弱連接連體高層建筑結(jié)構(gòu)_肖從真

1、弱連接連體高層建筑結(jié)構(gòu) 二 、弱連接連體結(jié)構(gòu)的計算分析 總體原則與強連接連體結(jié)構(gòu)相似， 在以下兩個方面，需要引起注意： 弱連接連體高層建筑結(jié)構(gòu) （一）、水平荷載作用計算 如果連接體與主體結(jié)構(gòu)的連接方式兩端均為滑動連接，則在水平荷載作用下連接 體部分對主體結(jié)構(gòu)影響較??；如果一端為滑動連接，一端為鉸接，連接體對鉸接 一端有一定影響，計算時要考慮。如果是采用帶阻尼器的連接方式，計算時需考 慮連接體阻尼器與主體結(jié)構(gòu)的共同作用。 弱連接連體高層建筑結(jié)構(gòu) （二）、豎向地震作用計算 對弱連接連體結(jié)構(gòu)，以往對豎向地震作用考慮較少。實際上，即使采用滑動連接 或彈性連接，連接體的豎向地震作用依然存在。因此，8度、

2、9度抗震設(shè)防時，弱 連接的連體結(jié)構(gòu)也應考慮豎向地震的影響，并宜進行豎向地震作用下的時程分析。 弱連接連體高層建筑結(jié)構(gòu) 三、弱連接連體（架空連廊）結(jié)構(gòu)的震害 架空連廊目前在高層建筑中應用較為廣泛。架空連廊的跨度有的為幾米，有的長 達幾十米；連廊的寬度一般比較窄，一般約在10米之內(nèi)。在相鄰建筑物之間可設(shè) 置1個或多個架空連廊。 弱連接連體高層建筑結(jié)構(gòu) 1995年日本阪神地震，許多架空連廊 發(fā)生破壞坍落；1999年臺灣集集地震 有架空連廊坍落的震害；我國1976年 唐山地震中也有不少工業(yè)建筑架空連 廊的震例。 連廊震害 震害1 1 1995 1995年阪神地震，1個大跨度的鋼結(jié)構(gòu) 架空連廊，上、下鋼

3、梁擱置在主體結(jié)構(gòu)的牛腿上， 地震中鋼梁連廊塌落。 連廊震害 連廊震害 震害2 2 1995年阪神地震。 在兩個8層住宅之間，每層有架空連廊連接。設(shè)計中架空連廊的一端與住宅的主 體結(jié)構(gòu)剛結(jié)，另一端與另一住宅的主體結(jié)構(gòu)滑動連結(jié)。地震中架空連廊的滑動連 接端全部滑出支座，連廊全部塌落。 連廊震害 震害3 3 1995年阪神地震。 兩棟11層的公寓樓，東棟和南棟在第4層、第7層和第10層設(shè)置架空連廊連接， 地震中第10層的架空連廊與主體結(jié)構(gòu)之間的連接拉裂，第7層架空連廊破壞較輕， 第4層架空連廊基本沒有損壞。 連廊震害 連廊震害 震害4 4 兩棟不等高的建筑之間有三個架空連廊連 接，架空連廊與建筑物主

4、體結(jié)構(gòu)采用剛結(jié)。地 震中最上的1個架空連廊塌落，并壓壞了下部1 個連廊，位于建筑物第2層的連廊基本沒有損壞。 連廊震害 震害5 5 兩棟建筑物之間4個架空連廊偏心設(shè)置在建筑物的端部，地震中全部塌 落 連廊震害 震害6 6 兩棟建筑物之間有多個架空連廊相連接，連廊的梁擱置在主體結(jié)構(gòu)的牛 腿上。地震中因1幢公寓的首層破壞，房屋傾斜，架空連廊全部破壞。從下圖震 害情況可見，由于架空連廊擱置在主體結(jié)構(gòu)牛腿上，因而連廊的破壞沒有造成鄰 近的另一幢建筑主體結(jié)構(gòu)的破壞。 連廊震害 連廊震害 震害7 7 1999年臺灣集集地震中，埔里酒廠內(nèi)的兩棟建筑物之間第3層設(shè) 置架空連廊（天橋），該連廊位于建筑物一側(cè)，形

5、成偏心連接，地震中連廊塌落， 兩幢建筑物的主體結(jié)構(gòu)在第3層嚴重破壞。 連廊震害 震害啟示 1跨度較大、位置較高的架空連廊容易發(fā)生嚴重破壞。 如震害1、震害2的架空連廊跨度較大，地震中嚴重破壞，從震害3、震害4可看 出，位于建筑物上部的連廊容易破壞，但在建筑物下部的連廊破壞較少。 震害啟示 2跨度小、高度低的架空連廊，其震害較輕或基本沒有損壞。 震害3中架空連廊跨度很小，兩棟建筑物的主體結(jié)構(gòu)又伸出一段懸臂，使架空連 廊避免了嚴重破壞，僅第10層連廊端部拉裂，第4層和第7層連廊破壞較少。 震害啟示 3兩個建筑物高度不同，連接兩個建筑物的連廊容易嚴重破壞，如震害4所示。 4架空連廊偏置在建筑物的端部

6、，則容易發(fā)生嚴重破壞。從震害5和震害7可看 出，架空連廊偏置對抗震不利。 震害啟示 5架空連廊與兩邊建筑物主體結(jié)構(gòu)的連接形式不同，破壞情況不同。剛接連 接的連廊在地震中塌落的比較少一些，但一旦拉斷塌落，則主體結(jié)構(gòu)破損較嚴重； 滑動連接的連廊在地震中容易塌落，尤其是連廊擱置主體結(jié)構(gòu)牛腿上的連結(jié)構(gòu)造 更容易塌落，但滑動連接的連廊破壞對主體結(jié)構(gòu)影響較小。 19761976年唐山地震中連廊震害 架空連廊大致有三種布置方式：一是在兩個建筑物之間用連廊一跨跨越，以連接 建筑物作為支承；二是連廊獨立支承，兩端與建筑物連接，但不支承其上；三是 連廊中間部分獨立支承，首尾兩端或其中之一支承在連接建筑物上。 19

7、761976年唐山地震中連廊震害 唐山地震中架空連廊的震害大致有兩 類：一類是連廊整體墜落，或者墜而 未落，這是應予防止的；另一類是一 般性破壞，這是力求減輕的。 19761976年唐山地震中連廊震害 （1）整體墜落 造成整體墜落的原因大致有三種： 1）連廊支承結(jié)構(gòu)破壞造成墜落。 2)位移過大，連接處破壞造成墜落。 3)鄰近建筑物高處倒塌造成連廊整體墜落。 19761976年唐山地震中連廊震害 (2)一般性破壞 大致有以下震害形態(tài)： 1)連廊與連接建筑貼近處碰撞，這種震害較常見。 2)支承構(gòu)件及支承埋設(shè)件破壞。 3)連廊上部建筑破壞。 19761976年唐山地震中連廊震害 2)支承構(gòu)件及支承埋

8、設(shè)件破壞。 位移差較大時，就使支承埋設(shè)件產(chǎn)生較大的拉拔力；高烈度區(qū)還要加上豎向地震的 作用 使錨固螺栓松動、變形以致拔出，支承鋼板之間開焊而滑移，混凝土支承牛腿產(chǎn)生 水平、豎向和斜向裂縫以致混凝土成片崩脫，形成支承構(gòu)件和支承埋設(shè)件不同程度 的震害，發(fā)展到極端情況造成失效而致連廊墜落。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 （一）、連廊部分結(jié)構(gòu)宜采用輕型結(jié)構(gòu) 連廊部分結(jié)構(gòu)宜優(yōu)選鋼結(jié)構(gòu)及輕型圍護結(jié)構(gòu)，連廊部分重量越輕，連廊部分構(gòu)件 及連廊支承構(gòu)件受力越小，對抗震越有利。 （二）、8度抗震設(shè)計時，連廊結(jié)構(gòu)及連廊支座應考慮豎向地震的影響，連廊宜 按中震彈性進行設(shè)計。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 （三）、

9、連廊與主體結(jié)構(gòu)連接要可靠 連廊支座連接支座構(gòu)件要有較高的可靠度，支座部位是連廊結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵，設(shè)計時 要有所加強，要有較高的可靠度。宜按大震不屈服設(shè)計，即保證大震下連廊不墜 落，因此連體支座除按常規(guī)組合內(nèi)力進行計算外，還應進行大震下的驗算。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 （三）、連廊與主體結(jié)構(gòu)連接要可靠 連接多采用滑動支座?？拐鹪O(shè)計時， 支座的設(shè)計要留出足夠的滑移量，應 能滿足在罕遇地震作用下的位移要求。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 （三）、連廊與主體結(jié)構(gòu)連接要可靠 支座可有以下幾種選擇： 1、如果位移較小，可以直接設(shè)置板式橡膠支座。該支座的優(yōu)點是：構(gòu)造簡單， 價格低，易于更換，具有一定彈性

10、，有一定的防震作用。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 2、如果連廊跨度較大，位置較高， 采用滑動連接位移量較大，不容易控 制，可考慮采用橡膠支座加阻尼器的 方式。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 通過設(shè)置板式橡膠支座或夾層鋼板橡膠支座傳遞豎向荷載，加設(shè)阻尼器耗散振動 能量，可以減小主體結(jié)構(gòu)的地震反應。 如豎向荷載不大，可選用板式橡膠支座；如豎向荷載較大可選用夾層鋼板橡膠支 座，也可采用多個橡膠墊的方式。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 對各種連接支座形式，均宜進行時程 分析，必要時應進行非線性時程分析， 根據(jù)計算結(jié)果，確定支座各部位內(nèi)力、 位移的大小，選用經(jīng)濟合適的支座及 阻尼器。 弱連接連體

11、結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 對橡膠支座參數(shù)選擇包含：支座的最 大豎向承載力、最大容許水平位移以 及等效剪切剛度等；對阻尼器選擇參 數(shù)包括：初始剛度、阻尼器行程、工 作頻率、阻尼系數(shù)、阻尼的速度指數(shù)、 阻尼器出力以及最大速度等。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 橡膠支座 液體粘滯阻尼器 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 （四）、考慮次生災害 架空連廊抗震設(shè)計中，如考慮降低抗震設(shè)防要求，不防止架空連廊在罕遇地震作 用下墜落，則需考慮架空連廊墜落引起的次生災害以及與連廊連接的主體結(jié)構(gòu)部 分破壞產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)連續(xù)破壞問題。 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 （五）、連廊及相鄰構(gòu)件抗震等級應提高 對鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，抗

12、震設(shè)計時，連廊及與連廊相鄰的結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗震等級應提 高一級采用，一級提高至特一級，若原抗震等級為特一級則不再提高。 弱連接連體高層建筑結(jié)構(gòu) （二）、豎向地震作用計算 對弱連接連體結(jié)構(gòu)，以往對豎向地震作用考慮較少。實際上，即使采用滑動連接 或彈性連接，連接體的豎向地震作用依然存在。因此，8度、9度抗震設(shè)防時，弱 連接的連體結(jié)構(gòu)也應考慮豎向地震的影響，并宜進行豎向地震作用下的時程分析。 連廊震害 震害4 4 兩棟不等高的建筑之間有三個架空連廊連 接，架空連廊與建筑物主體結(jié)構(gòu)采用剛結(jié)。地 震中最上的1個架空連廊塌落，并壓壞了下部1 個連廊，位于建筑物第2層的連廊基本沒有損壞。 連廊震害 震害5 5 兩棟建筑物之間4個架空連廊偏心設(shè)置在建筑物的端部，地震中全部塌 落 連廊震害 弱連接連體結(jié)構(gòu)（架空連廊）設(shè)計 通過設(shè)置板式橡膠支座或夾層鋼板橡膠支座傳遞豎向荷載，加設(shè)