大跨连体超限高层建筑结构设计研究

大跨连体超限高层建筑结构设计研究

张育唯

441502199306122654：广东广州 510630

摘要：为有效化解传统的大跨连体超限高层建筑结构基底承载能力低的问题，利用构建大跨连体超限高层建筑结构承载力时变实体模型具体分析大跨连体超限高层建筑结构抗震性，利用限制各种构造混凝土的保护层，实现大跨连体超限高层建筑结构设计构思。利用设计构思实例分析，表明设计构思建筑结构基底承载能力更高，能化解传统的大跨连体超限高层建筑结构基底承载能力低的问题。

关键词：大跨连体超限高层建筑；结构设计；抗震性

大跨连体超限高层建筑是连体建筑设计中的一类，在设计过程中有着很高的难度。实际表现在，因为大跨连体超限高层建筑的构造高度存在着差异性，难以获得较突出的刚度特征，造成大跨连体超限高层建筑的抗震性很难达到预期目标。不仅如此，源于大跨连体超限高层建筑结构存在着扭转问题，其安全级别也难以符合标准。为保证大跨连体超限高层建筑的可靠性，有很多专家学者探讨大跨连体超限高层建筑结构的设计方法，但大部分实际应对大跨连体超限高层建筑结构的衔接位置进行的设计构思，未充分考虑大跨连体超限高层建筑结构承载力时变的特征，造成设计构思出的大跨连体超限高层建筑结构存在着基底承载能力欠缺的问题。为填补传统的大跨连体超限高层建筑结构设计构思中存在的问题，本文指出大跨连体超限高层建筑结构设计构思探讨，专注于从源头上提高大跨连体超限高层建筑结构的基底承载能力，保证大跨连体超限高层建筑结构的可靠性。

一、高层连体建筑结构的施工工艺需求

（一）抗震等级需求

针对高层建筑设施来讲，连体建筑结构施工工艺的运用务必保证稳定性与可靠性，连体构造实操主要是受限于两幢以上的建筑设计，使用架空衔接的形式而产生的，在衔接跨距上的设计构思务必以高层建筑连体构造的主要功能与设计图为基础。在连体构造工程施工环节中，应刚柔相济，挑选刚与柔两种连接方法互相融合的形式，提高主体与连接体的科学合理衔接。针对高层建筑来讲，其在连体构造上，纵向上的刚度设计构思非常容易发生改变，导致总体连接结构显得更加繁杂。所以，为了确保高层建筑设施的施工品质，应提高建筑设施的总体抗震等级实际效果，是保证建筑安全的主要前提。为了能够实现抗震等级的实际效果，务必及早提高建筑设施的总体刚度，及早将工程施工环节中比较常见的屈曲问题进行处置，加强节点刚度的把控。

（二）整体结构的刚度要求

在设计连体之后，塔楼在相接处非常容易产生刚度系数剧变。假如连体刚度比过大，此位置便会产生较为突出的刚度系数转变。假如连体构造刚度系数较小，可将双塔连体实施简易化处置。假如连体刚度系数过大，把连体当做刚性楼房，也不会产生过大的数据误差。在不对称性构造施工过程中，身为管理者应利用技术性形式将连体刚度系数降至最小，进而降低高塔偏移的不良影响，增加低塔的偏移，最后实现整个刚度系数需求。

（三）钢框架结构抗压强度方面的需求

在实施高层连体构造工程施工环节中，钢框架结构务必切实重视抗压强度需求。如果是现浇混凝土的连体构造梁护栏板，其抗压强度可以依据T形横断面实施测算。在对悬挑梁跨中箍筋量实施测算时，可以依据T形去考量跨中横截面。在对悬挑梁橡胶支座的箍筋量实施测算时，假如也是按T形考量，如此测算的抗压强度是不对的。这是因为在现实工程施工环节中，钢框架结构梁橡胶支座处是负弯矩，这时梁翼缘属于受拉区，而梁下则在受压区，具体为倒T形横截面。所以，只可以依据矩形横截面测算。

二、大跨连体超限高层建筑结构设计

（一）构建大跨连体超限高层建筑结构抵抗力时变模型

在大跨连体超限高层建筑结构设计中，应融合水泥混凝土材质在空气影响下导致的构造承载能力改变，综合考虑大跨连体超限高层建筑结构的时变特性。所以，依据水泥混凝土的碳化导致构造衰退，将大跨连体超限高层建筑结构衰退分成3个周期：第1周期，钢筋混凝土结构抗压强度为0.5~1.0MPa；第2周期，钢筋混凝土结构抗压强度为1.0~1.5MPa；第3周期，钢筋混凝土结构抗压强度为0.5～1.0MPa。不难看出，钢筋混凝土结构抗压强度时变表现出抛物线的发展趋势，在第2周期混凝土的强度构造实现最大值；第1周期与第3周期混凝土的强度构造基本相同。此外，当钢筋混凝土结构伴随着时间的变更而产生碳化作用时，大跨连体超限高层建筑结构中的建筑钢筋也慢慢生锈，当到达相应阶段后，水泥混凝土表面将裂开并剥落，最后水泥混凝土防护层构造整体失效，建筑钢筋再次生锈。融合以上理论剖析，构建大跨连体超限高层建筑结构抵抗力时变模型，利用测算方程的形式表达大跨连体超限高层建筑结构抵抗力时变环节。由此确定大跨连体超限高层建筑结构抵抗力时变，为大跨连体超限高层建筑结构算量给予数据资料。

（二）大跨连体超限高层建筑结构抗震性目标

按照大跨连体超限高层建筑结构设计中对抗震等级的规定，设计大跨连体超限高层建筑结构抗震性。为避免在后期工程施工和应用环节，地震灾害时产生房屋建筑摇晃、地基沉降，甚至于垮塌问题，按照褥垫的设计构思可实现对其抗震作用的处置。将褥垫架构设计在房屋建筑的地下区域还有持力部位，当地震灾害引起房屋建筑摇晃或地基沉降时，房屋建筑地基构造保障区域上会附带比较大的压力，从而避免大跨连体超限高层建筑结构中的地面构造产生裂开，从而遏制二次震动或地基沉降问题的产生。综合考虑大跨连体超限高层建筑大部分具有地下建筑构造，所以，应对建筑构造的抗震等级设计，还应充分考虑发生地震时地下水资源的运动状况。当大跨连体超限高层建筑结构所处区域处在降雨量充足阶段时，地下水呈迅速增长趋向。而这时，需要在地下建筑地面布置防水构造。一般来说，地下建筑房屋建筑构造繁琐，且基槽地膜结构工程的形态不一。所以，在对其外部结构形状实施设计时要尽量简约，从而有助于后期建筑防水工程的顺利开展，利用优良的防水构造还可全面提高大跨连体超限高层建筑结构的抗震性。

（三）实现大跨连体超限高层建筑结构设计

在实现大跨连体超限高层建筑结构抗震性总体目标的前提上，为全面提高建筑构造的可靠性，还能够利用增多钢筋保护层的规格，实现对大跨连体超限高层建筑结构可靠性的增强。在设计大跨连体超限高层建筑结构时，应该选择结构件表层氧化或氯离子含量等入侵的建筑钢筋构造。按照混凝土在现实房屋建筑中的裸露状况，设置混凝土的钢筋保护层。为确保大跨连体超限高层建筑结构的可靠性，针对普通大跨连体超限高层建筑结构设计中的钢筋混凝土结构建筑结构来讲，混凝土的强度应当为C25~C30，同时其钢筋保护层在35毫米以上；针对挨近地下水资源部位或维护在海上的建筑结构，其混凝土钢筋保护层应在60毫米以上；针对周边铺砌道路或桥梁栏杆的建筑结构构造，其混凝土钢筋保护层应不小于56毫米；针对屋内的混凝土梁、柱、筋等结构件构造，其混凝土钢筋保护层应当为35.5毫米，至此实现大跨连体超限高层建筑结构设计。

结语：总而言之，超限高层建筑结构房屋抗震超限设计是一项比较复杂的工程项目，必须综合考虑各种状况下构造部件的房屋抗震特性与程度，在设计中发生任何的疏忽或是不正确，都可能导致工程建筑构造中某一方面变成房屋抗震的薄弱点，进而导致安全风险。因此，在实施超限高层建筑结构房屋抗震超限设计时，必须请具有充足设计实践经验和足够专业性水准的技术工程师实施设计，并对设计效果实施多次对比论证，进而保障工程建筑的安全可靠。

参考文献：

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