高层建筑结构大底盘多塔结构设计的研究 蒙晴

发表时间:2020/6/11   来源:《基层建设》2019年第36期   作者:蒙晴
[导读] 摘要:近年来,我国建筑行业取得了突飞猛进的发展,市内建筑尤其是市内高层建筑正逐渐向多功能方向转变,同时随着经济的发展和人们生活水平的提升,为了满足建筑开发商和居民的实际需求,越来越多的人们开始将注意力集中在高层建筑大底盘结构设计上。
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        摘要:近年来,我国建筑行业取得了突飞猛进的发展,市内建筑尤其是市内高层建筑正逐渐向多功能方向转变,同时随着经济的发展和人们生活水平的提升,为了满足建筑开发商和居民的实际需求,越来越多的人们开始将注意力集中在高层建筑大底盘结构设计上。
        关键词:高层;建筑;结构;大底盘
        引言
        我国人口众多,导致城市用地越来越紧张,各种类型建筑也以高层为主。虽然该类建筑具备较强的实用性,但涉及到的技术难度较高,进而导致建筑功能很难发挥。
        1高层建筑结构大底盘多塔结构的特点
        1.1协调性
        高层建筑的大底盘多塔结构主要包括两个部分:大底盘结构和多塔结构。在这两个结构中,大底盘结构大多应用在商用建筑上,多塔结构更多地使用在高层住宅的建设中。从长期的实践经验中可以得出结论:大底盘多塔结构具有十分明显的不规则性,且在使用的过程中,多塔结构往往都是镶嵌在大底盘结构的上方。因此,为了能够提高整个大底盘多塔结构的稳定性,应该加强二者之间的协调性。例如,多塔结构在设计的过程中,常常会出现平面刚度变化的情况,这一问题出现的主要原因在于大底盘机构上方通常会采用内收设计,镶嵌在大底盘结构上的多塔结构使用的是剪力墙设计。这种设计方法能够有效的提高两种结构之间的协调性,从而提高大底盘多塔结构整体的稳定性,使高层建筑能够更加安全。
        1.2多样性
        在大底盘多塔结构应用过程中,能够展示出明显的多样性特点。由于该种结构设计形式较为复杂,涉及到一些多结构设计类型。例如,对于大底盘多塔结构整体设计来说,轴对称并不是必须展示出来的特点,而是将重点内容放在各个结构的平衡设计上,最终设计出来的效果十分独特。另外,考虑到大底盘多塔结构动力和受力等性能,整个设计过程需要对相关问题进行综合考量,让大底盘多塔结构具备很强的多样性特点。
        1.3不规则性
        大底盘多塔结构主要由两部分构成,而且不同部分对应不同用途,其不规则性特点极为明显。例如,大底盘结构主要是以商业用途为主,对于底部整体面积要求极高,而且多塔结构主要是在办公和住宅项目中发挥作用,面积要求相对较低。除此之外,相关工作人员还需要对其受力稳定性进行充分考量,并将其设计结果复杂性特点展示出来,从这里也可以看出,大底盘多塔结构本身具备不规则性特点。
        2高层建筑结构大底盘多塔结构设计分析
        2.1设置沉降缝
        为了提高建筑基础的稳定性,设计人员可以在主体建筑和周边建筑交界处设置沉降缝,借此平衡高层建筑与周边建筑结构的沉降平衡。通过设置沉降缝,可以将高层建筑与周边建筑分离,使其成为单独存在的个体,在受到压力作用发生沉降时,沉降缝能够起到缓冲作用,实现独立单元的自由沉降。在高层建筑中,沉降缝可以选择挑梁基础和双墙两种方案。挑梁基础是在沉降缝一侧按照常规要求进行设置,另一侧基础由悬挑挑梁承担压力的方法。双墙是在沉降缝两侧设置称重墙,使整体建筑各单元结构保持独立的方法。两种方案都可以解决沉降差异,但会增加建筑施工成本,影响高层建筑的美观性和防水效果。
        2.2强化主楼基础
        建筑发生沉降的主要原因是由于大底盘结构和多塔结构协调性较差,在长时间压力挤压下,造成结构出现载荷差,导致建筑架构出现不规则沉降现象。对此,建筑设计师在设计两者结构强度时,需要充分考虑各结构的受力情况,采取互补性原则平衡结构受力,借此降低高层建筑结构不规则沉降情况的发生概率。

例如,在设计多塔结构时,通常会出现建筑平面刚度突变的情况,导致此类情况出现的原因是由于大底盘结构的内收。对此,设计人员在大底盘结构中添加增加墙设计,在多塔结构中增加剪力墙设计,借此平衡整体结构的协调性,提升建筑结构的稳定性。
        3大底盘多塔高层建筑结构设计具体实施措施
        3.1嵌固层与地下室顶层的计算分析
        为了支撑大体积的建筑物,地盘楼板的刚度要十分优秀,在设计中,一般都会采用和大底盘顶层楼板和人防结构相结合的方式,顶层楼板厚度要达到30CM。在施工过程中,也要通过考察当地的地质条件、主楼、裙房和地下室荷载条件,适时适地地采用不同类型和长度不同的桩长来控制地盘的差异沉降,设置沉降后浇带在施工过程中不断调整沉降差,由此来满足高层建筑的承载力。在设计过程中,我们会发现塔楼各部分的相互作用是相互独立的,在进行建筑分析和受力情况分析的时候,应该应该区别对待。同时那些距离底盘较远的建筑物其水平方向的力对区域内的建筑物影响较小,因此在设计过程中,水平方向的影响力可以不作为重点来分析。
        3.2保证大底盘混凝土的质量
        首先,在采购的过程中,应该对市场中材料的质量和价格进行调研,并要求商家出示经营许可证、质量检验证明等相关材料,确保建筑材料的质量符合国家相关规定。其次,应该根据实际情况选择合适的水泥,在进行混凝土配置的过程中需要对砂石骨料的比例进行控制。最后,在完成混凝土浇筑施工后,施工人员应该严格按照相关程序进行混凝土养护工作,防止其在降温的过程中出现裂缝,影响建筑工程的整体质量。
        3.3地基基础设计沉降控制比例
        在软土地区如上海,背景等地,高层建筑一般采用桩基形式,其沉降计算值一般控制在7—15 CM;如果是单层地下室,除考虑顶板上的覆土,一般情况下,都会采用抗浮设计,这样其对应的荷载能力永久组合对地面的附加压力将降到最低,甚至可能达到负值,简而言之就是基本不会产生沉降。但是考虑到土体沉降变化值的连续性,因为高层与单层地下室之间上部荷载的较大悬殊,较大的沉降差值难以避免。针对这种情况,一方面,为了消除施工期间相互间产生的不均匀沉降,待高层分主体结构完成时再连接成整体,会沿主楼周边,在主楼和裙房或地下室之间设置沉降后浇带。在施工过程中,当建筑主体完工后,可实现60%到80%的沉降。此时应该根据设计与实地的差值,确定主体的沉降完成量,沿底板后浇带每隔10米布置沉降观测点,通过观测确定沉降后浇带的浇灌时间。
        3.4确定结构嵌固定端的位置
        随着我国土地资源的紧张,建筑的高度越来越高,为了保证大底盘多塔结构的安全性和稳定性,嵌固端的设计至关重要。在大底盘多塔结构的设计阶段,相关人员需要进行实地考察,并根据当地的气候条件、地理环境等因素来确定嵌固端的位置。在设计地下室的过程中,如果地下室的层数较少,应该将地下室顶层的嵌固作为工作的重点,进一步加强建筑的稳定性;如果地下室的层数较多,工作人员应该根据相关信息建立模型,对各塔的结构进行分析,再结合分析结果进行设计。
        结束语
        综上所述,现阶段的建筑行业为了保证设计的规范性与合理性,加入了仿真设计技术,以往以虚拟技术为主体的仿真技术已经不能很好地满足当下设计需求,增强现实技术的加入不仅可以简便设计步骤,还可以降低设计难度,虽然当下的技术应用仍然存在问题,但是随着技术的不断完善,增强现实技术将会被更加广泛的应用。
        参考文献
        [1]付法君.高层建筑结构大底盘多塔结构设计的研究[J].科技创新与应用,2019(28):88-89.
        [2]仇早生.高层建筑结构大底盘多塔结构设计的研究[J].江西建材,2019(6):52,54.
        [3]孙自东.高层建筑结构大底盘多塔结构设计讨论[J].居舍,2018(9):98.
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