[2017年整理]对大底盘多塔高层建筑结构设计探析.docVIP

该HYPERLINK /毕业论文来自星论文网，查阅更多论文请上 HYPERLINK 。 对大底盘多塔高层建筑结构设计探析 【摘要】大底盘多塔高层建筑是20世纪末出现的一种结构形式,将各部分不同功能的建筑同建在一个大的空间底盘上,这样底盘上下能创造一个较为宽松的商业空间或共享空间,从而满足了投资者多功能的使用要求,并能获得占地面积小、容积率高等显著的经济效益。结构整体分析时嵌固端的确定、地基基础设计中的差异沉降控制、超长地下室的防开裂措施,是大底盘多塔高层设计中的重要性技术问题。 【关键词】大底盘多塔楼；高层建筑；结构设计 目前,高层建筑正日益向多功能方向发展,为满足建筑体型多样化和建筑多功能要求,大底盘多塔楼结构形式越来越多地被采用。通常整个小区为多栋高层或小高层建筑,为满足使用功能要求,在地下通过一层或两层地下车库连为整体构成大底盘结构。结构整体分析时嵌固端的确定、地基基础设计中的差异沉降控制、超长地下室的防开裂措施,是大底盘多塔高层设计中的重要性技术问题。 1 嵌固端的选择与相关措施 高层建筑在结构分析计算之前必须首先确定结构嵌固端所在位置。当结构刚度较大,地下室层数较少时,对嵌固端以上部分进行单独的结构分析,除周期以外的结构控制指标以及相应地上部分的受力分析结果和实际情况差别并不大。而在多层地下室情况下,若忽略地下室影响单独取各塔结构分析,其计算结果和配筋数据是偏于不安全的,则要以整体模型为工程设计依据。 对于地下室层数较少的情况,最好的办法是使各单体在地下室顶面嵌固,避免成为多塔复杂结构。 《高层建筑混凝土结构技术规程》中关于嵌固端的要求:“高层建筑结构计算中,当地下室顶板作为上部结构嵌固时,地下室的楼层侧向刚度不应小于相邻结构楼层侧向刚度的2倍。”[1]《建筑结构抗震规范》要求:“地下室顶板作为上部结构的嵌固部位时,应避免在地下室顶板开洞口,并应采用现浇结构,其楼板厚度不宜小于180mm,混凝土强度等级不宜小于C30,应采用双层双向配筋;且每层每个方向的配筋率不宜小于0.25%。”[2]由规范可知:将地下室顶板作为上部结构的嵌固部位需要考虑两个方面的问题,一是地下室与地上1层的侧向刚度比要求,另一方面是地下室顶板的刚性要求。 一般情况下,这些控制条件较容易满足。当地下室不能满足嵌固部位的楼层侧向刚度比规定时,可通过增大竖向构件的截面和增加构件的数量来加大地下室楼层的侧向刚度。如主楼范围以内的侧向刚度无法满足时,把地下室向两个水平方向分别取地下室一层层高的2倍作为计算地下室刚度的有效范围是可行的,引起的误差处于工程允许的范围内[3]。一般情况下,可近似地计入沿主楼周边外扩一跨,或45°线延伸至底板范围内的竖向构件的抗侧刚度。 当地下室侧向刚度达到一定要求以后,对上部结构的嵌固作用还取决于地下室顶板的刚性条件,厚度与开洞率都影响着顶板的刚性。当楼板厚度大于180mm以上,可按刚性假定计算;当地下室顶板的开洞率超过30%,自身刚度会有明显的削弱,楼板弹性和刚性的计算结果差异增大,不宜采用楼板刚性假定来计算结构内力与位移,因此,尚应保证地下室顶板的开洞率不大于30%。 由于室外地面绿化的需要,主楼以外的地下室顶板往往因建筑需要而降低,导致主楼内外地下室顶板标高不一致。对此,如果能满足侧向刚度且地下室的楼板及梁、柱及剪力墙满足地下室顶板作为上部结构嵌固部位的要求的前提下,可以按嵌固来考虑,但应保证剪力的传递以及注意错平处梁的受扭问题。采用图1所示的处理措施一可有效地避免抗震薄弱部位的出现,特别是地下室高差交接处柱剪力会大大降低。如室内外高差过大,应用于工程中的做法有图2所示的处理措施二,沿周边一跨抬升地下室顶面梁板,使与主楼区域顶板高差不大于一个梁高。对于此做法的有效性可作进一步研究。 2 地基基础设计的差异沉降控制 土体是一种非弹性匀质扩散体,大底盘多塔楼结构主楼的荷载传递于相邻处基础,以塔楼区域为中心,通过基础沿径向向外扩散,但扩散范围有限,传递的数值自一跨外明显降低。 在高层建筑、地基与基础的相互作用下,由于基础对高层建筑荷载的扩散作用,存在一个以塔楼为中心的“共同作用有效范围”。以各塔楼下面一定范围的区域为沉降中心,基础沉降变形各自沿径向向外衰减,并在共同的影响范围内相互叠加;地基反力也是以各塔楼下面某一区域为中心,通过塔楼的裙房基础沿径向向外扩散,并在共同的荷载扩散范围内相互叠加。当需要减薄裙房筏板厚度以节省材料时,或者设置后浇带以调节基础筏板变形时,变截面位置或后浇带位置应设在“有效共同作用范围”外,通常将该范围界定在主楼沿周边扩一跨外。 大底盘多塔楼结构由于高层主楼与裙房或地下车库的基础连接成整体时,相互间的差异沉降是关系到结构安全的关键性问题。《高层建筑混凝土结构技术规程规定高层建筑的基础和与其相连的裙