随着社会的快速发展,高层建筑在现代化城市建设中比例越来越大,它能有效地利用空间资源,减小占地面积,可缓解交通拥挤和用地紧张等问题,而高层建筑形式日趋多样化,一种多塔连接形式的高层建筑应运而生。
多塔连接形式我们称之为连体结构,顾名思义就是指除裙楼以外,两个或两个以上塔楼之间带有连接体的结构,一方面便于多塔楼之间的联系,可用作观光走廊或其他基础设施,另一方面,可以使建筑外观更具特色,更加和谐。
连接结构的分类有哪些?
(1)按塔楼数量分类
按照塔楼数量可以分为双塔连体、三塔连体和多塔连体。
(2)按塔楼的位置分类
按塔楼的位置可以分为非对称连体和对称连体。
(3)按连接分类
柔性连接:可通过隔震支座将塔楼相连接。
刚性连接:连接体与主塔楼有可靠连接,可以协调塔楼间的变形差异,其中我们又可以分为弱连接和强连接。
弱连接:连接体本身刚度较弱,质量较轻,使整体结构产生一定的整体弯曲作用。
强连接:连接体刚度较大,可同时承受重力荷载和两侧高层塔楼变形、振动产生的作用效应。
连体结构的受力复杂
高层连体结构受力复杂,要同时承受水平荷载时协调两侧结构变形的作用力和竖向地震力,尤其在连体结构较大跨度时,竖向地震力的作用效应更为明显,其影响因素有:
(1)塔楼的数量和结构形式;
(2)结构的对称性;
(3)连体的数量,刚度,位置;
(4)塔楼的间距;
(5)塔楼与连体的连接强弱等等。
1.动力特性复杂
塔楼相连之后,整体刚度增大,但刚度不同的塔楼被连体协调变形后的模态特性难以预知,振动模态复杂。
2.扭转效应显著
高层连体结构扭转变形大,平扭耦合效应明显,扭转效应也会随着塔楼不对称性程度的增加而加剧。
3.连体受力复杂
对于刚性连接的连体来说,在重力荷载、风荷载、地震荷载作用下,连体结构往往处于拉、压、弯、剪、扭等多种应力状态下,受力复杂。
4.风环境复杂
由于多塔相对位置复杂,如塔楼距离、连体形状、相对角度等,对风荷载影响较大。
5.竖向地震影响明显
由于一般连体跨度加大,荷载较重,对竖向地震较为敏感。
6.施工顺序对结构性能影响
不同的施工顺序和施工方法对连体结构的受力也会产生巨大的影响。如连体在何时连接,对结构的内力及变形产生很大影响。
工程案例·重庆来福士广场
网红建筑,重庆来福士广场上高250m长400m的水晶连廊,大家称之为“重庆之眼”,已经正式向游客开放了。长400米的水晶廊桥在250米的高空连接起四座酒店、商场和休闲设施。
重庆来福士广场采用的抗震支座与阻尼器组合方式作为连桥方案,是典型的柔性连接,这样的连接方式,可以将天桥和塔楼固定在一起,发生剧烈地震时能允许一定的晃动空间,耗散地震产生的巨大能量,也可以提供自我复位能力。
整个水晶连廊连接4个塔楼,每个塔楼上均安装6个隔震支座。两组阻尼器于左右两侧控制东西和南北方向变形,安装在宽3m,深5m的转换梁上。连桥的主桁架为3组东西向连续桁架并跨越4个塔楼,垂直于主桁架方向大约每4.5m安装一梯形次桁架连接3组主桁架。
力汇振控在2018年也参与到这座地标性建筑的建设中,我们的技术人员在经过结构减振分析、深化设计和优化方案后,为重庆来福士广场项目提供了共55套调频质量阻尼器(TMD),设置在钢结构连桥上,有效减少了结构在人行荷载作用下动力响应的作用。同时我们找到振动响应最大的位置,即旋转楼梯休息平台外端部,布置了4套TMD,在抗震基础上,减小风振问题,提高人体舒适度。
重庆来福士广场项目施工现场