大底盘多塔楼高层建筑结构的设计分析

2015-03-20凯李荣林深圳市华纳国际建筑设计有限公司杭州分公司浙江杭州30000深圳市华纳国际建筑设计有限公司杭州分公司浙江杭州30000

中国新技术新产品 2015年5期

封凯李荣林（.深圳市华纳国际建筑设计有限公司杭州分公司，浙江杭州 30000；.深圳市华纳国际建筑设计有限公司杭州分公司，浙江杭州 30000）

大底盘多塔楼高层建筑结构的设计分析

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（1.深圳市华纳国际建筑设计有限公司杭州分公司，浙江杭州 310000；2.深圳市华纳国际建筑设计有限公司杭州分公司，浙江杭州 310000）

摘要：大底盘多塔楼高层建筑结构现已经被广泛的应用在建筑设计中，这种结构体系最大的优势就是能够将建筑功能发挥到最大，其综合性更强，但是需要解决的问题也比较多。本文主要通过对大底盘多塔楼高层建筑结构体系的特点与分类的介绍，进而探讨了该建筑结构体系的设计要点，仅供交流。

关键词：大底盘多塔楼；高层建筑结构；设计；分析

虽然大底盘多塔楼高层建筑结构优势突出，但是因其结构复杂，工程长度以及宽度都超过普通的高层建筑，另外，地基不均匀沉降的问题十分明显，因此为了达到相应的设计效果，设计人员应该进行更加精细的计算，选择最佳的设计方法。

一、大底盘多塔楼高层建筑结构体系的特点与分类

大底盘多塔楼高层建筑结构是城市建筑发展的需求，该种体系突出的特点是多个不同的楼房，使用一个相同的裙房。这种体系能够将多个功能融为建筑中，进而实现了建筑的整体功能性。这是大底盘多塔楼高层建筑结构显著的特点，也是其最突出的优势，但是这种建筑结构体系，也有存在着明显的弊端，即建筑结构竖向具有不规则性，设计环节比较复杂，要想达到预计的设计效果，需要完成振型，以便提高该种建筑的稳定性以及抗震性，但是但从这两方面性能来讲，这种建筑结构体系无论是稳定性方面，还是抗震性方面，与普通的高层建筑相比，都比较差，因此需要设计人员付出更多的心血。

该种建筑结构体系，主要可以分为两大类，第一类是将大底盘结构中最上层的楼板看作是多塔楼高层建筑的嵌固端，一般情况下，如果高层建筑带有地下车库，则会选择该种形式的大底盘多塔楼高层建筑结构，第二类是正好与之第一类不同，顶层楼板并不设计成为嵌固端，通常而言，高层建筑中下部裙楼被用作商场或者综合性比较强的高层建筑中会应用这种形式，第二类与第一类相比，更为复杂，需要设计人员作出精细地计算，并且将以实际的论证，否则极其容易出现误差，导致安全事故。

二、大底盘多塔楼高层建筑结构的设计要点

因为大底盘多塔楼高层建筑结构体系不同于其他类型的高层建筑结构体系，相比而言，这种结构体系工程量大，技术含量高，而且无论是长度，还是宽度，普通的高层建筑物都无法比拟。为了达到大底盘设计的目标，在塔楼设计时，往往呈现出不对称的现象，而且这种不对称对设计人员来说是需要解决的一大难度，但是使整个高层建筑设计方案更为科学有效，其可靠性更强，除了上述问题需要解决外，还应该注意以下几点：

1 地基不均匀沉降的问题。大底盘多塔楼高层建筑结构的塔楼位置，楼层数比较多，而且高度也非常高，因此其相对应对地基需要承载更大的荷载，而该结构大底盘的位置，楼层数比较少，高度也相对比较低，因此其相对应的地基需要承载的荷载也就比较小，也正是因为如此，该结构体系存在着比较严重的地基不均匀沉降的问题。为了解决这个问题，设计应该做到以下几点：第一，利用不同的方法将其沉降量以及沉降差计算出来，至少选择两种以上的方法，以此提高其计算的准确度；第二，设计人员需要依据计算结果来采取相应的措施，即：放或者抗，放就是在高层建筑塔楼与大底盘分界的地方进行后浇带的设计，以便更容易观察这两个建筑位置存在的沉降量以及沉降差，等到塔楼以及大底盘的位置沉降处于稳定状态时，对其进行计算，并且采取封闭沉降后浇带的方法，这种方法只需要使用比较少的配筋，但是如果利用这种方法则需要更长的时间来达到沉降的目的，这会延长施工周期，而且因其结构设计并不简单，非常不利于现场管理，因此一般而言，施工单位都不会使用这种方法。而抗就是指在天假陪金的基础上，再添加钢筋，以此使建筑构件剪力得到有效的提高，避免沉降差带来的不良后果，与此同时该需要考虑到建筑结构中其他构件所带来的不良影响，这种方法不需要过长的时间即可达到均匀沉降的目的，但是唯一的不足是成本花费比较大。

2 精选建筑材料。大底盘多塔楼高层建筑结构体系需要精选建筑材料，尤其是地下室部分，所使用的混凝土强度达到C30，此外，水泥用量也不宜过多，保持在250Kg即可，如果没有特别要求的情况，一般不会选择使用矿渣水泥，如果有规定要求，或者水泥的性能为未能满足要求，可以适当的添加一定量的粉煤灰，避免混凝土结构出现水化热，以此保证混凝土结构不会出现裂缝。

3 设计与施工有机结合。在设计时，构件受力的计算十分重要，与此同时，预防裂缝也十分关键，有些结构的特殊部位则需要添加钢筋，上述这些设计人员人员都需要做好，以便为顺利施工奠定基础，在浇注底板时，应该一次性完成，并且在基坑中降水，一直到底板下5m，施工期间，应该设计后浇带，顶板与侧墙的位置可以不连续，侧墙与后浇带之间大约相互30m即可，而顶板与后浇带之间的差距应该保持在55m左右。墙体与柱子连接部位宜插入长度1500-2000mm，由8-10的加强钢筋，插入柱子200-300mm，插入边墙1200-1600mm，其配筋率应提高10%-15%。楼板宜配置细而密的构造钢筋网，钢筋间距宜小于150mm，配筋率宜为0.6%左右；现浇补偿收缩钢筋混凝土防水顶板应配置双层钢筋网，构造钢筋间距小于150mm，配筋率宜大于0.5%。

4 抗震设计方法。动力时程分析法。由于构件及楼层的屈服模型和退化规律非常复杂，高层结构的弹塑性时程分析还处于研究阶段。目前工程设计中应用较多的是结构的弹性时程分析，对于多塔楼这种复杂结构，由于自由度很多，加之在进行逐步积分时积分次数很多，按空间模型进行动力积分计算量比较大，目前只有一些结构的通用分析软件可用，而结构工程设计软件则采用的是基于“平面分块元限刚假定的层模型，层模型刚度矩阵的阶数很低，相应的计算量也很小，每步的积分计算速度很快”。在弹性阶段，可采用基于振型分解的时程分析方法。