2017年，我們碰到一個項目，該項目塔樓高度180m，核心筒高寬比21，整體高寬比7.0，Y向層間位移角很難控制下來。

這棟塔樓本身是一個标準的框筒結構。因為層間位移角控制不下來，設計院采取一些措施，在外框柱和核心筒之間，設置了一些剪力牆，以提高Y向高度。

Y向增設剪力牆

這樣做當然是有效的，但問題也很明顯。其一，剪力牆吃掉了部分使用面積；其二，結構體系變得不太清晰；其三，當時，這棟樓要按辦公來報建，如果增加了這些剪力牆，報建難度會加大。

我們介入之後，主張對結構布置進行調整。

對比發現，取消剪力牆之後，如果要将層間位移角控制到限值，外框柱需要加大，整個結構有賴于外框柱本身的側向剛度，外框柱的軸壓比富裕很大。

這說明什麼呢？我在《不可輕視的結構高寬比》中讨論過這個問題。說明結構效率較低，核心筒和外框柱之間的連系剛度弱。

所以，在後續研究中，我們着手提高水平構件的連系剛度。具體措施有兩種，一種是加大、加高外框柱與核心筒之間的框梁截面；另一種是設置伸臂桁架。

如果說，加大标準層的框梁高度，類似于化整為零的設計思路；那麼，設置伸臂桁架，則類似于化零為整，即通過在避難層集中設置伸臂桁架，來釋放标準層對水平連系剛度的控制需求。

根據項目實際情況，我們選取了設置伸臂桁架的方法，剛度提高非常有效。在方案階段，設置了三道伸臂，後續結合風洞試驗報告和超限專家建議，施工圖階段取消了底部一道伸臂。

2019年，我們又碰到一個項目，按照設計圖紙概算，結構造價超了600萬，甲方内部無法審批通過，找到我們，希望将造價控制下來。

這個項目情況類似，外框柱截面由剛度控制，軸壓比富裕較大。參考2017年的經驗，我們在塔樓中上部設置了一道伸臂桁架，提高結構效率，同時對結構豎向構件截面進行了較大優化。

這個項目後面進行了其他調整，包括建築布置的局部調整。在不影響建築使用的情況下，設計院建議标準層加大梁高，取消伸臂桁架，即采取化整為零的方式。我們經過試算，該方法可行。

2021年，我們碰到另一個項目，結構高寬比在10.0以上，核心筒高寬比25.0，好處是這個項目基本風壓不大，約0.70，粗糙度為C；綜合分析，這個項目的側向剛度控制也非常困難。

我們接手後，修改了結構平面布置，将外框柱與核心筒對齊，盡量提高結構效率，建議調整建築布置；同時，設置了兩道伸臂桁架。在這種情況下，結構最大層間位移角依然大于1/500。

經過分析，如果采用化整為零的方法，标準層Y向内框梁高度需要增加400mm，對建築使用有顯著影響。所以，這個項目最終選擇的是伸臂桁架。

與此相對，我們還有另一個項目，結構高寬比也在10.0以上，風壓較大。在這個項目中，我們嘗試了基于避難層的各種加強方案，側向剛度依然無法滿足要求。不得以，在外框柱和筒體之間設置了剪力牆。

說來好笑，五年後的今天，我們又一次面對了五年前的局面。五年前，我們曾拒絕的解法，五年後，變成我們選擇的解法。

結構解決方案有沒有定勢？有，也沒有。

設置伸臂桁架，可以提高結構效率。在一些結構專家的意識中，300米以上的超高層建築，一定要設置伸臂桁架。

但是，我們曾主持參與的一棟320m和一棟380m的超高層塔樓，均沒有設置伸臂桁架。

最近，也許因為經濟形式變差，總有人問我，某某問題的固定解決方案？我說我沒有，他們又不信。

這次，以五年跨度，分享我在一個小問題上的心路曆程，隻是想向這些朋友坦白，所謂的固定方案，其實就是“法無定法，式無定式。因時利導，兆于變化”。

關于側向剛度的力學探讨，還有兩篇小文章可供參考：

《關于側向剛度的一些奇怪想法》

《抗傾覆貢獻率》

JIE 構生活，是以一名結構工程師的視角，分享他在結構設計、咨詢，學習以及生活等方面的見聞及思考。旨在吸引更多志同道合的朋友共同進步。歡迎關注，歡迎轉發！

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