多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計要點淺析

摘 要：本文針對近年來出現(xiàn)的大型商業(yè)綜合體多塔結(jié)構(gòu)，結(jié)合規(guī)范和實際工程經(jīng)驗，提出多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計需要關(guān)注的設(shè)計要點，對多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計提供參考。

關(guān)鍵詞：多塔結(jié)構(gòu)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；構(gòu)造措施

近年來，大型商業(yè)綜合體建筑越來越多，商業(yè)綜合體一般地上四五層大型商場，以上寫字樓或住宅，寫字樓或住宅形成幾個塔樓，底部商場形成塔樓的大底盤。多塔樓結(jié)構(gòu)的主要特點是，在多個高層建筑的底部有一個連成整體的大裙房，形成大底盤，即大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)。當(dāng)一幢高層建筑的底部設(shè)有較大面積的裙房時，稱為帶底盤的單塔結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)是多塔樓結(jié)構(gòu)的一個特殊情況。對于多個塔樓僅通過地下室連為一體，地上無裙房或有局部小裙房但不連為一體的情況，一般不屬于 《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》所指的大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)。此時，若將結(jié)構(gòu)嵌固部位設(shè)在地下一層底板上，一般也不屬于大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)。多塔結(jié)構(gòu)大致可以分為三類：（l）一般多塔結(jié)構(gòu)，在多棟高層建筑的底部有一個連成整體的大裙房（含地下室）形成大底盤。這類多塔結(jié)構(gòu)在住宅小區(qū)和商住綜合樓建設(shè)中應(yīng)用十分普遍。（2）帶縫多塔結(jié)構(gòu)，由于設(shè)計需要，建筑結(jié)構(gòu)被伸縮縫、抗震縫和沉降縫等分成若干部分。（3）復(fù)雜多塔結(jié)構(gòu)，在多塔結(jié)構(gòu)中含有其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)，如帶轉(zhuǎn)換層、帶加強(qiáng)層、連體、錯層等。大底盤多塔樓屬于復(fù)雜高層結(jié)構(gòu)，其抗震設(shè)計要比一般高層建筑復(fù)雜，結(jié)構(gòu)設(shè)計時，進(jìn)行概念設(shè)計的同時，抓住其主要控制參數(shù)和采取有效的抗震構(gòu)造措施是關(guān)鍵。

1 抗震等級的確定

結(jié)構(gòu)抗震等級一般根據(jù)抗震設(shè)防分類、本地區(qū)抗震設(shè)防烈度、結(jié)構(gòu)類型及結(jié)構(gòu)高度來確定，《規(guī)范》沒有單獨對多塔結(jié)構(gòu)的抗震等級進(jìn)行劃分，結(jié)構(gòu)設(shè)計時，應(yīng)根據(jù)塔樓及底盤結(jié)構(gòu)形式確定其抗震等級。一般多塔結(jié)構(gòu)，如剪力墻全部落地的商住樓，其抗震等級可按剪力墻的抗震等級確定；剪力墻部分落地的框支剪力墻結(jié)構(gòu)，其抗震等級應(yīng)按部分框支剪力墻結(jié)構(gòu)的抗震等級確定；塔樓為框架-剪力墻結(jié)構(gòu)或核心筒結(jié)構(gòu)的寫字樓、賓館等建筑，其抗震等級應(yīng)按塔樓結(jié)構(gòu)確定抗震等級，與塔樓連為整體的裙房的抗震等級，除應(yīng)按裙房本身確定外，相關(guān)范圍不應(yīng)低于主樓的抗震等級。帶縫多塔結(jié)構(gòu)，由于用變形縫將塔樓與裙樓分開，塔樓的抗震等級按塔樓本身確定，裙樓抗震等級也按裙樓本身的抗震等級確定。復(fù)雜多塔結(jié)構(gòu)，應(yīng)根據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜類型確定其抗震等級。

2 塔樓偏置問題

塔樓的平面布置相對于底盤應(yīng)對稱布置，各塔樓層數(shù)宜接近，減小塔樓質(zhì)心與底盤質(zhì)心的偏心距。《高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》10.6.3條中規(guī)定，\"抗震設(shè)計時，各塔樓的層數(shù)、平面和剛度宜接近；塔樓對底盤宜對稱布置；上部塔樓結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心與底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的距離不宜大于底盤相應(yīng)邊長的20%\"。在地震作用下，偏置塔樓會對整體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)作用，并對基礎(chǔ)產(chǎn)生偏心壓力，使整體結(jié)構(gòu)受力復(fù)雜，增加整個建筑物的建造成本，根據(jù)《超限高層建筑工程抗震設(shè)防專項審查技術(shù)要點》，結(jié)合地方規(guī)定，內(nèi)蒙地區(qū)超限工程審查要點中規(guī)定，底盤上部單塔結(jié)構(gòu)的質(zhì)心或多塔結(jié)構(gòu)的綜合質(zhì)心相對于底盤質(zhì)心的偏心率大于20%時屬于超限工程，需進(jìn)行超限專項審查。

3 嵌固端的選擇

多塔結(jié)構(gòu)在結(jié)構(gòu)分析計算之前必須首先確定結(jié)構(gòu)嵌固端所在位置。多塔結(jié)構(gòu)的嵌固端可選擇在地下室頂板或大底盤頂板，到底選擇地下室頂板作為結(jié)構(gòu)嵌固端還是大底盤頂板作為嵌固端，主要從以下幾個方面判斷：

3.1 嵌固端上下層的剛度比，嵌固端上下層剛度比應(yīng)滿足以下要求：嵌固端下一層側(cè)向剛度與嵌固端上一層側(cè)向剛度的比值不宜小于2，也就是作為結(jié)構(gòu)嵌固端，嵌固端下一層的側(cè)向剛度要大于嵌固端上一層側(cè)向剛度的2倍是比較合理的。

3.2 嵌固端的抗側(cè)移能力，當(dāng)?shù)叵率翼敯遄鳛榍豆潭藭r，地下室頂板周圍回填土對地下室有很好的側(cè)限，當(dāng)大底盤頂板作為嵌固端時，應(yīng)考慮底盤比塔樓各邊外擴(kuò)2～3跨來滿足外擴(kuò)部分樓板對塔樓投影范圍內(nèi)樓板的側(cè)向約束是合理的。

3.3 必要的構(gòu)造要求，作為嵌固端，樓板應(yīng)避免開大洞，并應(yīng)采用現(xiàn)澆梁板結(jié)構(gòu)，不宜采用無梁樓蓋，其樓板厚度不宜小于180mm，混凝土強(qiáng)度等級不宜小于C30，應(yīng)采用雙層雙向配筋；且每層每個方向的配筋率不宜小于0.25%。

當(dāng)嵌固端不能滿足嵌固部位的樓層側(cè)向剛度比規(guī)定時，可通過增大豎向構(gòu)件的截面和增加構(gòu)件的數(shù)量來加嵌固層的側(cè)向剛度。

4 抗震構(gòu)造措施

塔樓中與裙房相連的外圍柱、剪力墻，從固定端至裙房屋面上一層的高度范圍內(nèi)，柱縱向鋼筋的最小配筋率宜適當(dāng)提高，剪力墻宜設(shè)置約束邊緣構(gòu)件，柱箍筋宜在裙樓屋面上、下層的范圍內(nèi)全高加密；當(dāng)塔樓結(jié)構(gòu)相對于底盤結(jié)構(gòu)偏心收進(jìn)時，應(yīng)加強(qiáng)底盤周邊豎向構(gòu)件的配筋構(gòu)造措施。多塔樓結(jié)構(gòu)的裙房頂層樓蓋起著協(xié)同各塔樓共同工作的作用。由于塔樓與塔樓之間的相互作用，將在裙房屋面層樓板中產(chǎn)生較大的水平拉壓力和彎矩，因此應(yīng)加強(qiáng)裙房屋面層梁板的剛度和承載力，并加強(qiáng)其與各塔樓之間的連接構(gòu)造，裙房頂層樓蓋上下各層樓板也應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施。

5 結(jié)語

在多塔結(jié)構(gòu)設(shè)計中，應(yīng)注意以下幾個要點：

5.1 做好概念設(shè)計工作。對于多塔結(jié)構(gòu)體系，根據(jù)塔樓本身的結(jié)構(gòu)形式及底盤的結(jié)構(gòu)形式以及塔樓與底盤的相對關(guān)系，分析總結(jié)結(jié)構(gòu)特點和結(jié)構(gòu)難點，找到簡潔可靠的結(jié)構(gòu)處理方法，做出總體結(jié)構(gòu)布置。

5.2 正確確定結(jié)構(gòu)抗震等級、嵌固端位置、基礎(chǔ)形式等結(jié)構(gòu)總體方案。多塔結(jié)構(gòu)計算模型應(yīng)當(dāng)是總體概念設(shè)計的量化和證實，同時應(yīng)能較好地反映結(jié)構(gòu)的實際工作狀態(tài)；對復(fù)雜結(jié)構(gòu)，必須用不同的軟件進(jìn)行分析比較，以判斷計算結(jié)果的正確性。

5.3 在概念設(shè)計和保證整體計算分析的基礎(chǔ)上，針對關(guān)鍵部位進(jìn)行必要的局部分析，對結(jié)構(gòu)局部薄弱部位采取加強(qiáng)措施，滿足各構(gòu)件的抗震構(gòu)造要求，以保證整個多塔結(jié)構(gòu)的可靠性。

參考文獻(xiàn)

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