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摘要：高层建筑的特点是高，所以地震荷载在设计过程中占着非常重要的地位，我国又属于地震多发国家，因此高层建筑的抗震设计显得尤为重要。本文针对高层连体结构建筑在面对地震震动时产生不同于一般建筑的问题进行相关探讨。
关键词：高层建筑；连体结构；建筑设计；抗震措施
中图分类号：TU208文献标识码： A
前言
对于高层建筑而言，如果建筑本身的抗震能力无法抵御地震的作用力，一旦有地震发生，将会给人们的生命及财产带来惨烈的后果，因此，我们应要要高度重视建筑结构的抗震设计。而高层建筑的另一种形式：即连体结构设计。它是通过在不同建筑塔楼间设置连接体使其成为一个整体，连体建筑的外形独特，具有强烈的视觉效果，是一种新型的结构形式，它使得建筑型体更加美观和不拘一格，连接体连接的两端塔楼往往在刚度上有所差异，且连接体与两端的连接方式的不同对整个连体结构都有影响，这就导致整个连体结构的刚度分布不均，因此在受力上比一般的多塔结构更为复杂，而这些也是高层建筑连体结构设计中最为关注的问题。
1、计算分析及结构选型
高层建筑连体结构作为复杂体型的高层建筑，它的计算应严格按照《高层建筑混凝土结构技术规程》规定进行，根据我们国家抗震设防的要求，应做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则。采用弹塑性静力或动力计算时，应确保结构在罕遇地震下满足“大震不倒”。在建筑体型上表现为各独立部分宜有相同或相近的体型、平面和刚度，当两端高层塔楼的高度和刚度相差较大，且抗震设防烈度为7度、8度时，不宜简单采用强连接方式。 在杆件连接上表现“为强节点弱杆件”，确保节点部分始终处于弹性阶段，这就要求弹塑性变形集中在连接体杆件内部，当杆件刚度较大时，应削弱连接体内部杆件的部分区段，并使得杆件具有足够的变形能力和耗能能力，从而保证连体部分的节点安全。除此以外，考虑到建筑物自身对地震反应的影响，可通过减轻连接体结构自身结构重量来减小对地震的反应，如采用钢结构； 也可通过增加连体本身的刚度如采用空间钢桁架体系提高其整体变形协调能力。
2、连接楼体的结构方案的设定
2.1 结构方案的确定
高层建筑连体结构的方案设计应该尽量规则对称，这样能够有效减少整体受力结构的凸点，防止造成由点破面的情况出现。高层建筑的抗震概念设计需要考虑多个因素，包括抗震设计楼层的高度、层数、施工技术和材料以及建筑本身的功能需求等，从而制定出概念设计的方案。高层结构的抗震需要多重设防，从节点到构件，从构件到整个框架，如选择延展性较好的构件或想办法减轻楼体的重量，最终需要使整个大楼的抗震能力加强，对地震的反应具有较强的抵抗力和稳定性，减小建筑物在地震中的损伤程度。
2.2 楼体性能上的确定
由于高层建筑连体结构自身的功能要求，一般需要较大的使用空间，又需要有较大的抗水平力刚度，而框架结构和剪力墙结构只能满足其某个要求，因此考虑到房屋使用高度和高宽比要求，采用钢筋混凝土框架－剪力墙结构比较适合。按照《高层建筑混凝土结构技术规程》要求，框架—剪力墙的结构布置应设计成双向的抗侧力体系，并尽量使两侧刚度相近，因此剪力墙应均匀地布置在建筑物的周边，且应贯通建筑物的全高，并沿建筑高度逐渐减薄，避免刚度突变。在框架—剪力墙结构中，剪力墙的数量应布置适中。 若剪力墙布置数量过少，剪力墙发挥不了抗侧作用，而框架承担了大部分的水平作用，这对结构是极为不利的; 若剪力墙布置过多，则会使整个结构的刚度加大，同时整个结构对地震的反应也会加大，这对结构的抗震也是不利的，也是不经济的。
2.3 连接体结构方案的拟定
高层连体结构的建筑中心即为连接体，连接体将两个具有各自刚度的建筑连成整体，当两个建筑结构整体对称时，从受力上讲，连接体的存在对于楼体不会造成根本上的改变，连接体对于整个结构的影响很小；当两个建筑结構不对称时，由于连接体的存在，会根据各个建筑物的刚度将力重新分配协调，使得刚度大的楼体受力变小，刚度小的受力则变大，在整体的结构性能上也是如此，因此接连体对于整体的受力和机构上的影响非常大。结构的不对称不仅来自于设计上的不对称，即使设计完全对称了，也还是会有很多因素改变它的对称性，如施工技术、材料、地震振动方向的改变等等，因此在设计中应考虑偶然偏心对建筑物结构的影响。
3、结构抗震的加强措施
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的要求，考虑到地震因素的不可计算性和抗震设防要求，要对整个结构中相对薄弱的部位进行加固。
3.1 塔楼的薄弱部位加固设计
直接与连接体相连的梁并延伸一跨，将其抗震等级提高一级考虑，将与连接体直接相连的柱提高一级抗震等级，并采用钢骨混凝土延伸至顶层，控制轴压比使其满足规范要求。而连接体的钢梁应伸入塔楼并延伸至第二跨，如有剪力墙，则应与剪力墙相连，没有剪力墙的地方与柱相连。为保证地震时连接体与塔楼的连接稳固，连接体与墙或柱的锚固要加强。与连接体相连的第二跨的梁端加强抗剪和抗弯的设计， 整个楼体的薄弱层加固措施为，柱箍筋全高加密、箍筋直径加粗，剪力墙的水平钢筋也适当加强。并且这些层混凝土强度等级不改变； 对于结构一般的层柱和墙的配筋，不在这些层改变混凝土强度等级；对于楼板的厚度加强则在第三层和连接体层，用150mm厚钢筋混凝土楼板，双层双向配筋。每层每一方向的配筋率不小于0.30%。
3.2 采用隔震加固法
楼体结构是和地震作用存在着相互作用关系的，当整体结构周期延长时，刚度相当于变弱，这样对于地震的抵抗能力就减弱了。目前的建筑施工中如面对这样的情况，主要采取的手段就是将周期进行延长作为目标进行加固防震技术，在这中间最具有代表性的就是铅芯橡胶隔震，这个方法主要是充分的发挥了铅芯和橡胶高阻尼值和水平表型较大，并且能够吸收大量震动能量的特点。这样在地震中就可以很好的将地基部分与上层部位有效的隔离开，使震动能量大量的被吸收，这样将会使楼体整体的受力相对减弱，使得上下结构的稳定性得到了加强，从而在整体上实现了建筑物抗震性能的提升。
3.3 消能减震加固法
结构阻尼与地震作用为反比关系，因此在工程实践中，增加结构阻尼可以减小地震反应，这主要是在结构变形较大的部位设置阻尼器通过消能减震方法来实现。阻尼器使整个建筑结构的阻尼加大，消耗地震震动能量，降低了建筑结构在水平竖直两个方向的地震作用，利用阻尼器来控制结构在地震作用下的预期变形，确保建筑物在罕遇地震作用下不出现严重的破坏。
3.4 外加构件法
外加构件法是通过在原建筑结构构件外部增设构件来加强结构抗震承载力和变形能力。外加构件包括构造柱、圈梁、墙体柱子等。对建筑物中承载力和变形能力不足的构件采用该方法进行加强时应该重点关注新增加的构件对加固后结构整体抗震性能的影响。
4、结束语
综上所述，无论从构造上还是受力上来说，高层连体结构都是较为复杂的结构体系，这就要求我们严格按照规范要求，考虑多少因素，制定结构方案包括连接体的方案。计算时考虑弹性、弹塑性分析并采用多种计算模型，分析对比其结果。加强高层建筑连体结构的概念性设计，从整体结构上对构造措施进行调整，采用有效的方法对薄弱部位进行加强，使结构的整体抗震性能得到提升，满足建筑的使用要求及抗震设防要求。
参考文献：
（1）田子玄. 连体高层建筑结构设计. 科技传播.［J］.2013.
（2）江晓峰，周健. 弱连体结构抗震设计方法在虹桥综合交通枢纽工程中的应用.［J］. 建筑结构学报.2010.
（3）JGJ3－2002. 高层建筑混凝土结构技术规程.［S］.
关键词：高层建筑；连体结构；建筑设计；抗震措施
中图分类号：TU208文献标识码： A
前言
对于高层建筑而言，如果建筑本身的抗震能力无法抵御地震的作用力，一旦有地震发生，将会给人们的生命及财产带来惨烈的后果，因此，我们应要要高度重视建筑结构的抗震设计。而高层建筑的另一种形式：即连体结构设计。它是通过在不同建筑塔楼间设置连接体使其成为一个整体，连体建筑的外形独特，具有强烈的视觉效果，是一种新型的结构形式，它使得建筑型体更加美观和不拘一格，连接体连接的两端塔楼往往在刚度上有所差异，且连接体与两端的连接方式的不同对整个连体结构都有影响，这就导致整个连体结构的刚度分布不均，因此在受力上比一般的多塔结构更为复杂，而这些也是高层建筑连体结构设计中最为关注的问题。
1、计算分析及结构选型
高层建筑连体结构作为复杂体型的高层建筑，它的计算应严格按照《高层建筑混凝土结构技术规程》规定进行，根据我们国家抗震设防的要求，应做到“小震不坏、中震可修、大震不倒”的设计原则。采用弹塑性静力或动力计算时，应确保结构在罕遇地震下满足“大震不倒”。在建筑体型上表现为各独立部分宜有相同或相近的体型、平面和刚度，当两端高层塔楼的高度和刚度相差较大，且抗震设防烈度为7度、8度时，不宜简单采用强连接方式。 在杆件连接上表现“为强节点弱杆件”，确保节点部分始终处于弹性阶段，这就要求弹塑性变形集中在连接体杆件内部，当杆件刚度较大时，应削弱连接体内部杆件的部分区段，并使得杆件具有足够的变形能力和耗能能力，从而保证连体部分的节点安全。除此以外，考虑到建筑物自身对地震反应的影响，可通过减轻连接体结构自身结构重量来减小对地震的反应，如采用钢结构； 也可通过增加连体本身的刚度如采用空间钢桁架体系提高其整体变形协调能力。
2、连接楼体的结构方案的设定
2.1 结构方案的确定
高层建筑连体结构的方案设计应该尽量规则对称，这样能够有效减少整体受力结构的凸点，防止造成由点破面的情况出现。高层建筑的抗震概念设计需要考虑多个因素，包括抗震设计楼层的高度、层数、施工技术和材料以及建筑本身的功能需求等，从而制定出概念设计的方案。高层结构的抗震需要多重设防，从节点到构件，从构件到整个框架，如选择延展性较好的构件或想办法减轻楼体的重量，最终需要使整个大楼的抗震能力加强，对地震的反应具有较强的抵抗力和稳定性，减小建筑物在地震中的损伤程度。
2.2 楼体性能上的确定
由于高层建筑连体结构自身的功能要求，一般需要较大的使用空间，又需要有较大的抗水平力刚度，而框架结构和剪力墙结构只能满足其某个要求，因此考虑到房屋使用高度和高宽比要求，采用钢筋混凝土框架－剪力墙结构比较适合。按照《高层建筑混凝土结构技术规程》要求，框架—剪力墙的结构布置应设计成双向的抗侧力体系，并尽量使两侧刚度相近，因此剪力墙应均匀地布置在建筑物的周边，且应贯通建筑物的全高，并沿建筑高度逐渐减薄，避免刚度突变。在框架—剪力墙结构中，剪力墙的数量应布置适中。 若剪力墙布置数量过少，剪力墙发挥不了抗侧作用，而框架承担了大部分的水平作用，这对结构是极为不利的; 若剪力墙布置过多，则会使整个结构的刚度加大，同时整个结构对地震的反应也会加大，这对结构的抗震也是不利的，也是不经济的。
2.3 连接体结构方案的拟定
高层连体结构的建筑中心即为连接体，连接体将两个具有各自刚度的建筑连成整体，当两个建筑结构整体对称时，从受力上讲，连接体的存在对于楼体不会造成根本上的改变，连接体对于整个结构的影响很小；当两个建筑结構不对称时，由于连接体的存在，会根据各个建筑物的刚度将力重新分配协调，使得刚度大的楼体受力变小，刚度小的受力则变大，在整体的结构性能上也是如此，因此接连体对于整体的受力和机构上的影响非常大。结构的不对称不仅来自于设计上的不对称，即使设计完全对称了，也还是会有很多因素改变它的对称性，如施工技术、材料、地震振动方向的改变等等，因此在设计中应考虑偶然偏心对建筑物结构的影响。
3、结构抗震的加强措施
根据《高层建筑混凝土结构技术规程》的要求，考虑到地震因素的不可计算性和抗震设防要求，要对整个结构中相对薄弱的部位进行加固。
3.1 塔楼的薄弱部位加固设计
直接与连接体相连的梁并延伸一跨，将其抗震等级提高一级考虑，将与连接体直接相连的柱提高一级抗震等级，并采用钢骨混凝土延伸至顶层，控制轴压比使其满足规范要求。而连接体的钢梁应伸入塔楼并延伸至第二跨，如有剪力墙，则应与剪力墙相连，没有剪力墙的地方与柱相连。为保证地震时连接体与塔楼的连接稳固，连接体与墙或柱的锚固要加强。与连接体相连的第二跨的梁端加强抗剪和抗弯的设计， 整个楼体的薄弱层加固措施为，柱箍筋全高加密、箍筋直径加粗，剪力墙的水平钢筋也适当加强。并且这些层混凝土强度等级不改变； 对于结构一般的层柱和墙的配筋，不在这些层改变混凝土强度等级；对于楼板的厚度加强则在第三层和连接体层，用150mm厚钢筋混凝土楼板，双层双向配筋。每层每一方向的配筋率不小于0.30%。
3.2 采用隔震加固法
楼体结构是和地震作用存在着相互作用关系的，当整体结构周期延长时，刚度相当于变弱，这样对于地震的抵抗能力就减弱了。目前的建筑施工中如面对这样的情况，主要采取的手段就是将周期进行延长作为目标进行加固防震技术，在这中间最具有代表性的就是铅芯橡胶隔震，这个方法主要是充分的发挥了铅芯和橡胶高阻尼值和水平表型较大，并且能够吸收大量震动能量的特点。这样在地震中就可以很好的将地基部分与上层部位有效的隔离开，使震动能量大量的被吸收，这样将会使楼体整体的受力相对减弱，使得上下结构的稳定性得到了加强，从而在整体上实现了建筑物抗震性能的提升。
3.3 消能减震加固法
结构阻尼与地震作用为反比关系，因此在工程实践中，增加结构阻尼可以减小地震反应，这主要是在结构变形较大的部位设置阻尼器通过消能减震方法来实现。阻尼器使整个建筑结构的阻尼加大，消耗地震震动能量，降低了建筑结构在水平竖直两个方向的地震作用，利用阻尼器来控制结构在地震作用下的预期变形，确保建筑物在罕遇地震作用下不出现严重的破坏。
3.4 外加构件法
外加构件法是通过在原建筑结构构件外部增设构件来加强结构抗震承载力和变形能力。外加构件包括构造柱、圈梁、墙体柱子等。对建筑物中承载力和变形能力不足的构件采用该方法进行加强时应该重点关注新增加的构件对加固后结构整体抗震性能的影响。
4、结束语
综上所述，无论从构造上还是受力上来说，高层连体结构都是较为复杂的结构体系，这就要求我们严格按照规范要求，考虑多少因素，制定结构方案包括连接体的方案。计算时考虑弹性、弹塑性分析并采用多种计算模型，分析对比其结果。加强高层建筑连体结构的概念性设计，从整体结构上对构造措施进行调整，采用有效的方法对薄弱部位进行加强，使结构的整体抗震性能得到提升，满足建筑的使用要求及抗震设防要求。
参考文献：
（1）田子玄. 连体高层建筑结构设计. 科技传播.［J］.2013.
（2）江晓峰，周健. 弱连体结构抗震设计方法在虹桥综合交通枢纽工程中的应用.［J］. 建筑结构学报.2010.
（3）JGJ3－2002. 高层建筑混凝土结构技术规程.［S］.