
超高层劲性结构伸臂桁架层施工工法超高层建筑作为现代城市的新地标,给城市的发展带来了重大的推动力。
而在超高层建筑的施工中,层施工工法起到了至关重要的作用。
本文将针对超高层劲性结构伸臂桁架层施工工法进行详细的描述。
超高层建筑的施工不仅需要考虑到结构的强度和稳定性,还需要考虑到施工过程中的安全性、效率以及对周围环境的影响。
而劲性结构伸臂桁架层施工工法,正是为了满足这些要求而提出的。
首先,该工法主要包括以下几个步骤:1. 桁架搭设:在超高层建筑主体结构施工完成后,通过搭设伸臂桁架的方式,将楼板向外延伸,形成伸臂楼板。
桁架的搭设需要考虑到结构的承载能力和稳定性,同时也需要考虑到整体施工的效率。
2. 架设滑移模板:在桁架搭设完成后,需要架设滑移模板。
滑移模板的设施有助于提高施工的效率和安全性。
在滑移模板上,施工人员可以轻松操作,并将混凝土浇筑到指定位置。
3. 混凝土浇筑:一旦滑移模板架设完成,可以进行混凝土的浇筑。
在浇筑过程中,需要注意混凝土的均匀性和充实性。
同时,也需要确保浇筑速度的控制,以避免出现不同部位的温度差异,从而影响整体结构的强度和稳定性。
4. 后续工序:混凝土浇筑完成后,需要进行后续的工序,包括养护、拆模和清理等。
这些工序的顺利进行将为后续的施工打下坚实的基础。
在超高层劲性结构伸臂桁架层施工工法中,需要特别强调以下几点:1. 安全性优先:超高层建筑的施工具有特殊性,施工过程中需要高度重视安全问题。
在搭设伸臂桁架和架设滑移模板时,需要对工人进行培训,确保其掌握相关的操作技能和安全意识。
同时,也需要增加施工现场的安全设施,如护栏、安全网等,以确保工人的安全。
2. 施工效率:由于超高层施工的时间和成本压力较大,因此在施工工法的选择上,需要考虑到施工效率。
超高层劲性结构伸臂桁架层施工工法的优点在于其搭设简单、操作便捷,有助于提高施工的效率。
3. 质量控制:超高层建筑的结构质量直接关系到其安全性和使用寿命。
钢桁架结构课程总结与学习心得
钢桁架结构课程总结与学习心得
引言
钢桁架结构是一种常见的建筑结构类型,具有轻量、高强度和易于制造等优点。
本文对我在钢桁架结构课程中的研究经历和心得进行总结。
研究内容
理论知识
在课程中,我研究了钢桁架结构的基本原理、设计规范和计算方法。
通过研究相关的理论知识,我对钢桁架结构的构造和性能有了更深入的了解。
设计案例
在课程中,我还研究了一些实际的钢桁架结构设计案例,例如会展中心和体育馆等。
通过分析这些案例,我学会了如何根据具体需求进行钢桁架结构的设计和优化。
研究心得
实用性
钢桁架结构课程对我来说非常实用。
在实际工程中,钢桁架结构广泛应用于桥梁、大跨度建筑和屋顶结构等领域。
通过研究该课程,我对钢桁架结构的应用和设计有了更多的了解,可以在未来的工作中更好地应用这些知识。
团队合作
在课程中,我们进行了一些小组项目,需要合作完成钢桁架结构的设计和计算。
通过与同学们的合作,我学会了如何在团队中协作和分工,提高了我的团队合作能力。
总结
通过研究钢桁架结构课程,我不仅获得了理论知识,还提升了实践能力和团队合作能力。
这将对我的未来职业发展有着积极的影响。
我将继续深入研究和应用钢桁架结构的知识,为建筑行业做出更大的贡献。
以上是我在钢桁架结构课程中的研究总结与研究心得。
[点击此处插入图片、参考文献等相关内容]。
伸臂桁架和腰桁架加强层设计小
伸臂桁架和腰桁架加强层设计小结HiStruct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。
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。
桁架结构的个人总结
桁架结构的个人总结引言桁架结构是一种具有高度稳定性和强度的结构体系,由大量连接的杆件和节点组成。
它可以应用于桥梁、建筑、航天器等领域,提供了更大的自由度和适应性。
本文将对桁架结构进行综合总结,并探讨其优点、应用以及未来发展趋势。
优点1. 轻量化及高强度:桁架结构采用轻质材料构建,如钢材、铝合金等,能够提供较高的抗压、抗弯和抗震能力,同时减轻了整个结构的负荷。
2. 施工和安装简便:桁架结构由多个杆件和节点组成,构件间的相对位置可以自由调整。
这种特性使得组装和安装过程相对简单,可以极大提高工程进度。
3. 空间利用率高:桁架结构采用杆件和节点搭建,可以实现大跨度的覆盖,并且不需要中间支撑柱。
这种设计使得空间的利用率更高,尤其适用于大跨度的建筑设计。
4. 适应性强:桁架结构具有灵活的设计性和较高的自适应能力,可以适应不同的工况和环境要求。
同时,它也可以与其他结构体系相结合,构建更具复合功能的建筑。
应用领域1. 建筑领域:桁架结构在大跨度建筑、体育馆和展览馆等领域得到广泛应用。
通过合理设计和优化,可以实现更大的室内空间,减少支撑需求,同时提供更具吸引力的建筑外观。
2. 桥梁领域:桁架结构在桥梁建设中发挥重要作用,特别是长跨桥梁。
它具有高度的刚性和稳定性,能够承受大荷载,并抵御风力和地震等自然条件的影响。
3. 航天器领域:桁架结构在航天器的设计和制造中也得到广泛应用。
它可以提供轻量化的结构支撑,降低整体重量,从而减少燃料消耗。
4. 临时搭建领域:桁架结构通常可以快速拆卸和重新搭建,因此在临时搭建领域也有广泛的应用。
例如,在户外活动、展览会和音乐会等场合,可以用桁架结构搭建帐篷、舞台等设施。
未来发展趋势1. 材料技术的进步:随着新材料的涌现,如碳纤维复合材料、3D打印材料等,桁架结构将会迎来更高效的设计和制造方法。
这些新材料具有更好的强度和轻量化特性,可以提高桁架结构的性能。
2. 结构优化算法的发展:结构优化算法的发展将进一步提高桁架结构的设计和性能。
超高层规范综合
超高层的分析研究鉴于超高层与高层之间的造价和运营成本的差异,组织针对超高层的分析研究,具体分以下几个大类:一、超高层建筑的界定:《民用建筑设计通则》GB 50352—2005 :建筑高度大于1OOm的民用建筑为超高层建筑。
二、设计规范的详查及详讨:《民用建筑设计通则》GB 50352—2005:建筑高度超过100m的超高层民用建筑,应设置避难层(间),《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版):建筑高度超过100m的公共建筑,应设置避难层(间),并应符合下列规定:避难层的设置,自高层建筑首层至第一个避难层或两个避难层之间,不宜超过15层。
通向避难层的防烟楼梯应在避难层分隔、同层错位或上下层断开,但人员均必须经避难层方能上下。
避难层的净面积应能满足设计避难人员避难的要求,并宜按人/m2计算。
避难层可兼作设备层,但设备管道宜集中布置。
避难层应设消防电梯出口。
避难层应设消防专线电话,并应设有消火栓和消防卷盘。
封闭式避难层应设独立的防烟设施。
避难层应设有应急广播和应急照明,其供电时间不应小于,照度不应低于。
-------关于避难层面积要求,只规定了公共建筑的为人/m2,但对于住宅没有具体规定,计算超高层住宅避难层面积时,可以按公共建筑的要求,设计中可考虑空中花园及设备层(一梯两户的布置,45层的人口计算的话需要大概32 m2的避难空间),由于有避难层(间)、核心筒,加之内部结构条件等因素,同等条件下,公摊一定会比高层的高出一些,相同建筑面积下,使用面积会略低一些。
《高层民用建筑设计防火规范》GB 50045-95(2005年版):建筑高度不超过100m的高层建筑,其电缆井、管道井应每隔2~3层在楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔;建筑高度超过100m的高层建筑,应在每层楼板处用相当于楼板耐火极限的不燃烧体作防火分隔。
-------正常做法是每层都做,所以此条款对造价没影响。
超高层建筑伸臂加强层结构设计的若干问题
超高层建筑伸臂加强层结构设计的若干问题摘要:从我国目前的发展现状来看,在我国超高层建筑领域存在这一系列的发展问题,针对于此,本文主要研究了超高层建筑伸臂加强层结构设计,并且提出合理化的建议,希望对我国超高层建筑的发展有一定的帮助作用。
本文主要分析结合控制目标设置加强层位置和数量的选择方法,并且对一些顶层设计进行一定的讨论,不但优化对于建筑过程中的出现的一些工程漏洞,从而不断提高工程的整体质量。
关键词:超高层建筑;伸臂加强层;工程质量引言随着我国经济的发展和科学技术的进步,我国建筑的高度也在不断增加,针对于此,需要对其整体结构进行一定的控制,并且减小其侧向的刚度,保证其基础结构符合相关的标准。
在超高层建筑的具体施工过程中,需要设计人员以及施工人员根据以往的实践来进行不断的改善,从而良好的利用水平伸臂加强层来提高结构的侧向刚度,从而较好地控制整体结构的侧向位移。
一、加强层的设置位置在超高层建筑的施工过程中,需要确定加强层的位置,选择一个良好的施工位置可以较好地改善整体施工的秩序和质量。
基于此,对于加强层位置的选择主要有以下几点:(1)确保相关的功能和要求能够得到满足,在建筑施工的过程中,要不断对其总体的架构进行掌握,从而提高建筑的整体适用性,利用建筑的避难层和设置层的空间来设置加强层。
(2)综合分析结构的控制目标,并且针对于控制顶点位移和基本的周期进行一定的控制,从而保证层间位移角和筒体倾覆力等都能够得到有效的控制,还要对加强层的位置进行有效性的分析。
(3)伸臂桁架构件的制造要便于施工,并且要保证其受力均匀,其横截面积也要符合相关的标准,从而避免加强层区域的受力过度集中而导致一系列的问题。
根据上文所提及的有效性分析所得出的数据进行整合,对于最佳位置的选择也有一定的帮助作用。
对于加强层而言需要其实现的功能主要是协调核心筒和外框的变形,两者要保持其传力可以直接依靠,不可以盲目的改变其结构支撑力的集中点,尽量避免加强层的结构支承位于核心筒的外周边横向的剪力墙上。
超高层带伸臂结构巨型环桁架施工技术总结(88页 附图)
施工技术背景
3、桁架层设置
塔楼共6道巨型环桁架层,其 中L23~L24、L40~L41、L67~L68 及L92~L94为带伸臂桁架的双层环 桁架层,L56~L57、L79~L80为不 带伸臂桁架的双层环桁架层。
塔楼环桁架层结构竖向分布
施工技术背景
4、桁架层结构分布形式
本工程单道环桁架层高度、环桁架结构用钢量均为目前国内外应用之最。水平 最大跨度27m,竖向跨度高达14.5m,单道环桁架层结构用钢量高达6627t。桁架层 钢结构主要包括巨型钢柱、边柱、双层双排内外环形桁架、核心筒内剪力墙板及8道 上下弦伸臂桁架。
桁架层钢结构分布形式
施工技术背景
5、结构及节点形式分析
单道双层桁架结构(最重6627t)
铸钢节点Biblioteka 伸臂桁架 典型复杂桁架层节点
铸钢节点: 最厚425mm, 组合最重112t。
核心筒内桁架
蝶式节点
伸臂桁架
外框环桁架
贯入式巨柱节点: 最重159t,最大板 厚130mm。
桁架蝶式节点: 尺寸为4m×3m, 重达21t。 杆件最大截面为 □1000×500×50 ×50mm,最多6个 节点接头。
关键技术与创新
1、复杂桁架构件分段设计
核心筒角部共设8个铸钢节点与伸臂桁架连接,为桁架结构中核心部位。该节点 采 用 G20Mn5QT 铸 钢 与 Q345C 钢 组 合 , 铸 钢 长 6100mm 、 横 截 面 为 425mm×425mm、伸臂桁架牛腿臂厚220mm、单件重达21吨。
425mm厚板大型铸钢 节点
构件 难加
工
(1)桁架层构件体量大、数量多、焊接量巨大; (2)桁架层结构复杂、尺寸大,不利于加工运输; (3)桁架节点较多且复杂、加工精度难控制、需解决拼装; (4)采用大型铸钢节点、加工及焊接质量难保证。
伸臂桁架加强层结构设计要点的探讨
伸臂桁架加强层结构设计要点的探讨引言:随着建筑业的不断发展,高层建筑也随着社会生产的发展和人类活动的需要而发展起来。
由于高层建筑的功能和形式的多样化以及结构体系不断发展,对高层建筑结构的要求也越来越高,结构越来越复杂,加强层的应用也越来越多。
但是,很多设计师对加强层的作用及应用还不是太了解,这在实际设计中是很不利的。
一、高层建筑中加强层结构相关问题概述1、一般情況下,位于高层建筑结构的下部受力较大,而上部结构受力相对较小,因此为了保证整个建筑的安全性,必须确保下部结构牢靠,因此通常在下部结构布置的刚度大、墙体多、柱网密,越往上部建造,所需的墙、柱数量都相应减少,从而扩大柱网。
导致整体的建筑物出现上部的活动空间远远比下部的活动空间要大,不符合建筑功能对空间的需求。
为了实现建筑功能需求,必须打破原有的常规设计,在创新的过程中,就会使用到加强层结构,其功能主要是在结构转换的楼层设计水平转换构件,使得整个建筑符合其使用功能。
2、高层建筑中加强层的存在,非常容易造成建筑物在竖向层面的刚度突变,而不利于建筑对震害进行抵抗,所以,设计人员必须充分考虑这一问题,做好对于加强层结构的布设,其布设的原则如下。
(1)尽量将竖向的构件适当的减少,以降低加强层的刚度突变频率,且尽量将加强层设置于较低的楼层位置,刚度应当适当控制于较小的范围。
(2)设计人员要充分考虑楼层的结构受力状况,根据其受力传递的途径,选择受力结构适当的形式作为其加强层主要结构,以保证设计人员对于结构的分析及质量的控制。
3、加强层楼面应避免大开洞,如必须开设,则尽量远离边缘,并通过增设连系梁、洞口边加设暗梁等方法减少楼层刚度的损失。
加强层板厚一般大于180mm,强度等级大于C30,相邻上下楼层板厚也宜适当加强,带加强层的建筑宜采用现浇结构,独立墙肢尽可能设置翼缘,大转角处宜设置转角墙、柱。
同时随着预应力混凝土技术的发展,在高层建筑加强层设计中使用预应力技术控制加强层结构应力、裂缝和变形,进一步提高其抗震性能。
桁架模型实训报告总结
#### 一、实训背景在当前建筑行业迅速发展的背景下,对于建筑模型制作的要求越来越高。
为了提高学生的实践能力和创新意识,我们选择了桁架模型作为实训项目。
本次实训旨在通过实际操作,让学生掌握桁架模型的制作方法,理解建筑结构原理,并培养团队协作精神。
#### 二、实训目的1. 理解和掌握桁架结构的基本原理。
2. 学会桁架模型的制作方法,包括材料选择、设计计算、模型搭建等。
3. 提高学生的动手能力和空间想象力。
4. 培养学生的团队协作和沟通能力。
#### 三、实训过程1. 理论学习:首先,我们对桁架结构的基本原理进行了系统学习,包括桁架的定义、分类、受力特点等。
2. 材料选择:根据桁架结构的特点,我们选择了适合的材料,如木材、塑料管等。
3. 设计计算:在指导老师的指导下,我们进行了桁架结构的设计计算,包括节点连接强度、杆件截面积等。
4. 模型制作:在掌握了设计计算结果后,我们开始动手制作桁架模型。
这一过程包括切割材料、组装节点、搭建桁架等。
5. 模型调试:在桁架模型搭建完成后,我们对模型进行了调试,确保其结构稳定,符合设计要求。
6. 团队协作:在实训过程中,我们分组进行,每个小组负责模型的不同部分。
在遇到问题时,我们积极沟通,共同解决。
#### 四、实训成果1. 成功制作了一款符合设计要求的桁架模型。
2. 学生对桁架结构有了更深入的理解。
3. 提高了学生的动手能力和空间想象力。
4. 增强了学生的团队协作和沟通能力。
#### 五、实训心得1. 理论知识的重要性:通过本次实训,我们深刻认识到理论知识在实践中的重要性。
只有掌握了理论知识,才能在实际操作中得心应手。
2. 动手能力的提升:在实训过程中,我们通过实际操作,提高了自己的动手能力,这对于今后的学习和工作具有重要意义。
3. 团队协作的重要性:在实训过程中,我们深刻体会到团队协作的重要性。
只有团结协作,才能共同完成任务。
4. 创新意识的培养:在实训过程中,我们不断尝试新的设计方法和材料,培养了创新意识。
桁架模型实训报告总结与反思
桁架模型实训报告总结与反思1. 引言桁架结构是一种在工程中广泛应用的结构形式,具有重量轻、刚度高、耐震性强等优点。
在本次实训中,我们团队基于桁架结构的设计与施工进行了一系列的实验。
通过实训,我们深入了解了桁架结构的原理与性能,掌握了桁架结构的建模、分析和优化的方法和技术,并通过团队协作完成了一个桁架模型的设计、制作和测试工作。
本文对我们的实训过程进行总结和反思,探讨了实训中遇到的问题和解决方案,并对改进方向进行了思考。
2. 实训过程2.1 桁架模型设计在桁架模型设计阶段,我们首先进行了结构的分析和计算,确定了桁架模型的结构参数和尺寸。
然后,我们利用CAD软件进行了模型的绘制和三维建模。
在建模过程中,我们注意到了桁架模型的整体稳定性和构造合理性的问题,并进行了适当的调整和优化。
2.2 桁架模型制作在桁架模型制作阶段,我们根据设计图纸,选用适当的材料进行了桁架模型的制作。
制作过程中,我们遇到了许多的困难,比如材料的加工和组装等问题。
为了解决这些问题,我们积极寻求师傅的帮助,咨询了专业的工艺和技巧。
2.3 桁架模型测试在桁架模型测试阶段,我们进行了一系列的静力学测试和动力学测试。
通过测试,我们评估了桁架模型的强度、刚度和稳定性等性能指标,并进一步优化了桁架模型的设计。
3. 问题与解决方案3.1 结构分析与计算问题在桁架模型设计阶段,我们遇到了结构分析和计算的困难。
为了解决这个问题,我们请教了专业的老师和师兄,学习了相关的理论知识和计算方法。
通过多次的学习和实践,我们逐渐掌握了结构分析和计算的方法和技巧。
3.2 材料加工和组装问题在桁架模型制作阶段,我们遇到了材料加工和组装的困难。
为了解决这个问题,我们寻求了师傅的帮助,学习了材料的加工和组装的技巧。
同时,我们也进行了大量的实践和尝试,通过不断实践和调整,最终解决了这个问题。
4. 改进方向4.1 模型设计的优化在桁架模型设计阶段,我们可以进一步优化模型的结构和尺寸,以提高整体的稳定性和刚度。
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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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。
高层建筑加强层(伸臂结构)浅谈
高层建筑加强层(伸臂结构)浅谈摘要:如今高层建筑的迅猛发展,高层建筑不断地向高度更高,结构更复杂的方向发展。
但是对于高层建筑,水平荷载起控制作用,随着高度的增高,风荷载,地震横向荷载对其影响越来越严重。
但是按照传统规范来设计很难保证高层建筑水平位移达到要求,就算在规范要求内,建筑的功能要求也很难满足。
所以很多国家对加强结构自身抗侧能力做研究,如上世纪60年代,北美,日本,欧洲等采用水平加强层来抵抗水平荷载作用。
实际工程表明水平加强层的确起了很大的作用。
虽然我国高层建筑起步比较晚,鉴于国外经验,也纷纷应用加强层来抵抗水平荷载。
本文对设置水平加强层的必要性,优缺点,加强层的主要形式及作用机理进行概述。
并对水平加强层在地震作用下受力性能进行分析,提出设置耗能梁端方案。
关键词:高层结构水平加强层框架—筒体抗侧刚度水平位移引言在高层、超高层建筑中,水平荷载是主要的控制因素,结构的侧向位移则成为设计中主要的控制指标。
往往在高层中运用框架一核心筒结构、筒中筒结构,但当其抗侧刚度不能满足要求时,常在结构中的某些楼层设置伸臂构件,构成加强层来控制建筑物的水平位移。
加强层一般结合设备层,避难层使用。
虽然能有效减少结构水平位移,但是在地震作用下由于加强层的设置会引起结构整体发生刚度以及内力的突变,形成新的薄弱层,出现“强梁弱柱,强减弱弯”的情况,使建筑结构的破坏难以预测,不容易呈现出延性屈服机制。
为改善此类情况,故在设计中提出了设置耗能构件的方案。
1.加强层介绍1.1加强层简介加强层是连接内筒和外围结构的水平外伸臂(梁或桁架)结构的楼层,主要是为了控制并减小高层建筑结构的水平位移和结构自震周期以满足规范要求,最终满足建筑使用功能的要求和人的舒适感要求。
加强构件主要有三种类型,伸臂、腰桁架和帽桁架、环向构件。
三者功能不同,不一定同时设置,但如果设置,一般设在同一层。
伸臂是指刚度很大的连接内筒和外柱的框架-核心筒结构的实腹梁或桁架,通常是沿高度选择一层,两层或几层布置伸臂构件。
伸臂桁架在超高层建筑中的应用3篇
伸臂桁架在超高层建筑中的应用3篇伸臂桁架在超高层建筑中的应用1伸臂桁架在超高层建筑中的应用伸臂桁架(Trussed Urite)是指在钢构建筑中,采用钢管或钢板进行连接,形成桁架的结构形式。
伸臂桁架因其结构合理、强度高、耐久性强等特点,广泛应用于建筑工程中。
随着城市化的加速发展,越来越多的超高层建筑在建设中出现。
由于超高层建筑高度巨大,面积广大,所需的结构材料和力学性能都比普通建筑更高。
而伸臂桁架因其优异的力学性能和结构特点,成为超高层建筑中广泛应用的结构形式。
伸臂桁架在超高层建筑中的应用主要体现在以下几个方面:一、建筑载荷承载超高层建筑通常有很大的重量和载荷,需要使用合适的结构材料来承受这些载荷。
伸臂桁架由于强度高,连接方式简单,因此能够轻松承受超高层建筑的重量和扭曲力,并保证建筑整体结构的稳定性。
二、人员安全保障超高层建筑中,人员的安全问题至关重要。
伸臂桁架能够确保建筑物的稳定性和结构强度,避免建筑物发生倒塌等意外事件。
此外,伸臂桁架由于结构特殊,可以应用在高空作业平台、访问人员通道、悬挂扶手、安全立柱等方面,进一步保障了人员的安全。
三、建筑外观美观伸臂桁架由于结构合理,钢管或钢板的选择也更多样化,因此能够满足超高层建筑外观的各种要求。
伸臂桁架的外观美观,并且能够根据各种设计方案进行调整,使得超高层建筑的外观更具创意和美感。
总之,伸臂桁架作为一种先进的建筑结构形式,已经在超高层建筑中发挥了不可替代的作用。
我们相信,随着科技的不断进步和建筑工程的发展,伸臂桁架在超高层建筑中的应用将越来越广泛,为城市的建设注入更加强大的能量和活力伸臂桁架在超高层建筑中的应用逐渐成为一种趋势。
其优异的力学性能和结构特点能够更好地承载建筑载荷、保障人员安全和美化建筑外观。
伴随着科技的不断进步和建筑工程的发展,伸臂桁架在超高层建筑中的应用将得到更广泛的推广和应用,为城市的建设注入更多的能量和活力伸臂桁架在超高层建筑中的应用2伸臂桁架在超高层建筑中的应用伸臂桁架是一种结构简单、施工方便、承载能力强的钢结构。
【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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.加强层是否对筒中筒结构也有作用?
答:一般的加强层主要应用于梳柱的框架核心筒结构,对于密柱深梁的筒中筒结构则效果没那么显著.但是现代的高层建筑已经很少采用密柱深梁的形式,因此加强层的作用实际上还是有的!
2.为什么一般在设置伸臂桁架的加强层也同时要设置环桁架呢?
答:这是因为与伸臂相连的框架柱会受到巨大的内力作用,造成可能与旁边无伸臂相连柱之间产生的变形差异,设置环桁架则可以很好的调整有伸臂相连和无伸臂相连柱的内力和变形差,形成一个均匀的外框架.
加强层的优缺点:
1.对于抗风控制的结构而言,设置加强层一般利大于弊,因为加强层可以提供很大的刚度,是一种有效的抗风力体系.
2.对于抗震设计的高层而言,设置加强层则很容易形成相对的薄弱层,产生刚度和承载力突变,但是流行的设计观点是采用有限刚度的设计理念,即加强层不能太强,以期在满足整体刚度要求的情况下,减小局部的突变.
3.设置一道伸臂它的效率是最高的,但是也会造成很大的刚度和内力突变,因此对于抗震设计而言,一般宜多不宜强.同时不要在顶部设置加强层,因为这样可以尽量避免顶部柱受拉.
伸臂桁架和腰桁架加强层设计小结
HiStruct
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。
注:以上小结整理自高层混凝土结构设计规程。