高層建筑結構大底盤多塔結構設計

楊樂

摘 ?要：目前，我國城市中的高層建筑日益增多，采用大底板多塔結構的高層建筑已經引起了建筑師的普遍重視。本文正是從這一角度出發，從整體上闡述了大底盤多塔式結構的特征，然后從大底盤多塔式結構的特征入手，對目前高層建筑大底盤開裂問題進行了分析，并根據實際情況，提出了如何強化大底盤多塔式結構的具體對策，以期對我國建筑業的持續、穩定發展起到促進作用。

關鍵詞：高層建筑;大底盤多塔;結構設計

前言：

隨著社會的發展，城市的建設已趨于飽和，為節省土地、增加綠化面積，每一座城市都在興建高層建筑，而現在，高層建筑已經成為衡量一個區域經濟發展的一個重要標志，大框架、多塔樓是這個時代的產物，它的復雜程度和在地震中的破壞程度都很高，因此必須對它進行抗震分析。

1.大底盤多塔結構的特點

1.1協調性

大底盤多塔式高層建筑結構由大底盤和多塔式兩大類組成。其中，大型底盤結構多用于商業樓宇，而多塔式結構則主要用于高層住宅的建造。根據多年的施工經驗，大底盤多塔式結構的不規則性非常顯著，而且多塔式結構在實際應用中常常會嵌入到大型底盤的上部。因此，要增強整體大底盤多塔式結構的穩定性，必須加強兩者的協調。比如，多塔式結構在設計時，經常會發生平面剛度的改變，其主要原因是大型底盤的上部往往剛度并不均勻，而大底盤的多塔式結構則采用了剪力墻的結構形式。該設計方案可以有效地改善兩個結構的協調，提高大框架多塔式結構的整體穩定性，保證了高層建筑的安全性。

1.2 多樣性

在采用大底板多塔結構時，可以明顯地感覺到它的多樣性。大底板多塔式結構是一種復雜的結構，它在實際工程中會出現多種不同的結構形式。比如，與傳統的結構相比，大底盤多塔式結構的設計不注重軸對稱，而是注重各構件的均衡，從而使設計的結果更具獨特性和多樣性。另外，在進行大底盤多塔式結構時，必須充分考慮其本身的方案和特點，從而使其多元化。

2.高層建筑結構大底盤多塔結構設計

2.1強化主樓基礎

建筑物產生沉降的原因是大底板與多塔之間的協調能力差，長期受壓，使結構產生應力差，從而產生不規則的沉降。因此，在進行結構強度設計時，應充分考慮結構的受力狀況，采用相輔相成的原理來平衡結構的受力，從而減少結構不規則沉降的發生。比如，在多塔結構的設計中，往往會發生結構平面的突然變化，造成這種情況的原因就是大框架的內部收縮。為此，設計者在大框架結構中加入了附加墻，在多塔結構中加入了剪力墻，以達到平衡結構協調和提高結構穩定性的目的。

2.2確定結構固定端的位置

由于我國土地資源日益緊缺，建筑物的高程不斷增加，因此，為確保大底盤多塔式結構的安全與穩定，嵌固端的設計顯得尤為重要。在大底板多塔式結構的設計中，有關人員必須到現場勘察，并結合當地的氣候、地理環境等條件，選擇合適的埋入端部。在進行地下室設計時，若樓層數量不多，則以樓頂的嵌固為主要工作內容，以增強建筑物的穩定性;若有多層，則由工作人員依據有關資料，對其進行分析，并結合分析結果進行設計。

2.3大底盤與多塔結構的沉降差異

由于大部分大底板多塔結構房屋都屬于高層結構，因此在基礎和地面上都會承受很大的荷載，而且如果基礎比其他部分小，則會引起基礎失穩，從而影響到建筑物的安全穩定，嚴重危害到人民的生命和財產。因此，施工單位應時刻關注地基的勻稱性，若發現大底盤、多塔結構發生不均勻沉降，應采取相應的技術措施，即：①加強主樓基礎，在不設置永久沉降縫的情況下，當主樓與裙房的荷載相差很大時，應采取變剛度調整思想，減少主樓與裙房的沉降差，從而提高建筑系統的安全性和實用性。②在主樓和裙樓的交會處設一條沉降縫，以避免主樓與裙樓的沉降差異，從而使主樓與裙樓的空間分離，但這不僅會影響到建筑的外觀、防水、地基等，而且還會增加建設的費用。③設置沉降后澆帶，按照有關規定，設計人員可以在建筑物的建筑表面每三十到四十米處設置一條下沉后澆灌帶，該后澆帶可以貫穿建筑的頂部、底部和建筑的墻壁，還可以在建筑的頂部加上一層防水。在工程實踐中，盡管設置沉降后澆帶比較費時、費事、費時、造價高，但它不會對地面的空間產生什么影響，因而得到了工程設計者的普遍歡迎。

2.4底盤多塔結構的設計計算方法

大底板多塔式結構相對于一般的建筑物而言，其受力狀況更為復雜，所以其計算困難。根據多年的工程實踐，我們認為，要想得到結構計算的有效、準確，就必須把重點放在如何利用相關的計算軟件，以及對大底盤、多塔的高層建筑進行優化設計。在工程實踐中，所采用的方法大都是采用整體模型和單塔分析法，分別對單塔的剛度指標進行分析，對具有類似剛度指數的塔樓進行模型分析，對于剛性指數差異比較大的塔樓，則要單獨進行分析。在分析大底盤多塔式結構時，應考慮到：①大底盤多塔式結構可劃分為裙帶式大底盤結構、無裙帶式大底盤結構、大底盤帶縫結構、大底盤結構相對復雜的大底盤多塔式結構。②大型結構多塔按其身體大小可分為緊湊式和分散式兩種，其區別的方式是多塔間的間隔，緊湊式的間隔要短，在塔基45度以下的分段時，兩條線會相交;分散式的間隔大，采用相同的方式，不能相交。大型結構多塔結構的建模方法主要有兩種：離散模型和整體模型。采用大底盤多塔式結構的離散模式，可以沿大底盤多塔式結構的頂部45度向下進行切削，而超出此范圍的部位則被移除，從而形成一個單獨的模型。由于采用大型多塔式結構，結構往往會產生內收效應，故本文所提出的模型無法應用于實際工程中，應采用時程分析等多種計算手段，以達到精確的計算效果。

2.5設置后澆帶

采用后澆帶法是目前比較普遍地解決高層建筑物沉降差異的一種施工方式，它既能確保建筑物的地下空間穩定，又能彌補沉降縫的缺陷。在施工后澆帶時，必須遵守下列規定。第一條后澆帶是在距建筑物表面35 m的基礎上，每一根柱子之間的間隔相等，后澆帶的寬度應控制在80厘米到100厘米之間。第二條后澆帶應貫穿墻體、頂板、底板等，以改善結構的整體穩定。

結束語

總之，大底板多塔式高層建筑具有很好的功能特性，能夠滿足現代建筑的基本要求。然而，這種多層結構的高層建筑結構非常復雜，對設計的要求也非常苛刻，特別是在不同的建筑類型進行設計時，更要考慮到各個方面的因素，以防止出現任何問題。

參考文獻：

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