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[摘 要]城市化的飞速发展使得我国的很多城市中也出现了很多的高层建筑,在这些高层建筑的施工中有很多都是大底盘多塔楼高层建筑,这种建筑形式也是近几年比较流行的一种建筑形式,本文主要对大底盘多塔楼高层建筑结构的设计进行了相应的分析,以供参考和借鉴。
[关键词]大底盘 多塔楼 高层建筑 结构设计
中图分类号:TU972+.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0157-01
当前在我国的城市建设和发展中由于土地不断缩减,高层建筑的数量也越来越多,同时人们对建筑形式要求的不断提高也使得我国建筑结构形式出现了很大的变化,同时也朝着更加具有多样化的方向在发展,大底盘多塔楼就是最近几年比较受欢迎的建筑形式,这种结构虽然能够体现出非常好的效果,但是其整个结构的复杂性也是非常强的,在设计的过程中会出现一定的问题,这对于整个结构的稳定性都会产生非常不利的影响,所以一定要重视设计的合理性,这样才能保证建筑结构的稳定性和安全性。
1、大底盘多塔楼高层建筑结构体系的特点与分类
在我国当前的发展中,计算机技术不断的发展和进步,这也使得城市的发展和建设的质量越来越高,同时规模也越来越大。大底盘多塔楼也被更多的建筑设计人员应用到建筑设计当中,这种建筑有其自身独特的特点,多个独立的楼房能够在同一個区域内组成一个裙房,同时这种建筑形式在功能上也更加的多样化,建筑的价值和使用价值在这一过程中都得到了有效的提升,但是任何事物都是有两面性的,这种建筑结构也是这样,这种结构呈现出一定的不规则形,这样就使其在施工的过程中会遇到一定的障碍和难题,所以相对于常见的建筑结构形式而言,其稳定性也要更差。所以在设计中一定要采取相应的措施来保证设计和施工的质量。在工程的设计工作中,大底盘多塔楼高层建筑结构在设计中主要分成两个部分,一个部分是大底盘结构顶层楼板的镶嵌端,一般来说,如果一个住宅带有地下停车场就说明其是这样的结构,第二种就是大底盘结构不能作为底层的结构的住宅建筑,这种建筑结构在一些大型的商场或者是服务机构比较常见。
2、大底盘多塔楼高层建筑结构的设计要点
在上文的阐述当中对大底盘多塔楼高层建筑的特点以及结构形式和商业用途都进行了相关的阐述,我们也可以了解到这种建筑的结构形式在形式的复杂性和稳定性上都非常大,所以在施工的过程中需要建设的工程量非常大,在技术方面也存在着一定的多样性,它是一种超长和超宽的建筑结构形式,这种建筑结构是非常不规则的,所以在设计的过程中也存在着一定的难度,在设计的过程中主要要注意以下几个问题。
2.1 解决地基基础不均匀沉降问题
对这种建筑结构形式来说, 建筑的高度比较大,同时层数也相对较多,所以地基所承受的栽种也相对较大,但是大底盘的其他部分所产生的荷载相对较少,所以在地基基础的设计中一定要注意其稳定性,这种结构形式在地基沉降方面也存在着非常大的差别,所以在该结构设计的过程中应该加强对两者沉降差值的计算,设计人员根据计算出来的具体情况来确定具体的设计对策到底是放还是抗,通常我们所说的“放”就是指各塔层和底盘的沉降分界线设置后浇带,然后再对这两部分的沉降量进行有效的观测,直到两个部分的沉降量基本达到了相应的标准和要求的时候再对其进行下一部分的设计。这种方法在设计中存在着一定的不足,其中最为明显的就是沉降量达到稳定状态需要非常长的时间,所以也使得整个工程需要非常长的施工周期,同时该建筑结构的复杂性也非常强,所以在施工的过程中也会造成非常严重的障碍和困难,所以通常施工单位不会选择这样的施工方案。通常我们所说的“抗”就是指不设置沉降后浇带,而是设置能够满足相关荷载要求的配筋,同时还要配备增强结构整体的强度,在设计的过程中一定要将结构构件之间存在的一些负面影响予以充分的考虑,这种施工方法能够更好的保证施工的质量,同时还能够缩短施工的周期,但是在保证施工质量的同时,这种设计方案会大大增加施工过程中需要的成本。所以在施工的过程中一定要将这几个问题予以充分的考虑,这样才能更好的在保证施工质量的同时也很好的保证施工成本在合理的范围之内,提高了施工企业的经济效益,所以在设计中要权衡利弊,从而找到最好的设计和施工方案。
2.2 限制建筑材料,加强检质量检测
地下室部分的混凝土强度等级建议控制在C30左右,水泥用量控制在250Kg左右,水泥品种不宜用矿渣水泥,条件许可,可以添加20%粉煤灰,由此来减小由于大体积混凝土浇筑而引起的结构水化热,控制结构裂缝的提前开展。
2.3 结构设计与施工方面
构件受力计算、裂缝控制、构造钢筋的设计和特殊部分附加钢筋设置,均应符合有关技术规定;底板宜一次浇注完成,基坑范围内持续降水至底板下500mm,施工阶段设后浇带,顶板和侧墙可不连续设置,侧墙后浇带间距30米左右,顶板后浇带间距50-60米。墙体与柱子连接部位宜插入长度1500-2000mm,由8-10的加强钢筋,插入柱子200-300mm,插入边墙1200-1600mm,其配筋率应提高10%-15%。楼板宜配置细而密的构造钢筋网,钢筋间距宜小于150mm, 配筋率宜为0.6%左右;现浇补偿收缩钢筋混凝土防水顶板应配置双层钢筋网,构造钢筋间距小于150mm,配筋率宜大于0.5%。
2.4 抗震设计方法
由于大底盘多塔楼的高层建筑结构形式较为复杂,且其稳定性也较差,因此在设计中必须要充分考虑到建筑的抗震性能。对于大底盘多塔楼的高层建筑结构进行抗震设计的方法一般有两种形式,即振型分解反应谱法和动力时程分析法。其具体的分析如下所示:
2.4.1 振型分解反应谱法。对于传统的单串联刚片体系,在刚度和质量分布较为均匀时,其振型参与系数随振型阶数的增加而迅速减小,即高阶振型比低阶振型对结构的地震作用要小得多,一般取前几阶振型即能满足地震作用的计算精度的要求。但对于多塔结构,此规律不复存在,某些甚至较多的低阶振型的参与系数很小甚至为零,而某些高阶振型的参与系数却很大,这对计算多塔结构的地震作用时的振型选择有很大的关系。
2.4.2 动力时程分析法。由于构件及楼层的屈服模型和退化规律非常复杂,高层结构的弹塑性时程分析还处于研究阶段。目前工程设计中应用较多的是结构的弹性时程分析,对于多塔楼这种复杂结构,由于自由度很多,加之在进行逐步积分时积分次数很多,按空间模型进行动力积分计算量比较大,目前只有一些结构的通用分析软件可用,而结构工程设计软件则采用的是基于“平面分块元限刚假定的层模型,层模型刚度矩阵的阶数很低,相应的计算量也很小,每步的积分计算速度很快”。在弹性阶段,可采用基于振型分解的时程分析方法。对于多塔结构,由于存在大量参与系数很小的低阶振型,在采用这种分析方法时,应选择足够多的振型进行积分。
3、结论
综上所述,大底盘多塔楼的高层建筑结构形式具有较多的功能特点,是一种适合现代城市发展建设的建筑结构。但由于该结构较为复杂,所涉及到建筑设计技术较多,考虑问题也需要更加全面。本文中提出了几项设计要点,是在笔者的工作经验的基础上总结出来的,希望能够起到一定的参考作用。当然,在实际的工程设计中,还有很多方面和事项都需要设计人员加强重视,严格把关每个设计细节,确保大底盘多塔楼高层建筑的设计方案能够满足科学性、技术性、合理性和安全性、经济性等多种要求。
参考文献
[1] 王作荣.谈高层建筑结构设计的要点[J].企业科技与发展.2010(16).
[2] 林建斌.关于地下室顶板作为嵌固端的探讨[J].科技风.2010(15).
[关键词]大底盘 多塔楼 高层建筑 结构设计
中图分类号:TU972+.9 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)11-0157-01
当前在我国的城市建设和发展中由于土地不断缩减,高层建筑的数量也越来越多,同时人们对建筑形式要求的不断提高也使得我国建筑结构形式出现了很大的变化,同时也朝着更加具有多样化的方向在发展,大底盘多塔楼就是最近几年比较受欢迎的建筑形式,这种结构虽然能够体现出非常好的效果,但是其整个结构的复杂性也是非常强的,在设计的过程中会出现一定的问题,这对于整个结构的稳定性都会产生非常不利的影响,所以一定要重视设计的合理性,这样才能保证建筑结构的稳定性和安全性。
1、大底盘多塔楼高层建筑结构体系的特点与分类
在我国当前的发展中,计算机技术不断的发展和进步,这也使得城市的发展和建设的质量越来越高,同时规模也越来越大。大底盘多塔楼也被更多的建筑设计人员应用到建筑设计当中,这种建筑有其自身独特的特点,多个独立的楼房能够在同一個区域内组成一个裙房,同时这种建筑形式在功能上也更加的多样化,建筑的价值和使用价值在这一过程中都得到了有效的提升,但是任何事物都是有两面性的,这种建筑结构也是这样,这种结构呈现出一定的不规则形,这样就使其在施工的过程中会遇到一定的障碍和难题,所以相对于常见的建筑结构形式而言,其稳定性也要更差。所以在设计中一定要采取相应的措施来保证设计和施工的质量。在工程的设计工作中,大底盘多塔楼高层建筑结构在设计中主要分成两个部分,一个部分是大底盘结构顶层楼板的镶嵌端,一般来说,如果一个住宅带有地下停车场就说明其是这样的结构,第二种就是大底盘结构不能作为底层的结构的住宅建筑,这种建筑结构在一些大型的商场或者是服务机构比较常见。
2、大底盘多塔楼高层建筑结构的设计要点
在上文的阐述当中对大底盘多塔楼高层建筑的特点以及结构形式和商业用途都进行了相关的阐述,我们也可以了解到这种建筑的结构形式在形式的复杂性和稳定性上都非常大,所以在施工的过程中需要建设的工程量非常大,在技术方面也存在着一定的多样性,它是一种超长和超宽的建筑结构形式,这种建筑结构是非常不规则的,所以在设计的过程中也存在着一定的难度,在设计的过程中主要要注意以下几个问题。
2.1 解决地基基础不均匀沉降问题
对这种建筑结构形式来说, 建筑的高度比较大,同时层数也相对较多,所以地基所承受的栽种也相对较大,但是大底盘的其他部分所产生的荷载相对较少,所以在地基基础的设计中一定要注意其稳定性,这种结构形式在地基沉降方面也存在着非常大的差别,所以在该结构设计的过程中应该加强对两者沉降差值的计算,设计人员根据计算出来的具体情况来确定具体的设计对策到底是放还是抗,通常我们所说的“放”就是指各塔层和底盘的沉降分界线设置后浇带,然后再对这两部分的沉降量进行有效的观测,直到两个部分的沉降量基本达到了相应的标准和要求的时候再对其进行下一部分的设计。这种方法在设计中存在着一定的不足,其中最为明显的就是沉降量达到稳定状态需要非常长的时间,所以也使得整个工程需要非常长的施工周期,同时该建筑结构的复杂性也非常强,所以在施工的过程中也会造成非常严重的障碍和困难,所以通常施工单位不会选择这样的施工方案。通常我们所说的“抗”就是指不设置沉降后浇带,而是设置能够满足相关荷载要求的配筋,同时还要配备增强结构整体的强度,在设计的过程中一定要将结构构件之间存在的一些负面影响予以充分的考虑,这种施工方法能够更好的保证施工的质量,同时还能够缩短施工的周期,但是在保证施工质量的同时,这种设计方案会大大增加施工过程中需要的成本。所以在施工的过程中一定要将这几个问题予以充分的考虑,这样才能更好的在保证施工质量的同时也很好的保证施工成本在合理的范围之内,提高了施工企业的经济效益,所以在设计中要权衡利弊,从而找到最好的设计和施工方案。
2.2 限制建筑材料,加强检质量检测
地下室部分的混凝土强度等级建议控制在C30左右,水泥用量控制在250Kg左右,水泥品种不宜用矿渣水泥,条件许可,可以添加20%粉煤灰,由此来减小由于大体积混凝土浇筑而引起的结构水化热,控制结构裂缝的提前开展。
2.3 结构设计与施工方面
构件受力计算、裂缝控制、构造钢筋的设计和特殊部分附加钢筋设置,均应符合有关技术规定;底板宜一次浇注完成,基坑范围内持续降水至底板下500mm,施工阶段设后浇带,顶板和侧墙可不连续设置,侧墙后浇带间距30米左右,顶板后浇带间距50-60米。墙体与柱子连接部位宜插入长度1500-2000mm,由8-10的加强钢筋,插入柱子200-300mm,插入边墙1200-1600mm,其配筋率应提高10%-15%。楼板宜配置细而密的构造钢筋网,钢筋间距宜小于150mm, 配筋率宜为0.6%左右;现浇补偿收缩钢筋混凝土防水顶板应配置双层钢筋网,构造钢筋间距小于150mm,配筋率宜大于0.5%。
2.4 抗震设计方法
由于大底盘多塔楼的高层建筑结构形式较为复杂,且其稳定性也较差,因此在设计中必须要充分考虑到建筑的抗震性能。对于大底盘多塔楼的高层建筑结构进行抗震设计的方法一般有两种形式,即振型分解反应谱法和动力时程分析法。其具体的分析如下所示:
2.4.1 振型分解反应谱法。对于传统的单串联刚片体系,在刚度和质量分布较为均匀时,其振型参与系数随振型阶数的增加而迅速减小,即高阶振型比低阶振型对结构的地震作用要小得多,一般取前几阶振型即能满足地震作用的计算精度的要求。但对于多塔结构,此规律不复存在,某些甚至较多的低阶振型的参与系数很小甚至为零,而某些高阶振型的参与系数却很大,这对计算多塔结构的地震作用时的振型选择有很大的关系。
2.4.2 动力时程分析法。由于构件及楼层的屈服模型和退化规律非常复杂,高层结构的弹塑性时程分析还处于研究阶段。目前工程设计中应用较多的是结构的弹性时程分析,对于多塔楼这种复杂结构,由于自由度很多,加之在进行逐步积分时积分次数很多,按空间模型进行动力积分计算量比较大,目前只有一些结构的通用分析软件可用,而结构工程设计软件则采用的是基于“平面分块元限刚假定的层模型,层模型刚度矩阵的阶数很低,相应的计算量也很小,每步的积分计算速度很快”。在弹性阶段,可采用基于振型分解的时程分析方法。对于多塔结构,由于存在大量参与系数很小的低阶振型,在采用这种分析方法时,应选择足够多的振型进行积分。
3、结论
综上所述,大底盘多塔楼的高层建筑结构形式具有较多的功能特点,是一种适合现代城市发展建设的建筑结构。但由于该结构较为复杂,所涉及到建筑设计技术较多,考虑问题也需要更加全面。本文中提出了几项设计要点,是在笔者的工作经验的基础上总结出来的,希望能够起到一定的参考作用。当然,在实际的工程设计中,还有很多方面和事项都需要设计人员加强重视,严格把关每个设计细节,确保大底盘多塔楼高层建筑的设计方案能够满足科学性、技术性、合理性和安全性、经济性等多种要求。
参考文献
[1] 王作荣.谈高层建筑结构设计的要点[J].企业科技与发展.2010(16).
[2] 林建斌.关于地下室顶板作为嵌固端的探讨[J].科技风.2010(15).