大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

石建

[摘要]大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)越來(lái)越受到了城市人民的歡迎，但是因?yàn)檫@種高層建筑結(jié)構(gòu)與其他普通的建筑結(jié)構(gòu)相比，技術(shù)指標(biāo)要求更高，所以需要設(shè)計(jì)人員進(jìn)行精細(xì)的分析與計(jì)算，采取的方式也要合理，否則將會(huì)影響整個(gè)高層建筑性能。

[關(guān)鍵詞]大底盤；多塔樓高層；建筑結(jié)構(gòu)；設(shè)計(jì)分析

文章編號(hào)：2095-4085（2016）04-0041-02

大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)體系在設(shè)計(jì)時(shí)需要掌握的要點(diǎn)問(wèn)題比較多，比如需要解決地基基礎(chǔ)沉降不均勻的問(wèn)題、做好建筑材料等檢測(cè)工作、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工都應(yīng)該符合要求、滿足抗震要求等，每一個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題，都需要設(shè)計(jì)人員著力解決，以此來(lái)保證設(shè)計(jì)施工順利進(jìn)行。

1.大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

這種大底盤的結(jié)構(gòu)形式使其具有了多種不同的建筑功能，提高了建筑的整體使用價(jià)值。同時(shí)這種結(jié)構(gòu)也具備了一些不利的特點(diǎn)，即結(jié)構(gòu)的豎向不規(guī)則性，使其振型形成較為復(fù)雜，穩(wěn)定性和抗震性較差等，因而需要在設(shè)計(jì)中格外注意這些問(wèn)題。在實(shí)際工程的設(shè)計(jì)中，大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)分為如下兩種結(jié)構(gòu)類型進(jìn)行分別設(shè)計(jì)：一是大底盤結(jié)構(gòu)頂層樓板可作為上部多塔樓的嵌固端。通常帶地下停車位的住宅小區(qū)基本屬于該種類型；二是大底盤結(jié)構(gòu)頂層樓板不能作為上部多塔樓的嵌固端。該種結(jié)構(gòu)形式通常出現(xiàn)在下部裙樓作為商場(chǎng)或服務(wù)用房、上部塔樓為辦公或居住功能的綜合性建筑。一般這種建筑結(jié)構(gòu)的形式都屬于第二種大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)類型，即大底盤結(jié)構(gòu)頂層樓板不能作為上部多塔樓結(jié)構(gòu)的嵌同端，屬于復(fù)雜高層建筑結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)中必須加以仔細(xì)計(jì)算分析和論證。

2.大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)與普通的高層建筑結(jié)構(gòu)相比，技術(shù)要求更加嚴(yán)格，而且工程量非常大。從整體上說(shuō)，這種建筑結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是超長(zhǎng)、超寬，而且多數(shù)屬于不對(duì)稱結(jié)構(gòu)，所以設(shè)計(jì)難點(diǎn)非常高，為了保證大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加安全可靠，需要抓住設(shè)計(jì)重點(diǎn)，重點(diǎn)突破重點(diǎn)解決，以此來(lái)提高設(shè)計(jì)效率以及質(zhì)量。

2.1注重考慮地基基礎(chǔ)不均勻沉降問(wèn)題

該種建筑結(jié)構(gòu)塔樓部位層數(shù)比較多，而且總體高度也高，因此地基需要承受非常大的荷載，但是該種建筑結(jié)構(gòu)的其他部位層數(shù)不多，所以其所在位置的地基荷載相對(duì)來(lái)說(shuō)不大，基于上述情況造成了該建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)不均勻沉降的問(wèn)題，也因此成為設(shè)計(jì)人員首先要解決的問(wèn)題。為了有效的解決該問(wèn)題，設(shè)計(jì)人員需要遵循以下步驟：（1）計(jì)算出沉降量以及不均勻沉降所產(chǎn)生的沉降差，需要注意的是，需要選擇至少兩種以上的方法來(lái)計(jì)算，以此保證計(jì)算的準(zhǔn)確性。（2）按照計(jì)算結(jié)果設(shè)計(jì)人員采取相應(yīng)的措施，比如設(shè)置后澆帶的方法，以此來(lái)加大沉降觀測(cè)力度，通常情況下，在塔樓以及大底盤分界的位置上采取這種措施，這種方法能夠使該位置實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的沉降，但是需要花費(fèi)比較長(zhǎng)的時(shí)間，進(jìn)而延長(zhǎng)了整個(gè)施工工期，無(wú)形中也增加了施工難度，所以一般情況下，施工人員幾乎不會(huì)選擇此方法。（3）在構(gòu)件的位置添加鋼筋，但是選擇這種方法需要考慮構(gòu)件自身的問(wèn)題，其雖然能夠縮短施工時(shí)間，但是需要耗費(fèi)大量的成本。

2.2做好質(zhì)量檢測(cè)工作

并不是所有的建筑材料都能夠應(yīng)用在大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)中，只有各項(xiàng)職能指標(biāo)都符合要求的建筑材料才可以應(yīng)用其中，因此為了保證該種類型的高層建筑質(zhì)量，必須做好質(zhì)量檢測(cè)工作，禁止不符合要求的建筑材料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。其中對(duì)混凝土強(qiáng)度有一定的要求，一般需要達(dá)到C30，其中水泥用量以及品種都有嚴(yán)格的要求，尤其是水泥品種，不應(yīng)該有礦渣，可以在其中適當(dāng)?shù)奶砑臃勖夯?，以此?lái)減少水化熱現(xiàn)象，降低混凝土裂縫出現(xiàn)的概率。

2.3結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工

結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也是大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)重點(diǎn)關(guān)注的問(wèn)題，其中將會(huì)出現(xiàn)裂縫、鋼筋設(shè)計(jì)的問(wèn)題，這些問(wèn)題都有一定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，設(shè)計(jì)人員需要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)來(lái)設(shè)計(jì)。澆筑底板時(shí)，應(yīng)該一次完成不間斷，基坑內(nèi)需要降水降至底板的位置上，達(dá)到50cm左右，如果在施工過(guò)程中，選擇使用設(shè)置后澆帶的方法，需要注意的是頂板以及側(cè)墻不允許連續(xù)的設(shè)置，否則將影響后澆帶的使用。設(shè)計(jì)樓板時(shí)，需要設(shè)計(jì)鋼筋網(wǎng)，鋼筋網(wǎng)應(yīng)該達(dá)到密實(shí)的要求，鋼筋之間的距離不能超過(guò)15cm，其配筋率應(yīng)該達(dá)到0.6%，防水底板需要安裝雙層鋼筋網(wǎng)，以此達(dá)到保護(hù)防水底板的目的，鋼筋之問(wèn)的距離同樣不能超過(guò)15mm，但是其配筋率要應(yīng)該超過(guò)0.5%。

2.4抗震設(shè)計(jì)方法

（1）振型分解反應(yīng)譜法。傳統(tǒng)的單串聯(lián)剛片體系在剛度和質(zhì)量分布較為均勻時(shí)，其振型參與系數(shù)隨振型階數(shù)的增加而迅速減小，一般取前幾階振型即能滿足地震作用的計(jì)算精度的要求。但對(duì)于多塔結(jié)構(gòu)，此規(guī)律不復(fù)存在，某些低階振型的參與系數(shù)很小甚至為零，而某些高階振型的參與系數(shù)卻很大。

（2）動(dòng)力時(shí)程分析法。由于構(gòu)件及樓層的屈服模型和退化規(guī)律非常復(fù)雜，高層結(jié)構(gòu)的彈塑性時(shí)程分析還處于研究階段。目前工程設(shè)計(jì)中應(yīng)用較多的是結(jié)構(gòu)的彈性時(shí)程分析，對(duì)于多塔樓這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)，由于自由度很多，加之在進(jìn)行逐步積分時(shí)積分次數(shù)很多，按空間模型進(jìn)行動(dòng)力積分計(jì)算量比較大，目前只有一些結(jié)構(gòu)的通用分析軟件可用，而結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)軟件則采用的是基于“平面分塊元限剛假定的層模型，層模型剛度矩陣的階數(shù)很低，相應(yīng)的計(jì)算量也很小，每步的積分計(jì)算速度很快”。

3.結(jié)語(yǔ)

綜上所述，可知對(duì)大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析非常必要，因?yàn)樵诂F(xiàn)代建筑來(lái)說(shuō)，任何一種新型的建筑結(jié)構(gòu)都需要在大量分析研究的基礎(chǔ)上，才能更好的應(yīng)用在實(shí)踐中，大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)也不例外，雖然該結(jié)構(gòu)體系在建筑已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，但是在設(shè)計(jì)過(guò)程中，依然存在很多挑戰(zhàn)，以此來(lái)引起設(shè)計(jì)人員的關(guān)注。