超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計分析

丁 暉 新疆建設(shè)職業(yè)技術(shù)學院講師

連體結(jié)構(gòu)設(shè)計關(guān)系著超高層與高層建筑的建設(shè)質(zhì)量，因此設(shè)計單位需要重視連體結(jié)構(gòu)設(shè)計。為提升連體結(jié)構(gòu)設(shè)計水平，設(shè)計單位需要將施工要求、施工目標等考慮在設(shè)計施工中，建立健全連體結(jié)構(gòu)設(shè)計體系，制定合理的施工計劃，順利地推進施工活動。

1 超高層建筑與高層建筑簡述

高層建筑指的是超過28 m的建筑，超高層建筑指的是超過100 m的建筑[1]。在城市化程度日漸加深的背景下，我國需要加快超高層與高層建筑的建設(shè)速度，優(yōu)化升級跟超高層與高層建筑建設(shè)相關(guān)的技術(shù)，保證超高層與高層建筑建設(shè)質(zhì)量。目前，我國可建設(shè)利用的土地資源處于縮減的狀態(tài)，通過建設(shè)超高層與高層建筑，有利于節(jié)約土地、降低建設(shè)成本，最大限度地滿足人們居住、生活需求。在施工方面，超高層與高層建筑相較于普通建筑的施工難度大。為解決施工問題，確保建設(shè)質(zhì)量，施工單位需要在施工工作之中應(yīng)用先進的施工技術(shù)。此外，施工單位需要做好結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，增強超高層、高層建筑的穩(wěn)定性、抗震性、安全性等。

2 超高層建筑與高層建筑結(jié)構(gòu)

為提高超高層建筑與高層建筑的穩(wěn)定性，增強超高層建筑與高層建筑的防震性，設(shè)計單位會將平面形狀的長寬比控制在2以內(nèi)。在超高層建筑與高層建筑中使用箱基或厚板筏基，有助于保證建筑承重能力，因此施工單位會將箱基或厚板筏基用于地基施工之中。同時，在建設(shè)超高層建筑與高層建筑時，施工單位需要設(shè)置專門的避難層，設(shè)備層，最大程度地保證人員安全，一般情況下，每15層必須設(shè)置一個設(shè)備層和消防層。

3 超高層建筑與高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

3.1 超高層建筑與高層建筑連體結(jié)構(gòu)的相應(yīng)受力

在進行連體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要考慮結(jié)構(gòu)的受力情況，確保結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量。

（1）結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)振動的變形較大，扭轉(zhuǎn)效應(yīng)比較明顯。在連體結(jié)構(gòu)下，建筑物結(jié)構(gòu)發(fā)生變形的幾率會大幅提升，影響建筑物的使用效果[2]。多塔型連體結(jié)構(gòu)是連體結(jié)構(gòu)類型之一，以多塔型連體結(jié)構(gòu)方式設(shè)計的建筑物，體型比較大，施工難度也會增加。同時，這種結(jié)構(gòu)的建筑物扭轉(zhuǎn)振動幅度大，易產(chǎn)生變形。所以，設(shè)計單位以及施工單位需要重視建筑物的連體結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，采取合理的措施，降低外界自然因素與施工活動對建筑物質(zhì)量的影響。

（2）連體結(jié)構(gòu)中部剛度不夠。剛度是影響連體結(jié)構(gòu)建筑物的重要因素。一般情況下，施工單位會在建筑物下部應(yīng)用等級較高的混凝土，而建筑物中部的混凝土等級則低于下部。由于超高層與高層建筑的高度較高，建筑會因連體結(jié)構(gòu)中部剛度不夠，增加倒塌的風險。因此，施工單位需要高度關(guān)注連體結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，盡可能地增強中部剛度，提升超高層與高層建筑的建設(shè)水平。

（3）連接體受力較難分析。連體結(jié)構(gòu)會因受力較大，影響超高層與高層建筑的建設(shè)質(zhì)量及使用水平。連接體受力較難主要表現(xiàn)在以下方面：在進行連接結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要考慮到兩側(cè)塔樓的受力情況，合理地應(yīng)用連接結(jié)構(gòu)，減少變形問題發(fā)生幾率；連體結(jié)構(gòu)在水平方向上會承受較大的力量，對連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計與施工工作帶來極大的挑戰(zhàn)。如果建設(shè)單位對超高層與高層建筑。存在增加長度的要求，就需要設(shè)計人員在開展連接結(jié)構(gòu)設(shè)計工作時，增加連體結(jié)構(gòu)的跨度，這樣會加大連體結(jié)構(gòu)受力，若是連體結(jié)構(gòu)無法承受，就會影響超高層與高層建筑的使用效果。

（4）連接體和兩側(cè)塔樓的連接問題。連接部位對建筑物的穩(wěn)定性有很大的影響，設(shè)計人員在開展連體結(jié)構(gòu)設(shè)計時需要重點考慮。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，連體結(jié)構(gòu)中的連接部位在地震中極易受到破壞，致使整個建筑物倒塌，所以，要對連體結(jié)構(gòu)中的連接部位進行抗震處理。在兩個塔樓單元的高度不等或剛度不同的情況下，連體結(jié)構(gòu)受力不平衡，就會影響超高層與高層建筑的建設(shè)水平。

3.2 超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

設(shè)計人員需要把握超高層與高層建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，構(gòu)建完善的連體結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，保證施工工作有序進行。本文從以下三個方面研究了連體結(jié)構(gòu)地設(shè)計要點，希望能為結(jié)構(gòu)設(shè)計工作提供有效地指導[3]。

（1）設(shè)計結(jié)構(gòu)選型。設(shè)計人員需要從結(jié)構(gòu)選型的角度出發(fā)，提升設(shè)計水平。抗震性是設(shè)計人員需要重點考慮的設(shè)計要素，為增強連體結(jié)構(gòu)的抗震性，設(shè)計人員需要科學的處理節(jié)點，使節(jié)點部分始終處于彈性狀態(tài)。在這種情況下，超高層與高層建筑就能承受更多力量，降低因變形而產(chǎn)生的倒塌事故發(fā)生率。如果連接體包含多個樓層，就需要設(shè)計人員進一步優(yōu)化連體結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，從根源上增加連體結(jié)構(gòu)承受力量的能力，保證建筑物的抗震性能。此外，設(shè)計人員可以采取空間鋼桁架結(jié)構(gòu)體系，加大節(jié)點的強度，提高建筑物穩(wěn)定性。

（2）連體結(jié)構(gòu)的自振振型。設(shè)計人員要科學地把控連體結(jié)構(gòu)設(shè)計要點，減少震動對超高層與高層建筑產(chǎn)生的不良影響，提高連接體的扭轉(zhuǎn)性能，確保建筑物的穩(wěn)固性。在設(shè)計連體結(jié)構(gòu)時，設(shè)計人員需要應(yīng)用三維空間分析方法，分析超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計重點，全方面、多角度地優(yōu)化連體結(jié)構(gòu)設(shè)計工作。需要格外注意的是，設(shè)計人員需要做好連接體結(jié)構(gòu)的受力分析，為連接體結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作提供可靠的支持。

（3）在設(shè)計中考慮到地震等自然災(zāi)害。若是超高層與高層建筑不能夠應(yīng)對輕微的地震或者其他方面的自然災(zāi)害，不僅會造成嚴重的經(jīng)濟損失，還會影響人們的生命財產(chǎn)安全，對整個社會帶來不良影響[4]。對此，設(shè)計人員在進行連體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要充分考慮地震等自然災(zāi)害可能帶來的影響，做好連接體結(jié)構(gòu)的加固工作，提高超高層與高層建筑抗外界自然風險的能力。

4 超高層建筑與高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計建設(shè)的注意問題

（1）節(jié)能環(huán)保問題。我國經(jīng)濟發(fā)展水平不斷提升，環(huán)境污染程度也隨之加深[5]。為保護人類賴以生存的家園，提高社會發(fā)展水平，我國實施了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，明確了社會發(fā)展方向。當前，在建設(shè)超高層與高層建筑時，不僅需要耗費大量的資源、能源，而且會對周圍環(huán)境造成污染，這顯然背離了可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。建筑行業(yè)需要合理地規(guī)劃設(shè)計超高層與高層建筑，把控超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計重點、難點等。與此同時，施工單位需要引進綠色、環(huán)保施工技術(shù)，將環(huán)保綠色施工材料納入施工建設(shè)中，提高建筑物的綠色環(huán)保性，減少在施工中對環(huán)境造成的負面影響[6]。總而言之，建筑行業(yè)需要更新建筑理念，優(yōu)化超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計、建設(shè)工作，明確自身綠色發(fā)展道路，強化超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)的設(shè)計、建設(shè)效果。

（2）消防問題。在進行超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)設(shè)計時，要注重構(gòu)建完善的建筑消防設(shè)計方案，科學指導消防建設(shè)工作。首先，研究影響建筑連體結(jié)構(gòu)消防設(shè)計的因素，全面考慮建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計工作，充分發(fā)揮建筑功能。其中，就需要做好消防評估工作，根據(jù)消防設(shè)計要求，完善建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。同時將消防通道加入設(shè)計方案，以保證人員安全。總之，要了解建筑消防問題，盡最大限度地通過合理的設(shè)計，降低火災(zāi)事故發(fā)生幾率。其次，要做好消防建筑材料的管控工作，以便強化超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)消防作用。最后，要不斷總結(jié)超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)消防設(shè)計經(jīng)驗，不斷完善消防設(shè)計。同時，要積極吸收與借鑒超高層與高層建筑連體結(jié)構(gòu)消防設(shè)計經(jīng)驗，為消防設(shè)計工作打下堅實基礎(chǔ)。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，建筑行業(yè)在施工技術(shù)、設(shè)計方案、施工管理等方面也獲得了發(fā)展。建設(shè)超高層與高層建筑不僅可以滿足人們居住需求，而且有利于節(jié)約土地資源，減少投資成本。在建設(shè)超高層與高層建筑時，設(shè)計單位一定要做好連接體結(jié)構(gòu)的設(shè)計工作，設(shè)計人員也需要提高自身專業(yè)素養(yǎng)，增強自身設(shè)計能力，掌握好連接體結(jié)構(gòu)的設(shè)計方式、要點等，進一步提高超高層與高層建筑的穩(wěn)定性與抗自然災(zāi)害的能力。與此同時，設(shè)計人員還要總結(jié)關(guān)于超高層與高層建筑連接體結(jié)構(gòu)的設(shè)計經(jīng)驗，不斷地優(yōu)化設(shè)計工作。