广州市番禺城市建筑设计院有限公司 510000
摘要：随着我城市规划建设的发展，作为我国新型建筑结构形式的大底盘多塔楼高层建筑结构已经得到了人们的关注。因为大底盘多塔楼高层建筑结构在设计过程中是比较复杂的，需要考虑整个建筑结构的稳定性与整体性，为此，本文就围绕大底盘多塔楼高层建筑结构设计展开分析探讨。
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
现如今，大底盘多塔楼被建筑设计人员应用到建筑设计当中，这种建筑有其自身独特的特点，多个独立的楼房能够在同一个区域内组成一个裙房，同时这种建筑形式在功能上也更加的多样化，建筑的价值和使用价值在这一过程中都得到了有效的提升，但是任何事物都是有两面性的，这种建筑结构也是这样，这种结构呈现出一定的不规则形，这样就使其在施工的过程中会遇到一定的障碍和难题，所以相对于常见的建筑结构形式而言，其稳定性也要更差，所以在设计中一定要采取相应的措施来保证设计和施工的质量。
2、大底盘多塔楼高层建筑结构设计的方法
2.1解决地基基础不均匀沉降问题
“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分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了相当的困难，施工单位往往不愿接受此类方案。“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，当然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。
2.2限制建筑材料，加强检质量检测
一般而言，地下室工程施工中所选用的混凝土，其等级强度要保证在C30上下，且水泥的用量要进行有效控制，并且最好不要使用矿渣水泥作为地下室施工的水泥品种。根据实际工程的需要，还可以在混凝土配制中加入适当的粉煤灰，以降低混凝土的水化热反应带来的不良影响，防止混凝土出现裂缝现象，影响建筑的结构质量。
2.3大底盘多塔高层建筑抗震概念设计
2.3.1多塔结构振型复杂，且高振型对结构内力的影响较大，当各塔楼质量和刚度分布不均匀时，结构扭转振动反应较大，因此各塔楼的楼层数、平面布局、竖向刚度及结构类型宜接近。
2.3.2塔楼对底盘宜对称布置，塔楼结构的综合质心宜接近底盘结构的质心，塔楼与底盘质心的距离不宜大于底盘相应边长的20%。
2.3.3为保证大底盘与塔楼整体工作，底盘屋面板应加厚，不宜小于150㎜，屋面梁、板配筋也应加强。底盘屋面上、下一层的楼板也应加强构造措施。
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2.3.4多塔楼建筑结构的各塔楼的层数、平面和刚度宜接近。
2.3.5抗震设计时，多塔楼之间裙房连接体的屋面梁应予加强，各塔楼与裙房连接部位的外围柱、剪力墙，从固定端至裙房屋面上一层的高度范围内应特别加强。柱纵向钢筋的最小配筋率宜适当提高，柱箍筋在裙楼屋面上、下层的范围内全高加密，剪力墙宜按规范的有关规定设置约束边缘构件。
3、实例探析大底盘多塔楼结构设计
某住宅小区，地下二层为人防地下车库，地下一层为自行车库，地上为四栋11层的短肢剪力墙结构，抗震设防烈度6度，地震力加速度0.05g，场地类别Ⅳ类，地基基础设计等级丙级，短肢墙抗震等级三级，框架抗震等级四级。由于该高层住宅的地下室抗侧刚度较大，为典型的大底盘多塔楼结构。在结构设计初期，作为先决条件，首先应先进行多塔楼的嵌固端部位的判断，大底盘地下室部分的竖向构件范围选取为从大底盘顶层向外扩大底盘一层层高范围的区域。
计算应用中国建筑科学研究院的有限元结构计算软件SATWE进行分析计算，经计算得出大底盘层各方向的抗侧刚度为
，上部塔楼一层各方向的抗侧刚度，两者比较得知大底盘层的抗侧刚度比上部塔楼一层的抗侧刚度大一倍以上，因此可以把大底盘顶层楼板作为上部多塔楼结构的嵌固端。
为了更加清晰的说明该种类型的结构在设计过程中先可以单独把塔楼取出，按单塔模型进行水平力下的结构抗侧设计，然后我们对结构进行了整体建模，并应用SATWE程序对上部多塔楼进行多塔定义，然后进行结构的震动特性分析。
计算为单独塔楼模型时可计算得的振动周期为：T1=1.6154，平动系数1.00（0.00+1.00），转角90.20；T2=1.3810，平动系数0.59（0.59+0.00），转角0.99；T3=1.2555，平动系数0.41（0.41+0.00），转角179.08。
将各栋塔楼全部输入的整体建模时，经过对振型的分析观察，发现，2号楼振动是第一，第四，第七个振型，计算所得的振动周期分别为：Tl=1.5559，平动系数1.00（0.00+1.00），转角89.85；T2=1.3375，平动系数0.65（0.65+0.00），转角0.12；T3=1.2319，平动系数0.35（0.35+0.00），转角179.36。
比较上述两种计算模型的周期特性计算结果，可以看出2号楼在两种计算模型下各振型的周期长度，结构转角和扭转状况非常接近，即是否为单塔楼模型输入或多塔楼的整体模型输入对于各栋塔楼本身来说其振动特性基本是一致的。另外，从整体模型的震型的震动中，我们也可以发现，在大底盘层，远离塔楼的结构构件振动幅度很微小。也就是说，水平力作用下，塔楼对大底盘层远离塔楼处的构件影响很小。因此，我们可以得出结论，在满足大底盘顶层为上部塔楼嵌固层的条件下，各塔楼是可以拆开分别进行结构计算分析，这样的计算假定和简化是符合结构的实际受力状况的，其计算结果也是可用于后续工程设计的。另外，为了保证大底盘顶层楼板的嵌固功能，必须保证大底盘顶层平面内具有足够的刚度，根据相关规定所规定，采用的构造加强措施有：大底盘顶层楼板结合人防要求，板厚取为300mm厚，且板配筋双层双向拉通设置，配筋率不小于0.3%；另外落地的剪力墙配筋除应符合计算要求外，还应比对应部位上部短肢剪力墙的配筋大1.1倍以上。
结束语
在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，从而使得建筑结构的各方面性能得到有效的保障，满足现代化建筑工程建设施工的相关要求。而且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，人们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，从而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
[1]韩晓琴.对大底盘多塔楼高层建筑结构设计的探讨[J].低碳地产，2016.
[2]董升磊.大底盘双塔楼连体高层建筑的抗震与减振分析[J].城市建设理论研究，2016.
论文作者:刘佳
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第27期
论文发表时间:2018/2/28
标签：塔楼论文; 底盘论文; 结构论文; 建筑结构论文; 刚度论文; 构件论文; 结构设计论文; 《建筑学研究前沿》2017年第27期论文;