摘 要：伴随着国家经济的不断发展，我国建筑行业向着更大，更高的方向发展着，连体结构是指除裙楼以外，两个或两个以上塔楼之间带有连接体的结构，由此而见，要保证高层建筑中的连体结构的质量，对其设计就有了更高的要求，如何有效的保证高城建筑物中的连体结构的质量，是目前我国经济发展的首要任务。
关键词：高层建筑；连体结构；设计原则；
一、高层建筑连体结构设计的原则
1、计算数据分析原则
结合《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ3-2002)的规定,我们对复杂体型高层建筑的分析,必须符合以下要求:
（1)应该采用至少两个不同力学模型的三维空间软件进行整体内力位移的数据计算；由于连体结构体型特殊性,连体部位的要承受力较为复杂,宜采用有限元模型进行整体建模分析,应对连接体部位采用弹性楼盖进行计算分析。
（2)抗震系数计算时,我们要考虑平扭耦联计算结构的扭转效应,保持振型数不应小于15,多塔楼结构的振型数不应小于塔楼数 9 倍,且计算振型数应使振型参与质量不小于总质量的90%。
（3)应采用弹性时程分析法进行补充计算。
（4)宜采用弹塑性静力或动力分析方法验算薄弱层弹塑性变形。
2、结构选型
高层建筑连体结构各独立部分宜有相同或相近的体型、平面和刚度,7 度、8 度抗震设计时,对于层数和刚度相差较大的建筑,不宜简单采用强连接方式,应根据弹塑性静力或动力分析结果,使结构在罕遇地震下能满足“大震不倒”的抗震要求。针对保证连体部分的节点安全可靠的目标,采用“强节点弱杆件”的抗震设计概念,削弱连接体内部杆件的部分区段,使得弹塑性变形集中在该区段内,并使得杆件具有足够的变形能力和耗能能力,确保节点部分始终处于弹性阶段,从而保证“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则。连接体结构自身结构重量应尽量减轻,可优先采用钢结构,也可采用型钢混凝土结构等。当连接体包含多个楼层时,可结合建筑平面功能,采用空间钢桁架体系,增加连体本身的刚度,提高其整体变形协调能力。
二、对连体结构的受力进行相应的分析
连体结构的受力比一般单体结构或多塔楼结构更复杂，主要表现在如下几个方面：
1、结构扭转振动变形较大，扭转效应较明显
由计算分析及同济大学等单位进行的振动台试验说明，连体结构自振振型较为复杂，前几个振型与单体结构有明显区别，除顺向振型外，还出现反向振型，扭转振型丰富，扭转性能差。在风荷载或地震作用下，结构除产生平动变形外，还会产生扭转变形；同时，由于连接体楼板的变形，两侧结构还有可能产生相向运动，该振动形态与整体结构的扭转振动耦合。当两侧结构不对称时，上述变形更为不利。当第一扭转频率与场地卓越频率接近时，容易引起较大的扭转反应，易使结构发生脆性破坏。对多塔连体结构，因体型更复杂，振动形态也将更为复杂，扭转效应更加明显。
2、连体结构中部刚度小，而此部位混凝土强度等级又低于下部结构，从而使结构薄弱部位由结构底部转移到连体结构中塔楼（两侧结构）的中下部，设计中应予以充分注意。
3、连接体部分受力复杂
连接体部分是连体部位的关键部位，受力复杂。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆连接体一方面要协调两侧结构的变形，另一方面不但在水平荷载（风及地震作用）作用下承受较大的内力，当连接体跨度较大，层数较多时，竖向荷载（静力）作用下的内力也很大，同时，竖向地震作用也很明显。
4、连接体结构与两侧结构的连接是连体结构的又一关键问题
连接部位受力复杂，应力集中现象明显，易发生脆性破坏。如处理不当将难以保证结构安全。历次地震中连体结构的震害都较为严重，特别是架空连廊式连体结构。两个结构单元之间有多个连廊的，高处连廊首先塌落，底部的连廊有的没有塌落；两个结构单元高度不等或体型、平面和刚度不同，则连体结构破坏尤为严重。
三、进行高层建筑连体结构用的设计要点
1、连体高层建筑的自振振型较为复杂，有顺向振型和反向振型。高层建筑的连体原因让各楼塔之间的振动相互耦合，结构沿竖向的刚度和质量也因连接体的设置分布也不均匀，以致连体结构自振振型复杂。连体结构的扭转性能差，且扭转振型也丰富多样，尤其是在地震作用下扭转反应很大，结构延性较差，容易发生脆性破坏。连体高层建筑应采用三位空间分析方法进行整体计算，主体结构与连接体均应参与整体分析；
2、架空的连接体对属相地震的反应比较敏感，尤其是跨度较大、自重较大的连接体的竖向地震反应很明显。通过大量的震害经验，竖向地震力造成的破坏在各次地震中是普遍、客观存在的，建筑设计规范制定的重要原则是取建筑设计基准期内的最不利荷载作为设计依据。在地震震中区，地震震动主要是以竖向震动为主，也起了明显的主要破坏作用，因此一般建筑在9 度抗震设计，连接体结构在8 度抗震设计时应同时考虑竖向地震荷载和水平地震荷载的共同作用。其竖向地震作用计算方式应按振型分解法或时程分析法。如为近似考虑，则其竖向地震作用标准值可取连接体重力荷载代表值的10%，并按构件所分担的重力荷载值得比例进行分配；
3、连体结构及相邻结构构件的抗震等级：抗震等级是多层和高层钢筋混凝土结构、构件进行抗震设计计算和确定构造措施的设计等级标准，不同结构体系应有不同的抗震等级要求。此外，同一结构的不同部位其抗震要求应区别对待。在做连接体的抗震等级设计时应在原设计等级基础上提高一级。若原抗震等级为特一级则不再提高；
4、连接体结构应加强构造措施。结构设计应满足“小震不坏，大震不倒”的抗震设防标准。抗震设计更重要的是注重概念设计，即“三分计算，七分构造”，根据工程经验对结构中薄弱部位进行加强。
5、应考虑不同材料连接体结构的抗震、减震的一系列问题。人们对建筑功能的要求日益俱增，建筑结构形式也随之变得复杂。主要体现在：
（1）钢连廊连接方式常被使用；
（2）不同材料、不同结构类型组成的组合结构；
（3）在结构的薄弱部位加设耗能器，形成受控结构体系。高层连体结构建筑的两侧塔楼或各独立部分宜有相同或相近的体型和刚度，7 度、8 度抗震设计时，在质量和刚度相差较大的两侧结构，不宜简单采用强连接方式，应采用弹塑性静力或动力分析方法。
结束语：
随着我国经济的不断发展，高层建筑连体结构的设计时建筑结构设计中最为常见的一种设计方式，在进行这项设计时，必须严格遵守设计的相关原则，严格按照程序操作规定进行相应的结构计算，综上所述，我国在今后的发展中，必定离不开高层建筑连体结构的发展，因此我们必须加强设计环节，加强设计的质量控制，科学的进行计算，有效的管理，从而保证其健康的发展，为国家带来更好的效益。
参考文献：
[1]黄志华；吕西林；周颖等；连体结构的模拟地震振动台模型试验研究[J]；建筑结构学报；2009(5)
[2]石春雷；孙焕其；预应力大梁托柱转换连体结构设计分析[J]；浙江建筑；2010（08）
论文作者:陈建来
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期
论文发表时间:2015/10/12
标签：结构论文; 荷载论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 部位论文; 塔楼论文; 塑性论文; 《基层建设》2015年17期论文;