設置高層鋼結構的剛臂
2023-03-21 08:54 高層鋼結構 華邦建設
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。當高層鋼結構受到水平荷載作用時，外柱基本上不參與整體抗彎，支撐芯筒幾乎承擔了全部的傾覆力矩。
2、支撐芯筒在各樓層處傾覆力矩的作用下，沿全高發彎曲變形，近側柱受拉伸長，遠側柱受壓縮短，使支撐的各樓層橫梁向一側傾斜，而且往上逐層積累，頂層橫梁的傾斜度達到大值，但各層橫梁的中點處仍維持原來的標高不變，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，柱頂標高也就不變，基本上與支撐橫梁中點位于同一高度。
二、設置帽剛臂
1、橫貫高層鋼結構全寬的帽剛臂，豎向抗彎剛度很大。在水平荷載作用下，當支撐芯筒發生彎曲變形，導致支撐橫梁連同帽剛臂發生傾斜轉動時，迫使左、右側外柱分別發生拉伸和壓縮，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、由于外柱參與結構的整個受彎，支撐芯筒各層橫梁的傾斜轉角，以及由此引起的結構側移顯著減小。
4、假設剛臂的豎向抗剪、抗彎剛度以及外柱的軸向抗壓剛度特別大，當整個高層鋼結構即使遭遇很大水平荷載、產生側向變形時，支撐芯筒頂層橫梁和帽剛臂仍能保持水平狀態，結構頂點側移將比無剛臂時減小50%。實際工程，減小量一般為20%—30%。
三、增設腰剛臂
1、高層鋼結構除了帽剛臂外，在半高處還需要增設一道腰剛臂，支撐芯筒所需承擔的傾覆力矩將進一步減小。
2、增設腰剛臂后，支撐芯筒各層橫梁的傾斜轉角進一步減小，整個高層鋼結構的側移也隨之進一步減小。
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