高层建筑结构大底盘多塔结构设计

发表时间:2021/6/29   来源:《城镇建设》2021年6期   作者: 唐庆昌
[导读] 随着经济的发展和社会的进步,城市建筑结构也取得了大跨步的进步,同时为了充分解决建筑用地问题.
        唐庆昌
        武汉东艺建筑设计有限公司,湖北 武汉 430000
        摘要:随着经济的发展和社会的进步,城市建筑结构也取得了大跨步的进步,同时为了充分解决建筑用地问题,最大限度满足社会和人民的需求,实现经济利益最大化,城市建筑尤其是高层建筑正逐步向多功能方向发展,大底盘多塔结构设计的高层建筑已成为建筑技术人员和建筑施工人员广泛关注的对象。基于此,文章以高层建筑大底盘多塔结构概述为切入点,对大底盘多塔结构的特点进行了描述和总结,接着对当前高层建筑中大底盘的裂缝进行了分析并结合实际情况总结了高层建筑结构中加强大底盘多塔结构的具体措施,希望通过文章的研究能够推动我国建筑行业的持续稳定发展。
        关键词:高层建筑;结构;大底盘;多塔结构;设计
        引言
        建筑技术的快速发展,使高层建筑成为了城市的主体建筑类型。与此同时,如何提升高层建筑结构的稳定性和可靠性,也成为了居民重点关注的问题。
        1大底盘多塔建筑结构设计的概述
        经济建设的发展促进了我国城市化建设速度的加快,城市面积不断扩大,城市建筑物对土地资源的占用也在不断增加。面对逐渐减少的城市土地问题,国家对建筑行业有了新的要求,促进了大底盘多塔建筑结构的发展。大底盘多塔建筑就是利用有限的土地资源空间,尽量优化使用效率,形成商业建筑空间和居住建筑空间的合理配置。通过大底盘多塔建筑的应用,很大程度上提高了城市土地资源的使用效率,促进了城市更加合理的建设。大底盘多塔建筑的每个建筑塔楼都有相对独立的结构,也具有一定的联系。通过研究和总结,大底盘多塔建筑具有以下几种特点:首先,大底盘多塔建筑的大底盘部分一般情况下都会用于商业用途,利于门市开发、大型商场或者娱乐中心等。而多塔建筑上部则一般用于住宅或办公。在结构形式选择上,多塔结构一般使用剪力墙、框剪或框筒等结构,以保证上部结构的刚度,而下层的大底盘结构一般采用框架结构。其次,大底盘多塔建筑结构还具有多样性的特点。大底盘多塔建筑是一种复杂多样的建筑结构形式,不仅仅是单一的一种结构模式,还包括无裙房多塔结构、带缝多塔结构等。最后,大底盘多塔建筑本身还具有不一样的形式,如双塔连体结构等,这样使建筑结构呈现了多样性的特点。
        2高层建筑结构大底盘多塔结构设计
        2.1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。
        2.2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。


        2.3大底盘与多塔结构的沉降差异
        对于大多数大底盘多塔楼结构建筑来说,都属于高层建筑结构,给底盘和地面都会造成较大的负载压力,且一旦大底盘建筑的地基小于其他部位的体积,都会导致建筑地基稳定性不足,降低建筑的安全稳定性,甚至对人们的财产生命安全造成威胁。因此建筑施工人员应该随时对地基的匀称性进行监测,一旦发现大底盘多塔结构出现不均匀沉降,就应该及时进行技术处理,具体来说,处理方法可以分为以下几种:①对主楼基础实施强化,在不设永久沉降缝的前提下,如果建筑主楼与裙房荷载存在较大的差异,应该采用变刚度调平理念,减小主楼与裙房之间的沉降差异,使建筑体系更加安全实用。②设置沉降缝,为了消除主楼和裙房之间的沉降差,还可以在主楼和裙楼之间交接处设置一道沉降缝,这样主楼与裙楼之间可以被较好的独立开,但是这种做法会对建筑的立面效果以及防水和基础施工有所影响,还会在一定程度上增加建筑工程的施工成本。③设置沉降后浇带,根据相关要求规定,设计施工人员可以在建筑的结构面上每隔三十至四十米设置一道沉降后浇带,这道沉降后浇带能够贯通建筑顶板、建筑底部以及建筑墙板,另外可以增加设置一层防水层。在实际处理过程中,虽然设置沉降后浇带较耗时耗力,施工难度和施工成本也都较高,但是由于其对地下的使用空间不造成任何影响,因此受到了设计施工人员的广泛青睐。
        2.4底盘多塔结构的设计计算方法
        与普通的建筑结构相比,大底盘多塔结构的受力情况要更加复杂,因此在对结构进行计算的过程中难度较大。从长期以来的实践经验中可以得出结论:想要高效、准确的得到结构计算的结果,应该将精力集中在如何充分应用相关计算软件、优化对大底盘多塔结构高层建筑的建模等问题上。在实际的工作中,使用的方法大多为整体建模和单塔分析,对单塔刚度指标进行分析,并将刚度指标相似的塔楼组合在一起建模分析,刚度指标相差较大的塔楼则需要分开进行分析。对高层建筑的大底盘多塔结构进行计算的过程中应该注意以下问题:①大底盘多塔结构可以分为带裙带的大底盘结构、不带裙带的大底盘结构、带缝的大底盘结构、相对复杂的大底盘多塔结构这四种,应该结合结构的类型来选择计算的方法。②大底盘多塔结构可以根据体型分为紧凑型和分散性两种,区分的方法主要在于多塔之间的距离,紧凑型的间距较小,当在塔底45°向下进行分割时,两条线会发生交叉;分散型的间距较大,用同样的方法进行分割时,两条线无法交叉。大底盘多塔结构的建模有离散建模和整体建模两种。在使用离散大底盘多塔结构模型时,可以在大底盘多塔结构的顶端45°的方向向下进行切割,范围之外的部分去除,将范围内的结构设为独立的模型。在使用整体大底盘多塔结构模型时,大底盘顶面结构通常会出现内收作用,因此上述建模方式并不适用,为了能够得到准确的计算结果,应该在这一过程中使用更多的计算方法进行辅助和补充,如动力时程分析。
        2.5设置后浇带
        设置后浇带是目前解决高层建筑结构沉降差异最常用的施工方法,该方法可以保护建筑结构地下空间的稳定性,弥补沉降缝的不足。设置后浇带需要遵循以下原则。第一,在距离结构面35m,建筑各柱间距三等分处设置后浇带,后浇带宽度保持在80cm-100cm。第二,后浇带需要与建筑结构的墙板、顶板和底板相连接,提高整体结构的稳定性。第三,在后浇带设置过程中,应避开重要建筑结构,如建筑洞口,楼梯等,借此提升高层建筑结构的美观性和可靠性。
        结语
        总结来说,随着我国建筑工程设计技术和施工技术的不断发展,大底盘多塔楼高层建筑以其土地面积高利用率和地下资源高使用性能,已成为建筑行业的主要发展趋势。因此为了更好的推动高层大底盘多塔结构的发展,相关技术人员在进行设计施工中,应该对其特点进行全面考量,使高层大底盘多塔建筑的设计施工更加合理规范。
        参考文献
        [1]余金梅.大底盘多塔楼建筑的结构设计分析与探讨[J].工程与建设,2018,32(4):530-531.
        [2]钟斐斐.大底盘多塔连体复杂体型高层建筑结构设计分析[J].住宅与房地产,2017(29):87-88.
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