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摘要:随着城市化建设进程的加快,高层建筑越来越常见。大底盘多塔结构是高层建筑比较常用的一种结构类型,其综合性较强,可以在最大限度上发挥建筑功能,有利于提高高层建筑的整体效益。文章主要对高层建筑结构大底盘多塔结构特点进行了分析,并探讨了高层建筑结构大底盘多塔结构设计要点,希望能够为相关工作提供有效参考。
关键词:高层建筑结构;大底盘多塔结构设计;高层建筑
高层建筑是建筑工程现代化发展的一个重要标志,随着建筑工程技术的发展,高层建筑目前已经比较常见,为缓解建筑工程数量日益增多与用地资源面积逐渐缩减之间的矛盾做出了重要贡献。大底盘多塔结构在高层建筑结构设计中得到了广泛应用,与常规结构形式相比,大底盘多塔结构的复杂程度相对较高,但却可以为人们提供更多的便利。但由于大底盘多塔结构建筑的长度、宽度均比较大,因此容易出现不均匀沉降等缺陷。基于此,大底盘多塔结构设计中,应采取有效的措施,解决不均匀沉降问题。
1.大底盘多塔结构及其设计原则
大底盘多塔结构,也被称为多塔结构,指的是,结构并非一个整体,而是独立成栋,但却共用一个大底盘裙楼,从而形成多塔结构。与互不相关的两栋或者是多栋建筑相比,大底盘多塔结构设计中,应充分考虑各塔楼之间的相互干扰现象,如共用一个裙楼的多个塔楼,在各塔楼水平力影响下,裙楼也相互影响,因此将其称为多塔结构。
大底盘多塔结构设计中,应遵循如下原则:首先,协调性原则。对于大底盘多塔结构高层建筑来说,其大底盘结构通常是作为商业区域使用,而多塔结构多是作为住宅区域使用。商业区在住宅区的下方,两者的使用方向存在明显差异,因此,其属于不规则结构高层建筑。为确保建筑稳定性,应采取有效的措施,维持多塔结构、大底盘结构的协调性;其次,多样性原则。因为用途存在明显差异,所以不同区域的面积也有一定不同,为提高建筑结构的平衡性,大底盘多塔结构设计中需要应用多种设计方案,以实现大底盘多塔结构的多样性;最后,不规则性原则。作为商业区域的大底盘结构,空间面积较大,作为住宅区域的多塔结构,空间面积较小,大底盘多塔结构设计中,应对结构之间的受力情况进行充分考虑,从而使高层建筑结构呈现不规则性。
2.高层建筑结构大底盘多塔结构设计要点
2.1受力问题分析
对不同结构的受力状态进行有效平衡是高层建筑结构大底盘多塔结构设计中的一个难点问题,借助计算机软件准确计算结构受力情况,科学评估设计方案的可行性,是保障建筑施工进度的重要前提与基础。受力分析过程中,应对大底盘结构的类型进行准确分析,根据结构类型不同,来合理选择计算方法。以建筑使用功能为根据,目前可将高层建筑结构大底盘多塔结构分为周边无裙房、周边有裙房、有沉降缝、结构复杂等不同的类型。在分析周边无裙房的大底盘多塔结构高层建筑的受力情况时,应从多塔结构、大底盘结构两个方面进行分析;在分析周边有裙房的大底盘多塔结构高层建筑的受力情况时,应从多塔结构、大底盘结构、裙房三个方面进行分析;在分析有沉降缝的大底盘多塔结构高层建筑的受力情况时,多塔结构、大底盘结构、沉降缝、独立结构四个方面进行分析;在分析结构复杂的大底盘多塔结构高层建筑的受力情况时,由于结构较多,因此应根据实际情况,来对各结构的受力情况进行分析。
2.2地基沉降问题的解决方法
对于大底盘多塔结构高层建筑来说,大底盘结构的层数较少、高度较低,因此地基承受荷载较小;而塔楼结构的层数较较、高度较高,因此地基承受荷载较大。大底盘结构、塔楼结构存在明显的差异,因此,容易出现地基不均匀沉降的缺陷。为确保高层建筑的稳定性、安全性,大底盘多塔楼结构设计中,应采取有效的措施,解决不均匀沉降的问题。
首先,应准确计算地基承受荷载的大小,并以此为根据,采取有针对性的解决策略。如可以采取“抗”的方法,也可以采取“放”的方法。第一,“抗”指的是,建筑施工中添加配筋时,为实现建筑抗剪力的提高,可后续添加钢筋,避免沉降造成的不利影响。这个过程中,还需要预测其可能对建筑结构中其他结构产生的影响,采取“抗”的方法,可在短期内实现均匀沉降。第二,“放”指的是,在高层塔楼、大底盘分界处设置后浇带,对两者之间的沉降差、沉降值进行计算,等到两者沉降稳定后,再次计算沉降差、沉降值,然后对沉降后浇带进行封闭处理。采取“放”的方法,只需少量配筋,但其结构设计复杂、工期较长,因此实际施工时很少使用。其次,在对沉降差、沉降值进行计算的时候,应采取多种不同的方法,不可低于2种,从而减少误差、提升计算的精准度。
2.3嵌固端的选择
大底盘多塔结构设计中,确定结构嵌固端位置是一项重要的内容。《高层建筑混凝土结构技术规程》中,对嵌固端提出了要求:结构计算的时候,可将地下室的顶板当作上部结构嵌固,楼层侧向刚度应大于相邻结构楼层刚度,同时,相关规范中也指出:对地下室顶板进行选择的时候,为避免在地下室顶板开洞,可采取现浇结构,所使用的混凝土、楼板应保持在一定强度、厚度范围之内,并要采取双向双层配筋方式,每层、每个方向的配筋率也要在一定范围内。因此,选择地下室顶板当作建筑上部结构嵌固端的时候,一方面要考虑地下室顶板的刚度要求,另一方面要考虑地下室及其上面一层的侧向刚度比要求。
2.4抗震设计
《高层建筑混凝土结构技术规程》中指出,高层建筑结构比较适合采取振型分解反应谱法,而对于高度较高、质量不均、刚度不对称的高层建筑结构,则比较适合采取扭转耦联振动影响的振型分解反应谱法。其属于拟静力方法,考虑到了各频段振动的频谱、振幅最大值,但却不能实现持时性,且没有考虑到地震作用的随机性。与此相比,时程分析法充分考虑到了结构进入塑性后的内力重分布,且可以将结构响应的整个过程记录下来,但其只能反映特定地震波影响下结构的性能,不具普遍性,故多用于对反应谱进行验证。对高层建筑结构来说,由于楼层屈服模型相对复杂,弹塑性时程分析方法尚未发展成熟,因此国采取弹性时程分析方法。但大底盘多塔结构高层建筑的自由度较多,采用弹性时程分析方法时积分次数相对较多,根据空间模型进行动力积分的话,计算量非常大,所以也不适合使用弹性时程分析方法。大底盘多塔结构高层建筑抗震设计中,为提高积分计算速度、减少计算量,可采取动力时程分析方法。
结语:
综上所述,随着经济的发展,人们的生活质量、生活水平得到了明显的提高,对高层建筑提出了更高的要求。加强对大底盘多塔结构高层建筑的研究,明确设计要点,提高各个环节的质量,确保大底盘多塔结构设计质量,对于提高高层建筑的建设质量及安全性有着重要的意义,从而使高层建筑为城市化建设做出更好的贡献。
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