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高层建筑物间连廊结构设计实践研究

2021-12-23

工程与建设 2021年5期
关键词:连接体连廊钢丝绳

许 槊

(安徽省城建设计研究总院股份有限公司,安徽 合肥 230051)

0 引 言

高层建筑在部分地区的建筑功能中可发挥最大化效益,为提升相邻建筑间的信息交流频率,可建设连廊构造,方便行人通行,将建筑物单体结构的延伸部分有机转化为公共区域,便于信息流通。连廊构造的建设安全把控要关注设计及施工实践等步骤,促进该建筑形式获得更多应用。

1 高层建筑连廊构造的结构设计分析

1.1 结构设计特征

首先,风荷载影响大。高层建筑主体结构相对复杂,将建筑主体看作为独立的建设结构,连廊构造相当于是在复杂高层上增设的一类连体结构,其建设需求中应关注风荷载力对结构本体造成的影响。据数据显示,连廊构造在连接高层建筑后,将会因为不同的跨度、建设平面角等因素而产生不同程度的风荷载环境,但总体来看,连廊结构所处环境较为恶劣,将会因为风力干扰问题引发连廊结构受群体效应影响而导致的结构不稳定现象发生。对该类数据进行分析,是结构设计中的重点关注部分,必要时应使用风洞试验,判断风荷载环境对连廊构造结构的具体干扰情况。

其次,扭转变形严重。在各类复杂高层多塔连体结构中,即使是连体对称双塔楼结构,在连接体处的楼板变形影响下,两个塔楼除存在同向的平动变形之外,还会产生两个塔楼的相向变形,该振动形态,与双塔楼连体结构扭转的振型耦合在一起[1]。高层建筑结构因其结构存在复杂的不对称特征,将较易受到风荷载力影响,并且在部分地震高发区域,还将遭受地震波动影响,该种情况下连廊结构将会发生平动变形和扭转变形危害,损害高层建筑连廊构造的稳定性。若未对塔楼结构进行振动问题分析,则扭转变形程度会不断在复杂环境中增大,进而造成连廊安全隐患。

最后,结构受力复杂。连廊构造作为高层建筑连接结构,这部分受到的作用力数量多、种类杂,结构设计要对该位置践行适当方案,以便减少因力的作用而产生的不良形变危害。针对结构受力复杂情况,连廊设计中要关注连接体的连接形式,不同方式下的连接办法将产生不同力的影响,比如廊桥在自身重力及风荷载力干扰下,首先应调整连廊两侧变形情况,其次应考虑建筑间的跨度问题,在竖向荷载力处理阶段融入地震荷载力的讨论,由此在剪力、拉力、压力等应力干扰下设计出适宜的连廊安全受力方案。

1.2 结构连接技术

强连接。采用该方式连接高层建筑,要满足结构刚度需求,比如各楼层间皆设置了强连接技术下的连廊构造,则整体项目中的刚度分布较为均匀,高层建筑主体部分可有机构成一个统一结构,建筑强度有所保障。但多数设计方案中不能在每一层都设有特定强连接形式下的连廊构造,所以要考虑各部分结构的实际受力强度,避免未将变形协调因素进行合理设计,导致强连接形式下的连廊构造安全性较低。强连接方式还要关注连接处节点实际承载力,该位置所承受的结构轴力数值较大,并伴有一定弯矩、剪力影响,所以使用强连接要在结构计算时进行更为复杂的处理技术。

弱连接。当连廊构造仅起到单层楼的连接体作用时,可选择使用弱连接技术,该技术广泛应用在部分连接体自身结构刚性较差的设计方案中。在两侧高层建筑出现独立变形情况时,使用弱连接的连廊构造可在滑动形变下保持较高使用安全程度,该类情况借助柔性连接也可满足相关建设需求。

滑动连接。将连接体一端与塔楼铰接,另一端滑动连接,也可以两端均做成滑动支座,该技术能协助连接体与主体结构均单独受力,受力方式简单,明确。滑动连接的连廊构造可在地震发生时产生一定程度的滑动位移,由支座设备配备的限位功能可保证连廊较难在高层建筑一侧发生滑落危害,保障连廊安全。

2 高层建筑连廊工程概述

本文选择合肥市“中国视界”项目作为连廊工程分析对象,该项目地下一层、地上最高15层,在各分区的软性连接中采用了连廊构造搭建出交流区域,该高层建筑框架抗震等级多为2、3,具体抗震等级由配筋数量决定。该工程项目选择的风压数据以基本风压为准,设为0.35 kN/m2,该建筑项目部分达60 m以上建设高度,该部位对风荷载力的强弱感知较为敏感,选择以1.1倍基本风压作为设计参考因素。项目雪压设定为0.60 kN/m2,该荷载力数值在各部位皆为永久值,施工中其他活载性能指标,皆根据《建筑结构荷载规范》GB50009-2012取值,如有特殊设计问题,应与设计人员对接[2]。图1为该项目效果图。

图1 “中国视界”项目效果图

3 连廊结构施工实践研究

3.1 制作钢结构

连廊结构进行钢结构制作时,要将各结构构件质量加以保证,为方便钢梁运输,可选择预制操作方式,在运至现场后,便于拼接、节省作业时间。钢结构主梁焊接时,应避免将焊接缝留到钢材中部范围内的弯矩上,设置在剪力数值较小位置具备科学依据。另外,为避免焊接变形,焊接刚结构可采用对称方式,充分保证焊接缝厚度符合建设规范需求。

3.2 吊装主次梁

连廊刚结构基本框架焊接完成后,应吊装连廊主次梁结构,在吊装操作前需要保证主梁搁置点部位整洁,且预埋件设备的各类构件能在设计方案规划下完成布置。吊装所选用的主梁结构可依靠塔吊设备完成,保证吊装用钢丝绳的长度统一,并保持吊装操作平稳[3]。

3.3 安装斜拉杆

主梁下部分要设置斜撑设备,该设备上端与主梁构造焊接完成,下端连接连廊结构。连廊为求结构稳定,需要将刚结构主梁与斜拉杆设备相连,斜拉杆用φ48×3.6钢管制作而成,最大化保证主梁构造平稳。斜拉杆设备的一端与主体结构上预埋钢筋焊接,一端与连廊相连接,对连廊主体构造起充分支撑作用[4]。

3.4 连接钢丝绳

连廊施工实践中最关注的便是保险装置,使用钢丝绳设备为保险装置起保障作用,在钢丝绳施工中,因设备自身属性,可不必考虑结构受力情况。钢丝绳施工前要确保主体结构中的混凝土材料强度在设计规范标准内,钢丝绳与上下部的拉环设备相连接,在钢丝绳安装完毕后,还要关注螺杆设备,确保钢丝绳可在建设完毕前完成绷紧操作,保障钢丝绳连接质量[5]。

4 结束语

综上所述,高层建筑依靠连廊构造相连,连廊建设中应对其结构设计特征加以分析,风荷载影响大、扭转变形严重等设计因素应落实进项目的施工实践中,以此保障连廊建设稳定,优化高层建筑的现代性功能。连廊结构跨度大,在主体结构设计中应对支承构件进行针对性讨论,并配合边梁、悬挑梁等位置构件,有效增强连廊抗剪、抗弯等性能的落实水平。使用适宜连接方式,也可优化连廊建设质量,考虑具体扭转变形情况,进行相应设计。

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