論多塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計

1、<p><b>　　論多塔樓結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　摘 要多塔樓結(jié)構(gòu)的主要特點在多個多、高層建筑的底部有一個連城整體的大裙房，形成大底盤；針對多塔樓的結(jié)構(gòu)設(shè)計，本文提出個人的設(shè)計觀點以供探討。 </p><p>　　關(guān)鍵詞多塔樓；結(jié)構(gòu)設(shè)計；構(gòu)造；規(guī)定 </p><p>　　中圖分類號：S611文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A </

2、p><p>　　中圖分類號： TU2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：Ａ </p><p>　　1 多塔樓結(jié)構(gòu)定義 </p><p>　　多塔樓結(jié)構(gòu)的主要特點是，在多個多、高層建筑的底部有一個連城整體的大裙房，形成大底盤；當(dāng)1幢高層建筑的底部設(shè)有較大面積的裙房時，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較小裙房但不連為一體

3、的情況，一般不屬大底盤多塔樓結(jié)構(gòu)。 </p><p>　　2多塔樓結(jié)構(gòu)布置和構(gòu)造的有關(guān)規(guī)定 </p><p>　　2.1帶大底盤的多高層建筑，結(jié)構(gòu)在大底盤上一層突然收進(jìn)，屬豎向不規(guī)則結(jié)構(gòu)；大底盤上有2個或多個塔樓時，結(jié)構(gòu)振型復(fù)雜，并會產(chǎn)生復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)振動；如結(jié)構(gòu)布置不當(dāng)，豎向剛度突變、扭轉(zhuǎn)振動反應(yīng)及高振型影響將會加劇。因此，多塔樓結(jié)構(gòu)（含單塔樓）設(shè)計中應(yīng)遵循下述結(jié)構(gòu)布置的要求： </p

4、><p>　　（1）塔樓對底盤宜對稱布置，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%（《高規(guī)》第10.6.1條）。 </p><p>　　1995年日本阪神地震中，有幾幢帶底盤的單塔樓建筑，在底盤上一層嚴(yán)重破壞。1幢5層的建筑，第一層為大底盤裙房，上部4層突然收進(jìn)，而且位于大底盤的一側(cè)，上部結(jié)構(gòu)與大底盤結(jié)構(gòu)質(zhì)心的偏心距離較大，地震中第2層（即大底盤上一層）嚴(yán)重破壞；另1

5、幢12層建筑，底部2層為大底盤，，上部10層突然收進(jìn)，并位于大底盤的一側(cè)，地震中第3層（即大底盤上一層）嚴(yán)重破壞，第4層也受到破壞。 </p><p>　　中國建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所等單位的試驗研究和計算分析也表明，塔樓在底盤上部突然收進(jìn)已造成豎向剛度和抗力的突變，如結(jié)構(gòu)布置上又使塔樓與底盤偏心則更加劇了結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動反應(yīng)。因此，結(jié)構(gòu)布置上應(yīng)注意盡量減少塔樓與底盤的偏心。 </p><p

6、>　?。?）抗震設(shè)計時，帶轉(zhuǎn)換層塔樓的轉(zhuǎn)換層不宜設(shè)置在底盤屋面的上層塔樓內(nèi)，否則應(yīng)采取有效的抗震措施（《高規(guī)》第10.6.2條）。 </p><p>　　多塔樓結(jié)構(gòu)中同時采用帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)，這已經(jīng)是兩種復(fù)雜結(jié)構(gòu)在同一工程中采用，結(jié)構(gòu)的豎向剛度、抗力突變加之結(jié)構(gòu)內(nèi)力傳遞途徑突變，要使這種結(jié)構(gòu)的安全能有基本保證已相當(dāng)困難，如再把轉(zhuǎn)換層設(shè)置在大底盤屋面的上層塔樓內(nèi)，僅按規(guī)范和其他各項規(guī)定設(shè)計也很難避免該樓層在地震中

7、破壞，設(shè)計者必須提出有效的抗震措施。上面介紹的日本阪神地震的震害很值得我們吸取經(jīng)驗教訓(xùn)。 </p><p>　　（3）多塔樓建筑結(jié)構(gòu)的各塔樓的層數(shù)、平面和剛度宜接近（《高規(guī)》第10.6.1條）。 </p><p>　　中國建筑科學(xué)研究院建筑結(jié)構(gòu)研究所等單位進(jìn)行了多塔樓結(jié)構(gòu)的有機(jī)玻璃模型試驗和計算分析說明，當(dāng)各塔樓的質(zhì)量和剛度不同，分布不均勻時，結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)振動反應(yīng)大，高振型對內(nèi)力的影響更為突

8、出。如各塔樓層數(shù)和剛度相差較大時，宜將裙房用防震縫分開。 </p><p>　　（4）結(jié)構(gòu)布置中不允許上述3中不利的結(jié)構(gòu)布置同時在一個工程中出現(xiàn)。 </p><p>　　2.2 多塔樓結(jié)構(gòu)的設(shè)計除需符合《高規(guī)》的各項有關(guān)規(guī)定外，尚應(yīng)滿足下列補(bǔ)充加強(qiáng)措施： </p><p>　?。?）為保證多塔樓（含單塔樓）建筑結(jié)構(gòu)底盤與塔樓的整體作用，底盤屋面樓板厚度不宜小于150

9、mm，并應(yīng)加強(qiáng)配筋構(gòu)造，板面負(fù)彎矩配筋宜貫通；底盤屋面的上、下層結(jié)構(gòu)的樓板也應(yīng)加強(qiáng)構(gòu)造措施。當(dāng)?shù)妆P樓層為轉(zhuǎn)換層時，其底盤屋面樓板的加強(qiáng)措施應(yīng)符合《高規(guī)》第10.2.20條及關(guān)于轉(zhuǎn)換層樓板的規(guī)定（《高規(guī)》第10.6.3條）。 </p><p>　?。?）抗震設(shè)計時，對多塔樓（含單塔樓）結(jié)構(gòu)的底部薄弱部位應(yīng)予以特別加強(qiáng)。多塔樓之間的底盤屋面梁應(yīng)予以加強(qiáng)；各塔樓與底部裙房相連的外圍柱、剪力墻，從固定端至裙房屋面上一層的

10、高度范圍內(nèi)，柱縱向鋼筋的最小配筋率宜適當(dāng)提高，柱箍筋宜在裙房屋面上、下層的范圍內(nèi)全高加密；剪力墻宜按《高規(guī)》第7.2.16條的規(guī)定設(shè)置約束邊緣構(gòu)件（《高規(guī)》第10.6.4條）。 </p><p>　　2.3當(dāng)塔樓為底部帶轉(zhuǎn)換層結(jié)構(gòu)時，應(yīng)滿足《高規(guī)》第10.2節(jié)的各項規(guī)定。 </p><p>　　3多塔樓結(jié)構(gòu)計算的步驟 </p><p>　?。?）多塔樓結(jié)構(gòu)，每個塔樓

11、都有獨立的迎風(fēng)面，在計算風(fēng)荷載時不考慮各塔樓的相互影響。每個塔樓都有獨立的變形，各塔樓的變形僅與塔樓本身因素與底盤連接的關(guān)系和底盤的受力特性有關(guān)，各塔樓之間沒有直接影響，而有通過底盤產(chǎn)生的間接影響。 </p><p>　?。?）多塔結(jié)構(gòu)，也應(yīng)按《高規(guī)》4.3.5條規(guī)定，在考慮偶然偏心影響的地震作用下，在剛性樓板假定條件下，樓層豎向構(gòu)件的最大水平位移和層間位移與該樓層平均值比值，結(jié)構(gòu)扭轉(zhuǎn)為主的第一自振周期與平動為主

12、的第一周期的比值，均應(yīng)符合該條要求。 </p><p>　?。?）位移比控制計算應(yīng)考慮各塔樓之間的相互影響，將各塔樓連同底盤作為一個完整的系統(tǒng)進(jìn)行分析，即采用“整體模型”，各塔樓每層為一塊剛性樓板，各塔樓相互獨立。計算出每個塔樓每層及底盤各層最大水平位移與平均水平位移的比值，最大層間位移與平均層間位移的比值。 </p><p>　　在方案設(shè)計階段各塔樓的位移控制計算也可如同周期比控制計算一

13、樣采用“離散模型”。但大底盤各樓層的位移控制應(yīng)采用“整體模型”。 </p><p>　?。?）周期比控制計算，由于目前沒有計算多塔情況下每個振型的平動因子和扭轉(zhuǎn)因子的方法，只能近似地采用“離散模型”，即將各塔樓分離開進(jìn)行計算。 </p><p>　?。?）多塔結(jié)構(gòu)的構(gòu)件內(nèi)力分析和截面設(shè)計計算時，應(yīng)將各塔樓連同底盤作為一個完整的系統(tǒng)進(jìn)行分析，即采用“整體模型”，同時樓板也應(yīng)根據(jù)具體情況，采用

14、剛性或彈性假定。 </p><p>　　在構(gòu)件內(nèi)力分析時，當(dāng)樓層豎向構(gòu)件最大水平位移和層間位移與平均值比值大于1.2倍時，還應(yīng)按雙向地震作用但不考慮偶然偏心影響進(jìn)行計算。單向地震作用和雙向地震作用均應(yīng)按扭轉(zhuǎn)耦聯(lián)振型分解法進(jìn)行計算。 </p><p>　?。?）采用SATWE分析軟件，“整體模型”計算所得多塔結(jié)構(gòu)的周期是整個結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的周期，一般情況下難以區(qū)分是哪個塔樓的周期。 </p&

15、gt;<p><b>　　參考文獻(xiàn)： </b></p><p>　　[1]GB 50011-2010,建筑抗震設(shè)計規(guī)范[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010. </p><p>　　[2]JGJ 3-2010,高層建筑混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010. </p><p>　　[3]多層及高層建筑結(jié)構(gòu)