連體結構施工技術在高層建筑物的應用研究

廣佛高速公路有限公司 劉澤娟

連體結構施工技術在高層建筑物的應用研究

廣佛高速公路有限公司 劉澤娟

近年來,隨著國內(nèi)建筑工程項目投資規(guī)模的不斷擴大,以及對地下空間利用的日益提高,各種不同功能綜合在一起形成的多功能高層建筑物大量出現(xiàn),高層建筑物連體結構在工程領域中得到廣泛的應用,對于連體結構施工技術的應用與研究也逐漸成為建筑行業(yè)的重點技術研究課題之一。本文在重點論述高層連體結構的施工特點,及影響施工質量相關因素的基礎上,提出了高層建筑物連體結構施工的新型技術方法和要求。

連體結構施工技術高層建筑物應用研究

高層建筑物連體結構是近十幾年來逐漸得到發(fā)展與應用的一種新型建筑結構形式,連體結構通過設置連體將不同建筑物連在一起,使其在建筑物的實際使用性能上取得聯(lián)系。同時,由于連體結構獨特的外形,帶來高層建筑物強烈的視覺效果。由于連體結構要協(xié)調(diào)各高層建筑物之間共同作用,受力復雜,扭轉效應明顯,結構施工技術難度相對較大。因此,建筑行業(yè)專業(yè)研究人員與專家致力于連體結構施工技術在高層建筑物的應用研究是具有深遠意義的,也是推動建筑行業(yè)施工技術創(chuàng)新與發(fā)展的重要表現(xiàn)。

一、高層建筑物連體結構的常見結構形式及其組成

(1)塔樓。高層建筑物連體結構的主要部分是塔樓,它所采用的結構形式同單體建筑結構的結構形式?jīng)]有顯著區(qū)別,基本上是框架結構、框架剪力墻結構、框筒結構、剪力墻結構、筒體結構等。塔樓之間的對稱與否、非對稱程度、單體相對剛度對連體結構的使用與安全性能影響較大,在施工中要尤為注意。

(2)連體。一般情況下,連體跨越于兩塔樓之間,形式上看有點類似于橋梁。從靜力的角度分析,橋梁和連體都以承受豎向荷載或水平向風載為主,但從動力的角度分析,橋梁主要承受車輛運行所引起的振動或沖擊作用,而連體則主要承受由塔樓傳遞過來的兩端部的振動作用。

(3)連體與塔樓的連接形式。在現(xiàn)代高層建筑物的施工中,連體與塔樓的連接形式主要有三種:①連接體一端與塔樓為滑移連接,另一端為剛性連接;②連接體兩端與塔樓為剛性連接;③連接體兩端與塔樓鉸接。連體剛度、連體兩端的連接處理方式、連體的設置位置對結構性能影響較大。

表1 高層建筑物連體結構現(xiàn)階段的應用情況

二、高層建筑物連體結構施工技術要求

(1)抗震性能要求。高層建筑物連體結構一般是由兩棟或多棟建筑之間設置的架空連接體而形成。高層建筑物連體結構的跨度因建筑的實際需要及用途的差異而略有不同。在國內(nèi)現(xiàn)階段應用的高層建筑物連體結構施工技術中,連接體與主體結構的連接一般采用剛性或柔性連接兩種形式。由于高層建筑物連體結構得豎向剛度容易發(fā)生突變,結構扭轉效應也相對較大,且豎向與水平地震組合作用對連接體及其附近主體結構有不利影響,受力復雜。因此,在連體機構施工技術的應用中一定要強化建筑物的整體抗震性能,全面保障建筑物的使用安全與整體性能。另外,節(jié)點剛度對高層建筑物整體剛度的影響也很大,屈曲是在施工中必須引起重視的重要技術問題之一。

(2)結構整體剛度要求。在高層建筑物連體結構施工過程中,通常在設置連體后,塔樓在連接樓層處的剛度容易發(fā)生巨大變化,當連體剛度較大時,此處剛度的突變明顯,受力較為復雜。美國新澤西州的著名建筑技術研究機構通過長期研究與實驗表明:在施工過程中,當高層建筑物連體結構的相對剛度較小時,可以把雙塔連體結構簡化為雙塔結構計算,計算內(nèi)力誤差不是很大;當連體相對剛度較大時,把塔樓連接樓層連同連體一起當作一剛性樓層,計算誤差也很小。在非對稱結構的施工技術應用中,工程技術管理人員應盡量通過技術手段與方法減小連接體剛度,并使高塔的位移響應減小,低塔的位移響應增大,最終滿足連體結構的整體剛度要求。

圖1 帶多塔樓連體結構示意圖

(3)鋼框架結構的強度要求。在高層建筑物連體結構施工中,鋼框架結構的強度要求是施工技術應用的重點與難點問題之一。當連體結構梁板均為現(xiàn)澆時,鋼框架結構的強度計算是按T形斷面計算的。在求解框架梁跨中配筋量時,跨中截面要按T形考慮,這無疑是正確的,而在計算框架梁支座處的配筋量時,也常將梁截面按T形考慮,這種強度計算方法是不合理的。因為在實際施工中,鋼框架結構梁支座處的最不利組合彎矩一股都是負彎矩,此時梁翼緣位于受拉區(qū),梁底屬于受壓區(qū),恰恰與梁跨中截面相反,即為倒T形截面。因此鋼框架結構只能按矩形截面考慮。在高層建筑物連體結構施工技術的應用中出現(xiàn)誤算、梁支座主筋配筋量不足等問題,必將對鋼框架結構的強度造成一定程度的影響和破壞,

三、總結

隨著現(xiàn)代建筑行業(yè)科學技術應用水平的日益提升,高層建筑物連體結構作為一種新型建筑結構型式,受到了建筑行業(yè)及社會的廣泛關注,是現(xiàn)代建筑行業(yè)施工技術應用與創(chuàng)新的重點突破口之一。高層建筑物連體結構通過設置連廊將不同建筑物連在一起,進而方便兩者之間的聯(lián)系。同時,由于高層建筑物連體結構獨特的外形帶給人們強烈的視覺沖擊與感官刺激,可以使建筑物更具特色,甚至成為某一地區(qū)的標志。在當今建筑行業(yè)應用的各類建筑形式中,連體結構施工技術大多是以建筑地標的形式出現(xiàn)在人們的視野,帶有連體結構的高層建筑物由于自身結構體系的復雜性,施工技術方案的制定與應用一般都相對比較困難,同時受到其他客觀因素的影響和限制,更增加了連體結構施工技術應用的難度。因此,加大對高層建筑物連體結構施工技術應用問題的分析與研究,在提升建筑行業(yè)整體技術應用水平的提升,也將有益于建筑行業(yè)施工中技術含量的提升。

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