Lo scopo principale dell'impostazione di una capriata a braccio esteso tra la colonna del telaio esterno e il tubo centrale è quello di ridurre lo spostamento laterale strutturale. Il suo meccanismo è quello di aumentare la forza assiale della colonna del telaio esterno sotto carichi orizzontali, aumentando così il momento di ribaltamento sopportato dal telaio e riducendo il momento di ribaltamento del tubo centrale. Il suo effetto anti-flessione sulla struttura può aumentare efficacemente la rigidità laterale della struttura, ridurre il movimento laterale della struttura e generalmente anche ridurre il rapporto di condivisione del taglio del telaio esterno. Per la struttura del tubo centrale del telaio, l'impostazione di una capriata a braccio esteso riduce significativamente lo spostamento laterale, mentre per la struttura tubo in tubo, l'effetto di riduzione dello spostamento laterale è molto piccolo.
La funzione di installare una capriata a vita attorno alla struttura è quella di modificare uniformemente la forza assiale sopportata da ogni colonna del telaio, migliorando così la capacità del telaio esterno di resistere al momento di ribaltamento e riducendo lo spostamento laterale, ma non è efficace quanto estendere il braccio. Nella struttura del tubo centrale del telaio, a seconda del numero e della disposizione delle colonne del telaio esterno, le capriate a vita possono essere impostate o meno; A causa del fatto che la capriata a vita può ridurre il ritardo di taglio delle strutture del tubo del telaio, la capriata a vita può aumentare la rigidità complessiva della struttura e ridurre il suo spostamento laterale nelle strutture tubolari.
La struttura può essere progettata con solo uno o entrambi i componenti di cui sopra a seconda della situazione specifica. I solai con capriate a braccio esteso e capriate a vita possono essere collettivamente definiti solai rinforzati.
Dopo aver impostato lo strato di rinforzo, la rigidità della struttura lungo la direzione dell'altezza è irregolare e il brusco cambiamento di rigidità determina un brusco cambiamento nella forza interna. Pertanto, ci saranno cambiamenti significativi nella forza interna dei componenti nello strato di rinforzo e negli strati adiacenti. L'impostazione è un cambiamento direzionale e maggiore è la rigidità dello strato di rinforzo, maggiore è il grado di mutazione della forza interna, che produrrà un effetto di strato debole.
Pertanto, nella progettazione di strutture resistenti al vento, l'uso di capriate a braccio esteso e capriate a vita ha un buon effetto. Può utilizzare strati rinforzati con elevata rigidità per formare una maggiore rigidità laterale.
Nelle strutture di progettazione antisismica, gli effetti negativi causati dagli strati deboli devono essere ridotti al minimo possibile. Pertanto, quando non è necessario impostare uno strato di rinforzo, non è necessario impostare uno strato di rinforzo. Quando è necessario uno strato di rinforzo, non è consigliabile utilizzare bracci di estensione e capriate di cintura eccessivamente rigidi per evitare eccessive variazioni di rigidità nell'ambito dello strato di rinforzo.
Le capriate a braccio e le capriate a vita possono essere disposte lungo l'altezza per un piano (una pista) o più piani (più piste). La ricerca ha dimostrato che l'effetto di riduzione dello spostamento laterale è migliore per le capriate a braccio esteso multi-pista rispetto alle capriate a braccio esteso mono-pista, ma il numero di strutture a braccio esteso non è direttamente proporzionale alla riduzione dello spostamento laterale. Quando vengono installate più di quattro capriate a braccio esteso, l'effetto di riduzione dello spostamento laterale non è più significativo.
L'effetto di riduzione dello spostamento laterale varia a seconda della posizione del braccio di estensione. La ricerca ha dimostrato che quando viene installata una sola capriata del braccio di estensione lungo l'altezza, può essere impostata a 2/3H della struttura per ottenere il miglior effetto di riduzione dello spostamento laterale. Tuttavia, per ridurre il momento di ribaltamento del tubo interno, più è basso, meglio è; quando si impostano due capriate del braccio, una può essere impostata a un'altezza di 0.7H e l'altra può essere impostata a circa 0.5H. Nella progettazione strutturale generale di grattacieli, è richiesta un'analisi di sensibilità per determinare la posizione più efficace e adatta per la capriata del braccio esteso al fine di studiarne la struttura specifica.
L'impostazione della capriata centrale nella struttura tubolare dipende dall'effetto di riduzione del ritardo di taglio.
A causa dei diversi tipi di strutture specifiche e di layout degli edifici, lo strato di rinforzo della struttura dovrebbe generalmente essere coerente con lo strato di equipaggiamento e lo strato di rifugio degli edifici alti. Tuttavia, l'enfasi dovrebbe essere posta sull'ottimizzazione cooperativa della meccanica e della struttura dell'edificio, inclusa la posizione e la quantità degli strati di rinforzo.
Da una prospettiva tecnica specifica, la rigidità della capriata a braccio esteso e della capriata a vita non dovrebbe essere troppo elevata. Se si utilizza una trave a trave piena in cemento armato con un'altezza di un intero piano, non solo la rigidità cambierà improvvisamente troppo, ma le colonne del telaio superiore e inferiore ad essa collegate saranno molto sfavorevoli. Queste colonne sono soggette a cerniere in plastica, crepe e persino danni, presentando un concetto sismico sfavorevole di "travi forti e colonne deboli". Pertanto, sia la capriata a braccio esteso che la capriata a vita dovrebbero adottare strutture a capriata, con strutture in acciaio più facili da costruire e superiori alle capriate in cemento armato in acciaio.
A causa degli effetti negativi dell'installazione di strati di rinforzo in strutture sismiche, la rigidità dello strato di rinforzo è molto maggiore rispetto a quella di altri pavimenti e si verifica un improvviso cambiamento nelle forze interne. Pertanto, le prestazioni sismiche dello strato di rinforzo e dei componenti verticali adiacenti allo strato di rinforzo dovrebbero essere migliorate.
In generale, le misure di costruzione antisismiche per gli elementi in cemento armato nei piani superiori e inferiori adiacenti dovrebbero essere innalzate di un livello e non possono essere innalzate se si tratta di un livello speciale.
Le corde superiori e inferiori della capriata a braccio esteso sono componenti importanti della capriata, che inevitabilmente subiscono deformazioni di trazione e compressione. A volte, la soletta del pavimento capita di trovarsi alla stessa elevazione. Pertanto, se il calcolo si basa sul presupposto di una rigidità infinita della soletta del pavimento, la capriata a braccio esteso dovrebbe essere separata per rilasciare la deformazione di trazione e compressione delle corde superiori e inferiori. In alternativa, durante il calcolo, la soletta del pavimento adotta il presupposto di una membrana elastica. Nella progettazione effettiva, è necessario proporre diverse misure di costruzione e ipotesi di calcolo in base alla situazione specifica nello strato di rinforzo.
Quando la capriata a braccio esteso o la capriata a vita vengono utilizzate come componenti dello strato di trasferimento, non solo è necessario verificarne la deformazione verticale e la capacità portante, ma devono essere anche stabiliti requisiti speciali e rigorosi per le prestazioni sismiche di tali componenti.
Nelle aree di fortificazione ad alta intensità, devono essere adottati ulteriori requisiti e misure di progettazione delle prestazioni quando vengono installati solai di rinforzo in edifici alti o particolarmente irregolari. Per garantirne la sicurezza in caso di terremoti medi o grandi, i suoi elementi e quelli adiacenti possono essere tenuti a non cedere in caso di terremoti medi o grandi, o persino in caso di requisiti di prestazioni più elevati. In base all'altezza e all'importanza della struttura, è consigliabile utilizzare l'analisi elasto-plastica statica o l'analisi time history per testare le prestazioni della struttura in caso di terremoti medi e grandi, al fine di valutare la sua capacità di raggiungere gli obiettivi di prestazione sismica di progettazione.
La capriata a braccio esteso è collegata alla capriata di cintura, alla struttura esterna e al tubo centrale. Oltre alla progettazione in base al livello di resistenza sismica di un livello, è necessario prendere in considerazione le seguenti misure nella progettazione effettiva.