0   緣來(lái)

去年跟著領(lǐng)導(dǎo)接觸了一個(gè)復(fù)雜的三連體建筑,幾經(jīng)波折,終于快完成最終施工圖。超高層連體建筑的受力相對(duì)常規(guī)超高層結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,借此機(jī)會(huì)參考院里課題《連體結(jié)構(gòu)連接方案的選擇與設(shè)計(jì)》將超高層連體建筑的分類、受力特點(diǎn)、工程案例進(jìn)行了整理供大家參考,其中主要資料均來(lái)自相關(guān)文獻(xiàn)、院里課題及工程項(xiàng)目。

高層連體結(jié)構(gòu)作為一種新型復(fù)雜高層建筑類型,擁有優(yōu)美的建筑外觀,其不僅可以節(jié)省建筑所需的土地面積,塔樓之間的連接體位置(如高空連廊)能提供開闊的觀光視野和獨(dú)特的視覺(jué)效果,因而其建筑形式得到廣泛應(yīng)用。

1   連體的分類

(1)按塔樓數(shù)量分類

按照塔樓數(shù)量可以分為雙塔連體、三塔連體和多塔連體。

實(shí)際工程中,最常見(jiàn)的是雙塔連體,如新央視大樓,吉隆坡的雙子塔,北京麗澤SOHO,蘇州東方之門,大阪梅田大廈等。

三塔連體數(shù)量則相對(duì)較少,如新加坡的金沙酒店,南京金鷹天地廣場(chǎng),寶安公關(guān)文化藝術(shù)中心以及溫州中心等。

多塔連體,如重慶的來(lái)福士廣場(chǎng)(4塔),北京當(dāng)代MOMA(6塔),杭州市民中心(9塔)。

(2)按塔樓的位置分類

按塔樓的位置可以分為對(duì)稱連體和非對(duì)稱連體。非對(duì)稱連體結(jié)構(gòu)的平扭耦聯(lián)效應(yīng)明顯,受力復(fù)雜。如新央視大樓,南京金鷹天地廣場(chǎng),寶安公共文化藝術(shù)中心等。大部分連體結(jié)構(gòu)會(huì)至少關(guān)于一個(gè)軸對(duì)稱,如吉隆坡的雙子塔,上海凱旋門大廈等。

(2)按連接強(qiáng)弱分類

按照塔樓與連接體的連接強(qiáng)弱可以分為柔性連接和剛性連接。

柔性連接是指連接體可以通過(guò)隔震支座等于塔樓相連,連接體對(duì)塔樓的結(jié)構(gòu)動(dòng)力特性幾乎不產(chǎn)生影響。如吉隆坡的雙子塔,北京當(dāng)代MOMA。

剛性連接是指連接體于主塔樓有可靠連接,可以協(xié)調(diào)塔樓間的變形差異,其中又分為弱連接和強(qiáng)連接。弱連接指連接體剛度相對(duì)塔樓較小,使整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的整體彎曲作用,如寶安公共文化藝術(shù)中心。

強(qiáng)連接是指連接體剛度相對(duì)剛度較大,使塔樓間產(chǎn)生顯著的抗彎作用,如新央視大樓,南京金鷹天地廣場(chǎng)以及蘇州東方之門等。

 2   受力特點(diǎn)

相對(duì)于一般超高層單塔于多塔結(jié)構(gòu),超高層連體結(jié)構(gòu)體型復(fù)雜,連體的存在使得各塔樓相互約束,相互影響,結(jié)構(gòu)在豎向和水平荷載作用下的受力性能復(fù)雜,影響因素眾多,如:

(1)塔樓的數(shù)量和結(jié)構(gòu)形式;(2)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性;(3)連體的數(shù)量,剛度,位置;(4)塔樓的間距;(5)塔樓與連體的連接強(qiáng)弱等等。

1.動(dòng)力特性復(fù)雜

下圖是東方之門和南京金鷹的幾個(gè)典型模態(tài)?梢钥吹剿䴓窍噙B之后,整體剛度增大,但剛度不同的塔樓被連體協(xié)調(diào)變形后的模態(tài)特性難以預(yù)知,振動(dòng)模態(tài)復(fù)雜。

2.扭轉(zhuǎn)效應(yīng)顯著

與其他體型的結(jié)構(gòu)相比,超高層連體結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)變形大,平扭耦合效應(yīng)明顯,結(jié)構(gòu)平動(dòng)模態(tài)中扭轉(zhuǎn)分量也有明顯增加。扭轉(zhuǎn)效應(yīng)隨著塔樓不對(duì)稱性程度的增加而加劇。

3.連體受力復(fù)雜

對(duì)于剛性連接的連體來(lái)說(shuō),連體在重力荷載、風(fēng)荷載、地震荷載作用下,往往處于拉、壓、彎、剪、扭等多種應(yīng)力狀態(tài)下,受力復(fù)雜。

4.風(fēng)環(huán)境復(fù)雜

由于多塔相對(duì)位置復(fù)雜,如塔樓距離、連體形狀、相對(duì)角度等,對(duì)風(fēng)荷載影響較大。

5.豎向地震影響明顯

由于一般連體跨度加大,荷載較重,對(duì)豎向地震較為敏感。

6.施工順序?qū)Y(jié)構(gòu)性能影響大

不同的施工順序和施工方法對(duì)連體結(jié)構(gòu)的受力會(huì)產(chǎn)生巨大影響。如連體在何時(shí)連接,對(duì)結(jié)構(gòu)的內(nèi)力及變形產(chǎn)生很大影響。從下圖可以看到,考慮施工順序后,Y像位移增大了約14.2%。

3   連體連接強(qiáng)弱的判別

連體作用的強(qiáng)弱,我們可以用筒體軸力形成的整體傾覆力矩與整個(gè)結(jié)構(gòu)在水平作用下的傾覆力矩的比值來(lái)判斷。簡(jiǎn)化如下所示。

下圖是寶安公共文化藝術(shù)中心的傾覆彎矩的比值,可以看到連體對(duì)結(jié)構(gòu)整體傾覆力矩的貢獻(xiàn)很小,只有5%和15%,因此這里的連體為剛性連接中弱連接。

 4   工程案例

新央視大樓

建筑設(shè)計(jì):OMA

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):ARUP & ECADI

連體形式:剛性強(qiáng)連接

“我們致力于創(chuàng)造一座富有標(biāo)志性的建筑,公平的展現(xiàn)當(dāng)今中國(guó)最美的一面。我們希望央視大樓在城市中的作用不僅僅是地標(biāo),而更是積極活躍的參與者”。

—雷姆.庫(kù)哈斯

位于北京東部CBD的央視大樓,由兩座向內(nèi)傾斜的塔樓連接構(gòu)成,從不同角度看上去造型各異,像一道門,像兩個(gè)緊挨著的字母“Z",也像一座被折疊的摩天樓。這樣橫向的建筑造型被中國(guó)網(wǎng)民戲稱為“大褲衩”

中央電視臺(tái)新大樓自從方案公布以來(lái), 引發(fā)了中國(guó)建筑史上空前的關(guān)注與爭(zhēng)議在長(zhǎng)達(dá)10 年多的時(shí)間甲謠傳! 非議! 直至今日大樓已經(jīng)完工人們對(duì)它或驚喜!或扣憂! 或批評(píng)的聲音依舊不絕于耳, 它似乎一直沒(méi)有完全得到中國(guó)建筑界及普通大眾的理解和認(rèn)可然而. 大多數(shù)關(guān)注和爭(zhēng)議都止步于其獨(dú)特的外型,對(duì)其實(shí)質(zhì)的設(shè)計(jì)與實(shí)施過(guò)程也缺乏全面的了解。

(1)建筑方案演變

央視大樓的三維環(huán)狀造型來(lái)自于對(duì)最簡(jiǎn)單的立方柱體的幾何切割。以160mx160mx234m的方柱體為原始幾何體, 在其四個(gè)側(cè)面向內(nèi)切除,形成一個(gè)側(cè)面向內(nèi)呈6度 傾斜的對(duì)稱梯形臺(tái),沿著梯形臺(tái)的一個(gè)外角切除一個(gè)10mx100mx161m的、與外側(cè)面平行的小梯形臺(tái)。最后在頂部以一個(gè)與水平面呈8度的平面做頂部切除,做減法剩下的幾何形體便是央視大樓主樓的最終造型。將這個(gè)方柱體的接地輪廓向南、向西各拓展40 m,形成一個(gè)200mx200mx6m 的基座,如下圖所示。

(2)結(jié)構(gòu)方案演變

央視大樓的主結(jié)構(gòu)分布在建筑形體外層, 是由梁、柱和斜撐共同組成的連續(xù)空間網(wǎng)筒結(jié)構(gòu)。大樓特殊的幾何造型導(dǎo)致外筒桿件受力不勻, 故設(shè)計(jì)將斜向交叉的鋼構(gòu)件- 斜交格構(gòu)- 在受力較大或較小的區(qū)域增加或減小密度,如下圖所示。

大樓的幕墻支撐結(jié)構(gòu)為菱形板塊。該結(jié)構(gòu)與建筑外筒主結(jié)構(gòu)的斜撐體系完全平行標(biāo)準(zhǔn)菱形板塊高度跨越4 層樓。隨著結(jié)構(gòu)受力的增強(qiáng)或減弱板塊尺寸也相應(yīng)變小或變大最終大樓外表皮呈現(xiàn)出不規(guī)則的菱形圖案。網(wǎng)格約密,顏色越深,表示受力越大,如下入所示。

(3)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

由于其特殊的傾斜連體造型,其抗震設(shè)計(jì)及工程施工所面臨的難題是前所未有的。

懸臂部分最大長(zhǎng)度75m,5萬(wàn)噸重量需要由懸臂結(jié)構(gòu)承擔(dān)并傳遞至塔樓。主樓的兩個(gè)塔樓傾斜而在頂部連接并相互支承,主體結(jié)構(gòu)以帶斜撐的巨型外筒提供整體剛度和穩(wěn)定性。

斜撐立面布置反映力學(xué)特征,在高應(yīng)力的區(qū)域,支撐布置比較密,在低應(yīng)力區(qū)域,支撐布置比較稀。

由于中間的連體部分對(duì)兩個(gè)筒體起到連接、相互支撐的作用,因此施工過(guò)程對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)力分布影響非常明顯。合理的施工次序和加載順序可以調(diào)整傾斜塔樓以及連體結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布。新央視大樓最終的施工方案是塔樓、裙樓獨(dú)立施工,懸臂結(jié)構(gòu)外伸合攏。

麗澤SOHO

建筑設(shè)計(jì):扎哈.哈迪德建筑事務(wù)所

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):B+G & CABR & BIAD

連體形式:剛性強(qiáng)連接

麗澤SOHO是著名設(shè)計(jì)師扎哈·哈迪德的收官之作,項(xiàng)目DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)復(fù)雜,幕墻板塊有1700多種,200m高的中庭屬世界之最。

(1)建筑方案演變

設(shè)計(jì)靈感源于DNA雙螺旋,樓體線條反對(duì)稱曲面流暢遠(yuǎn)觀如巨龍盤旋,夜晚近看樓體通透晶瑩宛若一顆璀璨的“夜空之眼”,讓人感覺(jué)像置身于科幻大片之中。

網(wǎng)上有很多資料詳細(xì)解釋了建筑形體的由來(lái),在這里小編就不再詳細(xì)解釋了。

(2)結(jié)構(gòu)方案

結(jié)構(gòu)高度191.5m,由兩個(gè)反對(duì)稱的單塔建筑組成?梢钥闯,單塔結(jié)構(gòu)各層呈現(xiàn)螺旋形上升,從底部到頂部旋轉(zhuǎn)了45度,并且在上部存在大懸挑。由于該結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)造型,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)在豎向荷載作用下,即產(chǎn)生水平的扭轉(zhuǎn)作用。因此,單塔結(jié)構(gòu)自身難以成立,必須在雙塔之間設(shè)置桁架以保證雙塔共同工作。

在方案階段,結(jié)構(gòu)工程師針對(duì)建筑的形體特征,對(duì)比了不同的結(jié)構(gòu)方案。

方案1:圓鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系,雙塔之間每隔5層設(shè)一道一層高的桁架連接,挑空區(qū)的幕墻面不設(shè)支撐上部結(jié)構(gòu)的立柱或斜撐。

方案2:圓鋼管混凝土框架-支撐結(jié)構(gòu)體系,雙塔之間每隔5層設(shè)一道聯(lián)系樓板,挑空區(qū)的幕墻面按幕墻的龍骨造型設(shè)置支撐,支撐剛度較弱。

方案3-1:圓鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系,雙塔之間每隔5層設(shè)一道聯(lián)系樓板,挑空區(qū)的幕墻面設(shè)立柱支撐上部結(jié)構(gòu);

方案3-2:圓鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系,在方案3-1的基礎(chǔ)上,在兩個(gè)單塔的周圈斜柱上打一道斜撐,斜撐數(shù)量較少,在幕墻內(nèi)和幕墻外的立面,每一個(gè)樓層僅出現(xiàn)一根斜撐;

方案3-3:圓鋼管混凝土框架-鋼筋混凝土核心筒結(jié)構(gòu)體系,在方案3-1的基礎(chǔ)上,將立柱換為斜柱。

方案4-1至4-3為圓鋼管混凝土框架-支撐結(jié)構(gòu)體系,將方案3-1至3-3的鋼筋混凝土核心筒替換為圓鋼管混凝土框架-支撐核心筒。

方案5,在方案4-1的基礎(chǔ)上,去掉支撐立柱,加大兩單塔之間的連梁,考察立柱對(duì)結(jié)構(gòu)反應(yīng)的影響。各對(duì)比方案模型如圖5所示。

可以看到,方案2的連接剛度太弱,在豎向荷載下的扭轉(zhuǎn)位移太大,因此是不成立的,結(jié)合建筑功能及造型,最終的確定了方案一。

在方案一的基礎(chǔ)上,結(jié)構(gòu)工程師還分析了不同部位連橋方案對(duì)結(jié)構(gòu)整體性的影響,初步確定了麗澤SOHO的結(jié)構(gòu)體系。

最終的結(jié)構(gòu)主要由筒體-單側(cè)弧形框架的兩個(gè)單塔與橢圓形腰桁架組成,雙塔之間在第13、24、35層每個(gè)設(shè)備層及頂層處各設(shè)置一道連橋及腰桁架。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)力體系主要由以下幾種構(gòu)件組成:圓鋼管混凝土斜柱、鋼筋混凝土核心筒、腰桁架、塔樓之間的連橋等。

從下圖中的施工照片更能清楚的看到腰桁架以及雙塔之間的連橋結(jié)構(gòu)。

可以發(fā)現(xiàn),麗澤SOHO中的連體結(jié)構(gòu)是一種“強(qiáng)連接”,單個(gè)塔體在結(jié)構(gòu)上是不成立的,必須通過(guò)連體的作用來(lái)保證兩個(gè)塔體共同工作。

重慶來(lái)福士廣場(chǎng)

建筑設(shè)計(jì):Moshe Safdie

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):ARUP

連體形式:柔性連接

最近,網(wǎng)紅建筑重慶來(lái)福士廣場(chǎng)上250m高300m長(zhǎng)的水晶連廊正式向游客開放了。

八座微傾的摩天塔樓猶如江面上強(qiáng)勁的風(fēng)帆,其中兩座更高達(dá)350米。長(zhǎng)400米的水晶廊橋在250米的高空連接起四座酒店、商場(chǎng)和休閑設(shè)施。

(1)建筑方案演變

在重慶來(lái)福士的設(shè)計(jì)中建筑師汲取重慶傳統(tǒng)航運(yùn)文化將渝中半島想象成為行駛的帆船。

老爺子的另一個(gè)代表作便是新加坡的加沙酒店,可見(jiàn)老爺子對(duì)這一設(shè)計(jì)手法是情有獨(dú)鐘。

(2)連橋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

頂部250m高300m長(zhǎng)的水晶連橋是重慶來(lái)福士廣場(chǎng)的標(biāo)志性特點(diǎn)。

在250m高空連接4座塔樓,對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)說(shuō)是一個(gè)非常大的考驗(yàn)。

ARUP的工程師在初期,針對(duì)連橋的連接方式提出了五種連接方式:

1)整體連接;2)獨(dú)立連接( 設(shè)置防震縫) ;3)動(dòng)態(tài)連接( 單設(shè)抗震支座);4) 動(dòng)態(tài)連接( 抗震支座與阻尼器的組合) ;5)部分塔樓固定連接與部分塔樓動(dòng)態(tài)連接。

最終從位移需求、剪力需求、用鋼量以及塔樓和連橋間的相互影響等多方面,確定了動(dòng)態(tài)連接(抗震支座與阻尼器組合)方式作為最終連橋支座方案,是屬于典型的柔性連接。

該連接方案可以在一般情況下(如風(fēng)、溫度)將天橋和塔樓固定在一起,而在發(fā)生劇烈地震時(shí)允許一定的晃動(dòng)空間,耗散地震產(chǎn)生的巨大能量。而隔震支座和阻尼器一起又可以提供自我復(fù)位的能力。

連橋安放于4 個(gè)塔樓上,每個(gè)塔樓上均安裝6個(gè)隔震支座。兩組阻尼器于左右兩側(cè)控制東西和南北方向變形。在塔樓頂部5m,設(shè)有轉(zhuǎn)換結(jié)構(gòu),支座安裝在3m 寬、5m 深的轉(zhuǎn)換梁上。

連橋的主桁架為3 組東西向連續(xù)桁架并跨越4個(gè)塔樓,垂直于主桁架方向大約每4.5m 安裝一梯形次桁架連接3 組主桁架。

連橋構(gòu)件主要于反彎點(diǎn)(塔樓兩側(cè))斷開,設(shè)置連接點(diǎn)方便施工后期連接中間段。兩組從連橋主結(jié)構(gòu)懸挑出的小連橋作為連橋與北塔樓之間的建筑通道,但結(jié)構(gòu)上小連橋與北塔樓之間設(shè)置抗震縫。

重慶來(lái)福士廣場(chǎng)項(xiàng)目體量大且結(jié)構(gòu)復(fù)雜,對(duì)于結(jié)構(gòu)工程師是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn),結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)不拘泥于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式,敢于創(chuàng)新,使得結(jié)構(gòu)安全合理,并最大程度體現(xiàn)了建筑效果。

南京金鷹天地廣場(chǎng)

建筑設(shè)計(jì):法國(guó)何斐德建筑設(shè)計(jì)公司

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):ECADI

連體形式:剛性強(qiáng)連接

金鷹天地廣場(chǎng)項(xiàng)目由三棟高度均超過(guò)300m 的超高層建筑在高空連體而形成,是目前全世界在建的、高度最高的、連體跨度最大的非對(duì)稱三塔連體結(jié)構(gòu)。

三棟塔樓均采用框架-核心筒混合結(jié)構(gòu)體系。通過(guò)5 層高的連接體將三個(gè)塔樓在191.5~232m處將三個(gè)塔樓連接在一起 。連接體采用5層高的鋼桁架,連接體的鋼桁架貫通相互連接的兩棟塔樓,將三個(gè)塔樓強(qiáng)有力的連接在了一起,并在連接體底部設(shè)置了雙向交叉桁架,是一個(gè)典型的剛性強(qiáng)連接體。

剛性強(qiáng)連接體的連體方案,有效實(shí)現(xiàn)了三棟塔樓的共同作用,極大提高了整體結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度,達(dá)到了1+1+1>3效果。因此,在三棟300m以上高度的塔樓,僅設(shè)置一道伸臂桁架就能達(dá)到結(jié)構(gòu)的剛度需求。

剛性連接體雖然增加了連體結(jié)構(gòu)的整體抗側(cè)剛度,但剛度不同的塔樓被連接體協(xié)調(diào)變形后,也帶來(lái)一系列的設(shè)計(jì)難點(diǎn)。比如強(qiáng)連接體的平扭耦合效應(yīng)明顯,結(jié)構(gòu)易發(fā)生整體扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。由于剛性連接體的存在,連接體與相鄰樓層容易出現(xiàn)剛度突變等。

寶安公共文化藝術(shù)中心

建筑設(shè)計(jì):ECADI & CAAU

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):ECADI

連體形式:剛性弱連接

寶安公共文化藝術(shù)中心由博物館、藝術(shù)館、美術(shù)館三個(gè)筒體組成,整個(gè)建筑是支撐在三個(gè)筒體上,而三個(gè)筒體在不同高度處通過(guò)連體兩兩相連。

建筑的高度為99.6m,建筑體量不大,但是整個(gè)建筑只有三個(gè)筒體落地,其他部分均是懸挑或者連體實(shí)現(xiàn)的。最大的懸挑長(zhǎng)度達(dá)到了43.5m。

從結(jié)構(gòu)的剖面圖可以更清晰的看到,除了落地的筒體部分,其他大部分均是超大懸挑,設(shè)計(jì)中采用了斜拉桿+框架、桁架以及空腹桁架幾種結(jié)構(gòu)形式。

落地筒體之間在不同的標(biāo)高處,由低到高按順時(shí)針的方向通過(guò)連體兩兩相連。筒體M與筒體A,在12.6~39.0m的高度通過(guò)連體C1相連;

筒體A與筒體G,在12.6~80.0m的高度通過(guò)連體C2相連;筒體G與筒體M,在80.7~92.25m的高度通過(guò)連體C3相連。

文章開始,我們以寶安為例,分析了傾覆彎矩的比值,寶安的連體為剛性連接中弱連接。

蘇州東方之門

建筑設(shè)計(jì):RMJM & ECADI

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì): ECADI

連體形式:剛性強(qiáng)連接

蘇州東方之門,總高度為281.1m,相當(dāng)于法國(guó)凱旋門的6倍,被譽(yù)為“世界第一門”,兩棟塔樓雖然看上去是對(duì)稱的,其實(shí)是不對(duì)稱的,分別為66層和60層,雙塔在頂部230m高空相連,連體部高度約52m。

(1)造型的由來(lái)

東方之門的主要投資與控股人楊休鐘愛(ài)蘇州園林的古樸寫意之風(fēng),他不拘泥于那些已有的商業(yè)開發(fā)設(shè)計(jì)理念,而希望在項(xiàng)目中體現(xiàn)他個(gè)人的抱負(fù)。

英國(guó)RMJM事務(wù)所的建筑方案創(chuàng)意在意向上源自中國(guó)傳統(tǒng)的花瓶門及月洞門,將它們的曲線進(jìn)行提取和整合,既表達(dá)獨(dú)特的中式神韻,又體現(xiàn)現(xiàn)代的科技語(yǔ)言。正是這一具有中國(guó)古典氣質(zhì)的概念打動(dòng)了業(yè)主。

(2)連體設(shè)計(jì)

“東方之門”兩塔樓在約230m 高度處連成一體,連體以上共有9 層,總高約52m。這里的連體的連接與新央視大樓一樣,是剛性連接。

連接體部分的結(jié)構(gòu)布置采用沿第4 加強(qiáng)層處縱向( X 向) 設(shè)置了5 榀空間桁架,外圍4 榀邊桁架與該層帶狀桁架相連,由于連體以上的柱網(wǎng)布置與下部柱網(wǎng)不一致,沿X 向的5 榀桁架同時(shí)作為轉(zhuǎn)換桁架用于

承托連體以上結(jié)構(gòu)重量。

溫州中心

建筑設(shè)計(jì):ECADI

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):ECADI

連體形式:柔性連接+剛性連接

溫州中心是由三棟超高層塔樓在128~163.m的高空相連。塔樓A1和塔樓A2之間的連體為一層,其中一端與塔樓A1固定剛接,另一端通過(guò)隔震支座擱置在塔樓A2的大屋面上。塔樓A2和塔樓A3之間的連體是三層高,與兩座塔樓均是通過(guò)固定鉸支座相鄰。

塔樓A1和A2之間的連體屬于典型的柔性連接,塔樓A2和A3之間的連體屬于剛性連接。

還有很多有名的超高層連體結(jié)構(gòu),由于篇幅原因,不再詳細(xì)介紹每個(gè)超高層連體的具體設(shè)計(jì)。

空中橋梁建在第41和42層,距離地面170米處,長(zhǎng)58.4米。用于連接和穩(wěn)固兩棟大樓,開放所有觀光客參觀。

新加坡金沙酒店,三棟塔樓支撐著一個(gè)巨大的空中花園,空中花園的游泳池長(zhǎng)150m,是世界上高度最高、面積最大的游泳池。

兩棟塔樓建筑高度分別為約 130m 和 100m,并在標(biāo)高87.250m~95.750m 之間設(shè)置連體,連體跨度為59.85m,寬度32m,高度8.5m,連體屋面為屋頂花園。

杭州綠地城市之門是由東西對(duì)稱的兩棟超高層塔樓組成,塔樓底部由約高22m的鋼結(jié)構(gòu)拱連橋相連。

上海交銀金融大廈屬于不對(duì)稱雙塔連體,北塔樓高230.35m,在第13、26、39層分別用一層高、凈跨12.4m的兩個(gè)空間鋼桁架將兩個(gè)塔樓相連。

連體分別在3~6層( 標(biāo)高11.5~29m,連 接體跨度 48m) 、21~26 層( 標(biāo)高 97~120m,連接體跨度45m) 、34~38 層( 標(biāo)高155~175m,連接體跨度47m)。

超高層建筑的紐帶—連體結(jié)構(gòu)-微信圖片_20200628201704

兩棟塔樓高度分別是207.25m和153.85m,在標(biāo)高93.4m處設(shè)空中連廊,連接體共兩層,連接體高度13.15m。

超高層建筑的紐帶—連體結(jié)構(gòu)-微信圖片_20200628201708

主塔高219m,主、副樓在層16~20(共5層)通過(guò)鋼結(jié)構(gòu)連接為一個(gè)整體,連接體跨度為42.5m。

超高層建筑的紐帶—連體結(jié)構(gòu)-微信圖片_20200628201738

北京新保利大廈是由三棟非對(duì)稱不等剛度的混凝土剪力墻和兩種類型的鋼結(jié)構(gòu)連體組成。東北立面連體跨度約為60m,鋼結(jié)構(gòu)連體為巨型桁架體系,南立面連體跨度為45m,連體為11層高的空腹桁架。

超高層建筑的紐帶—連體結(jié)構(gòu)-微信圖片_20200628201742

大阪梅田大廈,高度173m,40層,連體位于39~40層,連體跨度54m,為剛性連接。

杭州市民中心,塔樓高度約102m,6個(gè)塔樓通過(guò)6個(gè)連體相連。6個(gè)連體的跨度分為34.05和57.28m兩種,高度為兩層高,位于23~24層,離地面高度為84m。連體底部四個(gè)角點(diǎn)與塔樓采用摩擦擺式支座相連,其中兩個(gè)支座雙向可動(dòng),一個(gè)支座環(huán)向可動(dòng),徑向固定,一個(gè)支座雙向固定。連體形式屬于典型的柔性連接。

上海證券大廈,高120m,連體位于10~18層,跨度63m,連體為兩拼支撐在塔樓筒體上的鋼框架。

MOMA包含7個(gè)連廊跨度分別長(zhǎng)24.8~54.5m,距離地面高35.~58.5m。連廊支撐處使用摩擦擺式支座作隔震處理。

上海凱旋門,高度99.9m,連體支撐體系為位于27層的兩根深梁,26層是由27層深梁下的吊柱支撐。

巴黎德方斯大門由兩座110m高的辦公樓連接而成,連體凈跨約為60m,高約20m,連體為3層高預(yù)應(yīng)力混凝土箱型大梁+雙井式巨型空腹桁架。

5   小結(jié)

對(duì)于復(fù)雜連體結(jié)構(gòu),連接體不僅將彼此獨(dú)立的建筑單體融合起來(lái),成為更有氣勢(shì)的大型連體建筑結(jié)構(gòu),同時(shí)還將各單體的結(jié)構(gòu)性能耦合起來(lái)。主要體現(xiàn)在結(jié)構(gòu)的靜力、動(dòng)力性能以及抗震性能發(fā)生了明顯變化,原來(lái)獨(dú)立工作的單體開始互相作用,相互影響,耦合起來(lái)的連體結(jié)構(gòu)在地震作用下呈現(xiàn)復(fù)雜的受力現(xiàn)象。

參考資料:  

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