高级工程师论文大底盘多塔楼建筑结构设计方法

来源：核心期刊咨询网时间：2016-08-02 14:5812

摘要：这篇高级工程师论文发表了大底盘多塔楼建筑结构设计方法，构建大地盘多塔楼结构在当代非常普遍，论文主要分析了大底盘多塔楼高的设计方法，针对结构特点提出了作者的思考和建议，以下是详细论述。

　　这篇高级工程师论文发表了大底盘多塔楼建筑结构设计方法，构建大地盘多塔楼结构在当代非常普遍，论文主要分析了大底盘多塔楼高的设计方法，针对结构特点提出了作者的思考和建议，以下是详细论述。

　　摘要：在我国社会和经济不断发展的条件下，建筑业也得到了进一步的发展，大底盘多塔楼结构在建筑工程设计中的应用越来越广泛。该结构体系具有的最大优势是可以把建筑功能充分发挥出来，自身综合性非常强，同时其必须解决的问题也不少，所以对其设计方法进行研究是非常必要的。本文主要对大底盘多塔楼具体高层建筑结构的有效设计方法进行分析探讨，提出笔者的思考和建议。

　　关键词：高级工程师论文,大底盘多塔楼,建筑结构,设计方法

　　引言

　　现阶段，我国高层建筑工程正在逐渐往多元化功能方向发展，特别对于大型建筑工程，构建大底盘多塔楼结构十分普遍。大底盘多塔楼主要指在高层建筑工程底部构建一个大底盘，并且在建筑上部设置多个楼塔作为工程主体结构。若在实际设置的时候，利用大底盘形式把建筑上部所有楼层有效连接起来，则该结构就是大底盘多塔楼相应连接结构。对于该结构，如果建筑工程底部大底盘上的塔楼数超过两个，则该多塔楼结构将变得十分复杂，同时还会出现扭转振动力，诱发这种力产生的原因是实际施工中没有合理布置这一结构，建筑工程垂直刚度发生改变等。

　　1大底盘多塔楼高层建筑工程结构体系

　　大底盘多塔楼在高层建筑工程结构体系(见图1)所具有的主要特征为：不同独立高层建筑工程底部存在一个大裙房，也就是大底盘[1]。这种大底盘多塔楼具体结构在其大底盘上1层会出现突然收进现象，是一种垂直不规则结构;如果大底盘上存在2个或者是多个塔楼，那么其结构振型就非常复杂，同时出现扭转振动。所以，若没有有效布置结构，出现垂直刚度突变问题，其高振和扭转振动造成的影响就将更加严重。对这种建筑结构进行设计的时候，可以分成下列结构类型：1)该结构顶层楼板能够作为上部多塔楼相应嵌固端：一般建有地下停车位的居民住宅小区大部分都是这种类型。2)该结构顶层楼板不可以作为上部多塔楼相应嵌固端：这类结构形式一般在下部裙楼当做商场或者是服务用房、建筑上部塔楼属于办公区域或者是商住功能具有较强综合性的建筑工程中非常常见。设计时不少建有地下车库的住宅以及商业建筑在设置大底盘顶层后，就会在其上部设置抗震缝，将工程结构分成不同塔楼进行设计;同时，如果塔楼处于地下室相关范围内，可以增加垂直构件截面尺寸，增强抗侧刚度，确保大底盘顶层楼板能够当做上部塔楼相应嵌固层。这样的结构属于第一种多塔楼结构，整个设计过程比较简单，并且构造措施也非常常规[2]。可是某些特殊情况下，因为建筑立面或者是功能方面的特殊要求，这种结构超过地面的相应裙房部分不可以设置抗震缝，也就是裙房部分依然属于整体大底盘，就应该按照功能要求将裙房以上结构合理分成多个塔楼，该类结构裙房顶层所具有的抗侧刚度通常不会显著大于相邻上部塔楼所具有的抗侧刚度，因此该类结构形式就是第二种结构，也就是结构顶层楼板不可以当做上部多塔楼结构相应嵌固端，结构比较复杂，进行设计的时候应该认真计算分析。

　　2大底盘顶层楼板能够当做上部多塔楼结构嵌固端

　　某居民住宅小区，其地下2层属于地下车库，而其地下1层属于自行车库，同时地上有4栋11层的相应剪力墙结构，其抗震设防烈度为6度，地震力加速度为0.05g，所在场地类别属于Ⅳ类，建筑地基基础设计所处等级为丙级，工程短肢墙抗震等级为3级，此外，其框架抗震等级为4级。因为这种高层住宅地下室自身抗侧刚度非常大，属于大底盘多塔楼工程结构，对其结构进行初期设计的时候，首先需要判断多塔楼嵌固端所在部位，对于大底盘地下室垂直构件范围，确定是从大底盘顶层逐渐往外扩大底盘相应层高范围这一区域。通过结构计算软件SATWE来深入分析计算，最后获得大底盘层不同方向抗侧刚度是：RJX=2.7828E+07(kN/m)，RJY=7.5515E+06(kN/m)，上部塔楼1层不同方向抗侧刚度为：RJX=3.5976E+06(kN/m)，RJY=2.3666E+06(kN/m)，通过对比知道，大底盘层抗侧刚度要大于上部塔楼1层抗侧刚度2倍，所以能够将大底盘顶层楼板当做上部多塔楼结构相应嵌固端。将其当成单独塔楼模型进行计算的时候，能够计算获得具体振动周期是T1=1.6154，其中平动系数值为1.00(0.00+1.00)，相应转角值为90.20;振动周期T2=1.3810，其中平动系数值为0.99(0.99+0.00)，相应转角值为0.99;振动周期T3=1.2555，其中平动系数值为0.01(0.01+0.00)，相应转角值为179.08。把所有塔楼输入建立整体模型的时候，分析并且观察振型，得到2号楼振动属于第1、第5、第9振型，最后计算得到的振动周期是Tl=1.5559，其中平动系数值为1.00(0.00+1.00)，相应转角值为89.85;振动周期T2=1.3375，其中平动系数值为0.95(0.95+0.00)，相应转角值为0.12;T3=1.2319，其中平动系数值为0.05(0.05+0.00)，相应转角值为179.36。对比以上两种计算模型最终周期特性具体计算结果，能够知道2号楼在上述两种计算模型中不同振型扭转现象、周期长度以及结构转角均十分接近，也就是采用单塔楼模型输入方式以及多塔楼整体模型相应输入方式对不同塔楼本身而言具体振动特性非常相似。同时，依据整体模型具体震型震动结果可知，大底盘层和塔楼结构构件相隔很远的振动幅度比较小，即水平力作用条件下，塔楼不会给大底盘层和塔楼位置相隔很远的构件造成严重影响[3]。所以，在符合大底盘顶层属于上部塔楼嵌固层具体要求下，不同塔楼是能够拆开完成结构计算分析过程的，该类计算假定以及简化与工程结构具体受力情况一致，最终计算结果也能够用于后续设计工作的。同时，想要确保大底盘顶层楼板具有足够嵌固功能，就一定要确保大底盘顶层平面范围内刚度非常大。构造配筋上一般采取双层双向拉通方式设置板配筋，其中配筋率≥0.3%。对于落地剪力墙配筋，不仅需要达到计算要求，同时还必须超过相应位置上部剪力墙中所设置的配筋1.1倍[4]。

　　3设计要点

　　1)对于地基基层出现的不均匀沉降现象来说，因为高层建筑工程总高度非常高，并且层数比较多，所以在其上部建立塔楼就会使全部承载力均被传至地基部分[5]。可是大底盘别的部位层数却比较少，相应的，从其上部传至地基的相应承载力也不大，因此，和大底盘结构别的部位进行比较，塔楼部位基础实际地基应力非常大，这个时候建筑工程地基沉降也存在十分显著的差异。所以，相应设计人员进行设计的时候，应该通过不同计算方案来运算以上两者具体沉降值，同时应该对建筑外界相关影响因素进行充分有效的考虑，采取这种方法，可以对地基部分产生的沉降问题进行合理有效的解决。2)实际施工的时候，应该严格挑选建筑施工材料，同时对其用量进行合理控制[5]。想要给地下室建设质量带来一定保障，就应该严格控制混凝土自身强度等级，即在调配混凝土材料的时候，应该严格管控水泥用量以及水泥规格，以此来有效降低实际浇筑混凝土的时候因为水泥产生的水热化作用造成的影响，同时对大底盘结构产生的裂缝进行合理控制。3)设计人员需要对大底盘顶板具体温度应力以及构件位置等进行全面考虑，能够结合本地区具体特点合理设定温度差，定性计算分析大底盘顶板具体温度应力，准确找出板内存在的高应力区，考虑是否实施预应力预压技术以及别的有效抵抗这种温度应力的措施，也可以分区释放相应温度应力，有效处理顶板裂缝问题，并且提供详细基本定性数据。

　　4结语

　　通过整理大底盘多塔楼这种高层建筑工程的具体结构体系，进一步对大底盘多塔楼这种高层建筑工程的具体结构进行了计算分析，最后得出的结论是其对工程设计的实际参考价值非常大。对于高层建筑工程来说，其大底盘顶层楼板能够作为建筑工程楼塔主体结构里面的连接层，其本身是普通建筑结构，因为塔楼结构对这种大底盘结构造成的影响不大，所以设计人员为了达到高层建筑结构具体要求，就应该把高层建筑工程上部塔楼有效拆开，再对其进行整体运算以及综合分析，通过这种方式才可以使大底盘多塔楼具体机构与建筑工程结构具体受力情况相符。

　　参考文献：

　　[1]李廉锟.结构力学[M].北京：高等教育出版社，2011.

　　[2]柯安.谈大底盘多塔楼高层建筑结构[J].工程建设与设计，2012，(07)：68-70.

　　[3]钱元灵.基隆大厦大底盘双塔楼结构设计分析[J].甘肃工业大学学报，2010，33(02)：131-132.

　　[4]陈杰，王静，邱鸿.大底盘建筑的基础设计[J].工程质量，2009.31(09)：293-294.

　　[5]郗俊玲.高层建筑结构主体与裙楼非独立布置方案研究[D].西安理工大学硕士学位论文.2008.

　　作者：徐祖林 单位：上海市建工设计研究院

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