帶鋼連廊高層建筑抗震設計分析

盧 冬

(南寧市建筑設計院 廣西 南寧 530022)

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帶鋼連廊高層建筑抗震設計分析

盧 冬

(南寧市建筑設計院 廣西 南寧 530022)

隨著建筑行業的發展，通過空中帶鋼連廊將多棟高層建筑連為一體的高層建筑越來越多。帶鋼連廊高層建筑的抗震設計不僅關系到建筑工程的使用壽命，而且還關系到其使用安全性。本文主要對空中帶鋼連廊高層建筑的結構特點進行分析，進而對于其抗震設計過程中的相關控制要點進行分析。

帶鋼連廊；高層建筑；抗震設計

一、前言

據研究發現，我國是一個地殼相對活躍的國家，共有23條主要地震帶，因此建筑的抗震設計顯得尤為重要。帶鋼連廊又稱為空中連廊，是指連接兩個建筑物(或同一建筑的兩個部分，如雙塔形式)的高位連廊，其下部沒有支撐、圍護結構，是靠與建筑物連接的部位承受荷載。一方面，連廊結構構件受力比較合理，高層建筑連體結構近年越為被廣泛設計采用，鋼結構空中連廊不僅方便建筑構件截面比較小，可以減小連廊結構的自重；另一方面，可以減小連廊對塔樓之間聯系，增強使用功能，而且使建筑具有獨特美觀的外形。

二、關于帶鋼連廊高層建筑

(一)帶鋼連廊的設置部位。帶鋼連廊一般設置在高層建筑的中上部位置，跨度在十幾米到幾十米之間，通常采用剛接或滑動支座與主體結構連接。

(二)帶鋼連廊的作用。帶鋼連廊主要是講高層建筑密集區域的多棟單體高層建筑連接起來從而形成連體高層建筑。帶鋼連廊不僅起到一個疏導交通的作用，而且還可以作為城市的觀景臺。

(三)帶鋼連廊的設計要點。帶鋼連廊不僅要承擔豎向的荷載，而且還承擔著風的荷載以及地震作用。在水平荷載的作用下，連廊結構的相應構件會產生很大的內應力，并且當連廊的跨度較大時，由地震產生的豎向作用的影響也更明顯。

三、關于建筑物的抗震設計

(一)建筑物的抗震設計規范要求。對于建筑抗震設計的工作人員老說，任何設計工作都要根據相關的標準和規范去進行控制，這是建筑設計工作須遵循的基本原則，也是重要原則。建筑物的抗震設計的規范及標準主要是相應的抗震等級以及抗震強度方面的要求。一般來說，不同地區的抗震等級和抗震強度要求都存在著一定的差異，易出現地震災害的地區，其抗震等級要求明顯高于不易出現地震災害的地區。在進行一項建筑的抗震設計時，各部門人員應先搜集資料，詳細進行考察、分析，并將所得的成果運用到實際的抗震設計當中，最后針對建筑的抗震設計結果進行系統、全面的分析，及時發現問題并改進，從而確保設計的科學性、合理性以及實際性。

(二)建筑物抗震設計的要點內容。只有明確了建筑抗震設計的要點內容，切實做好要點內容的有效控制，才能提升最終的設計效果和抗震性能，從而確保建筑結構的安全性和穩定性。目前，建筑抗震設計的要點內容主要包括以下幾個方面：

1.建筑結構的連接點。建筑結構的連接點是影響建筑抗震設計的重要方面。建筑結構構件的連接點具備著理想的抗震效果，對整個建筑結構的穩定性有著重要的作用。因此在連接構件時，應選擇恰當的連接方式進行固定，避免出現脫落。

2.建筑結構高度的抗震設計。建筑結構高度是影響建筑抗震設計及抗震效果的一個重要因素。據研究發現，在建筑工程中，建筑物過高會出現抗震性不足的現象。因此，針對這一問題，建筑工程負責人應合理限定建筑物的高度，從而避免出現由于高度超標而影響其抗震效果的問題。此外，建筑結構高度設置不合理還會導致建筑物出現中心偏移的現象，所以建筑設計人員應合理設計建筑結構高度，從而保障其結構的重心的合理性。

3.建筑空間結構中的抗震設計。建筑工程項目中的抗震設計應根據具體的建筑物空間結構進行全面而詳細的分析，只有保障了建筑物三維空間的穩定性，才能夠保障最終的抗震性能的體現。一般情況下，建筑空間的抗震性設計會隨著高層建筑的不斷發展而改變。建筑樓層越高，抗震設計的重要性也越突出，尤其是各個樓層結構，其抗震性設計更是不可忽視。通常來講，建筑物空間結構的高度越低，相應的穩定性越高，并且建筑物空間越立體規范，其穩定性越強。因此，在進行建筑空間的設計時，應規范設計工作，確保建筑物空間結構良好的穩定性，從而確保優良的抗震效果。設計人員應先對建筑物的整體結構進行全面的分析、控制，通過建立相關的力學模型，確保分析的準確性和可靠性，從而為最終的抗震水平提供保障。

四、帶鋼連廊高層建筑抗震設計分析

(一)優化建筑物結構的整體穩定性。抗震效果的好壞與建筑物的整體穩定性(剛度)有著重要的聯系。因此，在進行帶鋼連廊高層建筑的抗震設計時，應優化建筑結構的整體穩定性。如在PKPM電算中，建筑結構的整體穩定性驗算結果中包括X和Y向剛重比兩個指標。這兩個指標不僅要滿足本身整體的穩定性，而且兩者的差值不能過大，一般應控制在50%以內。以高層剪力墻結構為例，X、Y兩個方向的剛重比必須大于2.7，當兩者的比值小于2.7時，則需要考慮重力的二階效應不利于結構抗震性的體現。通過計算可知，X、Y兩個方向的剛重比約為3.5左右時，結構的抗震性能最好。并且在相同的結構剛重比情況下，通過加強建筑四周剪力墻的布置，弱化中間核心筒(電梯和樓梯)的剪力墻布置，可有利于優化建筑物結構的整體穩定性。

(二)提升建筑物的結構延性。建筑物結構主要通過延性下的非彈性變形來實現對地震作用力的抵抗，因此建筑物結構的延性對于帶鋼連廊高層建筑的抗震設計也有著重要的意義。在進行建筑結構的延性設計時，應做好以下幾個方面：合理選擇塑性變形機構，在實際過程中，常用的機構有“強柱弱梁”，這種機構通過對建筑結構的柱截面以及梁端配筋等的合理設置，從而最大程度的增大其彎矩值，進而有效實現建筑結構的延性效果。其次，合理設置建筑結構的各個構件，以確保其抗剪能力能滿足建筑物結構抗震性能的基本需求。這一方面的重點是要處理好各個構件的節點處，確保其驗算以及設計的準確性。最后，合理設計帶鋼連廊高層建筑物結構的塑性耗能能力以及塑性轉動能力。可通過采用箍筋加密的方式進行構造處理，從而提升其整體穩定性效果。

(三)準確計算結構參數。一份設計的進行主要通過各項參數進行。建筑結構的抗震設計同樣也離不開各項結構參數的計算，結構參數計算的準確性直接影響著建筑結構的最終抗震性能。例如：墻柱梁板承載力以及相關變形的計算直接關系著帶鋼連廊高層建筑物的整體穩定性效果，因此予以重視。在計算建筑結構的各項參數時，首先要確保數據的準確性，這就需要相關人員對建筑工地進行實地勘察和測量。其次就是要充分運用各類建筑結構設計軟件進行規范化的全面分析，這樣才能提高計算結果的準確性和可靠性，從而保障建筑結構的抗震性能。

五、結束語

隨著建筑行業的不斷發展和進步，建筑的設計要求和標準也不斷在提高。帶鋼連廊高層建筑的抗震設計是建筑工程中不可忽略的重要內容，它不僅直接關系著一項建筑工程的成敗，而且還關系著建筑物在后期投入使用的安全性。在進行帶鋼連廊高層建筑的抗震設計時，首先要熟悉了解整個建筑的概況，優化建筑結構的整體穩定性和延性，然后根據相關標準合理設置抗震設計參數，最后確定整體的抗震設計方案。總之，帶鋼連廊的抗震設計需考慮的內容和要素較多，設計人員應將建筑與實際情況進行結合，合理進行設計，以確保設計的科學性和合理性，從而提高帶鋼連廊高層建筑的質量和安全性。

[1]吳文平.淺基礎剛度的重要性[J].西部探礦工程.2005(12)

[2]趙冬,蘆葦,王玉蘭.基礎剛度對磚石古塔受力機理影響研究[J].科學技術與工程.2015(09)

[3]傅學怡,邸博.基于有限基礎剛度的框架-剪力墻結構抗震設計[J].土木工程學報.2014(04)