文/張健 河北名嘉建筑設(shè)計(jì)有限公司 河北石家莊 050000

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高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究

文/張健 河北名嘉建筑設(shè)計(jì)有限公司 河北石家莊 050000

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶動(dòng)整個(gè)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，近年來(lái)無(wú)論從建筑質(zhì)量，建筑效率還是其建筑設(shè)計(jì)方面討論，建設(shè)行業(yè)都有著極大程度的提高。高層建筑連體結(jié)構(gòu)是近年來(lái)興起的新型建筑結(jié)構(gòu)，其能夠最大程度的滿足人們對(duì)于建筑物的各方面的具體要求。但是，該建筑形式結(jié)構(gòu)復(fù)雜，受力情況不易分析，因此如何具體的設(shè)計(jì)和施工過(guò)程中還需要進(jìn)行較深入的技術(shù)研究。

高層建筑；連體結(jié)構(gòu)；技術(shù)研究

一、前言

近年來(lái)，中國(guó)正處于社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多個(gè)方面都快速發(fā)展的階段，同時(shí)帶動(dòng)著建筑行業(yè)的較快發(fā)展。高層連體結(jié)構(gòu)建筑的設(shè)計(jì)和應(yīng)用，一方面可以滿足人們對(duì)于工作生活場(chǎng)所的多功能性的要求，即要求在同一建筑中盡可能的結(jié)合多種元素，因此高層建筑的使用可以更滿足現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和應(yīng)用要求。另一方面，高層連體結(jié)構(gòu)建筑受力更為復(fù)雜，建筑要求更高，抗震性能也有所改變，所以在其設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中，需要在進(jìn)行技術(shù)上的深入研究和改進(jìn)。

二、高層建筑連體結(jié)構(gòu)常見(jiàn)方式

隨著建筑行業(yè)的興起，為了進(jìn)一步滿足人們?cè)趯W(xué)習(xí)，工作和生活中對(duì)于相應(yīng)建筑的功能的要求，高層建筑連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和普及成為新的熱點(diǎn)，其使用方便，功能全面，能夠?yàn)槿藗兊墓ぷ鲗W(xué)習(xí)和生活創(chuàng)造更好的條件。到目前為止，高層建筑連體結(jié)構(gòu)的常見(jiàn)方式主要分為三種，下面將針對(duì)這三種形式進(jìn)行一一敘述。

1.塔樓

在高層建筑物中，塔樓是最為常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式，其特點(diǎn)是一棟建筑物中分為若干戶，一般情況下可以達(dá)到一梯四戶或是一梯十二戶。其建筑密度高，相應(yīng)的可以降低房?jī)r(jià)，同時(shí)可以滿足不同消費(fèi)者對(duì)于相應(yīng)建筑物的不同需求，實(shí)現(xiàn)其功能的全面化。另外，往往該結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)強(qiáng)度大，抗震強(qiáng)度好，安全性高，改造難度低的諸多優(yōu)點(diǎn)，因此在高層建筑中占據(jù)了較大的比例。

2.連體

連體的作用與橋梁類似，起連接作用，一般來(lái)說(shuō)是指將兩個(gè)塔樓建筑進(jìn)行連接，以滿足其不同建筑之間的功能互補(bǔ)。在具體的設(shè)計(jì)和施工中，主要考慮的連體的手里來(lái)源于水平或是豎直的風(fēng)向載荷，以及兩個(gè)塔樓建筑中由于其地理位置，受力情況等導(dǎo)致的不同變形狀況。要保證在進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)其功能的全面化的同時(shí)，提高其安全性能，避免相應(yīng)事故的發(fā)生。

3.連體與塔樓相連

連體與塔樓相連的高層建筑連體結(jié)構(gòu)也是常見(jiàn)的建筑形式，其可以進(jìn)一步的實(shí)現(xiàn)建筑的功能性，以滿足人們對(duì)于相應(yīng)建筑的更高水平的要求。再具體的設(shè)計(jì)方案中，主要分為三種情況，即第一種一端與塔樓進(jìn)行滑移連接，另一端是剛性連接，第二種兩端都與塔樓進(jìn)行剛性連接，最后一種是兩端都與塔樓進(jìn)行鉸接。具體設(shè)計(jì)方法的選擇和使用需要根據(jù)其不同的施工情況，地理位置，氣候因素等諸多條件進(jìn)行多方面考量后確定。

三、高層建筑連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

對(duì)于高層建筑連體結(jié)構(gòu)的具體設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)型建筑存在許多不同，因此準(zhǔn)確的把握其設(shè)計(jì)要點(diǎn)和對(duì)于保證其施工質(zhì)量，降低施工難度，控制施工成本，以及保證建成后預(yù)期的使用性能等都具有十分重要的作用。

1.提高抗震性能

對(duì)于高層建筑的具體設(shè)計(jì)工作中，由于其縱向高度的提高，往往導(dǎo)致其抗震性能下降，豎向高度發(fā)生突變的可能性較高，即產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，最終可能導(dǎo)致整個(gè)建筑發(fā)生危險(xiǎn)。因此在具體的高層建筑的設(shè)計(jì)中，針對(duì)其抗震性能的保證和改善提出了多種方法。例如，通過(guò)增加其豎向的支撐點(diǎn)提高其整體的穩(wěn)定性，在材料混凝土等的選擇和使用中也要進(jìn)行嚴(yán)格的審核和監(jiān)測(cè)，確保施工質(zhì)量。同時(shí)，結(jié)合現(xiàn)在工程技術(shù)數(shù)字化方面的發(fā)展，可以針對(duì)不同的建筑情況進(jìn)行抗震仿真模擬，通過(guò)調(diào)整相關(guān)設(shè)計(jì)中的不同參數(shù)，較準(zhǔn)確的估計(jì)其抗震能力，針對(duì)不滿足要求的情況根據(jù)參數(shù)的選擇予以調(diào)整和改善。切實(shí)保證高層建筑的抗震性能，對(duì)于保證相關(guān)建筑的穩(wěn)定性，理想的使用性能，相關(guān)人員的安全性等都具有十分重要的作用。

2.保證結(jié)構(gòu)剛度。對(duì)于高層建筑連體結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，連體的設(shè)計(jì)十分重要，往往連體設(shè)計(jì)的規(guī)范性和標(biāo)準(zhǔn)性將直接對(duì)相應(yīng)建筑物的相關(guān)性能指標(biāo)產(chǎn)生較大的影響，尤其是對(duì)其剛度的影響。例如，當(dāng)連體的剛度過(guò)大時(shí)，在使用過(guò)程中就會(huì)發(fā)生明顯的剛性突變，產(chǎn)生變形，影響其穩(wěn)定性和安全性。在設(shè)計(jì)和方針的過(guò)程中，如果較大剛度的連體可視為剛性樓層，較小剛度的連體則可進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，這樣在相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算和處理中，可以盡可能的減少誤差，增加數(shù)據(jù)的可靠性。而針對(duì)非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的連體設(shè)計(jì)中，可以考慮盡可能降低連體剛度，這樣就可以盡可能避免出現(xiàn)變形，位移等不利現(xiàn)象，以保證整體結(jié)構(gòu)的剛度符合要求。

3.結(jié)構(gòu)材料的選擇

對(duì)于高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)的材料選擇問(wèn)題，需要打破傳統(tǒng)的建筑行業(yè)中材料選擇的定性思維，即在材料的選擇過(guò)程中一方面需要按照傳統(tǒng)的建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行材料的選擇和篩選，保證該結(jié)構(gòu)每一部分基本的穩(wěn)定性和使用性能，但是另一方面針對(duì)該特殊結(jié)構(gòu)的材料選擇中，材料的匹配也十分重要，即在保證每一部分性能的同時(shí)，還要避免因?yàn)椴牧线x擇不當(dāng)導(dǎo)致兩部分強(qiáng)度，剛度等方面性能差別過(guò)大，這樣在連體結(jié)構(gòu)使用的過(guò)程中，變形等現(xiàn)象發(fā)生的概率會(huì)大大提高，將會(huì)對(duì)相應(yīng)建筑的使用壽命，使用性能，和安全性等方面都造成較大的影響。一般來(lái)說(shuō)，在選擇材料時(shí)，連體結(jié)構(gòu)選擇的材料混凝土和剛比較常見(jiàn)，不同的材料的選擇，將對(duì)使整個(gè)結(jié)構(gòu)的重量和受力情況等都發(fā)生變化，因此根據(jù)不同材料的選擇，需要確定不同的截面尺寸，受力模式和施工方式，這樣才能切實(shí)保證整個(gè)結(jié)構(gòu)具有呵護(hù)標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)良性能。

結(jié)束語(yǔ)：

高層建筑連體結(jié)構(gòu)在受力，布局等方面都比較復(fù)雜，一方面較高樓層的設(shè)計(jì)勢(shì)必會(huì)造成其抗震性能，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等方面的削弱，另一方面，高層建筑連體結(jié)構(gòu)在功能較為齊全的同時(shí)往往也具有較為復(fù)雜的受力情況。針對(duì)這一現(xiàn)狀，在設(shè)計(jì)方面就需要從其抗震強(qiáng)度，結(jié)構(gòu)剛度，以及具體的材料選擇等方面入手，針對(duì)不同的情況進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計(jì)，以保證其在基本的使用性能和安全性，促進(jìn)相關(guān)結(jié)構(gòu)進(jìn)一步的推廣和使用。

［1］陳巖.高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究，《房地產(chǎn)導(dǎo)刊》，2014（16）.

［2］周媛，李佼.高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)研究，《城市建設(shè)理論研究：電子版》，2014（20）.