湛江市建筑设计院 524000
摘要：大底盘多塔楼建筑是将不同使用功能的多栋建筑建在大空间底盘上，这种建筑群体的连接组合形式多样，可满足建设投资者多功能的使用要求，并能获得占地面积小、容积率高等显著的经济效益。但由于多个塔楼在底盘连成整体造成尺寸突变，使其结构振动特性、受力性能、破坏形式要比一般高层建筑复杂得多，因此本文对大底盘多塔楼高层建筑结构设计的探究有着十分重要的现实意义。
关键词：大底盘；多塔楼；振型；高层建筑
引言
大底盘多塔楼高层建筑通常是将底部几层公共空间设置为大底盘，在底盘上部布置多个塔楼作为主体的建筑。由于底盘上设有多个塔楼，使得结构振动形态复杂，并会产生复杂的扭转振动，如果结构布置不当，平面位置偏心或质量刚度不均匀，扭转振动反应及高振型影响将会加剧，因此做好大底盘多塔楼结构设计意义重大。
1.大底盘多塔楼结构的分类
1.1常见的几种形式
1.1.1由地下室、裙房、多个塔楼三部分组成，通常是由地下室及底部裙房形成大底盘，将多栋塔楼底部连成一体。
1.1.2由地下室和多个塔楼两部分组成，塔楼只通过地下室连成一体，没有裙房。
1.1.3设缝多塔楼建筑，由于建筑设计需要设置伸缩缝、抗震缝或沉降缝等将上部结构分成若干部分，这类结构与一般多塔结构没有本质区别，只是多塔楼结构中各塔楼之间的间距非常小的特例。
1.1.4复杂多塔楼结构，它是在多塔楼结构上又增加了其他复杂结构，如带转换层、带加强层、连体、错层等。按照相关规范规定，7度和8度抗震设计的高层建筑不宜采用超过两种复杂结构，这类结构应尽量避免采用。
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1.2从体型特点看，多塔楼结构大体上又可分为紧凑型和分散型两种形式
1.2.1紧凑型多塔楼结构，即各塔楼之间距离比较近，或是裙房层数相对较多、裙房比较高等，此时如在各塔楼下采用“45°线分割法”对各塔楼分割时，各塔楼剖出的底盘部分会存在相交，紧凑型的多塔结构中各塔受力状态受其他塔楼相互影响比较大。
1.2.2分散型多塔楼结构，即各塔楼之间相隔比较远，各塔楼之间的相互影响会比较小。
2.大底盘多塔楼高层建筑结构设计方法
2.1解决地基基础不均匀沉降问题
在大底盘多塔楼高层建筑地基基础设计中，由于塔楼与裙房传至基础的荷载差异较大，两者会出现不均匀沉降，设计者首先宜采用两种以上的计算方法计算这两者间的沉降量和沉降差，然后根据计算得的沉降差及地基基础情况，决定是采用“放”还是“抗”来进行基础设计。
“放”即是在各塔楼与大底盘分界处设置沉降后浇带，加强这两部位的沉降观测，待这两部位的沉降达到基本稳定时或其差值与计算相符时封闭沉降后浇带，其缺点是由于达到沉降相对稳定的时间较长，施工周期延长，结构的构造复杂，给现场施工带来了一定的困难，施工单位往往不愿接受此类方案。“抗”即是不设置沉降后浇带，而是根据计算所得的沉降差在设计塔楼与大底盘相邻构件时除必须满足强度计算所需的配筋外，还需加入由于沉降差引起的构件内附加应力所需配置的钢筋。此类方法施工周期快，大底盘部分可以完整施工，但其带来的结果往往是结构的造价相对较高。
2.2抗震设计震型的考虑
多塔楼高层建筑属于体形复杂的高层建筑结构，其振动形态复杂，由于在底盘上部体型收进尺寸突变，结构侧向刚度沿竖向发生剧烈变化，在变化处出现结构的薄弱部位，结构抗震不利，所以在抗震方面的设计就显得尤为重要，设计者需要充分考虑各种震型对结构的影响。针对多塔楼结构的实际状况，我们通常采取两种具体的抗震震型考虑方法，其中之一就是针对楼体的振动波形进行相应的分解式处理，并在此基础上找出相应的反应图谱。这一方法的推出主要是借助建筑的传统性单型或串联型片状的体系结构而说的，在建筑的实际刚度以及质量的具体分布较为均匀化的同时，其具体的振型会根据相应的阶数的增加而逐渐提升。即高阶振型比低阶振型对结构的地震作用要小得多，一般取前几阶振型即能满足地震作用计算精度的要求。而某些高阶振型的参与系数却很大，这对计算多塔楼结构的地震作用时的振型选择有很大的关系。第二种就是动力时程分析法。对于多塔楼结构，由于存在大量参与系数很小的低阶振型，在采用这种分析方法时，应选择足够多的振型进行积分，相关规范要求多塔楼结构选择的振型数不应小于塔楼数的9倍，并对整体和分塔楼计算模型分别验算，验算整体结构和各塔楼结构扭转为主的第一周期与平动为主的第一扭转周期的比值。
2.3抗震分缝的合理设置
多塔楼高层建筑属于结构不规则中尺寸突变的一种情况，通常由于各塔楼层数和平面各不相同，造成质量和刚度亦不相同，地震作用时的振动效应也不相同，尤其是当各塔楼的综合质心相对底盘结构质心不对称时，对底盘产生较大的扭转效应，若扭转情况严重超过相关规范要求，这时就需要设计者根据具体情况合理设置抗震缝，从地面以上将塔楼与底盘作分缝处理，避免出现结构严重不规则的情况，消除塔楼相对底盘大偏心造成过大扭转影响。
3.加强多塔楼高层建筑结构的措施
在进行多塔楼高层建筑结构设计过程中，要严格遵守设计规范的要求，对多塔楼结构按整体模型和各塔楼分开的模型分别进行计算，并采用较不利结果进行结构设计。多塔楼结构设计还应着重概念设计，重视对结构薄弱部分的分析，充分考虑各塔楼间结构构件的相互影响，加强抗震构造措施。为保证塔楼和底盘的整体性，底盘屋面板应加厚并加强配筋，加强底盘周边竖向构件的配筋构造，底盘屋面上、下楼层也应采取加强措施。
3.1多塔楼结构因各塔楼的层数、平面和刚度各不相同，质量和刚度分布不均匀，塔楼对底盘布置不对称，造成多塔楼结构振型也较为了复杂，且高振型对结构内力的影响较大，对底盘结构产生扭转振动反应较大，高振型对结构内力的影响更为突出，因此在建筑方案设计及结构布置时，应尽量使各塔楼的层数、平面、刚度相接近。
3.2塔楼对底盘宜对称布置，各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过大，通常不宜大于底盘相应边长的 20%，避免由于偏心造成对底盘结构产生较大的扭转影响。
3.3抗震设计时，复杂多塔楼高层建筑由于其同时具有两项或两项以上的结构不规则，相关规范规定不宜采用，若属于结构严重不规则，则需要经过专门论证。设计者需根据具体情况采取相应的处理措施，如带转换层的多塔楼高层建筑，转换层不宜设置在底盘以上的塔楼内，若转换层设置在底盘屋面上层塔楼内时，会形成结构的薄弱部位，不利于结构抗震，应尽量避免，否则应采取有效的抗震措施，包括增大构件的内力，提高抗震等级等。
结束语
由此可见，在对大底盘多塔楼高层建筑结构的设计过程中，我们必须根据其实际情况进行具体分析，对不同的建筑结构形式采用相应的设计方法，从而使得建筑结构的各方面性能得到有效的保障，满足建筑工程的安全、经济、实用的相关要求，使大底盘多塔楼高层建筑结构设计的可靠性和经济性得到保障。
参考文献
[1]陈文鹏.大底盘多塔楼高层建筑结构的设计[J].科学与财富.2013.
[2]许久峰，杨景东.大底盘多塔楼高层建筑结构的设计分析[J].科学与财富.2012.
[3]董升磊.对大底盘多塔高层建筑结构设计探析[J].城市建设理论研究.2016.
[4]林磊.大底盘多塔楼高层建筑结构的设计分析[J].门窗.2014.
论文作者:周波
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/9
标签：塔楼论文; 底盘论文; 结构论文; 高层建筑论文; 刚度论文; 建筑结构论文; 质心论文; 《建筑学研究前沿》2017年第30期论文;