摘要：近年来，住宅小区建设中越来越广泛的应用大底盘多塔楼结构，地面以上为多栋高层建筑，地面以下的大底盘由地下室形成，不断扩大底盘规模情况下，也会逐渐增多地面上塔楼数量。由于大底盘多塔结构具有较高的复杂性，其结构设计时，要准确的掌握设计要点，本文即在分析高层建筑结构大底板多塔结构特点的基础上，探讨了具体的设计要点，旨在为实际设计工作提供参考。
关键词：高层建筑结构；大底盘多塔结构；结构设计
0前言
建筑行业繁荣发展过程中，高层化发展趋势越来越明显，且丰富了高层建筑所具备的功能。设计高层建筑结构时，为使功能需求得到满足，复杂结构大量出现，其中，较为常用的一个结构类型即为大底盘多塔结构。大底盘多塔结构设计工作如未能恰当的开展，会影响整个高层建筑的稳定性，因此必须要高质量的进行其结构设计工作，而达到高质量目的的有效手段即为准确抓住设计要点，有针对性的进行控制。
1高层建筑结构大底盘多塔结构特点
1.1大底盘要协调于上部多塔变形
在大底盘多塔结构中，大底盘为其底部，一般作为商用，而上部的高层建筑多作为住宅建筑，或者作为商业建筑，因此，在大底盘顶部，上部多塔部分会出现内收，使平面刚度的突变形成。同时，通常以剪力墙作为多塔部分，所以大底盘部分的墙要进行加厚处理，或者墙的数量增加，预防竖向刚度突变的形成。为能保证大底盘协调于各塔的变形，结构转换层要设置在大底盘的顶层，并将多塔结构嵌固端选择为大底盘顶板。全面考虑各方面因素后，如温度因素，大底盘顶层楼板钢筋布设时，应采取通长布置的方式。
1.2综合体结构具备多种类型
目前，高层建筑已经具备多种结构类型，每种类型具备不同的复杂程度，其中最为复杂的一个为大底盘多塔结构。大底盘多塔结构中，常见的有三种，分别为无裙房多塔结构、带缝多塔结构、复杂多塔结构。在结构方面，大底盘多塔结构并不相同于双塔连体，对于双塔连体来说，需具备一条对称的或基本对称的轴线，而大底盘多塔结构并未严格的要求对称，独特性比较强，建筑结构功能、设计理念方面均能体现出此种独特性[1]。
1.3大底盘、多塔间竖向构件不规则
一般来说，商业建筑或办公建筑为大底盘多塔结构地下部分的主要用途，基于此种用途，底部要具备较大的使用面积，较高的楼层；住宅建筑、办公建筑为地上部分建筑的主要用途。多塔部分经内收处理后，结构的竖向刚度会发生改变，由此可能导致薄弱部位存在于结构内，设计结构过程中，部分结构要加强。多塔结构具有复杂的振型，质量、刚度分布不均匀，故各塔应尽量采用相同的结构形式以及相同的结构平面，以将综合体质心与刚心间的距离缩小，使结构扭转效应减弱。
2高层建筑结构大底盘多塔结构设计要点
2.1科学选择嵌固端
分析计算高层建筑结构之前，首先要将结构嵌固端位置做出确定。如果结构具有比较大的刚度，而地下室仅具有较少的层数时，单独分析嵌固端以上部分的结构，结果显示，基本相同于实际情况，但周期分析结果除外；而地下室层数比较多情况下，将地下室影响忽略后，单独分析各塔结构，结果显示出的安全性比较差，此时，工程设计要按照整体模型进行。另外，地下室层数如并不多，各单体嵌固的最佳位置为地下室顶面，防止多塔复杂结构的形成。根据相关要求可知，计算高层建筑结构过程中，上部结构嵌固若为地下室顶板，与相邻结构楼层侧向刚度相比，地下室楼层侧向刚度至少应大于其2倍[2]。另有要求指出，当地下室顶板作为上部结构嵌固端时，顶板开洞面积应控制在一定范围内，并且现浇楼板的板厚不应小于180mm，混凝土强度不应低于C30，配筋双层双向布置，并且楼板配筋率不应低于0.25%。
根据上述分析结果及要求可知，上部结构嵌固部位如选择为地下室顶板，设计中要注意两方面的问题，一方面，地下室与地下1层的侧向刚度比，通常较易满足此种要求，如果不能满足，可将竖向构件截面增大或者增加竖向构件数量；另一方面为地下室顶板刚性要求，保证地下室顶板开洞率在30%以内时，可满足其刚性要求。因绿化要求以及建筑使用功能需要，除主楼以外，会降低地下室顶板，导致地下室顶板存在不一致的标高，此时，为避免出现抗震薄弱部位，可采取图1中左侧的处理方法，但要是室内外存在较大的温差，处理方法应选择图1右侧的。
图1 地下室顶板标高不一致处理方法
2.2地基基础设计中严格控制差异沉降
在高层建筑中，上部结构荷载通过基础扩散后，以塔楼为中心，“共同作用有效范围”形成。各塔楼下方，沉降会形成在一定区域中，形成沉降中心，沿着径向，基础沉降变形均出现向外衰减，同时，共同影响范围内出现叠加现象；而地基反力的中心也处于各塔楼下方某一区域，沿着径向，裙房基础向外扩散，且叠加现象产生在共同的荷载扩大范围中。为将材料用量减少，通常采取降低裙房筏板厚度的措施，或者通过设置后浇带方法调节基础筏板变形，变截面位置或后浇带位置应设置在“有效共同作用范围”之外。大底盘多塔楼结构中，因高层主楼会连接裙房基础，或连接地下车库的基础，形成整体，此时，结构安全会受到差异沉降较大程度的影响。根据相关规定，高层建筑基础与裙房基础之间相连接时，若并未设置沉降缝时，要采取其他有效的措施以减少沉降差异，并将沉降差异产生的影响降低。例如，高层主楼采用桩基础，裙房或地下室也采用桩基础时，各桩基的长度、直径，需使用的桩基数量的确定均以变形调整原则或承载力为依据，经调整后，尽量保证相连的二者具有一致的沉降，促进差异沉降值的降低；而高层主楼采用桩基础，裙房或地下室采用天然地基基础时，沉降值要接近主楼的。
2.3预防超长地下室出现开裂
大底盘地下室中，一般不会设置永久性的沉降缝或伸缩缝，在平面上，地下室长与宽均在100m之上，甚至超过200m时，远远要比最大的伸缩缝间距大。对此，结构设计时，必须要对外墙开裂问题充分考虑，做好充足的预防。由工程实践可知，结构是否发生变形开裂的决定性因素中，并非只包含是否留缝，还和其他很多因素有关。对于超长地下室来说，不仅要对混凝土裂缝做出严格的控制，还应注意三方面的问题：第一，不适合采用强度等级过高的混凝土，承载力充足、防水要求满足情况下，强度等级应处于C25～C35之间；第二，施工后浇带要设置，使混凝土硬化期间将基础收缩应力释放出来，后浇带设置时应尽量避开基础，两个后浇带间隔20～40m；第三，混凝土配置时应掺入适量的膨胀剂。
3结论
高层建筑中，大底盘多塔结构形式的广泛使用，在多塔结构设计中更应掌握其设计要点及关键性问题，不仅要科学的选择嵌固端，提升该结构的安全性，还要严格控制地基基础设计中的差异沉降，增强多塔结构的稳定性，并预防开裂问题出现在地下室中，提升地下室的设计及施工质量，避免质量问题的存在，保障建筑的使用安全。
参考文献：
[1]陈超.大底盘多塔连体复杂体型高层建筑结构设计[J].低碳世界,2016,(24):143-144.
[2]孙福萍.大底盘多塔钢筋混凝土高层建筑结构设计研究[J].工程建设与设计,2013,(12):47-50
论文作者:刘传友
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2017年第29期
论文发表时间:2018/3/5
标签：结构论文; 底盘论文; 地下室论文; 顶板论文; 刚度论文; 建筑结构论文; 高层论文; 《建筑学研究前沿》2017年第29期论文;