建筑連體結構設計的關鍵點分析

【摘要】隨著我國城市的不斷發展，城市建筑的數量呈現為逐年遞增的趨勢，在物質條件不斷被滿足的基礎上，人們對于建筑的要求也越來越高。因此相關設計人員在對建筑物進行設計的過程中必須加強相關因素考慮的全面性，這對于建筑職能的發揮極為重要。連體結構是高層建筑中常見的結構之一，其設計的合理性對于整個建筑都有著一定影響，因此相關人員必須加強重視。

【關鍵詞】建筑物；連體結構；關鍵點；結構分析

一、前言

目前來看，城市建筑物連體結構比比皆是，建筑連體有助于兩個建筑物直接連通，方便人員在兩個建筑物間走動，同時建筑連體還有穩固建筑物的功能。但是目前我國存在部分的建筑連體結構設計合理性不足的現象，這對連體結構作用的發揮有著一定的阻礙，本文將對建筑連體結構設計的關鍵點進行分析。

二、連體結構設計需要遵循的原則

1.設計圖的數據合理性能夠滿足建筑要求

（1）數據計算應該采用多個力學模型的計算軟件來計算；連體是一個復雜的建筑結構，內部結構多樣又特殊，承受多部位壓力所以必須用現有力學模型進行分析計算，對其連接關鍵點部位要采用彈性樓蓋來計算分析。

（2）連體設計還要考慮抗震能力，抗震系數是我們要計算的數據，不同地區不同建筑物的抗震系數有所不同，但都要在正常范圍內。對于平扭耦聯結構的振型應該大于等于15，而對于多塔樓的振型數大于等于樓層數的9倍，同時要保證振型質量大于總質量的90%。必要時還需使用至少兩種結構計算軟件對連體結構進行抗震性能分析，以滿足相關的結構抗震性能目標。一般情況下，關鍵構件，對與連體結構相連的塔樓，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；而對連體結構，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.構型合理性能夠滿足于建筑要求

兩個有連體結構的高層建筑物應該有相同的外形，同樣的材質和剛度，這樣兩個建筑物的穩定性才能保持一致。而有的高層建筑為了方便會修建連體結構，連體結構不宜采用普通的模式，要根據建筑結構的彈性動、靜力分析結果進行包絡設計，使連體結構滿足相應的抗震性能目標要求。連體結構設計時應該考慮到建筑材料的問題，選用輕質高強材料，減輕自身重量，可設計成鋼結構。連體主要結構可以考慮采用空間剛架、桁架，提高建筑剛度和協調能力，以及結構變形能力。

三、連體結構的受力情況

連體結構的受力比較復雜，具體表現如下：

1.結構扭轉程度大

通過試驗和計算結果分析顯示連體結構振型復雜多樣，主要包括順向振型、反向振型、扭轉振型等。除了單體振型簡單一些外其余振型扭轉性能差，在地震發生時可能發生平動變形和扭轉變型，在連體結構發生扭轉時會導致兩側結構變化，如果兩側結構不同或者不對稱時引起的后果更加不利。

2.設計連體結構時設計師需要注意連體結構中間部位最為薄弱，剛度較小，所以該部位應該加固，受力需平均到其他部位一些保持連體的整體性。

3.連體結構受多方面壓力，情況復雜，連體設計既要協調兩側建筑結構又要在水平方向承載內力，如果連體橫跨范圍較大層數又多時，縱向重力也十分明顯，在地震發生時對穩定有很大影響，因此設計師應該盡量減少跨度大層數多的設計。

四、連體設計應用

連體設計后是要應用在實際生活中的，因此連體設計必須符合實際情況。對于兩個相同建筑物之間的連體結構設計與施工較為簡單，譬如；兩個高層建筑的層數都為12層，高度都為53米，并且兩個高層建筑都采用鋼筋混凝土材料建筑，抗震強度均為七級，那么在對這兩者之間的連體結構進行設計與施工時只需要選擇相同的樓層進行施工即可，建筑連體施工時按照設計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，為了克服連體結構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定和牢固性。對于那些在不同建筑間修建連體就會復雜一些，有設計圖的輔助，在實際應用使后要注意扭轉系數，兩棟建筑材料質量不同抗震能力也不同，連體結構要與高抗震建筑能力相適應，這對于整體穩定性保證有著極為重要的意義。

五、連體結構設計中應該注意的問題

連體結構設計中最應該注意的問題就是外形不規則以及其位置的不合理。連體結構的位置是抵抗震動的關鍵因素，位置過高結構不穩定，位置過低沒有意義，因此需要根據計算分析和實際情況設計連體結構的位置。外形問題也是不可忽略的問題，外形包括抗側力構建、外形大小和質量分布等問題。在距離遠的高層建筑之間設計連體結構時要格外注意，在對連體結構的受力情況以及重力分布進行分析的基礎之上加以連體外形設計合理性的保證，不能為了外形美觀不顧實際情況。設計連體時設計師一定要把設計構想建立在專業知識上，不能夠為了達到業主的要求而使得設計的科學性欠缺，在滿足設計原則條件下盡量達到業主要求。

六、設計圖中的構造方案

1.為了保證連接體的穩定性和整體結構的穩定性，必須采取安全的構造措施，連體和結構構件周圍的建筑抗震級別要有所提高。

2.在連體高度范圍內和上下層周圍，連體支柱密度要增加，其他數據也要有所修改，軸壓比限值數值要縮減。

3.設計連接體的框架與主樓的上下樓層要銜接穩固，使連接體與兩個高層建筑形成一個整體。

4.與連接體對應的樓板需要采用雙向配筋，樓板厚度之和需要達到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型鋼柱要延伸下一層。

結束語：

連接體的設計對于高層建筑作用的發揮有著極為重要的影響，其不僅是對建筑師的考驗也是對結構設計師的考驗，一個好的連體結構的設計能夠起到穩定建筑美化外觀的作用，這就對結構的設計合理性有很高的要求，因此設計師必須提高自己的專業素養，為設計的科學性創造條件。

參考文獻

[1]李福泉.高層建筑的復雜設計.[J]中國建筑期刊，2014，（20）.

[2]顧慶輝.淺析連體住宅結構設計[J].北部建材，2013，（07）.

[3]劉光州.城市高層建筑的連體設計[J].沈陽建筑大學，2013，（01）.

作者簡介：

李秋全（440902198706115230），男，1987年06月出生，專業：建筑與土木工程，研究方向：結構工程，學歷：碩士研究生。