摘要:近年来,高层建筑结构大底盘多塔结构设计问题得到了业内的广泛关注,研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述,分析了大底盘多塔高层建筑结构分析方法,并结合相关实践经验,分别从多个角度与方面就高层建筑大底盘多塔结构设计要点展开了研究,阐述了个人对此的几点看法与认识,望有助于相关工作的实践。
关键词:高层建筑;大底盘多塔;结构;设计
1前言
作为一项实际要求较高的实践性工作,高层建筑结构大底盘多塔结构设计的特殊性不言而喻。该项课题的研究,将会更好地提升对大底盘多塔结构问题的分析与掌控力度,从而通过合理化的措施与途径,进一步优化该项工作的最终整体效果。
2概述
大底盘多塔高层建筑主要由两个结构组成,分别是大底盘和塔楼。(1)大底盘:从结构方面看,大底盘和塔楼之间的连接关系非常的多样化,比如底盘和塔楼结构的竖向分布发生间断,并在底盘的底部与塔楼的衔接位置使用转换层。该种结构是比较常见的住宅双塔结构,这种建筑结构对于底盘的要求需要更大的空间,这些空间的作用是提供商业场所或者是公共活动场所,如果是处于这样的设计那么大底盘的刚度相对于上部的塔楼更柔;另一种结构类型是底盘和塔楼结构其竖向分布比较连续,该种结构中上部塔楼的竖向结构会一直延伸到底盘低端。除了塔楼延续下来的结构以外,其他部分的结构均为空间框架结构。该种结构类型的底盘其刚度会明显较大,稳定性增强但是却占用了底盘的空间和建筑布置。
塔楼一般最长采用的形式为剪力墙结构、框架结构、框筒结构和简体结构等,大底盘多塔楼结构是根据塔楼平面和底盘的平面布置、刚度、高度以及质量等进行划分的话可以分为4种类型,即对成型双塔结构、对称性多塔结构、非对称性双塔结构以及非对称性多塔结构等。
3大底盘多塔楼高层建筑结构体系的特点与分类
在我国当前的发展中,计算机技术不断的发展和进步,这也使得城市的发展和建设的质量越来越高,同时规模也越来越大。大底盘多塔楼也被更多的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。在工程的设计工作中,大底盘多塔楼高层建筑结构在设计中主要分成两个部分,一个部分是大底盘结构顶层楼板的镶嵌端,一般来说,如果一个住宅带有地下停车场就说明其是这样的结构,第二种就是大底盘结构不能作为底层的结构的住宅建筑,这种建筑结构在一些大型的商场或者是服务机构比较常见。
4大底盘多塔高层建筑结构分析方法
4.1常微分方程求解器COLSYS解法
很多学者研究人员采用微分方程对大底盘多塔高层建筑结构进行分析和研究,研究者们采用沿着建筑高度的方向进行分段连续化的方法来建立一个串并联模型,在静力分析时推导出在水平荷载下的微分方程组;在二阶分析时考虑竖向荷载若发生侧向位移对二阶效应产生的影响,继而推导出基本的微分方程;在整体稳定分析时推导出相应的方程式等。
采用常微分方程求解器进行设计结构的求解,在对二阶和精力分析时将其内力和位移求出;而整体稳定分析时则需要考虑临界载荷的变化情况,在对动力特性进行分析时需要将其自振频率和振型的特性讨论和了解。通过使用常微分方程求解器COLSYS解法让复杂的建筑结构设计和二阶分析变得简单,同时使用该种计算结构能够更多的更加有益的设计结论。
4.2其它大底盘多塔高层建筑结构分析方法
除过采用常微分方程求解器方法之外,在实际的建筑设计过程中也会应用到其它不同的分析方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆比如在某些建筑会在大底盘多塔结构中设计沉降缝和后浇带,或者只设计沉降缝而没有后浇带的方式进行分析,分别对不同基础形式来对沉降差异进行控制和计算,从而制定出最为合理的地基处理方案和基础形式。在设计的过程中会根据上部建筑使用要求的区别采用扁梁、肋板箱型转移层等;(2)2007年李秋波在其撰写的论文中对大底盘多塔结构的设计进行详细的陈述,深刻的对计算模型的选择、多塔的定义、计算程序参数的定义进行分析,同时还要对计算输出的结果进行比较和分析。叶坤等设计人员还制定了基础隔震是的时程分析计算模型,并以该理论为基础编制了相应的计算程序,从而准确的计算出在地震条件下建筑物各层发生的位移情况,加速度变化情况和剪力情况等。将计算的结果和非隔震情况下的结果进行比对;除此之外叶坤还对在不同温度作用下和地震作用下隔震层的顶板是否能满足平面内刚性情况进行假设实验。
5高层建筑大底盘多塔结构设计要点
5.1结构计算
大底盘多塔结构最突出的特征在于其具有高度的复杂性,因此,在结构计算的过程中工作人员应当将思考的重点放在建模方面。现阶段较为常见的计算方法是通过单塔分析的方式,完成相应的建模工作,而工作人员在多塔划分的过程中,应当首先对单塔的刚度指标加以分析,然后再对差异较小的单塔进行组合、建模,保证最终计算结果的准确性。
5.2大底盘和多塔结构的沉降差异
高层建筑最突出的特点是层数较多,因此,对高层建筑进行建筑的区域,地面所承受压力更大,这会导致大底盘负荷量的显著增加,极易导致地基所具有稳定程度的下降,对人们的生命健康造成危害。一旦建筑地基出现沉降不均匀的现象,工作人员应当在第一时间结合施工现场的实际情况选择相应的措施加以处理。
5.2.1沉降缝
工作人员可以在主楼和裙房的交接处设置永久沉降缝(如图1),保证二者均独立与对方而存在,这样做能够在一定程度上消除现有的沉降差[2]。
5.2.2主楼基础的强化
如果不设置永久沉降缝,而主楼和裙房间的荷载差异又相对较大,那么工作人员就应当结合实际情况对变刚度调平的相关理念进行应用,通过对不同种类基础形式的利用,实现将主楼和裙房间沉降差加以调节的目标,这样做能够通过对沉降不均匀现象严重程度的缓解,提高建筑的安全性。
5.2.3沉降后浇带的设置
沉降后浇带应当被设置在建筑结构面上,每两道之间的距离可设置在30m至40m的范围内,并且与墙板和顶板相贯通。另外,在对沉降后浇带进行设置的过程中,工作人员应当下意识的对楼梯和洞口处进行避让,同时结合不同建筑的实际需求,设置防水层。
大量的实践结果表明,对永久沉降缝进行设置对地下空间所具有的使用功能会产生一定的不利影响,因此,现阶段沉降缝已经退出了历史舞台。沉降后浇带虽然成本较高,并且所耗费的时间较长,但是与永久沉降缝相比最突出的优势在于其对地下空间不具有任何不利影响,所以,现阶段沉降后浇带被大量应用在在對高层建筑结构进行设计和施工的过程之中,并且将自身所具有的优势进行了充分的发挥。
6结束语
综上所述,加强对高层建筑结构大底盘多塔结构设计问题的研究分析,对于其良好设计效果的取得有着十分重要的意义,因此在今后的大底盘多塔结构设计工作过程中,应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度,并注重其具体实施措施与方法的科学性。
参考文献:
[1]杨威.大底盘多塔结构的设计分析与抗震研究[D].武汉理工大学.2017(11):60-62.
[2]周世忠.基于高层建筑结构大底盘不规则多塔结构的设计研究[J].河南科技.2017(01):115-116.
[3]李建亮.浅析坡地高层大底盘多塔复杂体型建筑的结构设计[J].福建建材.2016(21):88-89.
论文作者:白馨宇
论文发表刊物:《基层建设》2018年第5期
论文发表时间:2018/5/21
标签:底盘论文; 结构论文; 建筑结构论文; 塔楼论文; 建筑论文; 高层论文; 结构设计论文; 《基层建设》2018年第5期论文;