对大底盘多塔楼高层建筑结构设计的探讨论文_韩晓琴

对大底盘多塔楼高层建筑结构设计的探讨论文_韩晓琴

浙江建工幕墙装饰有限公司

【摘 要】随着我国现代建筑水平的发展,在多塔楼建筑中更多采用大底盘的结构,这一结构具有十分明显的优势,但是与一般高层建筑相比较,在受力性能、计算方式以及振动特性等方面都具有一定的复杂性,所以本文对高层建筑中大底盘多塔楼的相关设计进行了研究,希望能够在实际建设中提供一定的帮助。

【关键词】大底盘多塔楼;高层建筑;概念;设计构造;措施

在高层建筑建设的过程中,运用大底盘多塔楼的设计方式可以满足更多的功能需求,这是一个建立在大空间底盘上的建筑群,在连接组合的方式上具有多样性的特点,可以满足多功能的需求,并且不需要花费更多的占地面积,具有较高的经济价值。但是在实际建设的过程中,因为需要将底盘相互连接起来,所以对于振动特性、破坏形式以及计算方法等方面都提出了更高的要求,所以本文针对上述的问题,对设计的技术要点进行了研究,希望可以为实际的建设提供一些建议。

1、大底盘多塔楼的概念

大底盘多塔楼在设计上具有不同的形式,如果将其看做是纯地下室,并且其嵌固端处在地下室顶板的位置上,就不能称之为大底盘多塔楼的高层建筑,要想对其进行计算,则需要按照单栋建筑为基准进行计算。如果地下室顶板不是嵌固部位,那么可以称之为大底盘多塔楼的复杂高层建筑,并且按照相应的规定进行设计。此外,还有带缝多塔的结构,这种结构与一般的多塔结构并没有根本上的区分,所以在计算方面可以依照一般的计算方法进行。如果在大底盘多塔结构的基础上同时又包含了注入转换层、连体等复杂的结构,那么这种多塔结构就属于超限大底盘的多塔楼结构,按照超限高层进行设计与计算。

2、关于技术性问题的研究

首先应该将地下室以及裙房所具有的抗震等级确定下来,其依据是由国家规定的标准。规定中表明,如果地下室顶板属于嵌固端,那么地下一层的抗震等级需要保持在同等的水平之上,不能出现降低的趋势,在设计时应当注意的重点问题是有些主楼是与地下车库相连接的,这种情况经常见于住宅类的建筑,该类型不包括上部结构,所以应当在设计中将塔楼作为高层建筑,表明需要加强的范围,保证达到相应的抗震等级要求。

其次,在对嵌固端进行选择时,也应该注意到一些问题,并且做好相关的措施。嵌固端主要是值在某一位置上限定结构的水平位移,并没有要求其自由度。在对大底盘地下室进行计算分析的过程中,必须要选择合适的嵌固部位,这样才能确保达到结构构件的内力需求,保证计算结果的准确性以及安全性。如果选择地下室作为嵌固端,那么需要注意以下几点问题,一是在地下室顶板的位置上应该避免开设大洞口,这样做的目的是保证整体性的需求。在开洞位置的选择以及大小两方面,也是相当重要的,否则会对剪力墙边缘产生一定的影响,造成不能进行正常的剪力传递。二是对于嵌固端楼板厚度的要求,应该至少达到180mm以上,在运用梁板结构时,可以将板的厚度适当的缩小。三是对嵌固端的梁柱节点的构造要求,应当注意的是如果框架柱以及抗震墙墙肢出现屈服的情况下,那么地下一层的框架以及墙肢则不能屈服。在上柱底部截面体现出塑性的特点。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在进行构造的过程中,还应该注意的是要在地下室中增加纵向钢筋,起到锚固的作用,也能有效的预防一层柱底裁面受到较强的承载力,与相关规定相违背,造成地下室顶层框架承受较大的压力负担。

第三,对有裙房时的剪力墙加强区高度设置进行探讨。加强区设置目的是控制延性抗震墙在其底部即计算嵌固端以上一定高度范围内屈服、出现塑性铰。设计时将墙体底部可能出现塑性铰的高度范围作为底部加强部位,提高其受剪承载力,加强其抗震构造措施,使其具有大的弹塑性变形能力,从而提高整个结构的抗地震倒塌能力。《抗规》6.1.10条文说明提到,主楼与裙房顶对应的相邻上下层需要加强,此时,加强部位的高度也可以延伸至裙房以上一层。《高规》7.1.4-2条指定底部加强部位高度可取底部两层和墙体总高度的1/10二者的较大值。《抗规》(08)版6.1.10条的条文说明中提到,裙房与主楼相连时,加强范围宜高出裙房至少一层,《抗规》(10版)删除此条,改为也可以延伸至裙房以上一层,其修订背景条文说明中没有阐述。有专家提到,有裙房时,主楼加强部位的高度应至少延伸至裙房以上一层。以上规定不是很一致,执行起来不好把握,有专家提出根据主楼、裙房的层数多少来定,主楼层数较多,而裙房层数较少时,按《抗规》执行较合理。

3、大底盘多塔高层建筑抗震概念的设计

多塔结构在底盘上、下层的平面布置相差很大,上部结构突然收进,属于竖向不规则结构;塔楼与底盘的结合部结构竖向刚度和抗力发生突变,容易形成薄弱部位;多个塔楼相互作用,使结构振型复杂,并且产生复杂的扭转振动。塔楼与大底盘结合部位及其上、下各一层的构件在地震中破坏最严重。为此,规范对多塔结构提出了比较详细的抗震措施要求,在多塔结构抗震设计中,从方案设计开始就应当从概念设计出发,重视结构薄弱部位的分析,加强抗震构造措施,其要点是:a、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。b、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%。c、抗震设计时,带转换层塔楼不宜设置在底盘屋面的上层的塔楼内。否则应采取有效的抗震措施。如转换层及上、下层的抗震应提高一级采用。d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150mm,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。e、多塔楼建筑结构的各塔楼的层数、平面和刚度宜接近。f、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。

4、结构抗震构造措施以及应注意的问题

(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)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。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。

(3)大底盘多塔楼建筑的规模常常很大,有时会分期施工设计,应特别注意明确总图的连接部位的位置。以确定基础的留置方案,防止造成后期设计、施工的麻烦。

5、结语

因为在进行多塔大底盘的结构设计时,其自身具有复杂性的特点,因此在设计的过程中更加应该对其结构布置多下功夫,这样才能确保传力的准确途径。在进行设计时还需要重点注意的问题是要通过计算软件将相应参数准确的计算出来并且进行适当的选取,从而确保结构更加安全与可靠。

参考文献:

[1]徐光亮,光军.建筑结构设计优化实例.北京:中国建筑工业出版社.2012.10.

[2]朱炳寅.建筑抗震设计规范应用与分析.北京:中国建筑工业出版社.2011.12.

[3]李国庆.高层混凝土结构抗震设计要点难点实例.北京中国建筑工业出版社.2010.

论文作者:韩晓琴

论文发表刊物:《低碳地产》2016年9期

论文发表时间:2016/9/8

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