【摘 要】目前，高层建筑正日益向多功能方向发展，为满足建筑体型多样化和建筑多功能要求，大底盘多塔楼结构形式越来越多地被采用。现代建筑的商业、办公、住宅综合体大大提高了建筑的适用性功能，但同时也给建筑结构设计带来了一些创新和挑战。大底盘多塔结构设计在防震、安全系数角度存有缺陷。本文详细论述了高层建筑结构大底盘多塔结构设计。
【关键词】高层建筑；结构；大底盘；多塔结构；设计
引言：随着建筑工程建设的不断深入，建筑设计水平越来越高，其中，大底盘多塔高层建筑结构设计水平取得了很大的进步。大底盘多塔的设计更好的发挥了建筑工程的多样化，考虑到实用性和安全角度，多塔大底盘建筑结构成为了主要的建筑方向，满足了最大限度的合理用地要求。在大底盘多塔结构中，根据结构的实际情况不同，在综合计算设计结构的抗震和抗地下部分开裂方面采用适当的方法，已经可以达到很好的效果。
1 高层建筑结构大底盘多塔结构的设计要点
1.1多塔楼大底盘的建筑结构又称为多塔结构，在现今的住宅区中频繁涌现，并且出现了塔楼层数升高、地盘面积增大的趋势。在大底盘多塔高层的结构设计中，应根据工程具体情况，合理地确定计算模型的嵌固端。高层建筑在结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端所在位置。对于地下室层数较少的情况，最好的办法是使各单体在地下室顶面嵌固，避免成为多塔复杂结构。多塔结构属于复杂高层结构，它的受力特点和计算分析比一般的高层建筑要复杂，必须注意到其计算分析的特殊性，不能简单采用普通多高层结构的分析方法。大底盘顶层的楼板刚度要非常优秀，所以一般在设计的过程中采用人防结构和大底盘顶层楼板相结合的设计方式，其顶层楼板的厚度要达到300mm左右为宜。通过对主楼和裙房及地下室荷载和地质条件采用不同的基础类型或不同的桩长来控制差异沉降,设置沉降后浇带在施工阶段调整沉降差。
1.2大多数的大底盘地下室不设置永久性沉降缝或伸缩缝，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。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。对于复杂结构体系，必须认真做好概念设计，分析总结结构特点和结构难点，找出简洁可靠的结构处理方法，应特别注意以刚性楼板假定的计算结果为适用原则，作出总体结构布置。目前在进行整体模型计算时多采用SATWE软件，最新版本的SATWE软件能够将多塔结构的大多数参数作为一个整体进行统一计算设计，如层间的刚度比、层载比和剪重比等。在结构设计中，对于竖向荷载作用下，需要进行整体模型计算，来进行基础等构件的设计，在水平荷载作用下，不需要对整体模型进行多塔楼相互影响的复杂结构分析。在绝大多数的大底盘多塔设计过程中均都采用的是“抗”、“调”、“放”等整体结构设计理念，因此所设计出的新型连体钢结构更加适用于高层建筑中。
2 高层建筑结构大底盘多塔结构设计存在的问题
2.1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。结构整体分析时嵌固端的确定、地基基础设计中的差异沉降控制、超长地下室的防开裂措施，是大底盘多塔高层设计中的重要性技术问题。多塔大底盘高层结构设计是一个长期、复杂甚至循环往复的过程，在这过程中的任何遗漏或错误都有可能使整个设计过程变得更加复杂，使设计结果存在不安全因素。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于大底盘多塔楼结构，大底盘上两个或多个塔楼时，结构振型复杂，并会产生复杂的扭转振动，如结构布置不当，竖向刚度突变、扭转振动反应及高振型影响将会加剧，而且由于多个塔楼通过底盘或者底盘和连体相互连接，其振动特性、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。
2.2当地下室侧向刚度达到一定要求以后，对上部结构的嵌固作用还取决于地下室顶板的刚性条件，厚度与开洞率都影响着顶板的刚性。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。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。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。如果多塔间刚度相差较大，就有可能出现即使振型参与系数满足要求，但是对某一座塔楼的地震力计算误差仍然有可能较大，从而使结构出现不安全的隐患。
3 高层建筑结构大底盘多塔结构设计方法
3.1当结构刚度较大，地下室层数较少时，对嵌固端以上部分进行单独的结构分析，除周期以外的结构控制指标以及相应地上部分的受力分析结果和实际情况差别并不大。当地下室不能满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时，可通过增大竖向构件的截面和增加构件的数量来加大地下室楼层的侧向刚度。多塔结构的各个塔楼可以有不同的结构形式，根据结构高度和结构型式确定不同的构件抗震等级，也可以有不同的混凝土等级，这些操作可以在特殊构件补充定义中进行。对于某一振型，各塔有大小不同的贡献，或者说各塔对该振动有不同的反应。我们应根据结构空间振动的形态，对具体工程各振型的振动特征作出定性判断。高层主楼和裙房或地下车库基础均采用桩基时，则按照变形调整原则或承载力计算确定各自桩的直径、长度和数量，通过调整尽量使主楼和裙房的沉降一致，减小其差异沉降值。大底盘顶层楼板可作为上部多塔楼的嵌固层时，属一般的高层建筑结构，塔楼对大底盘层远离塔楼处的影响很小，满足一定的构造要求时上部各塔楼可拆开分别进行结构的整体计算与分析，这样的简化符合结构的实际受力状况。
3.2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。对于大底盘不规则多塔高层建筑而言，在设计方面要更加趋于合理这样才能保证设计的科学性和质量。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。在多塔结构抗震设计中，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。采用天然基础的地下室应尽可能减小基础底面积以加大沉降，在满足施工工况及低水位使用工况下抗压承载力的基础上，尽量采用柱下独立基础或条形基础，不宜采用满堂基础。采用多项措施来解决超长地下室的基础及地下室外墙的防裂问题。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。
结束语：目前我国建筑领域内，越来越多的人接受并采用大底盘多塔结构模型。大底盘多塔结构的设计结构占地面积小，对地上空间利用率高，极大拓宽了楼体的使用功能。大底盘多塔结构在抗震和抗沉降方面有很好的效果。但在一些细节方面，如弹塑性动力分析还存在不尽人意之处，需继续研究改进。
参考文献：
[1]杨柳；高层建筑结构大底盘多塔结构设计；《工程建设与设计》2014年 第8期.
[2]王根华；浅谈高层建筑结构大底盘多塔结构设计；大科技；2015年25期.
[3]罗华连；高层建筑结构大底盘多塔结构设计；门窗；2015年2期.
论文作者:贾昭
论文发表刊物:《低碳地产》2016年6月第11期
论文发表时间:2016/11/16
标签：底盘论文; 结构论文; 塔楼论文; 地下室论文; 刚度论文; 结构设计论文; 建筑结构论文; 《低碳地产》2016年6月第11期论文;