关于大底盘多塔高层建筑结构设计的分析

关于大底盘多塔高层建筑结构设计的分析
发表时间：2018-04-26T15:09:32.603Z 来源：《建筑学研究前沿》2017年第33期作者：王文
[导读] 所谓的大底盘多塔楼高层建筑也就是一种两栋及其以上的高层建筑结构所组成的新型建筑结构形式。

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摘要：所谓的大底盘多塔楼高层建筑也就是一种两栋及其以上的高层建筑结构所组成的新型建筑结构形式，它们都是建立在一个底盘结构上。

由于这种结构形式在设计的过程中，其结构布局比较复杂，并且还需要对整个建筑结构的整体性和稳定性进行考虑，为此，本文对大底盘多塔高层建筑结构设计的相关要点展开论述。

关键词：大底盘多塔；高层建筑；结构设计
1.大底盘多塔楼高层建筑结构概述
1.1大底盘
从结构方面看，大底盘和塔楼之间的连接关系非常的多样化，比如底盘和塔楼结构的竖向分布发生间断，并在底盘的底部与塔楼的衔接位置使用转换层。

该种结构是比较常见的住宅双塔结构，这种建筑结构对于底盘的要求需要更大的空间，如果是处于这样的设计那么大底盘的刚度相对于上部的塔楼更柔；另一种结构类型是底盘和塔楼结构其竖向分布比较连续，该种结构中上部塔楼的竖向结构会一直延伸到底盘低端。

除了塔楼延续下来的结构以外，其他部分的结构均为空间框架结构。

该种结构类型的底盘其刚度会明显较大，稳定性增强但是却占用了底盘的空间和建筑布置。

1.2塔楼
塔楼一般最长采用的形式为剪力墙结构、框架结构、框筒结构和简体结构等，大底盘多塔楼结构是根据塔楼平面和底盘的平面布置、刚度、高度以及质量等进行划分的话可以分为4种类型，即对成型双塔结构、对称性多塔结构、非对称性双塔结构以及非对称性多塔结构等。

2.大底盘多塔结构的分类
2.1常见的几种形式
2.1.1由地下室、裙房、多个塔楼三部分组成，含地下室的底部大裙房形成大底盘，将多栋塔楼连成一个整体。

2.1.2由地下室和多个塔楼两部分组成，多个塔楼只能通过地下室连成一体，没有裙房。

2.1.3带缝多塔结构，由于设计需要建筑结构被伸缩缝、抗震缝和沉降缝等分成若干部分，这类结构与一般多塔结构没有本质区别，只是多塔结构中塔楼与塔楼间距非常小的特例。

2.1.4复杂多塔结构，它是在多塔结构上又增加了其他复杂结构，如带转换层、带加强层、连体、错层等。

按照相关规定中指出“7度和8度抗震设计的高层建筑不宜采用超过两种复杂结构”。

2.2体型特点分类
2.2.1紧凑型多塔结构，即各塔楼之间距离比较近，或是裙房层数相对较多、裙房部分比较高等，此时如在各塔下采用“45°线分割法”对各塔分割时，各塔剖出的地盘部分会存在相交部分，紧凑型的多塔结构中各塔受力状态受其他塔楼影响比较大。

2.2.2分散型多塔结构，即各塔楼之间相隔比较远，各塔楼之间相互影响会比较小。

3.大底盘多塔楼高层建筑结构设计方法分析
3.1解决地基基础不均匀沉降问题
对于大底盘多塔楼高层建筑来说，各塔楼由于层数较多、总高度较高，其传递至地基基础的荷载较大。

而在大底盘的其他部位往往层数较少，其传递至地基基础的荷载较小，因此塔楼部位基础的地基应力要比大底盘的其他部位大许多，其地基沉降也将有较大的差别。

在设计中首先宜采用两种以上的计算方法计算这两者间的沉降量和沉降差。

然后设计者将根据计算得的沉降差来决定是“放”还是“抗”。

“放”即是在各塔楼与大底盘分界处设置沉降后浇带，加强这两部位的沉降观测，待这两部位的沉降达到基本稳定时或其差值与计算相符时封闭沉降后浇带，此类方法在塔楼与大底盘分界部分的构件中增加的配筋有限，而其较大的缺点是由于达到沉降相对稳定的时间较长。

施工周期延长，结构的构造复杂，给现场施工的管理带来了相当的困难，施工单位往往不愿接受此类方案。

“抗”即是不设置沉降后浇带，而是根据计算所得的沉降差在设计塔楼与大底盘相邻构件时除必须满足由于强度计算所需的配筋外，还需加入由于沉降差引起的构件内的附加弯矩与剪力所需的钢筋，当然还必须考虑其对相邻构件以外构件的不利影响，此类方法施工周期快，大底盘部分可以完整施工，但其带来的结果往往是结构的造价相对较高。

3.2重视建筑材料质量
鉴于大底盘多塔楼的上部结构传递给底部的荷载较大，因此对其基础和地下室的设计应当尤其注意建筑材料的选用，以确保结构的整体稳定。

一般来讲，地下室工程施工中所选用的混凝土，其等级强度要保证在C30以上，且水泥的用量要进行有效控制，并且最好不要使用矿渣水泥作为地下室施工的水泥品种。

根据实际工程的需要，还可以在混凝土配制中加入适当的粉煤灰，以降低混凝土的水化热反应带来的不良影响，防止混凝土出现裂缝现象，影响建筑的结构质量。

3.3大底盘多塔高层建筑抗震概念设计
3.3.1多塔结构振型复杂，且高振型对结构内力的影响较大，当各塔楼质量和刚度分布不均匀时，结构扭转振动反应较大，因此各塔楼的楼层数、平面布局、竖向刚度及结构类型宜接近。

3.3.2塔楼对底盘宜对称布置，塔楼结构的综合质心宜接近底盘结构的质心，塔楼与底盘质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%。

3.3.3抗震设计时，带转换层塔楼不宜设置在底盘屋面的上层的塔楼内。

否则应采取有效的抗震措施，如转换层及上、下层的抗震应提高一级采用。

3.3.4为保证大底盘与塔楼整体工作，底盘屋面板应加厚，不宜小于150mm，屋面梁、板配筋也应加强。

底盘屋面上、下一层的楼板
也应加强构造措施。

3.3.5抗震设计时.多塔楼之间裙房连接体的屋面梁应予加强，各塔楼与裙房连接部位的外围柱、剪力墙，从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内应特别加强。

柱纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高，柱箍筋在裙楼屋面上、下层的范围内全高加密，剪力墙宜按规范的有关规定设置约束边缘构件。

4.大底盘多塔楼高层建筑结构设计控制指标
4.1大底盘多塔楼结构，按整体和分塔楼计算模型分别验算整体结构和各塔楼结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一周期的比值，不应大于0.85。

限制周期比就是限制结构的抗扭刚度不能太弱。

4.2结构的扭转位移比。

限制扭转位移比主要是限制结构平面布置的不规则性，避免产生过大的偏心而导致结构产生较大的扭转效应。

4.3上部塔楼结构的综合质心与底盘结构质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%。

4.4底盘高度超过房屋高度20%的多塔楼结构设计，在体型收进处宜采取措施减小结构刚度的变化，上部收进结构的底部楼层层间位移移不宜大于相邻下部区段最大层间位移角的1.15倍。

4.5抗震设计时，体型收进部位上、下各2层塔楼周边竖向结构构件的抗震等级宜提高一级采用。

结束语：总之，在今后对大底盘多塔高层建筑结构进行设计的过程中，必须要根据其实际情况来对其建筑结构形式设计的相关内容进行分析，从而使得建筑结构的各方面性能得到有效的保障，满足现代化建筑工程建设施工的相关要求，使大底盘多塔高层建筑结构设计的可靠性和经济性得到保障。

参考文献
[1]张浩，沈雁杰.大底盘多塔高层建筑结构设计的关键问题[J].城市建设理论研究.2013.
[2]陈伟业.高层建筑结构大底盘多塔结构设计初探[J].中国房地产业.2017.
[3]王国文.大底盘多塔高层建筑结构设计要点分析[J].大科技.2014.。