连体结构施工技术在高层建筑物的应用研究

广佛高速公路有限公司 刘泽娟

连体结构施工技术在高层建筑物的应用研究

广佛高速公路有限公司 刘泽娟

近年来,随着国内建筑工程项目投资规模的不断扩大,以及对地下空间利用的日益提高,各种不同功能综合在一起形成的多功能高层建筑物大量出现,高层建筑物连体结构在工程领域中得到广泛的应用,对于连体结构施工技术的应用与研究也逐渐成为建筑行业的重点技术研究课题之一。本文在重点论述高层连体结构的施工特点,及影响施工质量相关因素的基础上,提出了高层建筑物连体结构施工的新型技术方法和要求。

连体结构施工技术高层建筑物应用研究

高层建筑物连体结构是近十几年来逐渐得到发展与应用的一种新型建筑结构形式,连体结构通过设置连体将不同建筑物连在一起,使其在建筑物的实际使用性能上取得联系。同时,由于连体结构独特的外形,带来高层建筑物强烈的视觉效果。由于连体结构要协调各高层建筑物之间共同作用,受力复杂,扭转效应明显,结构施工技术难度相对较大。因此,建筑行业专业研究人员与专家致力于连体结构施工技术在高层建筑物的应用研究是具有深远意义的,也是推动建筑行业施工技术创新与发展的重要表现。

一、高层建筑物连体结构的常见结构形式及其组成

(1)塔楼。高层建筑物连体结构的主要部分是塔楼,它所采用的结构形式同单体建筑结构的结构形式没有显著区别,基本上是框架结构、框架剪力墙结构、框筒结构、剪力墙结构、筒体结构等。塔楼之间的对称与否、非对称程度、单体相对刚度对连体结构的使用与安全性能影响较大,在施工中要尤为注意。

(2)连体。一般情况下,连体跨越于两塔楼之间,形式上看有点类似于桥梁。从静力的角度分析,桥梁和连体都以承受竖向荷载或水平向风载为主,但从动力的角度分析,桥梁主要承受车辆运行所引起的振动或冲击作用,而连体则主要承受由塔楼传递过来的两端部的振动作用。

(3)连体与塔楼的连接形式。在现代高层建筑物的施工中,连体与塔楼的连接形式主要有三种:①连接体一端与塔楼为滑移连接,另一端为刚性连接;②连接体两端与塔楼为刚性连接;③连接体两端与塔楼铰接。连体刚度、连体两端的连接处理方式、连体的设置位置对结构性能影响较大。

表1 高层建筑物连体结构现阶段的应用情况

二、高层建筑物连体结构施工技术要求

(1)抗震性能要求。高层建筑物连体结构一般是由两栋或多栋建筑之间设置的架空连接体而形成。高层建筑物连体结构的跨度因建筑的实际需要及用途的差异而略有不同。在国内现阶段应用的高层建筑物连体结构施工技术中,连接体与主体结构的连接一般采用刚性或柔性连接两种形式。由于高层建筑物连体结构得竖向刚度容易发生突变,结构扭转效应也相对较大,且竖向与水平地震组合作用对连接体及其附近主体结构有不利影响,受力复杂。因此,在连体机构施工技术的应用中一定要强化建筑物的整体抗震性能,全面保障建筑物的使用安全与整体性能。另外,节点刚度对高层建筑物整体刚度的影响也很大,屈曲是在施工中必须引起重视的重要技术问题之一。

(2)结构整体刚度要求。在高层建筑物连体结构施工过程中,通常在设置连体后,塔楼在连接楼层处的刚度容易发生巨大变化,当连体刚度较大时,此处刚度的突变明显,受力较为复杂。美国新泽西州的著名建筑技术研究机构通过长期研究与实验表明:在施工过程中,当高层建筑物连体结构的相对刚度较小时,可以把双塔连体结构简化为双塔结构计算,计算内力误差不是很大;当连体相对刚度较大时,把塔楼连接楼层连同连体一起当作一刚性楼层,计算误差也很小。在非对称结构的施工技术应用中,工程技术管理人员应尽量通过技术手段与方法减小连接体刚度,并使高塔的位移响应减小,低塔的位移响应增大,最终满足连体结构的整体刚度要求。

图1 带多塔楼连体结构示意图

(3)钢框架结构的强度要求。在高层建筑物连体结构施工中,钢框架结构的强度要求是施工技术应用的重点与难点问题之一。当连体结构梁板均为现浇时,钢框架结构的强度计算是按T形断面计算的。在求解框架梁跨中配筋量时,跨中截面要按T形考虑,这无疑是正确的,而在计算框架梁支座处的配筋量时,也常将梁截面按T形考虑,这种强度计算方法是不合理的。因为在实际施工中,钢框架结构梁支座处的最不利组合弯矩一股都是负弯矩,此时梁翼缘位于受拉区,梁底属于受压区,恰恰与梁跨中截面相反,即为倒T形截面。因此钢框架结构只能按矩形截面考虑。在高层建筑物连体结构施工技术的应用中出现误算、梁支座主筋配筋量不足等问题,必将对钢框架结构的强度造成一定程度的影响和破坏,

三、总结

随着现代建筑行业科学技术应用水平的日益提升,高层建筑物连体结构作为一种新型建筑结构型式,受到了建筑行业及社会的广泛关注,是现代建筑行业施工技术应用与创新的重点突破口之一。高层建筑物连体结构通过设置连廊将不同建筑物连在一起,进而方便两者之间的联系。同时,由于高层建筑物连体结构独特的外形带给人们强烈的视觉冲击与感官刺激,可以使建筑物更具特色,甚至成为某一地区的标志。在当今建筑行业应用的各类建筑形式中,连体结构施工技术大多是以建筑地标的形式出现在人们的视野,带有连体结构的高层建筑物由于自身结构体系的复杂性,施工技术方案的制定与应用一般都相对比较困难,同时受到其他客观因素的影响和限制,更增加了连体结构施工技术应用的难度。因此,加大对高层建筑物连体结构施工技术应用问题的分析与研究,在提升建筑行业整体技术应用水平的提升,也将有益于建筑行业施工中技术含量的提升。

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