框架-核心筒, 伸臂桁架, 环带桁架, 虚拟伸臂, 效率分析, Structural engineering (General), TA630-695, Building construction, TH1-9745

框架-核心筒结构是超高层建筑中最常用的结构体系之一。当结构抗侧刚度不足时，在设备层设置水平伸臂桁架可以显著增大结构的抗侧刚度，减小结构位移，降低水平荷载作用下核心筒的倾覆力矩。但是传统的伸臂桁架设置会带来一系列问题，例如容易引起结构刚度、结构内力的突变，产生较大的附加内力，连接节点复杂，施工周期长等。而环带桁架加强层可以很好地避免这些问题。在水平荷载作用下，环带桁架加强层核心筒的转动受到加强层楼板的约束，使环带桁架上、下弦所在楼板产生方向相反的移动趋势。由于变形协调，环带桁架弦杆会随着楼板变形，而外围框架柱约束了环带桁架的移动，在外框柱中产生了一对方向相反的竖向力偶，可以有效减小核心筒的倾覆力矩，减小结构的变形，起到“虚拟伸臂”的作用。针对环带桁架的“虚拟伸臂”的作用机理进行了深入研究与分析，利用数值计算模型对环带桁架的位置、高度及环带桁架层楼板的厚度进行了参数化分析，并结合实际工程案例，对考虑“虚拟伸臂”效应的环带桁架的设计提出了合理化的建议，为“虚拟伸臂”在更多工程中的应用提供了理论指导及设计依据。