大底盘多塔楼高层建筑结构的设计研究

大底盘多塔楼高层建筑结构的设计研究

吴勇

中国南山开发集团重庆公司 400000

摘要：随着我国大规模建设高层建筑，高层建筑的类型逐渐开始趋于外表多样化及使用功能多样化。在建筑工程当中，大底盘多塔楼高层建筑是较为复杂的大型建筑。由于其底部的区域设置成大底盘形状，在上部主要将多种类型的塔楼设计为建筑的主体。本文主要对大底盘多塔楼高层建筑的特点进行概述，同时对我国高层建筑工程中的设计方法进行分析。

关键词：建筑结构；高层建筑；大型建筑；大底盘多塔楼

引言：我国近几年的建筑行业随着城市建设速度的提升而面临着新的挑战，城市建设土地的紧缺促进了高层建筑施工的发展，高层建筑可以在有限的空间内最大限度地提升建筑的使用面积及功能需求。大底盘多塔楼高层建筑在建筑工程中开始被广泛的应用。其最大的特点是建筑由地下室等构成大底盘，内部的塔层数量较多。因此大底盘多塔楼高层建筑在对其结构进行设计的过程中需要面临许多的技术问题。

一、大底盘多塔楼高层建筑结构特点

大底盘多塔楼高层建筑凭借其较大的大底盘结构优点，可以进行多种建筑功能使用的选择，因此大底盘高层建筑具有较高的应用价值。但是其结构较为复杂，也具备一些不利的缺点。由于其竖向结构不规则，导致了其振型相对复杂，进而无法确保其稳定性能。设计人员在进行结构设计过程中需要根据相关的标准进行科学的设计，来确保其具备足够的稳定性。设计人员可以将建筑的顶层楼板设计成多楼塔的嵌固端，可以在住宅小区及配备地下停车场的大型写字楼等建筑中使用该设计方法。设计人员也可以不选择地下室顶层楼板作为上部楼塔嵌固端，可以在建筑下部作为商场，建筑上部作为办公区等综合使用建筑中使用该设计方法。设计人员在设计过程中还需要结合施工现场的实际情况及建筑的功能使用来对设计方案进行细致的分析及论证。

二、大底盘多塔楼高层建筑结构设计

由于大底盘多塔楼高层建筑结构相较于其他普通的高层建筑来说具有较为严格的施工技术要求，且具有较大的工程量和较长的施工工期。其凭借建筑结构不对称，建筑整体较长、较宽等特点导致了整体的建筑设计具备较大的设计难点。设计人员进行结构设计时需要准确的把控建筑设计的难点，通过对重点部位的精准设计来确保建筑的设计质量。

2.1嵌固端的选择与相关措施

设计人员进行高层建筑的结构设计前需要对整体结构进行精确的计算及分析，确保建筑结构的嵌固端可以有效的保障高层建筑的稳定性。相关的设计规范中也要求对嵌固端进行选择时可以选用建筑的地下室顶板作为建筑的上部整体嵌固端。在设计时也需要确保高层的侧向刚度大于其相邻结构的楼层刚度来确保建筑的稳定性。在设计过程中需要结合建筑所在位置的实际情况来进行抗震参数的选取。可以使用现浇结构来保持混凝土楼板的强度，尽量避免在建筑的地下室顶板进行洞口的开设，如果不能避免在地下室顶板开洞则需要对洞口周边进行加强，确保顺利传递水平地震力。在进行配筋设计时需要确保建筑各层的配筋率控制在合理的范围中，同时可以设计成双层双向的配筋方法来提升建筑的稳定性能。使用地下室顶板作为建筑上部结构嵌固端的设计需要充分的考虑地下室顶板的刚度，同时也需要严格把控建筑侧向的刚度。

2.2解决地基差异沉降的问题

由于大底盘多塔楼高层建筑的塔楼位置较高、整体的层数较多，这就需要高层建筑的地基位置具备较强的承载能力和变形能力。同时由于高层建筑中较低层数的塔楼对建筑地基的承载能力要求较小，因此高低层之间不均匀的承载要求导致建筑的地基容易出现沉降问题。设计人员在设计过程中需要充分的考虑可能出现的地基沉降因素，并制定有效的措施来进行解决。可以在施工过程中使用附加钢筋的手段来全面的提升高层建筑整体的结构剪力，以此来提升建筑的抗沉降性能。设计人员使用这种方法进行地基沉降预防设计时还应该考虑提升建筑结构剪力可能对其他结构造成的影响。设计人员也可以在大底盘和塔楼的连接位置设计后浇带来观察两部分连接位置的沉降差，对相关的数据进行精准的计算，结合计算的结果来合理的分配配筋。设计人员进行沉降量以及沉降差等计算时需要使用至少两种不同的计算方法来确保计算数据的科学性及精准性。由于其具有施工工期较长的特点，同时会导致高层建筑的整体结构变得复杂，因此设计人员在使用该方法进行设计时需要充分的考虑施工的工程量及工期等因素。在选择使用加强配筋来提升高层建筑承载力时，增加钢筋虽然会缩短工期，但是会增加较高的施工成本，因此设计人员需要结合项目的实际情况合理的制定设计方案。为解决地基差异沉降的问题，基础设计时应合理的选择基础形式，协调不均匀沉降。

2.3做好质量检测工作

设计人员在进行施工材料的设计选择时需要清楚的掌握适合大底盘多塔楼高层建筑的建筑材料。虽然部分建筑材料的各项指标可以有效的满足建筑工程的施工需求，但是在大底盘多塔楼高层建筑施工中却无法有效的满足相关的施工需求。因此设计人员需要通过对选取材料进行精准的计算，确保其可以有效的满足工程施工的需求后进行选取。在设计方案中需要明确的标注高层建筑施工材料进场的质量监管工作。对进场材料进行科学的质量检测设计，并严格要求不符合相关标准及质量的施工材料进入施工场地。要求大底盘多塔楼高层建筑施工中所使用的混凝土必须达到C30。同时需要制定严格的水泥质量监管设计来对水泥的用量及品种等进行有效的监管。可以在施工的水泥中填入适当的粉煤灰来有效的降低水化发热的现象，确保混凝土不会出现裂缝。

2.4结构设计与施工

大底盘多塔楼高层建筑的结构设计是整个建筑工程当中最为重要的一点。建筑的结构设计、配筋设计等需要结合相关的建筑施工设计标准来进行科学的设计，在设计过程中也需要明确建筑各项设计标准，确保整个设计流程可以严格的根据相关标准来实行。进行建筑底板浇筑设计过程中，设计人员需要确保整体的浇筑过程连续且不间断，浇筑的基坑内进行降水工作时需要确保整个水位低于底板的50cm上。设计人员若选取设置后浇带的施工方法进行施工，需要确保整个施工过程中的顶板和侧墙等处于未连续设置的状态，确保后浇带可以有效的使用，地下室范围的后浇带或膨胀加强带需要设置止水带，避免后期使用时开裂渗水。在对高层建筑的楼板进行设计过程中需要确保配筋满足规范要求，同时需要确保各钢筋之间的距离不大于于15cm同时配筋率满足规范要求。

2.5抗震设计方法

设计人员在进行大底盘多塔楼高层建筑结构的抗震设计过程中可以应用以下两种方法进行设计：(1)振型分解反应谱法。在高层建筑中，单串联钢片设计若质量分布较为均匀，同时具备一定的刚度，那么其振型参与系数会根据振型阶数的增加而逐渐的降低。但是在多塔的建筑结构当中，这项规律并无法在多塔结构中显示。 (2)动力时程分析法。由于在大底盘多塔楼高层建筑当中，构件和楼层等的规律较为复杂，目前高层结构的弹塑性时程分析处于尚未成熟的阶段。因此在结构设计当中通常使用结构弹性时程分析进行设计。这种设计方法可以有效的满足多塔楼复杂结构的需求。由于其空间模型的动力积分计算量较大，因此需要结合一些结构设计分析计算软件进行辅助计算。

结束语

总体而言，大底盘多塔楼高层建筑结构的设计需要进行科学的分析来进行设计。在现代建筑工程中，任何新兴的建筑结构都需要相关的设计人员结合原有的施工经验进行科学的研究，确保可以将最佳的设计技能等有效的应用在实际的设计工作当中。通过不断地学习来确保大底盘多塔楼高层建筑的设计具有科学合理性，以此来提升建筑的整体质量。大底盘多塔楼高层建筑一般会同时出现结构平面不规则、位移比超限制等情况导致设计超限，需要进行超限审查论证，应加强与超限专家组的沟通，确保设计的安全性和经济性。

参考文献

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