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摘要:随着房地产市场的日渐扩张,建筑设计的多塔大底盘结构被房地产建筑行业广泛使用。在现代住宅类商品房对住户停车需求的影响下多塔大底盘结构工程展现出了不断扩张的趋势。多塔结构在工程设计中存在许多需要重视的问题,本文对多塔结构工程设计要点进行分析。
关键词:多塔结构;多塔大底盘结构;工程设计
一、多塔结构简述
大底盘结构的多塔建筑形式随着城市和社会的不断发展在日渐增多,我国《高层建筑混凝土结构技术规程》中也对大底盘结构的多塔建筑形式进行规定。自规程出台后,我国建筑单位对多塔建筑的应用愈发广泛,加之目前人们对于城市建筑功能需求的不断提高,大底盘结构的多塔建筑迎来了快速发展的黄金期。对于多塔结构而言,其指的就是大底盘和多塔两部分的建筑,其结构主要包括以下几种:
(1)大底盘。从结构上来看,大底盘是塔楼结构的支撑部分,其与塔楼之间有着多种连接关系。从底盘与上部塔楼结构的竖向分布表现来看,分为间断性表现和连续性表现,当为间断性表现时,其连接处以转换层的方式来进行实现。这种结构主要被运用于住宅的修建过程。大底盘常常会使用框架结构或者剪力墙结构来进行实现。当为连续性表现时,上部塔楼的竖向结构未形成底部中断,而是以连续的基础结构进行表现。
(2)塔楼。塔楼是多塔结构的重要主体部分。其与众多单体结构相类似,主要分为混凝土结构、钢结构、钢与混凝土混合结构。常见的结构形式包括框架结构、剪力墙结构、框筒结构。对于多塔结构形式建筑而言,根据塔楼的刚度和质量,可以分为对称和不对称形式。
二、多塔结构工程的设计要点
(一)多塔结构的基础设计要点
多塔结构的基础设计要点在于,要通过精准的计算和分析,对项目的后浇带和沉降缝进行确定,或者对主楼与裙房的地基变刚度调平进行明确。通过调平和设计,减少主楼与裙房的竖向承重力的不同,减弱差异沉降的影响。
(二)多塔结构的楼层布局设计要点
在多塔结构设计中,需要将底盘和塔楼进行对称布局设计,上部的塔楼的群体质心需要与大底盘的质心相接近。值得注意的是塔楼的质心与底盘质心之间的距离,应不超过建筑总宽度的20%,减少塔楼位置的偏移导致底盘扭转问题的产生。
(三)多塔结构的底盘设计要点
多塔结构设计中,底盘设计的要求最高,因此出于质量和安全考虑,需要对大底盘和塔楼进行整体的规划,底盘的上层和面下楼板需要注重构造的加强,同时塔楼与底盘交接的楼板需要加厚设计,以保障稳定性和安全性,板面处的负弯矩钢筋需要保证钢筋的构造稳定性,可以采用加强配筋的方式来进行构造设计。
(四)多塔结构转换层的设计要点
在多塔结构设计中,出于对地震等其他安全方面问题的考虑,转换层在进行设计的时候一定要布置在底盘楼层的范围之内,要尽可能的避免因高位转换导致结构薄弱,并且要注意的是塔楼内的转换层设置不能在底盘以上。
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三、多塔结构的设计计算要点分析
当多塔结构从结构形式上来看是属于高层结构建筑时,在进行设计计算的时候一定要对高层结构建筑的特殊性进行重视,设计的时候不能采用简单的设计理念和设计方法,要按照《高层建筑混凝土结构技术规程》进行设计开展,多塔结构的设计计算主要有以下几个要点:
(一)多塔结构的主要计算特点
多塔结构中每一个塔楼都有着自己的独立迎风面,当塔楼间距较远的时候,通常不需要对塔楼间的风荷载进行考虑,但当塔楼间距较近的时候,就需要对塔楼中风力对楼层间的干扰问题进行考量。因塔楼的独立变形,在进行塔楼设计的计算的时候,要考虑塔楼变形与塔楼自身因素及塔身与底盘和底盘自身受力的关系计算,尤其是在抗震设计的时候,需要对塔楼间的相互作用问题进行明确。当塔楼的高度和刚度差较大的时候,就需要在设计的时候更加关注上述关系的计算,尤其是在塔楼和底盘之间的间接影响方面的关系,需要尤为重视。
(二)裙房效应与多塔结构风荷载的计算要点
根据我国建筑施工《荷载规范》的第7.3.2条规定,当多建筑以群集形式进行建设的时候,若间距较近则需要对群体效应进行重视。通常计算是以单独建筑物的体形系数乘以相互干扰的增大系数,该系数值的确定可以参考目前我国出具的实验资料,必要的时候,还需要进行风洞实验。
根据我国国内学者的调查研究发现,当相邻建筑物的间距小于3.5倍的迎风面宽度且建筑物中心线与风向成45°的时候,就会产生比较明显的裙楼效应,相互干扰的增大系数通常在1.25-1.5之间,最大可以达到1.8。多塔结构中单塔的平面布置往往间距比较近,因此需要对裙楼效应进行考量,设计的时候需要根据塔楼平面和立体布置情况以及风洞试验结构对相关因素进行考量,并确定放大系数,进而对多塔结构的提醒系数进行分段,从而修正塔楼部分的体形系数。
(三)多塔结构的单塔切分计算要点
由于底盘结构的存在,不可能根据“离散模型”使每一个塔计算循环比,位移比和内力增强。如何削减底盘的部件,使“离散模型”的计算结果的最大极限接近实际值,这在工程领域一直是个问题。目前常用的底盘分区方法有:(1)将塔架周围两个方向的地下室高度两倍范围内的部件取出,这种方法更适用于底盘为地下室,地下室面积为相对于塔面面积相对较大;(2)45度线划分方法,比较它适用于塔楼数量多,底盘裙板数量比较少,多塔相对底盘布置对称,即所谓的“典型多塔结构”,大多数工程中的多塔结构属于这种情况;(3)单独将各塔楼从大底盘顶部取出,在底部嵌固。 底盘结构也进行周期比验算,验算时将各塔楼质量加在底盘顶相应位置。这种方法比较适合于大底盘层数较多的“非典型多塔结构”,或大底盘按嵌固设计时的情形。
若将地下室大底盘顶部作为嵌固端,则可采用分塔单独计算的方式,需要与多塔结构的计算进行对比分析。若多塔结构底盘有裙房,可将裙房与上部塔楼设后浇带分开,也可以采用分塔方式单独计算。
总结
本文对多塔结构施工设计要点进行分析和论述,并针对多塔结构的设计要点和设计计算要点进行详细的阐述,围绕着裙房效应、风荷载、单塔切分等计算要点对多塔结构施工设计要点进行阐述,希望能为多塔结构设计提供有价值的参考依据。
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论文作者:金一江1,范琢宇2
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/22
标签:底盘论文; 结构论文; 塔楼论文; 要点论文; 建筑论文; 系数论文; 质心论文; 《基层建设》2018年第21期论文;