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复杂结构设计图9.1.8转换桁架形式
转换桁架的选型应由下部建筑所需要的空间大小和其承托的上部结构层数综合确定。当下部建筑 所需要的空间不是很大，且承托的上部结构层数不多时，可采用单层桁架转换层；反之t／fss 39-2022 智能门锁，可采用叠层 桁架转换层。
目前，工程设计中应用的高层建筑结构分析程序大多采用楼盖在自身平面内刚度为无穷大的假 定，因而采用这种程序无法直接计算位于楼盖平面内杆件（梁单元）的轴力和轴向变形。在带斜腹杆 的桁架转换结构中，不仅斜腹杆内有较大的轴力和轴向变形，而且与之相连的上、下弦杆（位于楼盖 平面内的梁单元）也存在较大的轴力和轴向变形。因此，对于上、下弦杆计算其截面配筋时，不仅应 考虑弯矩、剪力和扭矩的作用，而且应计及轴力的影响。实际工程设计中，可采用下述简化方法计算。 （1）将转换桁架置于整体空间结构中进行整体分析。此时，腹杆作为柱单元，上、下弦杆作为 梁单元，按空间协同工作或三维空间结构分析程序计算其内力和位移。计算时，转换桁架按杆件的实 际布置参与整体分析，其中上、下弦杆的轴向刚度和弯曲刚度中应计入楼板的作用（上、下弦杆每侧 有效翼缘宽度可取6倍楼板厚度，且不大于相邻弦杆间距的1/2)。由此可得上、下弦杆的弯矩、剪力 和扭矩以及腹杆内力。 （2）将整体分析得到的转换桁架上部柱下端截面内力（M，V，N）和下部柱上端截面内力 （M，V，V）作为转换桁架的外荷载（图9.1.9），采用考虑杆件轴向变形的杆系有限元程序计算各
3.截面设计与构造要求
图9.1.9转换桁架局部计算简图
9.2.1加强层的主要结构形式
9.2.2伸臂加强层的作用及布置
（1）沿平面上的布置 水平伸臂构件的刚度比较大，是连接内筒和外围框架的重要构件，设计中应尽量使其贯通核心筒 以保证其与核心筒的可靠连接。伸臂构件在平面上宜置于核心筒的转角（图2.1.18）或T字节点处， 避免核心筒墙体因承受很大的平面外弯矩和局部应力集中而破坏。 水平伸臂构件与周边框架的连接宜采用铰接或半刚接。 （2）沿竖向的布置 高层建筑设置伸臂加强层的主要目的在于增大整体结构刚度、减小侧移。因此，有关加强层的合 理位置和数量的研究，一般都是以减小侧移为目标函数进行分析和优化。经过大量的研究分析，得到 如下的结论：①当设置一个加强层时，其最佳位置在底部固定端以上（0.60～0.67）H（H为结构总高 度）之间，即大约在结构的2/3高度处；②当设置两个加强层时，如果其中一个设在0.7H以上（也 可在顶层），则另一个设置在0.5H处，可以获得较好的效果；③设置多个加强层时结构侧移会进一步 减小，但侧移减小量并不与加强层数量成正比；当设置的加强层数量多于4个时，进一步减小侧移的 效果就不明显。因此，加强层不宜多于4个。设置多个加强层时，一般可沿高度均匀布置。 根据上述研究结果，《高层规程》规定：带加强层高层建筑结构，其加强层位置和数量要合理有 效，当布置1个加强层时，位置可在0.6H附近；当布置2个加强层时，位置可在顶层和0.5H附近； 当布置多个加强层时，加强层宜沿竖向从顶层向下均匀布置：其中H为结构总高度。
带加强层高层建筑结构应按三维空间分析方法进行整体内力和位移计算，其水平伸臂构件作为整 体结构中的构件参与整体结构计算。计算时，对设置水平伸臂桁架的楼层，宜考虑楼板平面内变形 以便得到伸臂桁架上、下弦杆的轴力和腹杆的轴力。在结构整体分析后，应取整体分析中的内力和变 形作为边界条件，对伸臂加强层再做一次单独分析。 采用振型分解反应谱法计算带加强层高层建筑结构的地震作用时，应取9个以上的振型；并应进 行弹性和弹塑性时程分析的补充计算和校核，其中场地地震动参数应由当地地震部门进行专门研究后 确定。 在重力荷载作用下，应进行较精确的施工模拟计算，并应计入竖向温度变形的影响。加强层构件 端连接内筒，另一端连接外框柱。外框柱的轴向压缩变形和竖向温度变形均大于核心筒的相应变形， 分析时如果按一次加载的图式计算，则会得到内外竖向构件产生很大的竖向变形差，从而使伸臂构件 在内筒墙端部产生很大的负弯矩，使截面设计和配筋构造变得困难。因此，应考虑竖向荷载在实际施 工过程中的分层施加情况，按分层加载、考虑施工过程的方法计算。另外，应注意在施工程序（设施 工后浇带等）和连接构造上采取措施，减小外框柱和核心筒的竖向变形差。
在初步设计阶段，为了确定加强层的数量和位置，可采用近似分析方法。该法采用下列假定：① 结构为线弹性；②外框柱仅承受轴力；③伸臂与筒体、筒体与基础均为刚性连接；④筒体、柱以及伸 臂的截面特性沿高度为常数。 根据上述假定，对于带两个伸臂加强层的高层建筑结构，在均布水平荷载作用下的计算简图如图 9.2.1（a）所示，其中坐标原点取在结构顶点。如取静定的内筒为基本体系，则该结构为两次超静定。 在每一个伸臂加强层位置，其变形协调方程表示筒体的转角等于相应伸臂的转角。筒体的转角以其弯 曲变形描述，而伸臂的转角则以柱的轴向变形和伸臂的弯曲变形描述
按上述方法可得结构的内力和位移如下： (1) 内力 伸臂加强层对内筒的约束弯矩：
带两个伸臂加强层高层建筑结构的简化计算简图
式中：S= 1 2 a EId²(EA)。 ,S= 12(EI)
式中，M,仅对x≥x区段有效，M2仅对x≥x2区段有效。 由于伸臂作用产生的柱轴力：
在x 正x 伸臂中的最大弯矩： 在加强层1处： 在加强层2处： (9.2.4) (9.2.5) (9.2.6) (9.2.7) 在式（9.2.1）～（9.2.7）中：EI,H分别表示筒体的抗弯刚度及高度；q表示水平均布荷载集度；X，x2 分别表示自筒体顶部向下至伸臂加强层1，2的距离；M，M2表示两个伸臂作用于筒体的约束弯矩； 《EA)。为外框柱的轴向刚度（其中A取一侧外柱的横截面面积之和)；(EI)。表示伸臂的有效抗弯刚 度，设伸臂加强层的实际抗弯刚度为（EI)。（见图（9.2.2)，考虑筒体的宽柱效应，则有效抗弯刚度为 其中，a.b的意义见图9.2.2 (EI)。=(1+)*(EI) 图9.2.2加强层简图 式中等号右侧第一项为筒体单独承受全部水平荷载作用时的顶点位移，第二项表示伸臂约束弯矩M, 和M所减少的顶点位移。 另外由式（9.2.9），还可得到使结构顶点位移最小时伸臂加强层的最佳位置。这可将式（9.2.9） 右侧第二项分别对x及x，求导得其最大值。 （1）带加强层的高层建筑结构，为避免在加强层附近形成薄弱层，使结构在罕遇地震作用下能 呈现强柱弱梁、强剪弱弯的延性机制，加强层及其相邻的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高 级，一级提高至特一级，若原抗震等级为特一级则不再提高；加强层及其上、下相邻一层的框架柱 箍筋应全柱段加密，轴压比从严控制。 柱纵向钢筋总配筋率，抗震等级为一级时不应小于1.6%，二级时不应小于1.4%，三、四级及非 抗震设计时不应小于1.2%；总配筋率不宜大于5%。 （2）加强层及其相邻楼层核心筒的配筋应加强，其竖向分布钢筋和水平分布钢筋的最小配筋率 抗震等级为一级时不应小于0.5%，二级时不应小于0.45%北京市朝阳区某220kv电站电缆小间地基处理施工组织设计，三、四级和非抗震设计时不应小于0.4% 且钢筋直径不宜小于12mm，间距不宜大于100mm。 （3）加强层及其相邻层楼盖刚度和配筋应加强，楼板应采用双层双向配筋，每层每方向钢筋均 应拉通，且配筋率不宜小于0.35%；混凝土强度等级不宜低于C30。 近年来，错层结构时有出现，多数为高层商品住宅楼。开发商为了获得多样变化的住宅室内空间， 常将同一套单元内的几个房间设在不同高度的几个层面上，形成错层结构，图9.3.1（a）、（b）所示分 别为错层剪力墙房屋的平面图和剖面图 图9.3.1错层剪力墙结构房屋 力墙结构，其抗震性能比错层剪力墙结构更差。因此，抗震设计 时，高层建筑宜避免错层。当房屋不同部位因功能不同而使楼层 错层（图9.3.2）时，宜用防震缝划分为独立的结构单元。另外， 错层结构房屋其平面布置宜简单、规则，避免扭转；错层两侧宜 采用结构布置和侧向刚度相近的结构体系，以减小错层处墙、柱 的内力，避免错层处形成薄弱部位。 图9.3.2错层结构简图 楼层错层后，沿竖向结构刚度不规则，难以用简化方法进行结构分析。因此，对错层高层建筑结 构宜采用三维空间分析程序，按结构的实际错层情况建立计算模型，相邻错开的楼层不应归并为一个 娄层计算。目前，国内开发的三维空间分析程序TBSA、TBWE、TAT、SATWE、TBSAP等可用 于分析错层结构。 对于错层剪力墙结构，当因楼层错层使剪力墙洞口不规则时，在结构整体分析之后，对洞口不规 则的剪力墙宜进行有限元补充计算，其边界条件可根据整体分析结果确定。 在错层结构的错层处（图9.3.3)，其墙、柱等构件易产 生应力集中，受力较为不利，应采用下列加强措施： （1）错层处框架柱的截面高度不应小于600mm，混凝 土强度等级不应低于C30，抗震等级应提高一级采用北京锦绣花园别墅3期工程b标段施工组织设计，箍筋 应全柱段加密。 （2）错层处平面外受力的剪力墙，其截面厚度，非抗 震设计时不应小于200mm，抗震设计时不应小于250mm， 并均应设置与之垂直的墙肢或扶壁柱；抗震等级应提高 级。错层处剪力墙的混凝土强度等级不应低于C30，水平和 竖向分布钢筋的配筋率，非抗震设计时不应小于0.3%，抗 震设计时不应小于0.5%。 如果错层处混凝土构件不能满足设计要求时，则需采取 如果错层处混凝土构件不能满足设计要求时，则需采取有效措施改善其抗震性能。如框架柱可采 用型钢混凝土柱或钢管混凝土柱，剪力墙内可设置型钢等。 9.4.1连体结构的形式及适用范围