高层连体结构是指两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)相连接而形成的一种复杂结构体。连体结构依据连接方式可分为两类:强连接方式和弱连接方式。
当主体结构间的体型和刚度相差较大或连体位置过高时,连体与塔楼的连接宜采用弱连接方式,弱连接方式削弱连体与塔楼的变形协调性,使两者具有相对独立的变形能力,从而减弱了主体结构的不规则性。
将连体和主体结构分隔并引入振动控制形成的弱连接形式的连体结构称为隔震连体结构,隔震连体结构的弱连接滑动节点一般宜采用隔震支座来实现。
弱连体结构的隔震支座宜采用阻尼橡胶支座或普通橡胶支座与阻尼器结合使用的耗能连接方式,且为减小阻尼装置反力引起的扭转效应不利因素,应在连体连梁处沿主轴对称布置,其数量和分布应通过综合分析合理确定并有利于连体的保护和对整体结构的耗能。阻尼器可采用速度相关型、位移相关型或其他类型,其附加给结构的有效刚度可采用等效线性化方法确定,其附加给连体结构的等效阻尼比不应大于20%。
弱连体结构连接节点处应设置复位装置(如复位弹簧等),应确保连体在经历大震或大位移后能回复到初始状态,隔震支座在罕遇地震下拉应力不应大于1MPa。
与连体相连部位(柱、剪力墙等)应予以加强并设置防冲击或碰撞装置,连体及连体连接楼层的结构构件在连体高度范围及其上、下楼层,箍筋应全柱段加密配置,连体部分抗震等级应提高一级,为特一级时可不再提高。
连体位置越高,连体对结构整体的约束作用越强,结构自振周期减小,连体受力越显著,结构底部剪力越大,顶层位移逐渐减小,设计时宜在连体两端均设柔接节点,如确需一端设置,应将隔震支座与结构刚度小的单塔相连,以充分利用阻尼器耗能能力。大震下阻 尼器局部耗能对整体结构的影响有限,对连体设计有利。
橡胶隔震支座设计参数应由试验确定,宜采用时程分析所得滞回曲线作为计算依据。隔震支座压应力限值宜采用10MPa进行计算,极限水平位移应不小于0.55倍的有效直径。
垂直于连体长度方向上应严格限位,避免风振下连体产生频繁振动或变位。
连体上连梁受力较下连梁受力大,随着连体位置的上升连体内力持续增加;上连梁在连体位于结构中上部时达到最大值,下连梁持续增加。连体上连梁截面宜加大,上、下连梁箍筋应全梁段加密配置,当连体位于结构中上部部位时,应辅助多种计算手段进行计算,取其最不利工况。与阻尼器连接的连梁、柱、剪力墙等构件设计时,应计入阻尼器传递的附加内力。
弱连体结构边梁截面宜加大,楼面楼板厚度不宜小于150mm,宜采用双层双向配筋网,每层每方向钢筋网的配筋率不宜小于0.25%。