超高層與高層建筑連體結構設計分析

丁 暉 新疆建設職業(yè)技術學院講師

連體結構設計關系著超高層與高層建筑的建設質量，因此設計單位需要重視連體結構設計。為提升連體結構設計水平，設計單位需要將施工要求、施工目標等考慮在設計施工中，建立健全連體結構設計體系，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速度，優(yōu)化升級跟超高層與高層建筑建設相關的技術，保證超高層與高層建筑建設質量。目前，我國可建設利用的土地資源處于縮減的狀態(tài)，通過建設超高層與高層建筑，有利于節(jié)約土地、降低建設成本，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，確保建設質量，施工單位需要在施工工作之中應用先進的施工技術。此外，施工單位需要做好結構設計工作，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構

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，設計單位會將平面形狀的長寬比控制在2以內。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，在建設超高層建筑與高層建筑時，施工單位需要設置專門的避難層，設備層，最大程度地保證人員安全，一般情況下，每15層必須設置一個設備層和消防層。

3 超高層建筑與高層建筑連體結構設計要點

3.1 超高層建筑與高層建筑連體結構的相應受力

在進行連體結構設計時，要考慮結構的受力情況，確保結構設計質量。

（1）結構扭轉振動的變形較大，扭轉效應比較明顯。在連體結構下，建筑物結構發(fā)生變形的幾率會大幅提升，影響建筑物的使用效果[2]。多塔型連體結構是連體結構類型之一，以多塔型連體結構方式設計的建筑物，體型比較大，施工難度也會增加。同時，這種結構的建筑物扭轉振動幅度大，易產(chǎn)生變形。所以，設計單位以及施工單位需要重視建筑物的連體結構設計工作，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量的影響。

（2）連體結構中部剛度不夠。剛度是影響連體結構建筑物的重要因素。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，建筑會因連體結構中部剛度不夠，增加倒塌的風險。因此，施工單位需要高度關注連體結構設計工作，盡可能地增強中部剛度，提升超高層與高層建筑的建設水平。

（3）連接體受力較難分析。連體結構會因受力較大，影響超高層與高層建筑的建設質量及使用水平。連接體受力較難主要表現(xiàn)在以下方面：在進行連接結構設計時，需要考慮到兩側塔樓的受力情況，合理地應用連接結構，減少變形問題發(fā)生幾率；連體結構在水平方向上會承受較大的力量，對連體結構的設計與施工工作帶來極大的挑戰(zhàn)。如果建設單位對超高層與高層建筑。存在增加長度的要求，就需要設計人員在開展連接結構設計工作時，增加連體結構的跨度，這樣會加大連體結構受力，若是連體結構無法承受，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，設計人員在開展連體結構設計時需要重點考慮。經(jīng)調查研究發(fā)現(xiàn)，連體結構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，要對連體結構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，連體結構受力不平衡，就會影響超高層與高層建筑的建設水平。

3.2 超高層與高層建筑連體結構設計要點

設計人員需要把握超高層與高層建筑的結構設計要點，構建完善的連體結構設計方案，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構地設計要點，希望能為結構設計工作提供有效地指導[3]。

（1）設計結構選型。設計人員需要從結構選型的角度出發(fā)，提升設計水平?？拐鹦允窃O計人員需要重點考慮的設計要素，為增強連體結構的抗震性，設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，就需要設計人員進一步優(yōu)化連體結構設計工作，從根源上增加連體結構承受力量的能力，保證建筑物的抗震性能。此外，設計人員可以采取空間鋼桁架結構體系，加大節(jié)點的強度，提高建筑物穩(wěn)定性。

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

（3）在設計中考慮到地震等自然災害。若是超高層與高層建筑不能夠應對輕微的地震或者其他方面的自然災害，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，設計人員在進行連體結構設計時，要充分考慮地震等自然災害可能帶來的影響，做好連接體結構的加固工作，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構設計建設的注意問題

（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)劃設計超高層與高層建筑，把控超高層與高層建筑連體結構的設計重點、難點等。與此同時，施工單位需要引進綠色、環(huán)保施工技術，將環(huán)保綠色施工材料納入施工建設中，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]?？偠灾ㄖ袠I(yè)需要更新建筑理念，優(yōu)化超高層與高層建筑連體結構的設計、建設工作，明確自身綠色發(fā)展道路，強化超高層與高層建筑連體結構的設計、建設效果。

（2）消防問題。在進行超高層與高層建筑連體結構設計時，要注重構建完善的建筑消防設計方案，科學指導消防建設工作。首先，研究影響建筑連體結構消防設計的因素，全面考慮建筑結構設計工作，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)消防設計要求，完善建筑結構設計方案。同時將消防通道加入設計方案，以保證人員安全?？傊?，要了解建筑消防問題，盡最大限度地通過合理的設計，降低火災事故發(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構消防作用。最后，要不斷總結超高層與高層建筑連體結構消防設計經(jīng)驗，不斷完善消防設計。同時，要積極吸收與借鑒超高層與高層建筑連體結構消防設計經(jīng)驗，為消防設計工作打下堅實基礎。

5 結語

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、設計方案、施工管理等方面也獲得了發(fā)展。建設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。在建設超高層與高層建筑時，設計單位一定要做好連接體結構的設計工作，設計人員也需要提高自身專業(yè)素養(yǎng)，增強自身設計能力，掌握好連接體結構的設計方式、要點等，進一步提高超高層與高層建筑的穩(wěn)定性與抗自然災害的能力。與此同時，設計人員還要總結關于超高層與高層建筑連接體結構的設計經(jīng)驗，不斷地優(yōu)化設計工作。