高层建筑连体结构设计探究

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1、高层建筑连体结构设计探究　　摘要:连体结构是一种较为新型的结构形式，与单体结构相比，连体结构在结构设计上显得更为复杂。为此，本文结合具体高层建筑工程实例，对连接体结构的结构设计进行了研究，介绍了结构选型及分析、地基基础的设计、计算模型的处理及构造措施等，为类似工程结构设计提供参考。关键词:高层建筑；连体结构；设计；地震作用；构造措施中图分类号：TU208.3]文献标识码：A文章编号：1工程概况某建筑工程，项目占地面积约2.7万m2，建筑面积49000m2。±0.000相当于绝对标高12.050m。建筑基本风压值为0.75kN/m2。抗震设防烈度为7度(设计基本

2、地震加速度值为0.30g)，设计地震分组为第一组，场地土类别为Ⅱ类。6本工程地下室为大底盘，层数为1层;地上为连体结构，主体结构分别为南侧主楼和北侧两栋辅楼，其中，主楼12层，建筑高度为52.10m，两栋辅楼均为6层，建筑高度均为28.20m。连接体1位于两栋辅楼之间，在层3，5将两栋辅楼连接起来，建筑功能为会议室，连接形式为强连接;连接体2位于两栋辅楼与主楼之间，在层3，5，7分别与主楼连，建筑功能为连廊，连接形式为弱连接。各部分平面布置示意见图1。图1平面布置示意图/m本工程主体结构均采用全现浇钢筋混凝土框架-剪力墙结构;连接体结构均采用钢结构实腹梁+钢筋

3、混凝土楼板结构，其中连接体1与两栋辅楼的钢骨混凝土柱为刚性连接，连接体2一端与两栋辅楼的南端剪力墙为固定铰连接，另一端通过设滑移支座支承在主楼的支座大梁上。另外，本工程主楼屋顶上设置了轻型屋面的坡屋顶造型，该处采用钢结构构架方案。本工程基础形式采用桩基础+钢筋混凝土防水板，桩型为预应力高强混凝土管桩(PHC)。2地基与基础根据勘察报告，场地地下水对混凝土结构具有弱腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具有微腐蚀性。场地土对混凝土结构、钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性。从勘察报告中各项指标可以看出，场地土及地下水对混凝土结构腐蚀性均比较轻微，因此本工程混凝土耐久性设计

4、时将与地下水、场地土直接接触的预应力高强混凝土管桩，以及与地下水、场地土未直接接触的地下室外墙、板按照Ⅲ类环境类别进行设计。3上部结构体系6本工程为连体结构，通过三个连接体将三栋建筑两两相连，见图2。其中，连接体1跨度为25.8m，宽度为21.3m，标高分别为8.4，17.6m。连接体2跨度为16.8m，宽度为5.1m，标高分别为9.3，17.1，24.9m。三栋建筑相连后平面总尺度较大，为122m×87m。对于连接体1，由于所连两栋建筑物高度不高且刚度接近，同时连接体自身平面尺寸较大，平面内刚度较大，因此采用强连接结构，在地震和温度等作用下能使两栋辅楼整体协

5、调受力、变形。此时，将两栋辅楼作为一个整体进行结构设计。对于连接体2，由于所连两栋建筑物高度不一，刚度相差较大，且连接体自身平面尺寸较小，平面内刚度较小，因此采用弱连接结构。考虑到两栋辅楼通过连接体1相连后平面尺寸相对较大、刚度较大，同时连接体2与辅楼连接支座处能设置钢筋混凝土剪力墙，与主楼连接支座处为框架梁，因此将连接体2与辅楼相连处设为铰接，与主楼相连处设为滑动支座。此时，将主楼、两栋辅楼作为独立的两个结构单元进行结构设计，仅将连接体2作为荷载加至相应连接部位的结构构件上。同时，连接体滑动支座处支座滑移量需满足在罕遇地震作用下两侧支座的自由滑移量，以避免出

6、现连接体滑落或连接体与主体结构发生碰撞而对主体结构造成破坏。3.1主体结构本工程主体结构均采用钢筋混凝土框架-剪力墙结构，框架抗震等级二级，剪力墙抗震等级一级。6主楼平面尺寸为122m×22.8m，长宽比较大(5.35＞5)，由于建筑功能及立面需要，未设置伸缩缝和防震缝。为加强结构整体协调，保证平面内楼板刚度，楼板厚度均加厚至120mm。另外，为减小温度伸缩及混凝土干缩影响，本工程采取如下措施:1)将主楼顶部建筑坡屋顶设置为钢结构坡屋顶，为混凝土屋面增加架空层;2)每隔30～40m设置施工后浇带;3)提高顶层楼板配筋率;4)在建筑上要求采取外保温措施。对屋顶钢

7、结构坡屋顶部分，坡屋面采用钢结构骨架及钢檩条，上铺屋面瓦。辅楼经连接体1相连后平面尺寸为111m×47.1m，同样未设置伸缩缝和防震缝。为加强结构整体协调，保证平面内楼板刚度，楼板厚度均加厚至120mm。另外，为减小温度伸缩及混凝土干缩影响，辅楼采取了与主楼相同的措施。3.2连接体本工程两个连接体均采用H型实腹钢梁结构，并均考虑竖向地震作用的影响。对连接体1，为尽可能实现刚接效果，在连接处支座柱采用钢骨混凝土柱，柱内型钢部分与钢梁进行刚性连接。对连接体2，由于采用弱连接方式，在连接处设置较大截面的钢筋混凝土梁，将钢梁分别伸至钢筋混凝土梁顶面并设置支座，以避免罕

8、遇地震时连接体跌落。滑动支座处采用双向