高层建筑结构大底盘多塔结构设计的研究

高层建筑结构大底盘多塔结构设计的研究

钱宪张瑜周轩解明艳

关键词：高层建筑；大底盘；多塔结构

引言

近年来我国社会经济发展的水平越来越高，因此建筑技术也得到极大提升，越来越多具有复杂结构的高层建筑不断涌现出来。大底盘多塔楼结构在各地房地产建设，特别是住宅小区及公共建筑中大量涌现，且有塔楼越来越多、底盘越来越大的趋势。大底盘多塔楼建筑结构设计复杂，如何设计出经济性与安全性一致的建筑是设计人员面临的重大问题。基于此，本文就高层建筑结构大底盘多塔结构设计进行研究，首先就高层建筑结构大底盘多塔结构的协调性、多样性和不规则性进行分析，然后结合高层建筑结构建筑设计的实际情况，提出一些合理化的设计要点，从而提升高层建筑结构大底盘多塔结构的设计水平。

1高层建筑结构大底盘多塔结构的特点

1.1协调性

站在高层建筑大底盘多塔结构角度来说，主要包括两大部分，其中一个是大底盘结构，另一个为多塔结构。在此过程中，大底盘结构的应用领域主要集中在商业层面，多塔结构的应用则是以住宅为主。从实际应用之中也可以看出，大底盘多塔结构具备明显的不规则特性，而且多塔结构在应用时，会镶嵌在大底盘结构的上方。为了将整个结构的稳定性提升，整个大底牌结构应该与多塔结构保持协调。例如，多塔结构在设计过程中，很容易出现平面刚度变化等问题，之所以会出现这种情况，主要是由于大底盘结构上方会添加内收设计，而在多塔结构之中，主要应用的是剪力墙设计。上述设计内容的应用，主要目的就是为建筑物应用提供安全保障。

1.2多样性

在大底盘多塔结构应用过程中，能够展示出明显的多样性特点。由于该种结构设计形式较为复杂，涉及到一些多结构设计类型。例如，对于大底盘多塔结构整体设计来说，轴对称并不是必须展示出来的特点，而是将重点内容放在各个结构的平衡设计上，最终设计出来的效果十分独特。另外，考虑到大底盘多塔结构动力和受力等性能，整个设计过程需要对相关问题进行综合考量，让大底盘多塔结构具备很强的多样性特点。

1.3不规则性

大底盘多塔结构主要由两部分构成，而且不同部分对应不同用途，其不规则性特点极为明显。例如，大底盘结构主要是以商业用途为主，对于底部整体面积要求极高，而且多塔结构主要是在办公和住宅项目中发挥作用，面积要求相对较低。除此之外，相关工作人员还需要对其受力稳定性进行充分考量，并将其设计结果复杂性特点展示出来，从这里也可以看出，大底盘多塔结构本身具备不规则性特点。

2高层建筑结构大底盘多塔结构设计要点

2.1沉降差异

高层建筑大底盘多塔结构由于层数较高、底盘面积较大，因此地面承受的压力也相对较大，如果不能对结构进行合理的设计，就会发生沉降问题，从而影响高层建筑的安全性和稳定性，为了可以采用以下两个方法解决这一问题。

2.1.1对主楼基础进行强化

在高层建筑大底盘多塔结构的设计中，设计师必须充分考虑沉降问题，从而对主楼基础进行强化设计。在发生建筑不均匀沉降的情况时，高层建筑大底盘多塔结构的主楼和裙房会产生荷载差异，因此在设计中严格遵循刚度调平的原则，通过对基础结构的多样化设计，使高层建筑主楼和裙房的荷载差异得到调节，从而使不均匀沉降的现象得到缓解。

2.1.2对沉降缝进行设置

除了强化主楼的基础，还可以在主楼与裙房的交接处设置永久的沉降缝，从而解决高层建筑主楼和裙房之间的沉降差异。设置沉降缝的主要目的是分开高层建筑的主楼和裙房，从而使二者成为独立的个体，避免沉降差异的情况发生。设置沉降缝虽然能够有效解决沉降差异，但是却会对高层建筑的立面效果和防水效果产生影响，同时会使设计和施工的成本增加。

2.1.3对后浇带进行设置

设置后浇带是高层建筑大底盘多塔结构解决沉降差异常用到的一种施工方法，能够有效弥补沉降缝的不足，避免对建筑的地下空间产生影响。在进行后浇带设计时，设计人员应该严格遵循《高层建筑混凝土结构技术规程》的相关规定，在结构面30~40米、柱距三等分处设置0.8~1.0米宽的后浇带，将墙板、顶板和底板连通。在设计中为了保障建筑的功能和美观，应该避开洞口、楼梯等部位。

2.2计算方法

在高层建筑大底盘多塔结构的设计中，最重要的问题是解决整体结构的受力问题，从而使设计方案具有可操作性。作为一种复杂的高层建筑设计，其受力情况必须经过详细的计算，从而获得科学合理的设计参数。受力计算一般采用计算机软件实施，对大底盘多塔结构进行建模，然后综合考虑单塔结构设计和多塔结构设计的要点，得到准确的刚度指标。

2.2.1大底盘结构分类

在刚度指标的计算中，应该根据高层建筑的使用功能，对大底盘结构会进行分类。大底盘结构主要分为四种类型，分别是有裙房的大底盘多塔结构、没有裙房的大底盘多塔结构、有缝的大底盘多塔结构和复杂的大底盘多塔结构。其中有裙房的大底盘多塔结构主要包括三部分，分别是大底盘结构、多塔结构和裙房；没有裙房的大底盘多塔结构分为大底盘和多塔两部分；有缝的大底盘多塔结构分为大底盘结构、多塔结构、多塔建设缝、独立单元结构四部分；复杂大底盘结构分为大底盘、多塔、带转换层及其他结构。

2.2.2大底盘建模分类

大底盘建模分为离散模型和整体模型两部分，离散模型指的是从整体的大底盘多塔结构中切割出一个独立模型，这一独立模型的形成必须满足以下几点：一是分割各塔；二是从大底盘顶面斜切；三是斜切的角度满足顶面的45度线方向；四是与结构底板相交；整体模型主要解决紧凑型大底盘多塔结构，避免地震作用产生多塔间的相互影响，补充动力时程分析和静力弹塑性分析两种计算方法。

2.3强化高层建筑大底盘多塔结构强度设计的措施

首先，在底盘和塔楼布置上，应该将对称性特点展示出来，使得底盘结构质心与塔楼的综合质心相接近，二者之间的距离不得低于底盘边长的五分之一。其次，由于多塔结构本身的振型极为复杂，如果振型较高，会对整个建筑的结构内力产生影响。因此，相关工作人员需要采取有效方式，对不同塔楼结构类型进行全面设计，主要设计内容包括竖向刚度、平面布局以及楼层数量等等。再次，为了确保塔楼和大底盘整体工作得到有效保证，人们需要对底盘面板进行加厚处理，使其厚度高于150mm，并确保其双向双层布置楼板钢筋。在配筋率控制上，各个方向和各层均不能低于0.25%。最后，主体建筑结构应该为具体塔楼设计相似的刚度和层数，提升整个结构的稳定性。

结语

综上所述，高层建筑大底盘多塔结构具备很强的功能性特点，可以满足人们对现代化建筑设计的根本需求。但该种底盘多塔高层建筑结构极为复杂，在设计要求上也十分严格，尤其是在不同建筑类型设计过程中，相关工作人员需要做好全面考量，避免各种细节问题的出现。

参考文献

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