大底盤多塔樓高層建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計研究

王喆 陳志鑫

摘要：為了充分解決建筑用地問題，最大限度滿足社會和人民的需求，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)利益最大化，城市建筑尤其是高層建筑正逐步向多功能方向發(fā)展?；诖?，文章以高層建筑大底盤多塔結(jié)構(gòu)概述為切入點，對大底盤多塔結(jié)構(gòu)的特點進(jìn)行了描述和總結(jié)，接著對當(dāng)前高層建筑中大底盤的裂縫進(jìn)行了分析并結(jié)合實際情況總結(jié)了高層建筑結(jié)構(gòu)中加強(qiáng)大底盤多塔結(jié)構(gòu)的具體措施，希望通過文章的研究能夠推動我國建筑行業(yè)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

關(guān)鍵詞：高層建筑;大底盤多塔樓;結(jié)構(gòu)設(shè)計;研究

所謂的大底盤多塔結(jié)構(gòu)就是指將不同的建筑物修建在同一個較大的空間上，進(jìn)而同時擁有居住空間和商業(yè)空間，且高層建筑的這種大底盤結(jié)構(gòu)能夠充分保障建筑物的質(zhì)量和安全。但必須承認(rèn)的是大底盤多塔結(jié)構(gòu)在應(yīng)用中具有一定的復(fù)雜性和特殊性，當(dāng)大底盤上存在兩個或多個塔樓結(jié)構(gòu)時，可能會出現(xiàn)較復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)和振動，如果處理不當(dāng)會影響整個建筑結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，甚至對人們的財產(chǎn)生命安全造成威脅，因此做好高層建筑結(jié)構(gòu)大底盤設(shè)計意義十分重大。

1高層建筑大底盤多塔結(jié)構(gòu)概述

在高層建筑中，大底盤上的每一個塔樓都有獨立的迎風(fēng)面和變形能力，它們具有相對獨立的結(jié)構(gòu)，但同時這種變形程度與塔樓和大底盤之間的連接剛度和受力情況又有一定的關(guān)系，因此塔樓之間通過大底盤也相互具有一定的影響，因此我們應(yīng)該對大底盤多塔結(jié)構(gòu)建筑特點進(jìn)行一個系統(tǒng)化的總結(jié)：

1.1協(xié)調(diào)性

通常來說，高層建筑中的大底盤多用于商業(yè)市場，例如修建成為商場、餐飲地和娛樂場所等，而大底盤上部的多塔結(jié)構(gòu)則多用于居住和辦公，因此絕大部分多塔結(jié)構(gòu)會在大底盤上方呈現(xiàn)內(nèi)收效果，形成平面剛度突變。在此情況下，為了保證多塔與大底盤的協(xié)調(diào)性，建筑設(shè)計人員應(yīng)該在大底盤的頂層與多塔建筑間設(shè)置一層結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換層，并且在施工修建時應(yīng)該將大底盤的頂端設(shè)定為多塔建筑的嵌固端，這樣能夠更好的保證高層建筑結(jié)構(gòu)大底盤與上部多塔結(jié)構(gòu)具有良好的協(xié)調(diào)性。

1.2多樣性

眾所周知，高層建筑本身具有一定的多樣性，尤其是大底盤高層建筑結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜多樣。另外大底盤多塔結(jié)構(gòu)還可以分為大底盤多塔半結(jié)構(gòu)和雙塔連體結(jié)構(gòu)，其中雙塔連體結(jié)構(gòu)對建筑軸線的對稱性有一定的要求，因此針對這一需求在大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，設(shè)計者應(yīng)該對高層建筑的動力性和受力性做出嚴(yán)格的設(shè)計和規(guī)劃。

1.3構(gòu)件不規(guī)則性

為了更好的實現(xiàn)商用和民用需求，通常來說，高層建筑結(jié)構(gòu)大底盤的使用面積都較大，對于大面積建筑來說，結(jié)構(gòu)豎向剛度經(jīng)常有相對薄弱的位置，因此在進(jìn)行設(shè)計時應(yīng)該充分考慮到結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量的不均勻性對平面布置方法進(jìn)行設(shè)計，盡量減小建筑剛心和質(zhì)心的距離，進(jìn)而減小結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)效應(yīng)。

2高層建筑大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計要點

2.1大底盤與多塔結(jié)構(gòu)的沉降差異

對于大多數(shù)大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)建筑來說，都屬于高層建筑結(jié)構(gòu)，給底盤和地面都會造成較大的負(fù)載壓力，且一旦大底盤建筑的地基小于其他部位的體積，都會導(dǎo)致建筑地基穩(wěn)定性不足。因此建筑施工人員應(yīng)該隨時對地基的勻稱性進(jìn)行監(jiān)測，一旦發(fā)現(xiàn)大底盤多塔結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不均勻沉降，就應(yīng)該及時進(jìn)行技術(shù)處理，具體來說，處理方法可以分為以下幾種：

（1）對主樓基礎(chǔ)實施強(qiáng)化，在不設(shè)永久沉降縫的前提下，如果建筑主樓與裙房荷載存在較大的差異，應(yīng)該采用變剛度調(diào)平理念，減小主樓與裙房之間的沉降差異，使建筑體系更加安全實用。

（2）為了消除主樓和裙房之間的沉降差，還可以在主樓和裙樓之間交接處設(shè)置一道沉降縫，這樣主樓與裙樓之間可以被較好的獨立開，但是這種做法會對建筑的立面效果以及防水和基礎(chǔ)施工有所影響，還會在一定程度上增加建筑工程的施工成本。

2.2大底盤多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算方法

相對于普通建筑結(jié)構(gòu)來說，大底盤多塔結(jié)構(gòu)受力特點要更復(fù)雜，因此其結(jié)構(gòu)計算方法難度也更大。從當(dāng)前設(shè)計計算經(jīng)驗上看，如何充分利用結(jié)構(gòu)計算軟件，對大底盤高層多塔樓建筑進(jìn)行合理建模是設(shè)計人員應(yīng)該認(rèn)真考慮研究的問題。在實際設(shè)計過程中，對大底盤多塔結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算時應(yīng)對以下問題進(jìn)行明確和確認(rèn)。

第一，大底盤結(jié)構(gòu)的分類主要可以分為帶裙帶的大底盤結(jié)構(gòu)、不帶裙帶的大底盤結(jié)構(gòu)、帶縫的大底盤結(jié)構(gòu)和相對復(fù)雜的大底盤多塔結(jié)構(gòu)。

第二，大底盤建筑按照結(jié)構(gòu)體型分類可以分為緊湊型和分散型。

對大底盤多塔結(jié)構(gòu)的建模類型進(jìn)行劃分可以分為離散模型和整體模型，對于離散型大底盤結(jié)構(gòu)模型可以從大底盤頂端沿45度方向向下切割，45度范圍外的部分切除，范圍內(nèi)設(shè)為獨立的模型。對于整體模型來說，在大底盤頂面結(jié)構(gòu)會呈現(xiàn)一定的內(nèi)收作用。

3大底盤裂縫的分析

上文已經(jīng)介紹，由于大底盤多塔建筑結(jié)構(gòu)的特殊性導(dǎo)致基地受力大小不夠均勻，在一定程度上會導(dǎo)致地板發(fā)生形變，嚴(yán)重時會造成地基出現(xiàn)裂痕影響大底盤高層建筑的安全性和穩(wěn)定性，因此保證高層建筑大底盤與上層多塔結(jié)構(gòu)的連接質(zhì)量，降低大底盤裂縫情況的出現(xiàn)。

3.1保證大底盤混凝土等級

首先要保證大底盤施工所用混凝土的等級，例如可以選擇使用低水化熱水泥，另外在對水泥進(jìn)行混合配比時應(yīng)該對砂石骨料的質(zhì)量與含量進(jìn)行嚴(yán)格控制，在澆筑工序完成后，應(yīng)該嚴(yán)格按照相應(yīng)流程和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)對澆筑混凝土進(jìn)行降溫養(yǎng)護(hù)處理，使混凝土在降溫過程中收縮應(yīng)力保持在一定范圍之內(nèi)。

3.2設(shè)置伸縮后澆帶

其次可以設(shè)置伸縮后澆帶，設(shè)置伸縮后澆帶的基本原則與設(shè)置沉降后澆帶一樣，應(yīng)該對后澆帶設(shè)置處的梁板鋼筋的貫通性加以控制，完成澆筑后應(yīng)做好后續(xù)養(yǎng)護(hù)工作。

4高層建筑結(jié)構(gòu)中加強(qiáng)大底盤多塔結(jié)構(gòu)的具體措施

（1）高層建筑大底盤塔樓宜進(jìn)行對稱設(shè)計，塔樓群的中心應(yīng)與底盤結(jié)構(gòu)的中心相近。（2）大底盤上不同塔樓應(yīng)該保持相近的層數(shù)、且各塔樓平面和剛度也應(yīng)該相近。（3）應(yīng)該對不同塔樓連接處的屋面梁進(jìn)行加強(qiáng)處理。

5結(jié)語

為了更好的推動高層大底盤多塔結(jié)構(gòu)的發(fā)展，相關(guān)技術(shù)人員在進(jìn)行設(shè)計施工中，應(yīng)該對其特點進(jìn)行全面考量，使高層大底盤多塔建筑的設(shè)計施工更加合理規(guī)范。

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（作者單位：都市發(fā)展設(shè)計有限公司1

北京城建設(shè)計發(fā)展集團(tuán)股份有限公司大連分公司2）