弱连接连体高层建筑结构 (肖从真)

1、l弱连接连体高层建筑结构多指架空连廊弱连接连体高层建筑结构多指架空连廊 结构，连接体结构与主体结构的连接采结构，连接体结构与主体结构的连接采 用滑动连接或至少有一端采用滑动连接用滑动连接或至少有一端采用滑动连接 的连体结构，也包括采用阻尼器的连体的连体结构，也包括采用阻尼器的连体 （连廊）结构。弱连接连体结构的特点（连廊）结构。弱连接连体结构的特点 是：连接体结构受力较小；在风和地震是：连接体结构受力较小；在风和地震 荷载作用下，连接体两侧主体结构基本荷载作用下，连接体两侧主体结构基本 上不能整体协调变形受力上不能整体协调变形受力 。 l二二 、弱连接连体结构的计算分析、弱连接连体结构的计算分

2、析 l总体原则与强连接连体结构相似，总体原则与强连接连体结构相似， 在以下两个方面，需要引起注意：在以下两个方面，需要引起注意： l（一）、水平荷载作用计算（一）、水平荷载作用计算 l如果连接体与主体结构的连接方式两端均为如果连接体与主体结构的连接方式两端均为 滑动连接，则在水平荷载作用下连接体部分滑动连接，则在水平荷载作用下连接体部分 对主体结构影响较小；如果一端为滑动连接，对主体结构影响较小；如果一端为滑动连接， 一端为铰接，连接体对铰接一端有一定影响，一端为铰接，连接体对铰接一端有一定影响， 计算时要考虑。如果是采用带阻尼器的连接计算时要考虑。如果是采用带阻尼器的连接 方式，计算时需考虑

3、连接体方式，计算时需考虑连接体阻尼器与主体阻尼器与主体 结构的共同作用。结构的共同作用。 l（二）、竖向地震作用计算（二）、竖向地震作用计算 l对弱连接连体结构，以往对竖向地震作用考对弱连接连体结构，以往对竖向地震作用考 虑较少。实际上，即使采用滑动连接或弹性虑较少。实际上，即使采用滑动连接或弹性 连接，连接体的竖向地震作用依然存在。因连接，连接体的竖向地震作用依然存在。因 此，此，8度、度、9度抗震设防时，弱连接的连体结度抗震设防时，弱连接的连体结 构也应考虑竖向地震的影响，并宜进行竖向构也应考虑竖向地震的影响，并宜进行竖向 地震作用下的时程分析。地震作用下的时程分析。 l三、弱连接连体（架

4、空连廊）结构的震害三、弱连接连体（架空连廊）结构的震害 l架空连廊目前在高层建筑中应用较为广泛。架空连廊目前在高层建筑中应用较为广泛。 架空连廊的跨度有的为几架空连廊的跨度有的为几米米，有的长达几十，有的长达几十 米；连廊的宽度一般比较窄，一般约在米；连廊的宽度一般比较窄，一般约在10米米 之内。在相邻建筑物之间可设置之内。在相邻建筑物之间可设置1个或多个个或多个 架空连廊。架空连廊。 l1995年日本阪神地震，许多架空连廊年日本阪神地震，许多架空连廊 发生破坏坍落；发生破坏坍落；1999年台湾集集地震年台湾集集地震 有架空连廊坍落的震害；我国有架空连廊坍落的震害；我国1976年年 唐山地震中

5、也有不少工业建筑架空连唐山地震中也有不少工业建筑架空连 廊的震例。廊的震例。 l震害震害1 1 1995 1995年阪神地震，年阪神地震，1个大跨度的钢结构架个大跨度的钢结构架 空连廊，上、下钢梁搁置在主体结构的牛腿上，空连廊，上、下钢梁搁置在主体结构的牛腿上， 地震中钢梁连廊塌落。地震中钢梁连廊塌落。 l震害震害2 2 1995年阪神地震。年阪神地震。 l在两个在两个8层住宅之间，每层有架空连廊连接。层住宅之间，每层有架空连廊连接。 设计中架空连廊的一端与住宅的主体结构刚设计中架空连廊的一端与住宅的主体结构刚 结，另一端与另一住宅的主体结构滑动连结。结，另一端与另一住宅的主体结构滑动连结。

6、地震中架空连廊的滑动连接端全部滑出支座，地震中架空连廊的滑动连接端全部滑出支座， 连廊全部塌落。连廊全部塌落。 l震害震害3 3 1995年阪神地震。年阪神地震。 l两栋两栋11层的公寓楼，东栋和南栋在第层的公寓楼，东栋和南栋在第4层、层、 第第7层和第层和第10层设置架空连廊连接，地震中层设置架空连廊连接，地震中 第第10层的架空连廊与主体结构之间的连接拉层的架空连廊与主体结构之间的连接拉 裂，第裂，第7层架空连廊破坏较轻，第层架空连廊破坏较轻，第4层架空连层架空连 廊基本没有损坏。廊基本没有损坏。 l震害震害4 4 两栋不等高的建筑之间有三个架空连廊两栋不等高的建筑之间有三个架空连廊 连接

7、，架空连廊与建筑物主体结构采用刚结。地连接，架空连廊与建筑物主体结构采用刚结。地 震中最上的震中最上的1个架空连廊塌落，并压坏了下部个架空连廊塌落，并压坏了下部1个个 连廊，位于建筑物第连廊，位于建筑物第2层的连廊基本没有损坏。层的连廊基本没有损坏。 l震害震害5 5 两栋建筑物之间两栋建筑物之间4个架空连廊偏心个架空连廊偏心 设置在建筑物的端部，地震中全部塌落设置在建筑物的端部，地震中全部塌落 l震害震害6 6 两栋建筑物之间有多个架空连廊相两栋建筑物之间有多个架空连廊相 连接，连廊的梁搁置在主体结构的牛腿上。连接，连廊的梁搁置在主体结构的牛腿上。 地震中因地震中因1幢公寓的首层破坏，房屋倾

8、斜，幢公寓的首层破坏，房屋倾斜， 架空连廊全部破坏。从下图震害情况可见，架空连廊全部破坏。从下图震害情况可见， 由于架空连廊搁置在主体结构牛腿上，因由于架空连廊搁置在主体结构牛腿上，因 而连廊的破坏没有造成邻近的另一幢建筑而连廊的破坏没有造成邻近的另一幢建筑 主体结构的破坏。主体结构的破坏。 l震害震害7 7 1999年台湾集集地震中，埔里酒厂年台湾集集地震中，埔里酒厂 内的两栋建筑物之间第内的两栋建筑物之间第3层设置架空层设置架空连廊连廊 （天桥），该连廊位于建筑物一侧，形成（天桥），该连廊位于建筑物一侧，形成 偏心连接，地震中连廊塌落，两幢建筑物偏心连接，地震中连廊塌落，两幢建筑物 的主体

9、结构在第的主体结构在第3层严重破坏。层严重破坏。 l 1跨度较大、位置较高的架空连廊容易发跨度较大、位置较高的架空连廊容易发 生严重破坏。生严重破坏。 l如震害如震害1、震害、震害2的架空连廊跨度较大，地的架空连廊跨度较大，地 震中严重破坏，从震害震中严重破坏，从震害3、震害、震害4可看出，可看出， 位于建筑物上部的连廊容易破坏，但在建位于建筑物上部的连廊容易破坏，但在建 筑物下部的连廊破坏较少。筑物下部的连廊破坏较少。 l 2跨度小、高度低的架空连廊，其震害较跨度小、高度低的架空连廊，其震害较 轻或基本没有损坏。轻或基本没有损坏。 l震害震害3中架空连廊跨度很小，两栋建筑物的中架空连廊跨度很

10、小，两栋建筑物的 主体结构又伸出一段悬臂，使架空连廊避主体结构又伸出一段悬臂，使架空连廊避 免了严重破坏，仅第免了严重破坏，仅第10层连廊端部拉裂，层连廊端部拉裂， 第第4层和第层和第7层连廊破坏较少。层连廊破坏较少。 l 3两个建筑物高度不同，连接两个建筑物两个建筑物高度不同，连接两个建筑物 的连廊容易严重破坏，如震害的连廊容易严重破坏，如震害4所示。所示。 l4架空连廊偏置在建筑物的端部，则容易架空连廊偏置在建筑物的端部，则容易 发生严重破坏。从震害发生严重破坏。从震害5和震害和震害7可看出，可看出， 架空连廊偏置对抗震不利。架空连廊偏置对抗震不利。 l 5架空连廊与两边建筑物主体结构的连

11、接架空连廊与两边建筑物主体结构的连接 形式不同，破坏情况不同。刚接连接的连形式不同，破坏情况不同。刚接连接的连 廊在地震中塌落的比较少一些，但一旦拉廊在地震中塌落的比较少一些，但一旦拉 断塌落，则主体结构破损较严重；滑动连断塌落，则主体结构破损较严重；滑动连 接的连廊在地震中容易塌落，尤其是连廊接的连廊在地震中容易塌落，尤其是连廊 搁置主体结构牛腿上的连结构造更容易塌搁置主体结构牛腿上的连结构造更容易塌 落，但滑动连接的连廊破坏对主体结构影落，但滑动连接的连廊破坏对主体结构影 响较小。响较小。 l架空连廊大致有三种布置方式：一是在两架空连廊大致有三种布置方式：一是在两 个建筑物之间用连廊一跨跨

12、越，以连接建个建筑物之间用连廊一跨跨越，以连接建 筑物作为支承；二是连廊独立支承，两端筑物作为支承；二是连廊独立支承，两端 与建筑物连接，但不支承其上；三是连廊与建筑物连接，但不支承其上；三是连廊 中间部分独立支承，首尾两端或其中之一中间部分独立支承，首尾两端或其中之一 支承在连接建筑物上。支承在连接建筑物上。 l唐山地震中架空连廊的震害大致有两唐山地震中架空连廊的震害大致有两 类：一类是连廊整体坠落，或者坠而类：一类是连廊整体坠落，或者坠而 未落，这是应予防止的；另一类是一未落，这是应予防止的；另一类是一 般性破坏，这是力求减轻的。般性破坏，这是力求减轻的。 l（1）整体坠落）整体坠落 l造

13、成整体坠落的原因大致有三种：造成整体坠落的原因大致有三种： l1）连廊支承结构破坏造成坠落。）连廊支承结构破坏造成坠落。 l2)位移过大，连接处破坏造成坠落。位移过大，连接处破坏造成坠落。 l3)邻近建筑物高处倒塌造成连廊整体坠落。邻近建筑物高处倒塌造成连廊整体坠落。 l(2)一般性破坏一般性破坏 l大致有以下震害形态：大致有以下震害形态： l1)连廊与连接建筑贴近处碰撞，这种震害较连廊与连接建筑贴近处碰撞，这种震害较 常见。常见。 l2)支承构件及支承埋设件破坏。支承构件及支承埋设件破坏。 l3)连廊上部建筑破坏。连廊上部建筑破坏。 l2)支承构件及支承埋设件破坏。支承构件及支承埋设件破坏。

14、 l位移差较大时，就使支承埋设件产生较大的位移差较大时，就使支承埋设件产生较大的 拉拔力；高烈度区还要加上竖向地震的作用拉拔力；高烈度区还要加上竖向地震的作用 l使锚固螺栓松动、变形以致拔出，支承钢板使锚固螺栓松动、变形以致拔出，支承钢板 之间开焊而滑移，混凝土支承牛腿产生水平、之间开焊而滑移，混凝土支承牛腿产生水平、 竖向和斜向裂缝以致混凝土成片崩脱，形成竖向和斜向裂缝以致混凝土成片崩脱，形成 支承构件和支承埋设件不同程度的震害，发支承构件和支承埋设件不同程度的震害，发 展到极端情况造成失效而致连廊坠落。展到极端情况造成失效而致连廊坠落。 l （一）、连廊部分结构宜采用轻型结构（一）、连廊部

15、分结构宜采用轻型结构 l连廊部分结构宜优选钢结构及轻型围护结连廊部分结构宜优选钢结构及轻型围护结 构，连廊部分重量越轻，连廊部分构件及构，连廊部分重量越轻，连廊部分构件及 连廊支承构件受力越小，对抗震越有利。连廊支承构件受力越小，对抗震越有利。 l（二）、（二）、8度抗震设计时，连廊结构及连廊度抗震设计时，连廊结构及连廊 支座应考虑竖向地震的影响，连廊宜按中支座应考虑竖向地震的影响，连廊宜按中 震弹性进行设计。震弹性进行设计。 l （三）、连廊与主体结构连接要可靠（三）、连廊与主体结构连接要可靠 l连廊支座连接支座构件要有较高的可靠度，连廊支座连接支座构件要有较高的可靠度， 支座部位是连廊结构

16、的关键，设计时要有支座部位是连廊结构的关键，设计时要有 所加强，要有较高的可靠度。宜按大震不所加强，要有较高的可靠度。宜按大震不 屈服设计，即保证大震下连廊不坠落，因屈服设计，即保证大震下连廊不坠落，因 此连体支座除按常规组合内力进行计算外，此连体支座除按常规组合内力进行计算外， 还应进行大震下的验算。还应进行大震下的验算。 l （三）、连廊与主体结构连接要可靠（三）、连廊与主体结构连接要可靠 l连接多采用滑动支座。抗震设计时，连接多采用滑动支座。抗震设计时， 支座的设计要留出足够的滑移量，应支座的设计要留出足够的滑移量，应 能满足在罕遇地震作用下的位移要求。能满足在罕遇地震作用下的位移要求。

17、 l （三）、连廊与主体结构连接要可靠（三）、连廊与主体结构连接要可靠 l支座可有以下几种选择：支座可有以下几种选择： l1、如果位移较小，可以直接设置板式橡胶、如果位移较小，可以直接设置板式橡胶 支座。该支座的优点是：构造简单，价格支座。该支座的优点是：构造简单，价格 低，易于更换，具有一定弹性，有一定的低，易于更换，具有一定弹性，有一定的 防震作用。防震作用。 l 2、如果连廊跨度较大，位置较高，采、如果连廊跨度较大，位置较高，采 用滑动连接位移量较大，不容易控制，用滑动连接位移量较大，不容易控制， 可考虑采用橡胶支座加阻尼器的方式。可考虑采用橡胶支座加阻尼器的方式。 l通过设置板式橡胶支

18、座或夹层钢板橡胶支通过设置板式橡胶支座或夹层钢板橡胶支 座传递竖向荷载，加设阻尼器耗散振动能座传递竖向荷载，加设阻尼器耗散振动能 量，可以减小主体结构的地震反应。量，可以减小主体结构的地震反应。 l如竖向荷载不大，可选用板式橡胶支座；如竖向荷载不大，可选用板式橡胶支座； 如竖向荷载较大可选用夹层钢板橡胶支座，如竖向荷载较大可选用夹层钢板橡胶支座， 也可采用多个橡胶垫的方式。也可采用多个橡胶垫的方式。 l对各种连接支座形式，均宜进行时程对各种连接支座形式，均宜进行时程 分析，必要时应进行非线性时程分析，分析，必要时应进行非线性时程分析， 根据计算结果，确定支座各部位内力、根据计算结果，确定支座各部位内力、 位移的大小，选用经济合适的支座及位移的大