12.2 带加强层的高层建筑

12.2.1 带加强层的高层建筑属于竖向不规则的结构，其结构布置、分析计算与抗震措施应满足《高层建筑混凝土结构技术规程》JGJ 3-2010第10.3节要求。

12.2.2 当框架-核心筒、筒中筒结构的侧向刚度不能满足要求时，可利用建筑避难层、设备层空间，设置适宜刚度的水平伸臂构件，形成带加强层的高层建筑结构。必要时，加强层也可同时设置周边水平环带构件。水平伸臂构件、周边环带构件可采用斜腹杆桁架、实体梁、箱形梁、空腹桁架等形式。
    说明：伸臂对结构受力性能影响是多方面的，增大框架中间柱轴力、增加刚度、减小侧移、减小内筒弯矩是其主要优点，是设置伸臂的主要目的。根据实际工程计算统计，对于一般框架-剪力墙结构，伸臂可以使侧移减小约15％～20％，有时更多，而筒中筒结构设置伸臂减小侧移的幅度不大，只有5％～10％左右，原因是：筒中筒结构中框筒结构的密柱深梁与伸臂的作用是重复的，密柱深梁已经使翼缘框架柱承受了较大轴力，可抵抗较大倾覆弯矩，再用伸臂效果就不明显了，而且还会带来沿高度内力突变的不利后果，因此一般来说筒中筒结构没有必要再在内外筒之间设置伸臂。
    伸臂也带来一些不利影响，它使内力沿高度发生突变，内力的突变不利于抗震，尤其对柱不利。设置伸臂时，伸臂层所在层的上、下相邻层的柱弯矩、剪力都有突变，不仅增加了柱配筋的困难，上、下柱与一个刚度很大的伸臂相连，地震作用下这些柱子容易出铰或剪坏；核心筒的弯矩、剪力也有突变。结构沿高度的刚度突变对抗震不利，因此在非地震区，设置伸臂的利大于弊，例如非地震区的抗风结构采用伸臂加强结构抗侧刚度是有利的；而在地震区，必须慎重设计，应进行仔细的方案比较，不设置伸臂就能满足侧移要求时就不必设置伸臂，必须设置伸臂时，必须处理好框架柱与核心筒的内力突变，要避免柱出现塑性铰或剪力墙剪切等形成薄弱层的潜在危险。
    要慎重选择伸臂的刚度和数量。设置伸臂方案可以有多种选择：①选择有效部位，设置一道刚度不大的伸臂；②设置多道伸臂，每道伸臂本身的刚度不大。选择一道伸臂的内力突变幅度较大，而多道伸臂的用钢量及造价增加，应衡量利弊选择。

12.2.3 应确保加强层构件传力直接、锚固可靠。为充分发挥加强层水平外伸构件的作用，传力直接可靠，利于核心筒结构可靠工作，加强层水平外伸构件应贯通核心筒，与核心筒的转角节点、丁字节点可靠刚接相连，尽量避免与核心筒筒壁丁字相连。构件水平伸臂构件与周边框架柱的连接宜采用铰接或半刚性连接。

12.2.4 为减少和避免水平荷载作用下加强层及相邻层周边框架柱和核心筒处剪力集中、剪力突变、弯矩增大，避免罕遇地震作用下加强层及其相邻层周边框架柱、核心筒先行破坏，加强层水平外伸构件宜优先选用斜腹杆桁架、空腹桁架，当选用实体梁时，宜在腹板中部开孔。尤其应注意内筒外柱在长期重力荷载作用下产生的差异徐变变形对加强层水平外伸构件的影响。水平外伸构件宜采用钢结构。

12.2.5 对带加强层结构应进行细致的计算。应按实际结构的构成采用空间协同的计算分析方法分析计算。尤其应注意对重力荷载作用进行符合实际情况的施工模拟计算。抗震设计时，需进行弹性时程分析补充计算和弹塑性时程分析的计算校核。同时还应注意温差、混凝土徐变、收缩等非荷载效应影响。在结构内力和位移计算中，加强层楼层宜考虑楼板平面内变形影响。
    说明：在带伸臂的框架-核心筒结构中，要注意在假定楼板无限刚性时，由于楼板不能变形，伸臂桁架的上、下弦没有伸长和缩短，不能得到弦杆、腹杆的正确内力，因此，应将此区域楼板设定为弹性楼板。

12.2.6 加强层及相邻上下层的框架柱和核心筒剪力墙的抗震等级应提高一级采用，若原为特一级应允许不再提高。带加强层框架-核心筒结构的抗震等级应符合表12.2.6的要求。

表12.2.6 带加强层框架-核心筒结构的抗震等级
 

    注：加强层区间指加强层及其相邻各一层的竖向范围。

12.2.7 加强层及相邻上、下层框架柱和核心筒的配筋应加强。
    加强层及其相邻上、下层的框架柱，箍筋应全柱段加密。轴压比限值应比其他楼层框架柱的数值减小0.05。
    加强层及其相邻层核心筒剪力墙应设置约束边缘构件。

12.2.8 加强层及其相邻层楼盖刚度和配筋应加强。

12.2.9 在施工顺序上应采取有效措施，减少由于结构竖向温度变形及轴向压缩差对加强层的影响。
    对混凝土结构应设置后浇带，在主体结构完成后再浇筑后浇带。
    说明：如果伸臂在安置后就立即与竖向构件完全连接，则由于施工过程中外柱和内筒的竖向压缩变形和温度变形不同，竖向变形差会使伸臂产生初始应力，这对伸臂构件后期受力是很不利的，为了减小这种初始应力，可将伸臂的一端与竖向构件不完全连接(可采用临时固定或椭圆孔连接)，在整个结构施工完成后，大部分的竖向变形已基本稳定时，再将连接节点完全固定。