建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)分析

【摘要】隨著我國(guó)城市的不斷發(fā)展，城市建筑的數(shù)量呈現(xiàn)為逐年遞增的趨勢(shì)，在物質(zhì)條件不斷被滿足的基礎(chǔ)上，人們對(duì)于建筑的要求也越來(lái)越高。因此相關(guān)設(shè)計(jì)人員在對(duì)建筑物進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中必須加強(qiáng)相關(guān)因素考慮的全面性，這對(duì)于建筑職能的發(fā)揮極為重要。連體結(jié)構(gòu)是高層建筑中常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)之一，其設(shè)計(jì)的合理性對(duì)于整個(gè)建筑都有著一定影響，因此相關(guān)人員必須加強(qiáng)重視。

【關(guān)鍵詞】建筑物；連體結(jié)構(gòu)；關(guān)鍵點(diǎn)；結(jié)構(gòu)分析

一、前言

目前來(lái)看，城市建筑物連體結(jié)構(gòu)比比皆是，建筑連體有助于兩個(gè)建筑物直接連通，方便人員在兩個(gè)建筑物間走動(dòng)，同時(shí)建筑連體還有穩(wěn)固建筑物的功能。但是目前我國(guó)存在部分的建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理性不足的現(xiàn)象，這對(duì)連體結(jié)構(gòu)作用的發(fā)揮有著一定的阻礙，本文將對(duì)建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。

二、連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)需要遵循的原則

1.設(shè)計(jì)圖的數(shù)據(jù)合理性能夠滿足建筑要求

（1）數(shù)據(jù)計(jì)算應(yīng)該采用多個(gè)力學(xué)模型的計(jì)算軟件來(lái)計(jì)算；連體是一個(gè)復(fù)雜的建筑結(jié)構(gòu)，內(nèi)部結(jié)構(gòu)多樣又特殊，承受多部位壓力所以必須用現(xiàn)有力學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算，對(duì)其連接關(guān)鍵點(diǎn)部位要采用彈性樓蓋來(lái)計(jì)算分析。

（2）連體設(shè)計(jì)還要考慮抗震能力，抗震系數(shù)是我們要計(jì)算的數(shù)據(jù)，不同地區(qū)不同建筑物的抗震系數(shù)有所不同，但都要在正常范圍內(nèi)。對(duì)于平扭耦聯(lián)結(jié)構(gòu)的振型應(yīng)該大于等于15，而對(duì)于多塔樓的振型數(shù)大于等于樓層數(shù)的9倍，同時(shí)要保證振型質(zhì)量大于總質(zhì)量的90%。必要時(shí)還需使用至少兩種結(jié)構(gòu)計(jì)算軟件對(duì)連體結(jié)構(gòu)進(jìn)行抗震性能分析，以滿足相關(guān)的結(jié)構(gòu)抗震性能目標(biāo)。一般情況下，關(guān)鍵構(gòu)件，對(duì)與連體結(jié)構(gòu)相連的塔樓，需滿足小震彈性、中震抗剪彈性（正截面不屈服）、大震滿足抗剪截面要求；而對(duì)連體結(jié)構(gòu)，則需滿足小震彈性、中震彈性、大震抗剪彈性（正截面不屈服）。

2.構(gòu)型合理性能夠滿足于建筑要求

兩個(gè)有連體結(jié)構(gòu)的高層建筑物應(yīng)該有相同的外形，同樣的材質(zhì)和剛度，這樣兩個(gè)建筑物的穩(wěn)定性才能保持一致。而有的高層建筑為了方便會(huì)修建連體結(jié)構(gòu)，連體結(jié)構(gòu)不宜采用普通的模式，要根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)的彈性動(dòng)、靜力分析結(jié)果進(jìn)行包絡(luò)設(shè)計(jì)，使連體結(jié)構(gòu)滿足相應(yīng)的抗震性能目標(biāo)要求。連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該考慮到建筑材料的問(wèn)題，選用輕質(zhì)高強(qiáng)材料，減輕自身重量，可設(shè)計(jì)成鋼結(jié)構(gòu)。連體主要結(jié)構(gòu)可以考慮采用空間剛架、桁架，提高建筑剛度和協(xié)調(diào)能力，以及結(jié)構(gòu)變形能力。

三、連體結(jié)構(gòu)的受力情況

連體結(jié)構(gòu)的受力比較復(fù)雜，具體表現(xiàn)如下：

1.結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)程度大

通過(guò)試驗(yàn)和計(jì)算結(jié)果分析顯示連體結(jié)構(gòu)振型復(fù)雜多樣，主要包括順向振型、反向振型、扭轉(zhuǎn)振型等。除了單體振型簡(jiǎn)單一些外其余振型扭轉(zhuǎn)性能差，在地震發(fā)生時(shí)可能發(fā)生平動(dòng)變形和扭轉(zhuǎn)變型，在連體結(jié)構(gòu)發(fā)生扭轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)導(dǎo)致兩側(cè)結(jié)構(gòu)變化，如果兩側(cè)結(jié)構(gòu)不同或者不對(duì)稱時(shí)引起的后果更加不利。

2.設(shè)計(jì)連體結(jié)構(gòu)時(shí)設(shè)計(jì)師需要注意連體結(jié)構(gòu)中間部位最為薄弱，剛度較小，所以該部位應(yīng)該加固，受力需平均到其他部位一些保持連體的整體性。

3.連體結(jié)構(gòu)受多方面壓力，情況復(fù)雜，連體設(shè)計(jì)既要協(xié)調(diào)兩側(cè)建筑結(jié)構(gòu)又要在水平方向承載內(nèi)力，如果連體橫跨范圍較大層數(shù)又多時(shí)，縱向重力也十分明顯，在地震發(fā)生時(shí)對(duì)穩(wěn)定有很大影響，因此設(shè)計(jì)師應(yīng)該盡量減少跨度大層數(shù)多的設(shè)計(jì)。

四、連體設(shè)計(jì)應(yīng)用

連體設(shè)計(jì)后是要應(yīng)用在實(shí)際生活中的，因此連體設(shè)計(jì)必須符合實(shí)際情況。對(duì)于兩個(gè)相同建筑物之間的連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工較為簡(jiǎn)單，譬如；兩個(gè)高層建筑的層數(shù)都為12層，高度都為53米，并且兩個(gè)高層建筑都采用鋼筋混凝土材料建筑，抗震強(qiáng)度均為七級(jí)，那么在對(duì)這兩者之間的連體結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工時(shí)只需要選擇相同的樓層進(jìn)行施工即可，建筑連體施工時(shí)按照設(shè)計(jì)采用鋼筋混凝土作為剛性連接材料，連接的一端以剪力墻固定，另外一端在高層建筑的大梁上。除此之外，為了克服連體結(jié)構(gòu)的重力作用在連體中間部位盡量減少建筑材料的自重，但是一定要保證連體的穩(wěn)定和牢固性。對(duì)于那些在不同建筑間修建連體就會(huì)復(fù)雜一些，有設(shè)計(jì)圖的輔助，在實(shí)際應(yīng)用使后要注意扭轉(zhuǎn)系數(shù)，兩棟建筑材料質(zhì)量不同抗震能力也不同，連體結(jié)構(gòu)要與高抗震建筑能力相適應(yīng)，這對(duì)于整體穩(wěn)定性保證有著極為重要的意義。

五、連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中應(yīng)該注意的問(wèn)題

連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中最應(yīng)該注意的問(wèn)題就是外形不規(guī)則以及其位置的不合理。連體結(jié)構(gòu)的位置是抵抗震動(dòng)的關(guān)鍵因素，位置過(guò)高結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，位置過(guò)低沒(méi)有意義，因此需要根據(jù)計(jì)算分析和實(shí)際情況設(shè)計(jì)連體結(jié)構(gòu)的位置。外形問(wèn)題也是不可忽略的問(wèn)題，外形包括抗側(cè)力構(gòu)建、外形大小和質(zhì)量分布等問(wèn)題。在距離遠(yuǎn)的高層建筑之間設(shè)計(jì)連體結(jié)構(gòu)時(shí)要格外注意，在對(duì)連體結(jié)構(gòu)的受力情況以及重力分布進(jìn)行分析的基礎(chǔ)之上加以連體外形設(shè)計(jì)合理性的保證，不能為了外形美觀不顧實(shí)際情況。設(shè)計(jì)連體時(shí)設(shè)計(jì)師一定要把設(shè)計(jì)構(gòu)想建立在專業(yè)知識(shí)上，不能夠?yàn)榱诉_(dá)到業(yè)主的要求而使得設(shè)計(jì)的科學(xué)性欠缺，在滿足設(shè)計(jì)原則條件下盡量達(dá)到業(yè)主要求。

六、設(shè)計(jì)圖中的構(gòu)造方案

1.為了保證連接體的穩(wěn)定性和整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須采取安全的構(gòu)造措施，連體和結(jié)構(gòu)構(gòu)件周圍的建筑抗震級(jí)別要有所提高。

2.在連體高度范圍內(nèi)和上下層周圍，連體支柱密度要增加，其他數(shù)據(jù)也要有所修改，軸壓比限值數(shù)值要縮減。

3.設(shè)計(jì)連接體的框架與主樓的上下樓層要銜接穩(wěn)固，使連接體與兩個(gè)高層建筑形成一個(gè)整體。

4.與連接體對(duì)應(yīng)的樓板需要采用雙向配筋，樓板厚度之和需要達(dá)到180毫米，并且能夠延伸到主樓。

5.在與連接體相連的主樓部分采用鋼砼柱，在與之相連處采用鋼砼梁，另外一端的連接體內(nèi)型鋼柱要延伸下一層。

結(jié)束語(yǔ)：

連接體的設(shè)計(jì)對(duì)于高層建筑作用的發(fā)揮有著極為重要的影響，其不僅是對(duì)建筑師的考驗(yàn)也是對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師的考驗(yàn)，一個(gè)好的連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)能夠起到穩(wěn)定建筑美化外觀的作用，這就對(duì)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)合理性有很高的要求，因此設(shè)計(jì)師必須提高自己的專業(yè)素養(yǎng)，為設(shè)計(jì)的科學(xué)性創(chuàng)造條件。

參考文獻(xiàn)

[1]李福泉.高層建筑的復(fù)雜設(shè)計(jì).[J]中國(guó)建筑期刊，2014，（20）.

[2]顧慶輝.淺析連體住宅結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J].北部建材，2013，（07）.

[3]劉光州.城市高層建筑的連體設(shè)計(jì)[J].沈陽(yáng)建筑大學(xué)，2013，（01）.

作者簡(jiǎn)介：

李秋全（440902198706115230），男，1987年06月出生，專業(yè)：建筑與土木工程，研究方向：結(jié)構(gòu)工程，學(xué)歷：碩士研究生。