高層建筑結(jié)構(gòu)大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計

楊樂

摘 ?要：目前，我國城市中的高層建筑日益增多，采用大底板多塔結(jié)構(gòu)的高層建筑已經(jīng)引起了建筑師的普遍重視。本文正是從這一角度出發(fā)，從整體上闡述了大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的特征，然后從大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的特征入手，對目前高層建筑大底盤開裂問題進(jìn)行了分析，并根據(jù)實際情況，提出了如何強(qiáng)化大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的具體對策，以期對我國建筑業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展起到促進(jìn)作用。

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

前言：

隨著社會的發(fā)展，城市的建設(shè)已趨于飽和，為節(jié)省土地、增加綠化面積，每一座城市都在興建高層建筑，而現(xiàn)在，高層建筑已經(jīng)成為衡量一個區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一個重要標(biāo)志，大框架、多塔樓是這個時代的產(chǎn)物，它的復(fù)雜程度和在地震中的破壞程度都很高，因此必須對它進(jìn)行抗震分析。

1.大底盤多塔結(jié)構(gòu)的特點

1.1協(xié)調(diào)性

大底盤多塔式高層建筑結(jié)構(gòu)由大底盤和多塔式兩大類組成。其中，大型底盤結(jié)構(gòu)多用于商業(yè)樓宇，而多塔式結(jié)構(gòu)則主要用于高層住宅的建造。根據(jù)多年的施工經(jīng)驗，大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的不規(guī)則性非常顯著，而且多塔式結(jié)構(gòu)在實際應(yīng)用中常常會嵌入到大型底盤的上部。因此，要增強(qiáng)整體大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，必須加強(qiáng)兩者的協(xié)調(diào)。比如，多塔式結(jié)構(gòu)在設(shè)計時，經(jīng)常會發(fā)生平面剛度的改變，其主要原因是大型底盤的上部往往剛度并不均勻，而大底盤的多塔式結(jié)構(gòu)則采用了剪力墻的結(jié)構(gòu)形式。該設(shè)計方案可以有效地改善兩個結(jié)構(gòu)的協(xié)調(diào)，提高大框架多塔式結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性，保證了高層建筑的安全性。

1.2 多樣性

在采用大底板多塔結(jié)構(gòu)時，可以明顯地感覺到它的多樣性。大底板多塔式結(jié)構(gòu)是一種復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，它在實際工程中會出現(xiàn)多種不同的結(jié)構(gòu)形式。比如，與傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)相比，大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的設(shè)計不注重軸對稱，而是注重各構(gòu)件的均衡，從而使設(shè)計的結(jié)果更具獨特性和多樣性。另外，在進(jìn)行大底盤多塔式結(jié)構(gòu)時，必須充分考慮其本身的方案和特點，從而使其多元化。

2.高層建筑結(jié)構(gòu)大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計

2.1強(qiáng)化主樓基礎(chǔ)

建筑物產(chǎn)生沉降的原因是大底板與多塔之間的協(xié)調(diào)能力差，長期受壓，使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生應(yīng)力差，從而產(chǎn)生不規(guī)則的沉降。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計時，應(yīng)充分考慮結(jié)構(gòu)的受力狀況，采用相輔相成的原理來平衡結(jié)構(gòu)的受力，從而減少結(jié)構(gòu)不規(guī)則沉降的發(fā)生。比如，在多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，往往會發(fā)生結(jié)構(gòu)平面的突然變化，造成這種情況的原因就是大框架的內(nèi)部收縮。為此，設(shè)計者在大框架結(jié)構(gòu)中加入了附加墻，在多塔結(jié)構(gòu)中加入了剪力墻，以達(dá)到平衡結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)和提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的目的。

2.2確定結(jié)構(gòu)固定端的位置

由于我國土地資源日益緊缺，建筑物的高程不斷增加，因此，為確保大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的安全與穩(wěn)定，嵌固端的設(shè)計顯得尤為重要。在大底板多塔式結(jié)構(gòu)的設(shè)計中，有關(guān)人員必須到現(xiàn)場勘察，并結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂?、地理環(huán)境等條件，選擇合適的埋入端部。在進(jìn)行地下室設(shè)計時，若樓層數(shù)量不多，則以樓頂?shù)那豆虨橹饕ぷ鲀?nèi)容，以增強(qiáng)建筑物的穩(wěn)定性;若有多層，則由工作人員依據(jù)有關(guān)資料，對其進(jìn)行分析，并結(jié)合分析結(jié)果進(jìn)行設(shè)計。

2.3大底盤與多塔結(jié)構(gòu)的沉降差異

由于大部分大底板多塔結(jié)構(gòu)房屋都屬于高層結(jié)構(gòu)，因此在基礎(chǔ)和地面上都會承受很大的荷載，而且如果基礎(chǔ)比其他部分小，則會引起基礎(chǔ)失穩(wěn)，從而影響到建筑物的安全穩(wěn)定，嚴(yán)重危害到人民的生命和財產(chǎn)。因此，施工單位應(yīng)時刻關(guān)注地基的勻稱性，若發(fā)現(xiàn)大底盤、多塔結(jié)構(gòu)發(fā)生不均勻沉降，應(yīng)采取相應(yīng)的技術(shù)措施，即：①加強(qiáng)主樓基礎(chǔ)，在不設(shè)置永久沉降縫的情況下，當(dāng)主樓與裙房的荷載相差很大時，應(yīng)采取變剛度調(diào)整思想，減少主樓與裙房的沉降差，從而提高建筑系統(tǒng)的安全性和實用性。②在主樓和裙樓的交會處設(shè)一條沉降縫，以避免主樓與裙樓的沉降差異，從而使主樓與裙樓的空間分離，但這不僅會影響到建筑的外觀、防水、地基等，而且還會增加建設(shè)的費用。③設(shè)置沉降后澆帶，按照有關(guān)規(guī)定，設(shè)計人員可以在建筑物的建筑表面每三十到四十米處設(shè)置一條下沉后澆灌帶，該后澆帶可以貫穿建筑的頂部、底部和建筑的墻壁，還可以在建筑的頂部加上一層防水。在工程實踐中，盡管設(shè)置沉降后澆帶比較費時、費事、費時、造價高，但它不會對地面的空間產(chǎn)生什么影響，因而得到了工程設(shè)計者的普遍歡迎。

2.4底盤多塔結(jié)構(gòu)的設(shè)計計算方法

大底板多塔式結(jié)構(gòu)相對于一般的建筑物而言，其受力狀況更為復(fù)雜，所以其計算困難。根據(jù)多年的工程實踐，我們認(rèn)為，要想得到結(jié)構(gòu)計算的有效、準(zhǔn)確，就必須把重點放在如何利用相關(guān)的計算軟件，以及對大底盤、多塔的高層建筑進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。在工程實踐中，所采用的方法大都是采用整體模型和單塔分析法，分別對單塔的剛度指標(biāo)進(jìn)行分析，對具有類似剛度指數(shù)的塔樓進(jìn)行模型分析，對于剛性指數(shù)差異比較大的塔樓，則要單獨進(jìn)行分析。在分析大底盤多塔式結(jié)構(gòu)時，應(yīng)考慮到：①大底盤多塔式結(jié)構(gòu)可劃分為裙帶式大底盤結(jié)構(gòu)、無裙帶式大底盤結(jié)構(gòu)、大底盤帶縫結(jié)構(gòu)、大底盤結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜的大底盤多塔式結(jié)構(gòu)。②大型結(jié)構(gòu)多塔按其身體大小可分為緊湊式和分散式兩種，其區(qū)別的方式是多塔間的間隔，緊湊式的間隔要短，在塔基45度以下的分段時，兩條線會相交;分散式的間隔大，采用相同的方式，不能相交。大型結(jié)構(gòu)多塔結(jié)構(gòu)的建模方法主要有兩種：離散模型和整體模型。采用大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的離散模式，可以沿大底盤多塔式結(jié)構(gòu)的頂部45度向下進(jìn)行切削，而超出此范圍的部位則被移除，從而形成一個單獨的模型。由于采用大型多塔式結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)往往會產(chǎn)生內(nèi)收效應(yīng)，故本文所提出的模型無法應(yīng)用于實際工程中，應(yīng)采用時程分析等多種計算手段，以達(dá)到精確的計算效果。

2.5設(shè)置后澆帶

采用后澆帶法是目前比較普遍地解決高層建筑物沉降差異的一種施工方式，它既能確保建筑物的地下空間穩(wěn)定，又能彌補(bǔ)沉降縫的缺陷。在施工后澆帶時，必須遵守下列規(guī)定。第一條后澆帶是在距建筑物表面35 m的基礎(chǔ)上，每一根柱子之間的間隔相等，后澆帶的寬度應(yīng)控制在80厘米到100厘米之間。第二條后澆帶應(yīng)貫穿墻體、頂板、底板等，以改善結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定。

結(jié)束語

總之，大底板多塔式高層建筑具有很好的功能特性，能夠滿足現(xiàn)代建筑的基本要求。然而，這種多層結(jié)構(gòu)的高層建筑結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，對設(shè)計的要求也非?？量?，特別是在不同的建筑類型進(jìn)行設(shè)計時，更要考慮到各個方面的因素，以防止出現(xiàn)任何問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳超.大底盤多塔連體復(fù)雜體型高層建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].低碳世界，2016，（24）：143-144.

[2]羅華連.高層建筑結(jié)構(gòu)大底盤多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].門窗，2015（02）：51-52.