摘要：经济社会的快速发展进步，城市中高层建筑的数量及高度更是随之增加。在建筑的过程中需要对其结构进行科学合理地设计，这样才能保证建筑工程质量的同时使其具有一定的稳定性和美观性。高层建筑的规模在逐渐地扩大，这就需要不同的结构设计来满足不同的使用需求，最为典型的设计结构就是多塔复杂体型的结构设计，本文通过具体工程以及理论对此结构的设计策略进行了深入地分析，详细的介绍了设计理念及结构设计策略，以为我国多塔复杂体型建筑的结构设计提供可靠的参考。
关键词：建筑设计；多塔复杂建筑；结构优化
引言：在当前的高楼项目中，多塔复杂体型已经成为一种极为有效的设计方案，但其受力具有较高的复杂性，因此，在设计过程中应注重结构的合理布置。以各结构所对应的传力途径为基础，利用计算机软件具有针对性地进行分析，获悉其承载力以及承重等性能参数，以所得结果为指导，设计出符合工程标准的高层建筑。
一、工程概况
本文所探讨的高层建筑项目为高层商住楼，位于某市繁华地段，有2层地下室，地面1～3层为商场，4～18层为住宅楼，整个建筑是带2个塔楼的多塔楼结构。对于上部塔楼而言，将其设置为框架-剪力墙的形式，其具备6级抗震水平，而剪力墙的抗震等级则为三级。
二、高层多塔复杂体型建筑的结构设计理念
高层多塔复杂体型建筑的结构设计是非常复杂的，在设计的过程中要考虑到诸多的因素，因此，在设计之前应采取科学合理的设计理念。当前概念设计是一种比较先进的设计，这是时代发展的特征，与传统的设计理念相比具有一定的科学性和准确性，概念设计并不需要利用准确的计算和参考相关建筑设计规范的目录，而是通过设计师积累的实践经验，根据建筑结构中存在的力学关系和结构特征，对高层建筑的结构设计进行整体地把握，在设计中需要对多个构件的结构功能进行深入地分析，这样才能有效地满足建筑结构的使用需求。在设计的过程中不仅要考虑到设计的结构的稳定性和美观性，同时还需要考虑到经济性和技术性以及安全性，从而选择出最优的设计方案。另外，在高层建筑设计中也应用了竖向承重及抗侧力构件的概念设计。高层建筑结构包括承重墙体和梁柱以及框架等具有支撑作用的结构，其中墙体是竖向承重结构，同时也是侧力构件，在设计中需要满足平面分离和围扩的要求。框架是由梁柱连接后形成骨架，承受整个建筑的竖向荷载和水平荷载力，支撑结构主要承载的是水平荷载。高层建筑设计具有一定的复杂性，随着楼层高度的不断增加，建筑的水平位会不断地加大，因此，在设计的过程中为了防止水平位移过大应做出一定的限制，这样才能确保在居住舒适的情况下，保证整个建筑工程的安全稳定性。
三、结构设计
（一）结构选型
出于对工程实际需求的考虑，初步确定了两种设计方案：对基础面以上的部位进行重点处理，通过设置防震缝的方式对住宅区与商业区进行隔离处理，由此明确两大结构主体的受力关系。这种方式所对应的传力机制较为简单，无论是在模型设计环节还是后续的应力分布方面，都具有高度的可控性。不采用抗震缝结构，此时，住宅区也将会形成多塔结构。综合考虑工程的实际特点，经对比后选择第2种设计方案。
（二）抗震设计计算
剪力墙在工程中又称为抗风墙，其具备承受地震以及水平风荷载这两大功能，能够提升结构的稳定性，避免受到剪力的影响。从组成上考虑，剪力墙涉及墙肢以及连梁这两部分，而后者的构成又较为丰富，且具备跨度小、截面大的基本特点。连梁可以细分为两类，除了常规的剪力墙平面内连接墙肢这一形式外，还涉及剪力墙内接框架柱的情况。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在连续梁的作用下，可以实现墙肢与框架柱之间的紧固连接，由此发挥出传力的效果。也正是考虑到这一问题，工程中要求连梁必须拥有较大的刚度，这是确保顺利传力的基本条件。对于高层建筑而言，其存在明显的水平作用力，这必然会对连梁产生更大的影响，一旦两侧所设置的墙肢存在不均匀压缩现象，将会进一步引发竖向位移问题。对此，必须要降低连梁的内力。
关于墙肢以及连梁这两大结构，二者均会受到荷载的作用，此时，将会致使连梁无法出现塑性铰。在围绕剪力墙展开设计时，必须要遵循强剪弱弯的基本原则，而要想做到这点，需要考虑如下几点内容：参考相关的JGJ 3—2010《高层建筑混凝土结构技术规程》中所提出的要求，在围绕内力以及位移这两大指标展开设计时，要求连梁的弯度达到可以折剪的状态，且对应的折剪系数至少应达到0.5，通常来说，应优先考虑0.55～0.7这一区间。尽可能降低连梁跨度的高度，在展开连接设计工作时，首先需要考虑折剪连梁弯度的要求，在此基础上，连梁的截面依然具备承受弯承载力的功能，但受此影响必然会削弱截面的承载力。对此，可以适当增加洞口宽度，降低连梁的刚度，从而进一步减小框架的刚度，削弱地震给剪力墙所带来的影响。适当加大剪力墙厚度，由此提升结构整体刚度，进一步提升地震内力。此外，连梁承载力需要与宽度成正比的关系，地震必然会带来内力影响，此时，不应遵循剪力墙厚度增加的比例进行分配，事实上需要略低于该比例值，这是避免连梁承载力超限的基本途径。
（三）变形缝的设置
受多层建筑高度的影响，在设计过程中由于自身高度较大的基本特性，使最终得到的结果极容易出现体型方面的差异。现实中部分高楼之间则采用的是廊桥连接的方式，同时，还设置了一些裙房。尽管此方式具有一定的可行性，但其所带来的抗震能力依然相对局限，而采取抗震缝设计方式可以很好地规避这一问题，最终得到规则的结构单元。在整个抗震设计过程中，最为薄弱的部分便是塔楼之间的连接区域，受各塔楼刚性差异的影响，当所在区域发生地震灾害时，无论是连接结构还是多塔自身，普遍存在关联性振动现象，由此加剧了楼梯变形幅度，甚至会出现倒塌现象。考虑到此问题，需要以廊桥处于可控状态为基本前提，在中间区域设置抗震缝，由此明确各个结构所对应的承受力，这种方式可以在很大程度上增强高层建筑的稳定性，从而有效避免了因廊桥振动而出现扭转的问题。
（四）多塔复杂体型建筑结构的裙房抗震设计
关于高层多塔复杂建筑结构层面的内容，裙房是其中极为重要的一部分结构。各塔楼之间必然会产生相互作用，此时，会对裙房面层楼板造成影响，进一步加大水平拉压力以及弯矩值。
对此，在进行结构设计时，应充分考虑裙房梁板刚度与承载力两大要求，在满足此条件外，还需要做好对塔楼连接强度的处理工作。大量工程案例表明，在进行结构设计时应考虑如下几大影响因素：控制好裙房楼层板厚度，通常情况下应达到150mm；控制好主梁以及次梁两大部分结构的钢筋长度，二者均需要大于上下梁的最大配筋量，在条件允许的情况下要对裙房上下层楼板进行加厚处理。
四、结语
综上所述，高层建筑已经成为当前城市发展的基本趋势，但在实际开展过程中不可避免地会存在一些问题，如结构设计准确性不足等尤为普遍。对此，应充分考虑工程实况，在此基础上展开分析，做好结构设计的优化工作。
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[3]孔紫薇.大底盘双塔连体高层结构的抗震分析[D].广州：广州大学，2015.
论文作者:韩文江
论文发表刊物:《基层建设》2019年第21期
论文发表时间:2019/10/17
标签：结构论文; 结构设计论文; 高层建筑论文; 体型论文; 塔楼论文; 建筑论文; 承载力论文; 《基层建设》2019年第21期论文;