摘自《高層建筑鋼-混凝土混合結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)程》

一、伸臂桁架

在外框架柱與核心筒之間設(shè)置伸臂桁架的主要目的是減少結(jié)構(gòu)側(cè)移，它的機(jī)理是提高水平荷載作用下外框架柱的軸力，從而增加框架承擔(dān)的傾覆力矩，同時(shí)減少了內(nèi)核心筒的傾覆力矩。它對結(jié)構(gòu)形成的反彎作用可有效地加大結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度，減小結(jié)構(gòu)側(cè)移。對框架--核心筒結(jié)構(gòu)，設(shè)置伸臂后減小側(cè)移的效果顯著，而對于筒中筒結(jié)構(gòu)，減小側(cè)移的效果很小。

二、腰桁架

在結(jié)構(gòu)周圈設(shè)置腰桁架，主要是使各外框架柱承受的軸力均勻化，因此也可達(dá)到提高外框架抗傾覆力矩能力以及減小側(cè)移的目的。在框架--核心筒結(jié)構(gòu)中，視外框架柱的數(shù)量和布置方式，可以設(shè)置腰桁架，也可以不設(shè)；由于腰桁架可以減小框筒結(jié)構(gòu)的剪力滯后，因而在筒中筒結(jié)構(gòu)中，腰桁架可加大其整體剛度并減小其側(cè)移。

三、伸臂桁架和腰桁架的適用范圍

根據(jù)結(jié)構(gòu)的類型和具體情況，僅設(shè)置其中一種，或同時(shí)設(shè)置兩種構(gòu)件。設(shè)置伸臂桁架或（和）腰桁架的樓層可統(tǒng)稱為加強(qiáng)層。

設(shè)置加強(qiáng)層后，造成結(jié)構(gòu)豎向剛度不均勻，剛度突變帶來內(nèi)力突變。在加強(qiáng)層及其上下相鄰層中，構(gòu)件彎矩和剪力會(huì)出現(xiàn)較大改變；加強(qiáng)層的剛度愈大，內(nèi)力突變也愈大，這種突變會(huì)產(chǎn)生薄弱層效應(yīng)。

因此，在抗風(fēng)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中，采用伸臂桁架及（或）腰桁架的效果很好，它可以采用剛度較大的加強(qiáng)層，以形成較大抗側(cè)剛度。

在抗震設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中，應(yīng)盡可能減小出現(xiàn)薄弱層形成的不利效應(yīng)。因此，能不設(shè)置加強(qiáng)層時(shí)，就盡量不要設(shè)置加強(qiáng)層；需要設(shè)置加強(qiáng)層時(shí)，也不宜采用剛度過大的伸臂桁架及（或）腰桁架，以避免加強(qiáng)層范圍產(chǎn)生過大的剛度突變。

四、伸臂桁架和腰桁架的布置

沿結(jié)構(gòu)高度可以布置一個(gè)樓層（一道）或多個(gè)樓層（多道）的伸臂桁架及（或）腰桁架。研究結(jié)果表明，多道伸臂減小側(cè)移的效果優(yōu)于一道伸臂，但伸臂結(jié)構(gòu)數(shù)量與減小側(cè)移效果并不成正比，當(dāng)設(shè)置四道及四道以上的伸臂桁架時(shí)減小側(cè)移的效果不再增加。

伸臂設(shè)置位置不同，其減小側(cè)移的效果也不同。研究結(jié)果表明：

  1.當(dāng)沿高度僅設(shè)置一道伸臂桁架時(shí)，設(shè)置在結(jié)構(gòu)的2/3高度處減小側(cè)移的效果最好；

  2. 設(shè)置兩道伸臂桁架時(shí)，其中一道可設(shè)置在頂層或0.7H（結(jié)構(gòu)總高）以上，另一道可設(shè)置在大約0.5H處。

筒中筒結(jié)構(gòu)中腰桁架的設(shè)置位置則要視減小剪力滯后的效果而定。

由于具體結(jié)構(gòu)的類型及布置不同，結(jié)構(gòu)加強(qiáng)層又宜與設(shè)備層和避難層統(tǒng)一在同一層，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮，進(jìn)行多種布置的比較，以優(yōu)化伸臂桁架或腰桁架的布置數(shù)量及位置。要特別注意，加強(qiáng)層的數(shù)量應(yīng)以滿足結(jié)構(gòu)整體側(cè)移要求為宜，不宜設(shè)置過多而使結(jié)構(gòu)剛度過大。

五、加強(qiáng)層設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

伸臂桁架、腰桁架的剛度不宜過大。如果采用整層高的鋼筋混凝土實(shí)腹大梁，不僅剛度過大，而且與其相連的上下層框架柱將產(chǎn)生十分不利的后果，這些柱容易出現(xiàn)塑性鉸及裂縫，甚至破壞。因此，伸臂桁架、腰桁架均宜采用桁架結(jié)構(gòu)，其中鋼桁架施工方便，優(yōu)于鋼骨混凝土桁架。

由于加強(qiáng)層的剛度遠(yuǎn)大于其它層，抗震結(jié)構(gòu)中設(shè)置加強(qiáng)層具有不利效應(yīng)，并出現(xiàn)應(yīng)力突變，因此，提高加強(qiáng)層及相鄰樓層的豎向構(gòu)件抗震性能是必要的。一般情況下，加強(qiáng)層及上下各一層中混凝土構(gòu)件的抗震構(gòu)造措施應(yīng)按抗震等級(jí)提高一級(jí)后確定，特一級(jí)時(shí)不再提高。

伸臂桁架的上下弦是桁架的重要桿件，必然有拉伸與壓縮變形，有時(shí)又與樓板結(jié)合。因此，若按樓板為無限剛性的假定計(jì)算，應(yīng)將伸臂桁架單獨(dú)取出進(jìn)行計(jì)算，以便得到上下弦桿的內(nèi)力；或者計(jì)算時(shí)不作樓板為無限剛性的假定；當(dāng)上下弦桿與樓板結(jié)合時(shí)，樓板會(huì)增大其剛度，計(jì)算時(shí)宜選取適當(dāng)?shù)挠行挾葮前遄鳛樯舷孪覘U的翼緣。

當(dāng)伸臂桁架或腰桁架兼作轉(zhuǎn)換層構(gòu)件時(shí)，不僅需驗(yàn)算其豎向變形及承載能力，而且對于這種構(gòu)件的抗震性能應(yīng)有特殊要求。

在高烈度設(shè)防區(qū)，當(dāng)在較高的或者特別不規(guī)則的高層建筑中設(shè)置加強(qiáng)層時(shí)，還宜采取進(jìn)一步的性能設(shè)計(jì)要求和措施。為保證它在中震或大震作用下的安全，可以要求其桿件和相鄰桿件在中震下不屈服，或者選擇更高的性能設(shè)計(jì)要求。根據(jù)結(jié)構(gòu)高度及其重要性，宜采用靜力彈塑性分析或時(shí)程分析檢驗(yàn)結(jié)構(gòu)在中震及大震下的表現(xiàn)，以達(dá)到性能設(shè)計(jì)的目的。

伸臂桁架與核心筒之間連接應(yīng)采用剛接，伸臂桁架對核心筒的作用力（彎矩、剪力及軸力）很大，因此宜將其貫穿核心筒與另一邊的伸臂相連，或伸臂伸入墻中有足夠的錨固長度，且有可靠的錨固。

與伸臂桁架連接部位的混凝土墻內(nèi)應(yīng)設(shè)置豎向鋼骨；如果原來結(jié)構(gòu)中已設(shè)置鋼骨，則利用該鋼骨與伸臂桿件相連；如果原來結(jié)構(gòu)未設(shè)置鋼骨，則可以在相應(yīng)樓層設(shè)置局部豎向鋼骨。

但是在結(jié)構(gòu)施工階段，應(yīng)對伸臂結(jié)構(gòu)與核心筒之間連接采取措施，使二者之間可以相互豎向滑動(dòng)，以避免由于施工階段內(nèi)外結(jié)構(gòu)的豎向變形差在伸臂結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生過大的初應(yīng)力，結(jié)構(gòu)的豎向變形差基本消除后，再進(jìn)行剛接。

伸臂與外框架柱的連接雖然可以采用鉸接，但是為了保證連接的可靠性，柱中宜有鋼骨(或局部鋼骨)與上下弦桿連接。

加強(qiáng)層及上下各一層的外框架鋼骨混凝土柱，應(yīng)沿全高加密其箍筋；鋼柱的板件寬厚比限值應(yīng)按抗震設(shè)防烈度提高一度的要求確定。

由于加強(qiáng)層上下產(chǎn)生內(nèi)力突變，加強(qiáng)層上下樓板會(huì)傳遞較大剪力，因此應(yīng)適當(dāng)增強(qiáng)樓板的剛度，樓板厚度不宜小于150mm，且不宜開較大的洞，樓板混凝土強(qiáng)度等級(jí)不宜小于C30，且應(yīng)配置雙排雙向鋼筋。