双塔连体结构抗震设计

对于不对称连体结构在双向地震作用下 以及单轴对称连体结构在非对称轴方向地 震作用下，结构各楼层存在三个自由度， 即两个沿主轴方向的平动和绕楼层质心的 转动，这种情况下，“串并联刚片系模型” 更能满足要求。
“三维空间有限元模型”是将整个结构 根据抗侧力构件的特性，将其划分为不同 的单元，并将单元质量集中于与单元相连 的结点上，通过自由度的凝聚，将各结点 自由度凝聚为楼层主轴方向和高度方向的 三个平动自由度，最后，根据结点动力平 衡方程求解。
高层连体结构
一、连体结构
• 高层建筑连体结构是指2个塔楼或多个塔楼由设置 在一定高度处的连接体(又称连廊)相连而组成的 建筑物。
• 根据连体的刚度，连体结构大致可分为两种，一 种形式为架空的连廊，两个建筑之间可设置一个 或多个连廊，其跨度可为几米和几十米不等，第 二种可称为凯旋门式，在两个主体结构的顶部若 干层连接成整体楼层，连接体宽度与主体结构接 近，两个主体结构一般采用对称的平面形式。
三 连接体的结构方案确定
连接体是连体结构中一个重要组成部分, 其主要作用是在整个结构中协调2个塔楼的 变形。由于各塔楼的刚度及质量不同,结构
的振动特性和变形也不同。要协调两塔的 变形,连接体必然要受到很大的作用力。而 在实际工程中既没有绝对对称的结构,更没 有绝对对称的水平力,即使是设计为对称的
通常应根据连接体的跨度和主体(塔楼)的结 构材料来确定。一般来讲,连接体的材料应 该与主体结构相同,以便于连接体支座的设 计。当跨度不太大,主体是钢筋混凝土结构
结构时,采用钢筋混凝土的连接体比较经济 合理,连接体的支座设计也比较简单;但当
连接体的跨度比较大时,无论主体结构的材 料采用什么,连接体材料类型都适合采用钢 结构的形式。
• 移比较大,而且位移是多向的,要设计大位 移量的滑移支座在材料、构造和施工上都 比较困难,如果处理不好,地震作用时,就容易 滑出支座,从而造成连接体的塌落。基于以 上的分析,工程连接体的支座形式一般采用 刚性连接。
连接体的结构形式可以用钢筋混凝土,也可 用钢结构和钢骨混凝土或这些结构形式的 混合体。
构,则可以在地面进行基本单元的拼装后,再 吊装就位。
二、连体结构动力计算 模型
连体结构总体为一开口薄壁构件，扭转性 能较差，扭转振型丰富，地震作用下容易 引起较大的扭转反应，易使结构发生脆性 破坏。
通常采用的计算模型主要有“串并联质点 系模型”，“串并联刚片系模型”，以及 “三维空间楼 层简化为一个质点，楼板上下各1/2层高的 构件质量集中于该点，每个质点只有沿主 轴方向的两个自由度，对于双轴对称以及 单轴对称的连体结构，其在对称轴方向的 振动互不耦合，地震作用下只激励地震作 用方向上的平动振型，因此，这两种情况 下，对称轴方向的地震作用计算，可以选 用这种模型。
• 在地震作用下,由于连接体的存在使得由原来独立 发生振动的塔楼要相互作用、相互影响,在地震作 用下的反应远比单塔结构和无连接体的多塔结构 受力复杂,会出现较强的耦联震动、扭转加大等现 象。
• 震害表明，连体结构破坏严重，连接体本身塌落 较多，同时使主体结构中与连接体相连的部分结 构严重破坏，尤其当两个主体结构层不等或体型， 平面和刚度不同时，两建筑的地震反应差别很大。
结构,在施工材料和使用荷载上也可能不对 称,地震作用更是随机的和多向性的。
现行《高规》规定,对一般的结构都要考虑 结构的偶然偏心。由于非对称的水平力对 非对称结构的扭转作用大,使得两塔楼的振 动更复杂,在地震作用下的振型更丰富,会出 现较强的耦联震动、扭转加大等现象。
因此,连接体处于拉、压、弯、剪、扭的复 杂受力状态,所以,连接体与塔楼应该有非常 可靠的连接。
地震灾害表明,连接部位是抗震的薄弱环节, 当采用刚性连接时,结构设计和构造都比较 好处理,但如果设计得不够可靠,地震时就有 可能在连接处破坏甚至使得连接体塌落;
采用滑移支座,在理论上是比较好的,可以释 放连接体部分的受力,使得连接体的受力简 单化,但在实际设计中,要能比较准确地计算 出结构在罕遇地震作用下连接处的位移,并 设计成可滑动的支座,使得在地震作用下连 接体不会脱落,在设计上难度很大,因为在高 层建筑中,往往顶层在罕遇地震作用下的位
• 主要原因有以下几点。 (1)钢结构的延性比较好,能适应连接体较大的变形, 满足连接体在复杂应力下的变形需要。
(2)采用钢桁架,还可以增大连接体的刚度,提高其抗 震能力。
(3)可以减轻连接体的自重,减小结构的地震反应。 (4)施工方便。对大跨度的钢筋混凝土结构要在几
十米的高空支模浇筑很困难。如果采用钢结