摘要:目前,高层建筑逐渐成为城市建筑的主要建筑结构形式,随着人们对建筑功能提出更多的需求,高层建筑的结构形式也呈现出了多样化的发展趋势。大底盘多塔楼的建筑结构形式就是近年来所设计出的较为典型和复杂的现代多功能大型高层建筑。这种建筑结构是以最底部的几层空间设计成大底盘的结构形式,再在其上部设计两个或多个塔楼作为建筑的主体结构。由于这种结构形式的振型较为复杂,极易出现结构扭转变形的情况,造成结构破坏,严重影响建筑的安全正常使用。必须要加强对其结构设计的控制管理,确保设计质量符合技术要求。
关键词:大底盘多塔楼;高层建筑;结构设计
引言:大底盘多塔楼高层建筑就是一种两栋及其以上的高层建筑结构所组成的新型建筑结构形式,它们都是建立在一个底盘结构上。目前在我国城市规划建设的过程中,这种大底盘多塔楼高层建筑结构形式已经得到了人们的关注,并将一些新型的设计理念和施工方法应用到其中。由于这种结构形式在设计的过程中,其结构布局比较复杂,还需要对整个建筑结构的整体性和稳定性进行考虑,因此在对其进行设计的过程中,就一定要对其特点和种类进行分析,对其设计内容进行分析,使整个建筑结构的各方面性能得到有效保障。
一、结构体系特点与种类
在大底盘多塔楼高层建筑设计的过程中,对其结构特点的分析有着十分重要的意义,这不仅让人们对大底盘多塔楼高层建筑结构形式有着一个比较系统的了解,还有利于对相关数据信息的采集,满足现代化建筑结构设计的相关要求。随着科学技术的不断发展,人们在对大底盘多塔楼高层建筑结构进行设计的过程中,也将许多先进的设计理念和施工技术应用到其中,这不但使得人们建筑结构的施工质量得到了有效的保障,还满足了工程设计的相关要求。但由于其受力情况比较复杂,而且结构的稳定性和可靠性容易受到各方面因素的影响,出现质量问题,为此要采用相应的技术手段来对其进行相应的改进完善。
近年来,在我国城市规划建设的过程中,大底盘多塔楼高层建筑结构已经得到了人们的广泛应用,这就充分体现了现代化城市建设的多样性和个性化。在对其建筑结构体系进行设计的过程中,通常会采用两种不同的设计方案来对其进行处理。一种是采用上部多塔楼的嵌固端作为其顶层楼板结构;另一种则是采用综合设计的方式,将多个建筑结构连接成一个整体。不过,它们在实际应用的过程中,其自身的应用效果也就存在着一定的差异,因此在对其进行选择的过程中,一定要根据其实际情况和相关要求,来对去进行选取,使大底盘多塔楼结构的性能得到保障。
二、大底盘多塔楼高层建筑结构的设计要点
2.1解决地基基础不均匀沉降问题
对于大底盘多塔楼高层建筑来说,各塔楼由于层数较多、总高度 较高,其传递至地基基础的荷载较大。而在大底盘的其他部位往往层数较少,其传递至地基基础的荷载较小,因此塔楼部位基础的地基应力要比大底盘的其他部位大许多,其地基沉降也将有较大差别。在设计中首先宜采用两种以上的计算方法计算这两者间的沉降量和沉降差。然后设计者将根据计算得的沉降差来决定是“放”还是“抗”。所谓“放”即是在各塔楼与大底盘分界处设置沉降后浇带,加强这两部位的沉降观测,待这两部位的沉降达到基本的稳定时或其差值与计算相符时封闭沉降后浇带,此类方法在塔楼与大底盘分界部佗的构件中增加的配筋有限,而其较大的缺点是由于达到沉降相对稳定的时间较长。施工周期延长,结构的构造复杂,给现场施工的管理带来困难,施工单位往往不愿接受此类方案。而所谓“抗” 即是不设置沉降后浇带,而是根据计算所得的沉降差在设计塔楼与大底盘相邻构件时除必须满足由于强度计算所需的配筋外,还需加入由于沉降差引起的构件内的附加弯矩与剪力所需的钢筋,还必须考虑其对相邻构件以外构件的不利影响,此类方法施工周期快,大底盘部分可以完整施工,但其带来的结果往往是结构的造价相对较高。
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2.2限制建筑材料,加强检质量检测
地下室部分的混凝土强度等级建议控制在C30左右,水泥用量控制在每立方米250Kg左右,水泥品种不宜用矿渣水泥,条件许可,可以掺入20%粉煤灰,相对而言,粉煤灰的掺入将令混凝土干缩性趋小,抗裂性较好,将明显改善混凝土的和易性,便于泵送且有效降低水化热,从而防止大体积混凝土开裂,控制结构裂缝的提前开展。
而且还可以节约水泥用量,粉煤灰取代部分水泥采用超量取代发,外加剂选用高效减水剂及缓凝剂。
2.3结构设计与施工方面
构件受力计算、裂缝控制、构造钢筋的设计和特殊部分附加钢筋设置,均应符合有关技术规定;底板宜一次浇注完成,基坑范围内持续降水至底板下500mm,施工阶段设后浇带,顶板,侧墙后浇带间距35米左右。墙体与柱子连接部位宜插入长度1500-2000mm,由8-10的加强钢筋,插入柱子200-300mm,插入边墙1200-1600mm,其配筋率应提高10%-15%。楼板的配置细而密的构造钢筋网,钢筋间距150mm,尽量拉通,配筋率宜比计算结果适当加大。;现浇补偿收缩钢筋混凝土防水顶板应配置双层双向拉通钢筋网,构造钢筋间距150mm,配筋率宜比计算结果适当加大。
2.4抗震设计方法
由于大底盘多塔楼的高层建筑结构形式较为复杂,且其稳定性也较差,因此在设计中必须要充分考虑到建筑的抗震性能。对于大底盘多塔楼的高层建筑结构进行抗震设计的方法一般有两种形式,即振型分解反应谱法和动力时程分析法。其具体的分析如下所示:
(1)振型分解反应谱法
对于传统的单串联刚片体系,在刚度和质量分布较为均匀时,其振型参与系数随振型阶数的增加而迅速减小,即高阶振型比低阶振型对结构的地震作用要小得多,一般取前几阶振型即能满足地震作用的计算精度的要求。但对于多塔结构,此规律不复存在,某些甚至较多的低阶振型的参与系数很小甚至为零,而某些高阶振型的参与系数却很大,这对计算多塔结构的地震作用时的振型选择有很大的关系。
(2)动力时程分析法
由于构件及楼层的屈服模型和退化规律非常复杂,高层结构的弹塑性时程分析还处于研究阶段。目前工程设计中应用较多的是结构的弹性时程分析,对于多塔楼这种复杂结构,由于自由度很多,加之在进行逐步积分时积分次数很多,按空间模型进行动力积分计算量比较大,目前只有一些结构的通用分析软件可用,而结构工程设计软件则采用的是基于“平面分块元限刚假定的层模型,层模型刚度矩阵的阶数很低,相应的计算量也很小,每步的积分计算速度很快”。在弹性阶段,可采用基于振型分解的时程分析方法。对于多塔结构,由于存在大量参与系数很小的低阶振型,在采用这种分析方法时,应选择足够多的振型进行积分。
结束语:伴随着当前建筑工程设计和施工模式的日益完善,大底盘多塔楼高层建筑结构设计已成为当前建筑设计和施工中的主要模式,其有效提高了当前城市土地面积的利用率和地下资源的利用。在对大底盘多塔楼高层建筑结构进行设计的过程中,必须要根据其实际情况来对其建筑结构形式设计的相关内容进行分析,使建筑结构满足现代化建筑工程建设施工的相关要求。随着社会的地步发展,人们为了使得大底盘多塔楼建筑结构的质量和效益得到进一步的提升,也将一些新型的设计理念应用到其中,对其设计技术进行完善,使得大底盘多塔楼的建筑结构设计的可靠性和经济性得到保障。
参考文献:
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[3]黄世敏,王亚勇,丁洁民,GB 50011-2010建筑抗震设计规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2010.
论文作者:黃精彬
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/14
标签:塔楼论文; 底盘论文; 建筑结构论文; 结构论文; 对其论文; 形式论文; 过程中论文; 《基层建设》2017年第23期论文;