摘要：大底盘多塔楼建筑将不同使用功能的多栋独立的多高层建筑，建在一个大的空间底盘上，这种群体建筑，连接组合形式多样。可满足投资者多功能的使用要求并能获得占地而积小、容积率高等显著的经济效益。但多个塔楼通过底盘相互连接、在大底盘上一层的突然收进，使其结构振动特性、受力性能、破坏形式、分析模型及计算方法要比一般高层建筑复杂得多。为此，本文对大底盘多塔高层建筑结构的设计方法展开探讨。
关键词：大底盘多塔楼；高层建筑；结构设计
1.大底盘多塔楼高层建筑结构体系概述
大底盘多塔楼高层建筑结构体系的主要特点是：在多栋独立的高层建筑底部有一个连成整体的大裙房，即形成了大底盘。大底盘多塔楼高层建筑结构在大底盘上一层突然收进，属竖向不规则结构；大底盘上有2个或多个塔楼时，结构振型复杂，并会产生复杂的扭转振动，因此如果结构布置不当，竖向刚度突变，扭转振动反应及高振型影响将会加剧。
在实际工程的设计中，总的来说，大底盘多塔楼高层建筑结构的设计将分为如下两种结构类型进行分别设计：
1.1大底盘结构顶层楼板可作为上部多塔楼的嵌固端。通常是下部为地下车库，上部为住宅小区。
1.2大底盘结构顶层楼板不能作为上部多塔楼的嵌固端。这种结构形式通常为下部裙房为商场、酒店或其它服务用房，上部塔楼有办公、商住功能的综合性建筑。
2.大底盘多塔高层建筑结构设计方法
2.1嵌固端的选择
“嵌固部位”是指在该部位限定结构的水平位移，而对其它自由度并不施加限制。嵌固目的使柱塑性铰出现在嵌固部位的柱下端（嵌固层上），而不是出现在梁柱节点两侧的梁上，即实现强梁弱柱。大底盘地下室的计算分析中，嵌固部位的选取非常关键，这不仅关系到结构构件内力分配的准确性，而且还影响结构计算产生侧移的真实性和结构计算安全性。判定地下室做为上部结构的嵌固端时其条件为：
2.1.1“应避免在地下室顶板上开设大洞口。”
其目的是要确保嵌固层的整体性。开洞大小是一个方面，开洞位置也很关键，当开在剪力墙边缘时，影响剪力传递、且对墙体刚度不利，设计时应避免。楼电梯周围如有封闭的混凝土墙时，其井筒内楼板开洞面积可不计入开洞范围。因封闭的墙可相当于大的薄壁柱，可以传递地震力。
2.1.2嵌固层楼板厚度不宜小于180mm，采用有较多次梁的梁板结构时，板厚也可适当减小。而无梁楼盖的平面外刚度较小，难以符合刚性楼板的假定的基本要求，嵌固层在主楼和相关范围不宜采用。
2.1.3嵌固层框架柱的梁柱节点的构造要求。框架柱或抗震墙墙肢嵌固端屈服时，地下一层对应的框架柱或抗震墙墙肢不应屈服。要确保塑性铰只能在上柱底部截面出现。构造处理应将地下室增加的纵向钢筋在地下室顶层梁板内弯折锚固，避免同时对一层柱底裁面实际受弯承载力的加大，违反规范的初衷，更加剧了地下室顶层框架柱及框架梁的负担。
2.2结构抗震构造
2.2.1地基基础设计的差异沉降控制：大底盘多塔楼结构由于高层主楼与裙房或地下车库的基础连接成整体时，差异沉降是关系到结构安全的关键性问题。应采取调整疏导、或重点加强措施。考虑采用不同类型的基础、设置后浇带、调整施工顺序、加强梁柱配筋等方法，使主楼和裙房的沉降趋于一致。
2.2.2错层处理：由于室外地面绿化的需要，主楼以外的地下室顶板往往因建筑需要而降低，导致主楼内外地下室顶板标高不一致的错层。应注意剪力的传递、及错层处梁的受扭问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆可采取加强加高错层处纵向梁或考虑设置梁侧加腋来改善水平力的传力途径的措施。
2.3地下室防裂设计
由于大底盘多塔结构的地下室相对较长，地下室的平面长度和宽度超过100m甚至200m以上，远远超过伸缩缝最大间距，大底盘地下室需要设置沉降缝或伸缩缝，而不设计永久性的伸缩缝。对此结构设计中还必须考虑超长地下室的基础及外墙的防裂问题。
大底盘多塔结构的工程实践中发现，留缝并不是决定结构形变的唯一手段，混凝土裂缝产生的原因与许多因素有关，以下对超长地下室控制混凝土裂缝预防设计要做到以下事项：
一是混凝土强度等级不宜太高，在满足承载力和防水要求条件下，应控制在C25至C35强度之间。
二是严格控制砂石骨料含泥量与配比，控制降温和加强养护，为减少混凝土硬化过程中的收缩应力。
三是设置施工后浇带以释放基础在混凝土硬化过程中的收缩应力，沿基础长度每间隔20米留一道伸缩后浇带，与沉降后浇带搭配设计，带宽800毫米，设在柱距三等分的中间范围内。
3.大底盘多塔高层建筑结构设计实例分析
3.1工程概况
某住宅小区包含5栋高层，均为地下一层，地上十八层，其间由地下车库与高层相连，形成大底盘。总长234m，宽146m，主体结构总高度53.9m。地下车库筏板基础顶标高-5.100m；主楼采用剪力墙结构，地下车库采用框架结构。
3.2结构设计
高层建筑为剪力墙结构，地下车库为框架结构组合在一起，形成的整体组合结构，整体计算较为复杂。因此计算模型需要简化，并考虑简化后对计算结果与实际情况影响最小。
主楼计算简化模型考虑地下车库中部左右各增加两跨跨为交叉作用和影响区，选择地下一层顶为嵌固端，按照相关设计规范要求，建筑抗震设为180mm，混凝土强度取C35，双层双向配置板的钢筋，用PKPM系列程序PMCADSATWE模块进行计算。
3.2.1剪力墙
为了避免单片墙承担的地震剪力过大，故墙长在≥8m时加结构洞，减小墙体的刚度。地下室外墙开大洞处的筏板上设暗梁。高层主楼一侧与车库楼盖连接处，考虑框架结构对主楼产生扭矩和压力，在交接处设置暗梁传递承受内力，把楼盖钢筋充分锚固在墙体的暗梁内。
3.2.2梁
当按梯梁设在剪力墙上，楼梯梁的支承处设置暗柱加强。连梁局部断面过高，刚度大时，形成超筋，采用上下双梁内嵌固加气混凝土，从而起到弱化连梁的作用。窗台梁刚度过大时，计算中承受地震力也较大，造成部分剪力墙不能满足要求，因此，将窗台梁弱化，只配构造钢筋，下设素混凝土，保持一定强度。
3.2.3错层
由于地下室错层0.6m较小，下部又均为嵌固层，因此在错层处只在构造上适当加强，在计算中不予考虑，此时将错层处的高层楼板加厚至180mm双层双向配筋。
3.2.4结构缝的设置
由于高层部分长度方向较长，需要设置抗震缝和后浇带。在转换层两侧各设一道上下贯通的后浇带。其他均从中部±0.000以上在楼中部设抗震缝，下部设后浇带。
结束语
总之，大底盘多塔高层建筑结构因其复杂性，所以在设计中应进行合理的结构布置，保证明确的传力途径，设计过程中应注意分析判断计算软件各种参数的选取，对计算输出结果加以认真分析和比较，在一些特殊部位的结构还需要根据经验有针对性的加强构造措施，才能保证结构的安全性和经济性。
参考文献
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[2]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.
[3]董升磊.对大底盘多塔高层建筑结构设计探析[J].城市建设理论研究.2016.
论文作者:陈肖辉
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第36期
论文发表时间:2018/6/7
标签：底盘论文; 结构论文; 地下室论文; 塔楼论文; 高层论文; 主楼论文; 建筑结构论文; 《建筑学研究前沿》2017年第36期论文;