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大底盘多塔楼高层建筑结构的设计研究

张文强
  
安家(建筑与工程)
2022年8期
山东建筑大学设计集团有限公司 山东 济南 250013

摘要:近年来,随着城市建设速度的提高,我国建筑业面临着新的挑战。城市建设用地的短缺促进了高层建筑建设的发展,高层建筑可以在有限的空间内最大限度地发挥建筑的使用面积和功能要求。大底盘多塔高层建筑在建筑工程中得到了广泛应用。随着我国高层建筑的大规模建设,高层建筑的类型在外观和功能上逐渐趋于多样化。在建筑工程中,大底盘多塔高层建筑是比较复杂的大型建筑。由于底部区域设置成大底盘的形状,许多类型的塔主要设计为上部的建筑主体。本文主要总结了大底盘多塔楼高层建筑的特点,分析了我国高层建筑的设计方法。

关键词:建筑结构;高层建筑;大型建筑;大底盘多塔楼

引言:

高层建筑在当今社会建筑结构体系中占有非常重要的地位,而该建筑体系中具有代表性的大底盘多塔楼高层建筑结构在我们的实际生活中发挥着重要的建设性作用,以其独特的振型进一步加强了相应的建筑稳定性,这也是高层建筑迫切需要提高的水平。因此,这种建筑体系的创新和完善已经成为当今建筑体系建设的重点,我们应该认真对待这种建筑类型的弊端,在实际的建筑建设中尽量避免,这就要求我们对这种建筑的实际建筑体系有一个全面的了解。

1大底盘多塔楼高层建筑结构特点

大底盘多塔高层建筑由于其大底盘的巨大结构优势,可以选择多种建筑功能,因此大底盘高层建筑具有很高的应用价值。然而,它的结构复杂,也有一些缺点。由于其不规则的竖向结构,其振动模态相对复杂,无法保证其稳定性。在结构设计过程中,设计人员需要根据相关标准进行科学设计,以保证其足够的稳定性。设计师可以将建筑的顶层设计成多塔塔楼的嵌入端,可用于配有地下停车场的住宅小区和大型写字楼。设计师也可以选择不使用地下室顶层作为上部塔楼的预埋端,可以在建筑物下部作为商场,上部作为办公区等综合性建筑中使用这种设计方法。在设计过程中,设计人员还需要根据施工现场的实际情况和建筑的功能,对设计方案进行详细的分析和论证。

2大底盘多塔楼高层建筑结构设计

与其他普通高层建筑相比,大底盘多塔高层建筑的施工技术要求更加严格,工程量更大,工期更长。由于建筑结构的不对称性,建筑整体长而宽的特点,整体建筑设计有很大的设计难度。设计师在进行结构设计时,需要准确控制建筑设计中的难点,通过对关键部位的精确设计来保证建筑的设计质量。

2.1预埋端头的选择及相关措施

设计人员在进行高层建筑结构设计之前,需要对整个结构进行准确的计算分析,以确保建筑结构的嵌固端能够有效保证高层建筑的稳定性。相关设计规范还要求在选择预埋端时,建筑的地下室顶板可作为建筑的上部整体预埋端。在设计中,还需要保证高层建筑的侧向刚度大于其相邻结构的楼板刚度,以保证建筑的稳定性。在设计过程中,需要根据建筑所在地的实际情况选择抗震参数。可以采用现浇结构来保持混凝土楼板的强度,尽量避免在建筑物的地下室顶板上开洞。如果地下室顶板上的开孔无法避免,应加强开孔的周边,以确保水平地震力的顺利传递。在加固设计中,要保证建筑物各层的配筋率控制在合理的范围内,同时可以设计成双层双向加固方式,提高建筑物的稳定性。利用地下室顶板作为建筑物上部结构嵌固端的设计,需要充分考虑地下室顶板的刚度,同时也需要严格控制建筑物的侧向刚度。

2.2解决地基不均匀沉降问题

由于高层建筑底盘大、塔楼多,塔楼位置较高,整体层数较多,要求高层建筑的基础位置具有较强的承载力和变形能力。同时,由于高层建筑中楼层较低的塔楼对建筑地基承载力的要求较小,高低楼层之间的承载要求不均匀导致建筑地基沉降。设计人员需要在设计过程中充分考虑可能出现的基础沉降因素,并制定有效措施加以解决。在施工过程中,可以利用附加钢筋全面提高高层建筑的整体结构剪力,从而提高建筑物的抗沉降性能。设计人员在采用这种方法进行防止基础沉降设计时,还应考虑提高建筑结构的剪力对其他结构的影响。设计人员还可以在大底盘与塔楼连接位置设计后浇带,观察两部分的沉降差异,准确计算相关数据,结合计算结果合理分配配筋。设计人员在计算沉降量和沉降差时,需要使用至少两种不同的计算方法,以保证计算数据的科学性和准确性。由于其建设周期长,会导致高层建筑整体结构的复杂性。因此,设计人员在采用这种方法进行设计时,需要充分考虑工程量和工期。当采用加固补强来提高高层建筑的承载力时,增加钢筋会缩短工期,但会增加工程造价。因此,设计人员需要根据项目的实际情况制定合理的设计方案。为解决地基差异沉降问题,基础设计应合理选择基础形式,协调差异沉降。

2.3搞好质量检查。

设计师在选择建筑材料时,需要清楚地了解适合大底盘多塔楼高层建筑的建筑材料。部分建筑材料的指标虽然能有效满足建筑工程的施工要求,但在大底盘、多塔楼的高层建筑施工中,并不能有效满足相关的施工要求。因此,设计人员需要对所选材料进行精确计算,以确保其能够有效满足工程建设的需要,然后再进行选择。在设计方案中,要明确标注高层建筑建筑材料进场的质量监督。对进场材料进行科学的质量检验和设计,严格要求不符合相关标准和质量的建筑材料进入施工现场。要求大底盘多塔楼高层建筑施工所用混凝土必须达到C30。同时,要制定严格的水泥质量监管设计,对水泥的用量和品种进行有效监管。在施工中可以在水泥中填充适量的粉煤灰,有效减少水化发热现象,保证混凝土不会开裂。

2.4结构设计和施工

大底盘多塔楼高层建筑的结构设计是整个建筑工程的重中之重。建筑物的结构设计和加固设计需要结合相关建筑施工设计标准进行科学设计。在设计过程中,还需要明确建筑的各种设计标准,以保证整个设计过程能够严格按照相关标准执行。在建筑楼板浇筑设计过程中,设计人员需要保证整个浇筑过程是连续不间断的,在已浇筑的基坑内降水时,整体水位要低于楼板50cm。如果设计人员选择设置后浇带的施工方法进行施工,需要保证整个施工过程中屋面和侧墙处于不连续状态,以保证后浇带能够有效利用,地下室区域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。高层建筑楼板设计过程中,要保证配筋符合规范要求,同时要保证钢筋间距不大于15cm,配筋率符合规范要求。

2.5抗震设计方法

在大底盘多塔高层建筑的抗震设计中,设计人员可以应用以下两种方法:(1)振型分解反应谱法。在高层建筑中,如果单系列钢板的质量分布比较均匀且具有一定的刚度,则振型参与系数会随着振型阶数的增加而逐渐减小。但在多塔建筑结构中,这一规律在多塔结构中无法表现出来。(2)动力时程分析法。由于大底盘多塔高层建筑构件和楼层规则复杂,高层结构的弹塑性时程分析还处于不成熟阶段。因此,在结构设计中通常采用结构弹性时程分析。这种设计方法可以有效地满足多塔复杂结构的需要。由于其空间模型的动力积分计算量大,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

一般来说,大底盘多塔楼的高层建筑设计需要科学的分析。在现代建筑工程中,任何新的建筑结构都需要相关设计人员结合原有的施工经验进行科学研究,以确保最佳的设计技巧能够有效地应用到实际的设计工作中。通过不断的研究,可以保证大底盘多塔楼高层建筑设计的科学性和合理性,从而提高建筑的整体质量。大底盘多塔楼高层建筑通常结构平面不规则,位移比过大,导致设计超限。因此,需要进行超限审查和论证。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

[1]肖艳.浅谈大底盘多塔楼高层建筑结构[J].科技信息,2017(3):327-327.

[2]陈文鹏,刘佳.大底盘多塔楼高层建筑结构的设计分析[J].科学与财富,2013(3):310-310.

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